Maaperän kyky sitoa hiiltä voidaan todentaa mittauksilla

22.8.2019 18:57

Ilmatieteen laitoksen tekemät mittaukset osoittavat, että pellon hiilitasetta ja siihen vaikuttavia tekijöitä voidaan seurata tarkasti ympäri vuoden. Tietoa tarvitaan, jotta ilmastonmuutosta hillitsevien toimien tehokkuus voidaan todentaa.

Kuva: Annalea Lohila

Kuva: Annalea Lohila

Ilmatieteen laitoksen tutkijat mittaavat maaperän hiilitasetta eli sitä, miten paljon hiiltä sitoutuu maaperään ja miten paljon sitä poistuu maaperästä. Mittauksia on tehty esimerkiksi Qvidjan tilan nurmipellolla Paraisilla jo kahtena peräkkäisenä kesänä.

"Talvisin maaperästä vapautuu pieniä määriä hiilidioksidia mikrobien hajotustoiminnan tuloksena. Keväällä, kun kasvit ryhtyvät yhteyttämään, pelto alkaa sitoa hiiltä enemmän kuin maahengityksessä vapautuu, eli se muuttuu päivätasolla hiilinieluksi. Nurmen niittäminen näkyy tuloksissa lyhytaikaisena hiilipäästönä. Päästönä näkyy myös kesän 2018 pitkä hellejakso", kertoo Helsingin yliopiston ja Ilmatieteen laitoksen apulaisprofessori Annalea Lohila.

Kuva: Vaakaviivan yläpuolella oleva osa kuvaa hiilipäästöjä, viivan alapuolella näkyvä osuus kuvaa hiilensidontaa. Mittauksissa näkyy, kuinka esimerkiksi kasvien yhteyttämisnopeus ja nurmen niittäminen säätelevät pellon hiilitasetta. Myös hyvin pilviset päivät saattavat kääntää pellon hetkellisesti hiilen lähteeksi ilmakehään. (Lataa kuva isompana, pdf-tiedosto, 877 KB)

 

Mittauksia tehdään pellolle muutaman metrin korkeudelle sijoitetuilla laitteilla, jotka mittaavat jatkuvasti ilman hiilidioksidipitoisuutta ja tuulta. Näiden perusteella voidaan laskea, kuinka paljon peltoon sitoutuu hiiltä, ja kuinka paljon sitä poistuu. Vuotuisen maaperän hiilitaseen määrittämiseksi tarvitaan myös tietoa pellolta korjatun sadon sekä sinne tuodun lannoitteen hiilimääristä.

Kehitteillä luotettava todentamisjärjestelmä

Peltomaahan sitoutuvan ja sieltä poistuvan hiilen mittaamista tarvitaan, jotta pelloilla tehtävien toimenpiteiden vaikutus maan hiilimäärään voidaan todentaa. Ilmatieteen laitoksen tavoitteena on yhdessä Carbon Action -yhteistyökumppaneiden kanssa kehittää kasvillisuuteen ja maaperään sidotun hiilen määrälle ja pysyvyydelle luotettava mittauksia ja mallitusta yhdistävä todentamisjärjestelmä.

"Järjestelmän vaatimuksena on, että sitä voidaan hyödyntää laajasti, se on riittävän yksinkertainen ja edullinen käyttää", Ilmatieteen laitoksen tutkimusprofessori Jari Liski sanoo. "Todentamisessa on keskeistä huomioida, kuinka pitkään maaperään sitoutunut hiili pysyy siellä. Lisäksi on tutkittava, onko sitoutunut hiili lisäystä nykyiseen kehitykseen verrattuna."

Todentamisjärjestelmän avulla maaperän hiilensidontaa vahvistavia toimenpiteitä voidaan suunnitella ja ottaa käyttöön laajamittaisesti. Järjestelmä mahdollistaa maaperän hiilinieluyksiköiden laskennan luotettavasti ja yksiköiden hyödyntämisen ilmastotyössä.

Maaperä voisi sitoa valtavasti hiiltä

Luonnon hiilinieluilla on keskeinen rooli hiilidioksidin poistamisessa ilmakehästä. Esimerkiksi erilaisin hiiliviljelyn keinoin viljelymaiden maaperään voitaisiin saada sidottua 8–12 miljardia tonnia hiilidioksidia vuosittain maailmanlaajuisesti. Luku on merkittävä, ilmakehän hiilidioksidin määrä kasvaa nykyään noin 17 miljardilla tonnilla vuosittain. Tämä on siis hiilidioksidia, joka ei nykyisellään sitoudu meriin tai maaperään.

"Maaperän arvioitu kyky sitoa hiiltä on huomattava jo nykyisillä hiilidioksidipäästöillä. Maaperän osuus hiilensidonnassa on vielä merkittävämpi, kun sen suhteuttaa tulevaisuuden päästöihin, joiden on määrä pienentyä merkittävästi Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteiden mukaisesti," sanoo tutkimusprofessori Jari Liski.

Hiilen sitoutumista maaperään voidaan tehostaa yhtäältä kasvattamalla hiilimäärää, joka siirtyy kasvien kasvun seurauksena ilmakehästä maaperään, ja toisaalta edistämällä hiilen pysyvyyttä maaperässä. Hiilivirtaa ilmakehästä maaperään voidaan tehostaa esimerkiksi pitämällä viljelymaat kasvipeitteisinä koko kasvukauden ajan peittokasvien avulla ja kasvattamalla kasveja, joilla on syvä juuristo. Hiilen vapautumista puolestaan voidaan estää esimerkiksi välttämällä voimakasta maanmuokkausta ja käyttämällä sellaisia maanparannusaineita, jotka edistävät maaperässä pysyvien hiilimuotojen muodostumista.

Lisätietoja:

apulaisprofessori Annalea Lohila, Helsingin yliopisto, Ilmatieteen laitos, p. 050 366 3242, annalea.lohila@fmi.fi

tutkimusprofessori Jari Liski, Ilmatieteen laitos, p. 029 539 6086, jari.liski@fmi.fi

Peltojen hiilensidonnan todentamisjärjestelmän kehittämistä rahoittavat Strategisen tutkimuksen neuvosto (MULTA-hanke), Business Finland sekä Maj ja Tor Nesslingin säätiö.

Valokuva: Mittaamalla ilman liikkeitä ja hiilidioksidin pitoisuuksia pellon yllä (laite vasemmalla) saadaan laskettua pellon sitoman hiilidioksidin määrä joka hetkelle. Lisäksi mitataan mm. ilman ja maan lämpötilaa sekä auringon säteilyä (laite oikealla).