MonikasviGIS: Paikkatietopohjainen menetelmä viljelykasvien sijoitteluun
Keywords:
Paikkatieto, GIS, erikoiskasvit, peltoviljely, monimuotoisuus, biodiversiteetti, fosforikuormitusAbstract
Monikasvi-hankkeen osahankkeessa MonikasviGIS kehitettiin paikkatietopohjaista menetelmää tilan ympäristövaihtelun spatiaaliseen mallintamiseen ja tähän perustuvien lohkottaisten viljelysuosituskarttojen tuottamiseen, kun eri viljelykasvien ympäristövaikutukset ja –vaatimukset tunnetaan. Osaprojektin pilottiluonteen vuoksi ongelmaa rajattiin niin, että mallinnettiin vain lohkojen fosforikuormituspotentiaali ja biodiversiteettitaso, joihin annetut viljelysuositukset perustettiin. Tämä malli ei luonnollisestikaan sisällä kaikkia todellisessa viljelykasvin valintatilanteessa relevantteja tekijöitä. Ongelman yksinkertaistus oli kuitenkin perusteltu ratkaisu menetelmän kehittämisen alkuvaiheessa. Jatkossa malliin voidaan liittää lisämoduuleina myös kasvien kasvupaikkavaatimuksiin ja kasvuedellytysten spatiaaliseen vaihteluun perustuvat kasvien lohkokohtaiset sato- ja tuottoennusteet viljelysuositusten perusteeksi.
Menetelmällä on mahdollista luoda erilaisia viljelysuosituksia riippuen siitä, millaiset painokertoimet annetaan fosforikuormituksen vähentämiselle ja monimuotoisuuden kehittämiselle. Esimerkkinä luotiin 3 viljelysuositusta pilottialueeksi valitun Lintupajun tilan lohkoille. Strategiassa A pyrittiin kasvilajien sijoittelulla pelkästään minimoimaan pelloilta tulevaa fosforikuormitusta. Strategiassa B kasvit sijoitettiin yksinomaan biodiversiteetin näkökulmasta siten, että diversiteettiin suotuisimmin vaikuttavia kasvilajeja suositeltiin lohkoille, joiden nykyinen diversiteettitaso ennustettiin viljelyhistoriaan perustuen alhaisimmaksi. Yhdistelmästrategiassa C sekä fosforikuormituksen minimoinnille että biodiversiteetin kehittämiselle kummallekin annettiin 50 % painoarvo. Viljelysuosituskartat odotetusti erosivat hyvin paljon vaihtoehtoisissa strategioissa.
MonikasviGIS –menetelmän kannalta keskeinen paikkatietotekniikka on pisteaineistojen yleistäminen koko tilan alueen kattavaksi 3-ulotteiseksi rasteripinnaksi, jonka pikselien kolmas eli z-koordinaatti kuvaa tarkasteltavan muuttujan arvoa kullekin pikselille. Yleistämällä luotuja 3D-rasteripintoja voidaan edelleen asettaa päällekkäin, jonka jälkeen kuva-alueen jokaiselle pikselille voidaan rasterilaskennassa sopivalla funktiolla määrittää tasojen yhdistelmänä saatava arvo. Näitä yhdistelmärasteripintoja voidaan edelleen leikata peltolohkojen vektorimuotoisilla rajoilla ja laskea lohkokohtaisesti esimerkiksi pikseleiden z-koordinaatin keskiarvo, joka voidaan antaa vektorimuotoiseen lohkoraja-aineistoon lohkopolygonien attribuutti- eli ominaisuustiedoksi. Tämän attribuutin perusteella voidaan yksinkertaisilla loogismatemaattisilla säännöillä määrätä suositeltavin viljelykasvi kullekin peltolohkolle, kun kasvilajien biologiset ominaisuudet tunnetaan.
MonikasviGIS –menetelmän kehittämiseen todelliseksi tilatason työvälineeksi on hyvät edellytykset, sillä tilan ympäristövaihtelun spatiaalisen mallinnuksen vaatimat syöttötiedot pääosin jo nykyiselläänkin löytyvät tiloilta tai ovat kohtuullisilla panostuksilla hankittavissa. Tilatasolla menetelmä käytännössä edellyttää maalaji- ja viljavuusanalyysituloksia GPS-paikannetuista pisteistä lohkoilla sekä viljelyhistoriatietoja kulmistaan GPS-paikannetuilta kasvulohkoilta. Peltojen kaltevuus voidaan tulevaisuudessa mallintaa tekeillä olevan tarkan kansallisen korkeusrasteriaineiston pohjalta. Toisaalta MonikasviGIS – menetelmän jatkokehittely edellyttäisi nykyistä tarkempaa, vertailevaa aineistoa varsinkin eri kasvilajien vaikutuksista peltoympäristön kokonaisbiodiversiteettiin.
