Vesienhallinta voi vähentää turvepeltojen päästöjä – mallinnus tuo lisätietoa vaikutuksista

Turvepeltojen ojitus on kiihdyttänyt turpeen hajoamista, mikä on vapauttanut ja vapauttaa edelleen ilmakehään huomattavia määriä hiilidioksidia sekä dityppioksidia. Yksi lupaavimmista keinoista näiden päästöjen vähentämiselle on pohjaveden pinnan nosto, jolloin ainakin turvepeltojen syvemmät maakerrokset jäävät veden kyllästämiksi. Pinnan nostolla voidaan hidastaa turpeen hajoamista, mikä vähentää kasvihuonekaasupäästöjä.

Tutkimuksen tulokset osoittavat, että pohjaveden pinnan nosto pienentää erityisesti hiilidioksidipäästöjä, ja vaikutus oli sitä suurempi mitä enemmän turvetta jää pohjaveden alle. Jo vähäinenkin pohjaveden pinnan nosto voi pienentää päästöjä, vaikka turvekerros olisi jo ohentunut pitkäaikaisen viljelyn seurauksena.

Dityppioksidipäästöjen mallintaminen osoittautui hiilidioksidipäästöjä vaikeammaksi, mikä johtuu niiden herkkyydestä sääilmiöiden ja viljelytoimenpiteiden vaikutuksille. Tutkimuksessa arvioitiin kuitenkin, että edes dityppioksidipäästöjen merkittävä kasvu ei kumoaisi hiilidioksidipäästöjen pienentämisestä saatavaa ilmastohyötyä.

Tutkimuksessa prosessipohjaista mallia sovellettiin Luonnonvarakeskuksen Ruukin tutkimusaseman turvepeltoon. Tutkimuspellolla on tehty kattavia maaperä- ja kasvihuonekaasumittauksia, joita voitiin hyödyntää mallin tuottamien tulosten luotettavuuden arvioinnissa. Tutkimuksessa oli mukana tutkijoita Ilmatieteen laitoksen lisäksi Luonnonvarakeskuksesta, Oulun yliopistosta sekä Karlsruhen teknillisestä instituutista.

Turvepeltojen päästömallinnusta laajennetaan koneoppimisen avulla

Tutkimuksen jatkoksi Ilmatieteen laitoksen Hiilenkierto-tutkimusryhmässä kehitetään neuroverkkomallia turvepeltojen hiilidioksidi- ja dityppioksidipäästöjen mallinnuksen laajentamiseksi esimerkiksi maakunta- tai kansalliselle tasolle. Työ pohjautuu menetelmään, jossa prosessipohjaisen mallin tuottamilla simulaatioilla koulutetaan laskennallisesti kevyempi sijaismalli.

Koulutettua sijaismallia on helpompi käyttää laajamittaisissa mallinnuksissa ja mallien kalibroinneissa. Ne puolestaan mahdollistavat aiempaa tarkemmat päästöarviot sekä antavat tietoa turvepeltojen alueellisesta ja ajallisesta vaihtelusta.

Kasvihuonekaasupäästöjä raportoidaan sekä kansallisessa kasvihuonekaasuinventaariossa maankäyttö- ja taakanjakosektoreilla sekä yritysten arvoketjujen epäsuorissa päästöissä. Kasvava kysyntä luotettavasti todennettaville päästövähennyksille korostaa tarvetta kustannustehokkaille ja luotettaville menetelmille, jotka vastaavat myös EU:n vaatimuksia päästövähennysten varmentamisesta. Siksi Ilmatieteen laitos kehittää peltojen päästöjen ja hiilensidonnan arviointiin ja todentamiseen malleja, jotka perustuvat maaperän ja kasvillisuuden prosesseihin, kasvavaan mittausaineistoon ja koneoppimiseen.