Sadanta ja ravinnevirtaukset Itämereen

1. Sadanta ja ravinnevirtaukset Itämereen Bertel Vehviläinen, Markus Huttunen, Inese Huttunen, Vanamo Seppänen Ilmasto ja Itämeri, 7.10.2013

2. VEMALA – vedenlaatumalli Vedenlaatumalli VEMALAlla simuloidaan veden kiertokulkua sadannasta valunnaksi sekä kokonaisfosforin, kokonaistypen ja kiintoaineksen kulkeutumista kaikissa Suomen joissa. VEMALAlla lasketaan • Ravinteiden kulkeutumista Itämereen nykyilmastossa • Ravinnekulkeuman jakautumista eri lähteisiin • Ilmastonmuutoksen vaikutusta ravinteiden kulkeutumiseen

3. Kuvateksti

4. Kokonaisfosforin kulkeuma Kokonaistypen kulkeuma 1800 t/vuosi 40 000 t/vuosi 560 t/vuosi 16 000 t/vuosi 290 t/vuosi 5 600 t/vuosi 220 t/vuosi 11 000 t/vuosi 530 t/vuosi 16 000 t/vuosi 85 000 t/year 3200 t/vuosi

5. Suomesta Itämereen kulkeutuvien ravinteiden jakautuminen eri lähteisiin (2004-2010)(huom. lähteiden erilainen jaottelu eri arvioissa) SYKEn virallinen arvio (http://www.itameriportaali.fi/fi/tietoa/uhat/rehevoityminen/): VEMALA-mallin arvio (ei sisällä suoraan mereen päätyvää pistekuormitusta):

6. Ilmastonmuutoksen vaikutus 1. Virtaama kasvaa (vuosivirtaama 11% vuoteen 2060 menessä) Lämpötilan kohoamisen myötä sateet lisääntyvät syys- ja talvikuukausina. Keväällä lumen sulannan aiheuttama virtaamapiikki on pienempi.

7. Lähde: Tike, Maa- ja metsätalousministeriön tietopalvelukeskus

8. Maatalouden skenaariot • ”Business as usual” -skenaariossa tulevaisuuden kasvilajit ja eläinmäärät pysyvät nykyisellään. Lannoitetaso vuoden 2010 mukainen. • Maatalouden muutokset –skenaariossa on käytetty ennustetta tulevaisuuden kasvilajeista ja eläinmääristä (Marisplan-projekti): • MTT:n skenaario kasvilajeista ja eläinmääristä FAO:n maailmanmarkkinahintojen skenaarion perusteella. Lannoitetaso kasvaa nykyisestä. • Ilmastonmuutos tulee vaikuttamaan peltojen viljelyyn: • Kasvilajit, lannoitusmäärät ja kasvukauden pituus muuttuvat • Maailmanmarkkinahintojen muutoksilla voi olla merkittävä vaikutus siihen, millainen maataloustuotanto Suomessa on kannattavaa

9. Ravinnekulkeuma nykyilmastossa ja ilmastonmuutosskenaariot: 1. ”business as usual” –maatalousskenaario 2. maatalouden muutokset –maatalousskenaario VEMALA-mallillamallinnetutmuutoksetravinteidenkulkeutumisessaSuomenvaluma-alueiltaItämereneriosiin Typpikulkeumalisääntyyenitenvaluma-alueilla, joilla on pinta-alaannähdenpaljonpeltoa, muttavähänjärviä

10. Maatalouden skenaariot • Skenaariotuloksissa fosforikuormitukseen vaikuttavat ilmastonmuutosta enemmän tulevaisuuden viljelytoimenpiteet • Nykyisilläkin viljelytoimenpiteillä on vaikutusta pitkälle tulevaisuuteen (esim. 70- ja 80-lukujen korkeat lannoitusmäärät aiheuttavat yhä paljon fosforikuormitusta) • Lievästikin negatiivinen fosforitase vähentää pitkän ajan kuluessa pellon fosforivarastoja, jolloin kuorma pienenee • ”Business as usual” -skenaariossa fosforitaseista tulee joillakin vesistöalueilla negatiivisia, kun fosforitase on nyt jo lähellä nollaa ja kasvien fosforinotto lisääntyy ilmaston lämmetessä. Todellisuudessa kasvien fosforinoton lisääntyessä lannoitusta saatettaisiin lisätä.

11. 2. Kokonaistyppikulkeuma kasvaa kasvu suurinta syys- ja talvikuukausina orgaanisen typen mineralisaatio ja nitrifikaatio kiihtyvät maaperän lämpötilan kohoamisen vuoksi valunta kasvaa kasvukauden ulkopuolella syys- ja talvikuukausina, jolloin kasvien typenotto on heikkoa Bouraoui ym. (2004) ovat esittäneet, että Vantaanjoen typpikulkeuma on jo kasvanut 2,8 % ilmaston lämpenemisen seurauksena vuosien 1965-74 jaksolta vuosien 1989-98 jaksoon verrattuna Kallio ym. (1997) ovat arvioineet 23 %:n kasvua typpikulkeumaan vuoteen 2100 mennessä

12. 3. Kokonaisfosforikulkeumaan ei juuri vaikutusta Ilmaston lämpenemisen vaikutus fosforikulkeumaan riippuu maalajista Hyvin vettä läpäisevillä, karkeilla kivennäismailla eniten fosforia kuljettava pintavalunta saattaa vähentyä, kun valunta siirtyy enemmän kaudelle, jolloin maa on sula Savi- ja turvemailta tuleva fosforikuorma todennäköisesti kasvaa (mallissa ei ole vielä turvemaiden vaikutusta) Kuormituksen synnyn ajankohta siirtyy keväästä enemmän talveen ja syksyyn Bouraouiym. (2004) ovat esittäneet Vantaanjoen fosforikulkeuman kasvaneen 2 % ilmaston lämpenemisen seurauksena Kallio ym. (1997) eivät vetäneet selkeitä johtopäätöksiä ilmaston lämpenemisen vaikutuksesta fosforin kulkeutumiseen saatuaan kahdella eri mallilla toisistaan poikkeavia tuloksia

13. Yhteenveto • Eri maalajeja edustavilta pelloilta tarvittaisiin lisää tutkimustietoa mallilaskennan pohjaksi • Mallien kuormitusarvioita maatalouden osalta pystyttäisiin parantamaan, jos kaikki olemassa oleva data saataisiin tutkimuskäyttöön • Peltojen viljavuustietojen, viljelytoimenpiteiden ja lannoitusmäärien avulla malleja voitaisiin nykyistä paremmin käyttää apuna, kun maatalouden kuormitusta vähentäviä toimenpiteitä yritetään kohdistaa tehokkaasti • Ilmaston lämpeneminen aiheuttaa kasvua virtaamissa syksyllä ja talvella • Myös typpikulkeuma Itämereen luultavasti kasvaa, erityisesti syksyllä ja talvella • Ilmaston lämpenemisen vaikutus fosforikulkeumaan on vielä epäselvä, mutta fosforin kulkeutuminen ei luultavasti lisäänny yhtä paljon kuin typen. Kulkeuman synnyn ajankohta siirtyy keväästä enemmän syksyyn ja talveen. Kiitokset: Marisplan

14. Maatalouden skenaariot • Malleilla pyritään arvioimaan, millä toimenpiteillä ilmastonmuutostilanteessa päästään sellaisiin kuormituksiin, joilla vesistöjen tila pysyy hyvänä • HELCOM-tavoite pienentää Suomen fosforikuormitusta Suomenlahteen n.350 t / vuosi on haasteellinen toteuttaa: • Toimenpiteet täytyy kohdistaa tehokkaimmalla tavalla • Toimenpiteet jouduttaneen määrittelemään peltolohkotasolla

15. Termistöä • Typen mineralisaatio = orgaanisen aineksen hajotessa orgaaninen typpi muuttuu mineraalitypeksi (lähinnä ammonium-typeksi). Mineraalityppi on orgaanista typpeä käyttökelpoisempi kasveille, mutta myös alttiimpi huuhtoutumiselle. • Typen nitrifikaatio = ammonium-typpi (NH3-N) muuttuu nitraatti-typeksi (NO3-N), joka huuhtoutuu maasta helpommin kuin ammonium-typpi • Mineralisaatio ja nitrifikaatio ovat mikrobiologisia prosesseja, jotka nopeutuvat lämpötilan noustessa • Typpi- ja fosforitaseissa panoksiin lasketaan peltoon laitettujen lannoitteiden, lannan ja siementen sisältämät ravinteet. Taseen tulos saadaan vähentämällä näiden panosten käytöstä sadon mukana pellolta poistuva typpi- ja fosforimäärä.

16. Lannoitusmäärä ja sadon mukana poistuva fosforimäärä. - nykytilanteen P-luku korkeampi kuin Viljavuuspalvelun