This report presents results from a methodological study on how to calculate and interpolate the time series of carbon stock changes in the fine litter and soil organic carbon pools on forest land remaining forest land and grassland remaining grassland for reporting of the LULUCF sector in the annual greenhouse gas inventory submitted to the UNFCCC and the EU.

Since rather small variations along the time series estimated by the present calculation and interpolation method results in huge national variations in sinks or sources of CO₂ at the national level, there has been a wish to find an alternative way of calculating the time series that reduces the effect of recalculations between submission years. The aim of the project was to evaluate alternative calculation methods for the time series for changes in the litter and soil carbon pools. The ambition is that the new method should result in time series that are as close as possible to the long-term trends in litter and soil carbon pool change by reducing the effect of random variation and interpolation methods within and between the submissions. The changes should be calculated so that the reporting is still representing carbon pool changes based on repeated measurements on the permanent plots of the Swedish Forest Soil Inventory.

Two different calculation methods were tested and compared with the method used up to submission 2022. The “average change method” estimates the average annual change for each plot over the whole time series instead of between each measured occasion. This results in a time series at plot level with no variations. However, when changes from all plots are averaged for each year in the time series some variation is introduced due to that plots may enter or leave the time series due to land-use change. For forest land remaining forest land, the method worked best and it significantly reduced variation along the time series and inter annual variation was also reduced compared to the previous method. The method was less effective on grassland remaining grassland where the large proportion of plots involved in land-use change contributed significantly to time series variation. The total aggregated carbon pool changes over the whole time series for this method is identical with the method that has been used up to submission 2022. 

The second method tested is based on regression of the carbon pool over the entire time series instead of estimating change on each inventory plot by repeated measurement. This method essentially leads to a total elimination of the variation over the reported time series but the difference between different submissions were more substantial. The aggregated amount of reported changes differ a lot from the other methods.

The conclusion from this project is to recommend the average change method to be used for calculating and interpolating the time series for fine litter and soil organic carbon for forest remaining forest and grassland remaining grassland.

Denna rapport presenterar resultat från en jämförande studie av olika metoder att beräkna och interpolera tidserierna för kolpoolsförändringar i förna och markkol för markanvändningskategorierna forest remaining forest land och grassland remaining grassland. Tidsserierna utgör en del av Sveriges rapportering av LULUCF-sektorn i den årliga nationella växthusgasinventeringen till Klimatkonventionen och till EU.

Även om de relativa förändringarna i markens kolpooler är små så resulterar de i utsläpp eller upptag som är stora i den nationella växthusgasbudgeten. Variationer som i huvudsak utgörs av slumpmässig variation i provtagningar och analyser får därför stora genomslag. Därför har det funnits en önskan att hitta en alternativ metod som på ett bättre sätt utjämnar slumpmässig variation i tidserien och som minskar effekten av omräkningar av hela tidserien mellan rapporteringsår. Syftet med förändringen är att den rapporterade tidsserien skall ligga så nära den långsiktiga förändringen av markens kolpooler som möjligt och inte påverkas lika mycket av slumpmässiga variationer och interpoleringsmetoden. Förändringarna i beräkning och interpolation skall fortsatt vara baserade på återkommande mätningar av kolförråden i förna och mineraljord på Riksskogstaxeringens permanenta provytor.

Syftet med projektet har varit att utvärdera alternativa beräknings- och interpoleringsmetoder när det gäller förändringar i förna- och markolspoolerna i skogs- och betesmark. En förutsättning har varit att metoderna fortsatt ska bygga på de kontinuerliga mätningarna av kolpoolerna i markinventeringen. Metoderna har utvärderats mot bakgrund av (1) hur de påverkar variationen längs tiderserien för enskilda rapporteringsår, (2) hur de påverkar de omräknade tidserierna mellan rapporteringsår och (3) hur de skiljer sig åt när det gäller de aggregerade upptagen eller utsläppen över hela tidsserien.

Två nya metoder testades. Medelförändringsmetoden bygger på att använda medelvärdet för förändringen för alla provtagningar över hela tidsserien istället för medelvärdet för förändringarna mellan varje provtagningsår. Regressionsmetoden bygger istället på att beräkna poolförändringarna med hjälp av linjär regression av poolerna över tid.

För forest remaining forest land ledde medelförändringsmetoden till en större utjämning och mindre skillnader mellan submissioner. När det gäller grassland remaining grassland blev effekten mindre. Det förklaras av att en mycket högre andel ytor byter markanvändning eller torvklassificering så att de bara rapporteras under en del av rapporteringsperioden.

Medelvärdesförändringsmetoden ger inga förändringar i total rapporterade utsläpp eller upptag över hela tidsserien jämfört med nuvarande metod.

Regressionsmetoden leder till en total eliminering av variationerna över tidsserien. Däremot blir variationerna mellan submissionerna stora och oförutsägbara. Det är också mer komplicerat att kombinera metoden med data för markanvändningsförändringarna. Metoden leder också till stora förändringar i de aggregerade utsläppen över hela rapporteringsperioden.

Slutsatsen från projektet blir att rekommendera att Sverige använder medelvärdesförändringsmetoden för att beräkna och interpolera tidsserien för förna och markkol för markanvändningskategorierna forest remaining forest land and grassland remaining grassland.