Att rensa Kaliforniens skogar från tät igenväxning är ett avgörande första steg för att stävja katastrofala skogsbränder i delstaten. Men skogsrestaurering – oavsett om det sker genom föreskriven bränning eller gallring – kommer till ett högt pris:Dessa behandlingar är inte bara kostsamma, utan att skära ner eller bränna växtlighet kan frigöra lagrad koldioxid, vilket påskyndar effekterna av klimatförändringarna.

En ny analys av forskare vid University of California, Berkeley, ger en färdplan för hur staten effektivt kan minska risken för skogsbränder genom skogsgallring samtidigt som de fortsätter att begränsa sina koldioxidutsläpp.

Genom att skapa en marknad för träd med liten diameter och annan vedartad biomassa - särskilt genom att uppmuntra användningen av "innovativa träprodukter" med lång livslängd, såsom orienterad strandbräda - kan staten både skapa ett ekonomiskt incitament för effektiv skogsförvaltning och förhindra kolet. lagras i denna vegetation från att komma in i atmosfären.

"Det är svårt att hantera våra skogar utan att släppa ut kol", säger studiens första författare Bodie Cabiyo, en Ph.D. kandidat i UC Berkeleys Energy and Resources Group. "Men om vi är riktigt effektiva och försiktiga med hur vi använder träet och investerar i innovativa träprodukter som kan använda avfallsträ, då kan vi uppnå både nettofördelar med koldioxid och minskade skogsbränder i Kalifornien."

2018 åtog sig den tidigare Kaliforniens guvernör Jerry Brown staten att uppnå full koldioxidneutralitet till år 2045, ett mål som kommer att kräva både att minska utsläppen och att investera i kolsänkor, såsom skogar, som kan ta bort befintligt kol från atmosfären. Två år senare åtog sig Kalifornien och U.S. Forest Service gemensamt att förvalta totalt 1 miljon tunnland statlig skogsmark årligen genom gallring, föreskriven förbränning och industriell skörd – behandlingar som kan skicka tillbaka en del av det kolet till luften.

"A många människor pekar på skogar som en källa för att suga ut kol ur luften och inte tillföra kol till atmosfären," sa Cabiyo. "Och även om målet att hantera en miljon hektar per år är fantastiskt och absolut nödvändigt, är verkligheten att en miljon hektar per år kommer att kosta mycket pengar att hantera, och det är fortfarande oklart var de pengarna kommer ifrån."

Medan data är begränsade om exakt hur mycket av statens skogar som för närvarande sköts, uppskattar forskarna att det för närvarande är mycket mindre än målet på 1 miljon tunnland per år. Deras analys visar att, med rätt uppsättning policyer och incitament, skulle användningen av innovativa träprodukter kunna ge både staten och privata markägare nödvändig finansiering för att utöka skogsgallringsbehandlingarna samtidigt som koldioxidutsläppen begränsas.

"Kalifornien har varit i framkant när det gäller både begränsning och anpassning av klimatförändringar", säger seniorförfattaren Daniel Sanchez, en assisterande specialist för kooperativ förlängning vid UC Berkeleys avdelning för miljövetenskap, policy och ledning. "Vi hoppas att vår studie hjälper till att anpassa dessa två mål och visar hur staten kan uppfylla både sina utsläppsminskningsmål och minska risken för skogsbränder, samtidigt som den tillhandahåller ett ramverk för att hantera tempererade skogar över hela världen samtidigt som de försöker möta behoven i ett föränderligt klimat."

Brännhögar lika stora som skolbussar

För att skapa skogar som är mer motståndskraftiga mot svåra skogsbränder, fokuserar skogsförvaltare vanligtvis på att ta bort mindre träd och busk, och lämnar många av de större och mer brandsäkra träden på plats. Men även om större träd kan skördas och säljas till sågverk som timmer, har de mindre trärester som produceras genom skogsgallring ett litet marknadsvärde i Kalifornien och de bränns ofta eller lämnas att förfalla.

"Om du kör genom dessa skogsbehandlingsprojekt kommer du att se massiva brännhögar som kan vara över 20 fot höga - storleken på flera skolbussar - och de bara sitter där och väntar på att bli förbrända," sa Cabiyo. "Det är mycket kol som kommer att gå tillbaka till atmosfären."

Små träd och vedartade rester är dock inte värdelösa. Industrier i andra delar av världen, inklusive sydöstra USA, skapar konstruerat virke genom att blanda trärester med lim och sedan komprimera dem till stora ark. Detta konstruerade virke är tillräckligt starkt för konstruktion, och många hus i Kalifornien är redan byggda med importerat trä, sa Sanchez.

Trärester kan också omvandlas i biobränsleanläggningar för att skapa elektricitet eller flytande bränslen, och om dessa anläggningar är utrustade med kolavskiljningsteknik kan denna energi produceras samtidigt som koldioxid avlägsnas från atmosfären.

"När det kommer till kollagring eller bindning, fokuserar vissa människor bara på vad som finns i skogen," sa Sanchez. "Vi ville bedöma de koldioxidutsläpp som är förknippade med hela livscykeln för dessa nya produkter."

Studien beräknade framtida koldioxidutsläpp under både ett business-as-usual-scenario, med antagande av begränsad skogsbruk, och ett scenario där staten har skapat en marknad för trärester. För att göra jämförelsen genomförde forskarna en vagga-till-grav-analys, där de tittade på koldioxidutsläppen som är förknippade med varje enskilt livsskede av en produkt – från det ögonblick som virket avverkas till slutet av produktens livslängd.

Genom att investera i lokala industrier som skapar innovativa träprodukter eller som omvandlar biomassa till biobränslen med hjälp av kolavskiljningsteknik, kan staten skapa en marknad för trärester som inte tillför betydande koldioxidutsläpp, fann studien. Studien föreslår också ett modellscenario där staten uppmuntrar användningen av konstruerat trä vid byggandet av flerbostadsbostäder till överkomliga priser.

"Om Kalifornien börjar göra gallringsbehandlingar i stor skala, då kommer vi att producera mycket mer timmer och trärester, och var det materialet tar vägen är en fråga," sa Cabiyo. "Vi fann att användningen av det nya materialet för att bygga bostäder till överkomliga priser kunde ge enorma koldioxidfördelar, till stor del eftersom dessa byggnader annars skulle byggas med stål och cement, som har betydande koldioxidutsläpp förknippade med dem."

Gallringsbehandlingar minskar också risken för allvarliga skogsbränder som kan förbränna miljontals hektar växtlighet på en gång och döda även stora träd, vilket hjälper Kaliforniens skogar att behålla sin långsiktiga förmåga att lagra kol. Studiens medförfattare Brandon Collins, en forskare vid Berkeley Forests och med U.S. Forest Service, påpekar att dessa behandlingar också har visat sig ge många ekologiska fördelar, inklusive ökad vattentillgång och mångfald av habitat.

"Att skapa en marknad för skogsbiomassa som produceras genom skogsgallring kan minska risken för skogsbränder, förhindra luftföroreningar från rök och potentiellt tränga undan fossila bränslen och öka tillgången på vatten," sa Collins. "Vi måste ta itu med den här biomassan med liten diameter, och det finns en lösning om vi bara kunde hitta ett sätt att koppla ihop punkterna politiskt och ekonomiskt."

Forskningen publicerades i PNAS .