Maatalouden vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutukset muuttuvissa ilmastooloissa
Abstrakti
1990-luvun loppuvuosilta saakka todettu leutojen ja sateisten talvien toistuminen saattaa olla ensimmäisiä maataloutta koskevia konkreettisia seurauksia ilmastonmuutoksesta. Sen vaikutusten arviointi maatalouden aiheuttamaan vesistökuormitukseen on keskeinen tehtävä jo ennen kuin ilmasto muuttuu pysyvästi erilaiseksi. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, miten ilmastonmuutos vaikuttaa kiintoaine- ja ravinnekuormitukseen viljelytoimenpiteiden jatkuessa muuttumattomina ja kuinka paljon vaihtoehtoiset toimenpiteet ja toimenpideyhdistelmät vähentävät kuormitusta nykyilmastossa sekä muuttuneissa ilmasto-oloissa neljän erilaisen ilmastoskenaarion perusteella. Tutkimus perustui kuormitusmallien käyttöön, joilla laskettiin eroosion, fosforin ja typen kuormituksen muutoksia.
INCA-N-mallin tulosten mukaan koko peltoalueen viherkesannointi vähentää valuma-alueen epäorgaanisen typen kuormitusta nykyilmastossa n. 50 %. Tulevaisuuden ilmastossa vähenemä olisi keskimäärin vain 26 % nykytilan kuormitukseen verrattuna. Tämä johtuu valunnan ja osittain typen mineralisaation lisääntymisestä etenkin kasvukauden ulkopuolella myös viherkesantokasvustossa (Granlund ym. 2010). Viljelykasvin ominaisuuksien pysyessä nykyisinä, COUP-mallin mukaan typen huuhtoutuminen kaksinkertaistuu sekä 2025 että 2085 skenaarioissa. Typen huuhtoutumista kohottavat sekä lämpötilan nousun vauhdittama maan typen mineralisaatio että talviaikaisen valunnan lisääntyminen.
Toholammille tehtyjen ICECREAM-mallin simulaatioiden mukaan pintavalunnan ajoittuminen muuttuu ratkaisevasti. Jatkossa ei ole enää selkeää kevätvaluntapiikkiä, joka on yleensä tullut pintavaluntana, ja pohjavalunnan määrä (suureksi osaksi salaojiin) kasvaa jonkin verran. Torjunta-aineiden huuhtoutumisriski tulevaisuudessa todennäköisesti kasvaa johtuen monista syistä: 1) skenaarioiden mukaiset syys- ja talvisateet lisäävät pelloilta vesistöihin poistuvan veden (joko pintavalunta tai salaojavalunta) määrää 2) pelloilla seisova lammikoitunut pintavesi irrottaa maahan normaalisti tiukastikin sitoutuvat aineet ja 3) torjunnan ja torjunta-aineiden käyttötarve ajoittuu syksyyn syysmuotoisten kasvien yleistyessä.
Viljelyalueiden valumavesien hallintamallin (VIHMA) laskentatulosten mukaan maatalouden nykyiset peltotoimenpiteet ovat alentaneet koko peltoalalla, kun hydrologinen vuosivaihtelu jätetään huomiotta, eroosiota ja partikkelifosforin kuormitusta yhteensä 20 %, kokonaisfosforikuormitusta 12 %ja typpikuormitusta 6 %. Jos nykyisten toimenpiteiden vaikutuksia arvioidaan hydrologisesti kuormittavien vuosien olosuhteissa, eroosio ja partikkelifosforin kuormitus on pienentynyt n. 7 % ja kokonaisfosforin ja -typen kuormituksessa ei ole tapahtunut lainkaan muutoksia.
Ilmastonmuutos lisää riskiä peltomaan ravinteiden huuhtoutumiselle leutojen talvien yleistyessä. Peltojen vesitalouden ja rakenneongelmien hallintaan tulee kehittää uusia teknisiä ratkaisuja kastelun ja kuivatuksen tarpeiden muuttuessa. Luonnonmukaisen vesistörakentamisen periaatteiden soveltaminen peruskuivatuksessa voidaan nähdä peltojen kuivatustarpeen ja tuottoedellytysten sekä vesistöjen tilatarpeen integroivana toimenpiteenä. Kosteikot kuuluvat järjestelmään välttämättöminä uoman osina.
Sekä peltokasvien satoisuuden että ympäristön kannalta optimaalinen ravinnetalous edellyttää maaperän omien ravinnevarastojen mahdollisimman tarkkaa hyödyntämistä. Tavoitteena tulee olla fosforilukujen alentaminen kestävälle tasolle ja kasvien typen käytön tehostaminen mineralisaatioprosessien kiihtyessä myös syys- ja talvikaudella. Intensiivisen maanmuokkauksen korvaaminen pysyvän kasvipeitteen kaltaisilla vaihtoehdoilla on keskeinen toimenpide kuormitusherkillä alueilla.
