Tiedote - Metsittäminen ja monivuotisten viljelykasvien käyttö voivat pienentää turvepeltoje...
Kuva: Annalea Lohila
Hiilidioksidi on tärkein ns. kasvihuonekaasuista, joiden pitoisuuden kasvu ilmakehässä voimistaa kasvihuoneilmiötä ja aiheuttaa ilmaston lämpenemistä. Tässä väitöskirjatyössä tuotettiin uutta, tarkennettua tietoa viljelyhistorian omaavien turvemaiden hiilidioksidipäästöistä ja niihin vaikuttavista tekijöistä. Tutkimuksessa havaittiin, että nurmiviljellyltä ja metsitetyltä turvemaalta vapautui ilmakehään selvästi vähemmän hiilidioksidia kuin ohraa kasvavalta turvepellolta. Kaikki tutkitut ekosysteemit toimivat kuitenkin hiilen lähteinä. Tämä tutkimus on ensimmäinen, jossa koko metsikön hiilidioksidivaihtoa mitattiin metsitetyllä turvemaalla.
Euroopan mittakaavassa turvemaita on eniten Suomessa. Soihin on vuosituhansien aikana kertynyt runsaasti hiiltä, jonka hajoaminen kiihtyy, kun suo ojitetaan ja sen vedenpinta laskee. Tällöin turvemaat muuttuvat hiilen nieluista lähteiksi. Maatalouskäytössä olevat turvemaat ovat merkittäviä hiilidioksidin (CO2) lähteitä ja voimistavat siten ilmastonmuutosta. Erilaisten maankäyttömuotojen vaikutuksia turvemaiden kasvihuonekaasupäästöihin on tutkittu vain vähän, ja lisätietoa tarvitaan kansallisten kasvihuonekaasupäästötietojen tarkentamiseksi sekä ilmaston lämpenemistä hidastavien maankäyttömuotojen edistämiseksi.
Väitöstyössä tutkittiin hiilidioksidin vaihtoa ilmakehän ja turvepellon välillä kahdella paikkakunnalla. Jokioisten Kuumassa tutkimuskohteena oli ohraa ja nurmea kasvava turvepelto, ja Karvian Alkkiassa hiilidioksidivuota mitattiin 30 vuotta aiemmin metsitetyllä turvepellolla. Hiilidioksidinvaihtoa mitattiin jatkuvatoimisesti mikrometeorologisella kovarianssimenetelmällä. Lisäksi maahengityksen osuutta ekosysteemin hiilenvaihdossa arvioitiin käyttäen kammiomenetelmää.
Maatalousmaan hiilidioksidipäästöt suurimpia turvepelloillaVaikka vuotuinen hiilidioksidin hävikki nurmipellolta oli alle puolet ohrapellon päästöstä, oli hiilen hävikki nurmipellolta hieman suurempi, kun nurmisadon mukana poisviety hiili huomioitiin laskelmassa. Tulos voidaan tulkita siten, että viljelykäytössä turpeesta katosi hiiltä nurmella hieman enemmän ja ohralla hieman vähemmän kuin 400 g neliömetriä kohden vuodessa. Tämä tarkastelu ei kuitenkaan huomioi sitä, että nurmella valtaosa hiilen hävikistä hyödynnetään välillisesti rehuna, kun taas ohralla suurin osa karkaa ilmaan hiilidioksidina jo pellolta.
Tutkimuksessa selvitettiin myös pelkän maahengityksen seurauksena kasvittomasta maasta vapautuvan hiilidioksidin määrää sekä molemmilla turvemailla että kahdella viljelykäytössä olevalla mineraalimaalla. Turvepellolta vapautui vuositasolla 2.5-3.5 -kertaisesti hiilidioksidia hieta- ja savipeltoihin verrattuna. Metsitetyn turvepellon vuosipäästö paljaalta turpeelta oli noin 80% viljellyn turvepellon päästöstä. Tulos osoittaa, että maaperän hiilidioksidipäästöt ovat turvemailla ylivertaisesti suurempia kuin mineraalimailla, ja että hiilidioksidipäästö turpeesta pysyy suurena vielä 30 vuotta pellon metsityksen jälkeenkin.
Kasvukauden pituus on merkittäväMääräävin tekijä hiilidioksidin vuositaseessa oli sen ajanjakson pituus, jona ekosysteemi toimi päivittäisenä CO2-nieluna. Metsitetyllä turvemaalla tämä ajanjakso oli pisin, ja ohrapellolla selvästi lyhin. Metsitetty turvepelto ja nurmipelto sitoivat hiilidioksidia toukokuusta syyskuuhun lukuun ottamatta muutamia pilvisiä päiviä. Silloin yhteytys oli matalan valotason vuoksi pienempää kuin maa- ja kasvihengitys, ja kyseinen ekosysteemi toimi hiilidioksidin lähteenä. Lisäksi nurmipellolla CO2:n hävikki oli tyypillisesti hyvin suurta heti niiton jälkeen. Ohrapelto toimi hiilidioksidin nieluna selvästi lyhimmän ajan.
Hiilidioksidia vapautui kaikista tutkimuskohteista myös talvisin, ja tätä päästöä selitti parhaiten maan ja ilman lämpötila. Työssä saatiin uutta tietoa muista talviajan CO2-päästöön vaikuttavista tekijöistä, kuten lumen ja maan sulamisen seurauksena maan vettymisen aiheuttamista tilapäisistä muutoksista CO2-päästössä sekä CO2-päästön ja maan CO2-pitoisuuden yhteydestä toisiinsa.
Ilmastoa lämmittävä vaikutus suurin ohraa kasvavalla turvepellollaTurvemaiden erilaisten maankäyttömuotojen ilmastovaikutuksia verrattiin väitöskirjatyössä toisiinsa käyttäen menetelmää, joka huomioi CO2:n ja kahden muun kasvihuonekaasun, metaanin (CH4) ja ilokaasun (N2O), erilaiset elinajat ja lämmitysvaikutukset ilmakehässä.
Tulokset osoittivat, että erilaisista maankäyttömuodoista ohraa kasvavan turvepellon ilmastoa lämmittävä vaikutus oli selvästi suurin johtuen suurista CO2- ja N2O-päästöistä. Nurmea kasvavan ja metsitetyn turvepellon lämmitysvaikutukset olivat pienempiä. Vertailu osoitti, että sadan vuoden aikajaksolla myös luonnontilaiset suot lämmittävät suurista metaanipäästöistä johtuen ilmastoa. Tällä hetkellä näyttää siltä, että vain metsää kasvavilla niukkaravinteisilla ojitetuilla turvemailla kaasutaseet olisivat ilmastoa viilentäviä. Tämä on seurausta tutkitun tyyppisen turvemaan suuresta hiilensidonnasta ja mitättömän pienistä typpioksiduulin ja metaanin päästöistä.
Väitöskirja on julkaistu sarjassa Finnish Meteorological Institute Contributions. ISBN 978-951-697-668-9.
Filosofian maisteri Annalea Lohilan ympäristötieteen alaan kuuluva väitöskirja Carbon dioxide exchange on cultivated and afforested boreal peatlands (Hiilidioksidinvaihto boreaalisen vyöhykkeen viljellyillä ja metsitetyillä turvemailla) tarkastetaan Kuopion yliopiston luonnontieteiden ja ympäristötieteiden tiedekunnassa tiistaina 27.5. klo 12 alkaen. Väitöstilaisuus pidetään Helsingissä Ilmatieteen laitoksen Dynamicum-rakennuksen auditoriossa, Ernst Lindelöfin katu 2. Vastaväittäjänä on professori Nigel Roulet, MgGill University, Kanada ja väitöstilaisuuden valvojana professori Pertti Martikainen, Kuopion yliopisto.
Väittelijän valokuva on osoitteessa http://www.kampus.uku.fi/vaitoskuvat/lohila
Lisätietoja:
Vanhempi tutkija Annalea Lohila, Ilmatieteen laitos, p. 09 1929 5498, annalea.lohila@fmi.fi
Väittelijän antamia henkilötietoja: Syntynyt 2.7.1972 Kiteellä. Ylioppilastutkinto Askolan lukiosta 1991, filosofian maisteri Kuopion yliopistosta 1998. Toiminut tutkijana Ilmatieteen laitoksella Helsingissä vuodesta 2000 alkaen.