Pohjoisten ekosysteemien hiilitaselaskelmissa merkittäviä virheitä – Ilmatieteen laitos: Ei vaikuta Suomen asemaan EU:ssa lainkaan

Ilmatieteen laitos tiedotti keskiviikkona tutkimuksesta, jonka mukaan kansainvälisten mittausverkostojen käyttämä laskentamenetelmä aiheuttaa systemaattisen virheen pohjoisten ekosysteemien hiilitasearvioihin.

”Tämän virheen takia hiilinielut on arvioitu todellista pienemmiksi ja hiilen lähteiden päästöt on yliarvioitu. Virhe on merkittävä, jopa samaa suuruusluokkaa kuin ekosysteemin koko vuotuinen hiilitase”, tiedotteessa todetaan.

Hetkinen, hetkinen. Tarkoittaako tämä, että Suomenkin hiilitaselaskelmat voi heittää romukoppaan?

”Ei tarvitse heittää romukoppaan”, väitöskirjatutkija Henriikka Vekuri Ilmatieteen laitokselta toppuuttelee.

”Suomen hiilitaselaskelmiin tämä ei vaikuta ollenkaan. Ne perustuvat inventaarioihin, jossa ei hyödynnetä pyörrekovarianssimenetelmää.”

Suomen hiilitaseesta raportoi EU:lle Luonnonvarakeskus Luke, joka hyödyntää puuston osalta valtakunnan metsien inventointien mittauksia (VMI).

Mittalaitteita Hyytiälässä. Kuva: Rami Marjamäki

Tutkimus, josta Ilmatieteen laitos uutisoi, koskee esimerkiksi Hyytiälässä ja Sodankylässä kansainväliseen verkostoon kuuluvilla mittausasemilla tehtäviä kaasumittauksia, joita hyödynnetään laajasti perustutkimuksessa, Vekuri kertoo.

Mittausasemilla metsien, peltojen ja soiden hiilitaseita mitataan pyörrekovarianssimenetelmällä. Menetelmä mittaa ekosysteemien ja ilmakehän välistä hiilidioksidin vaihtoa jatkuvatoimisesti.

Osa mittauksista joudutaan aina hylkäämään epäsopivien mittausolosuhteiden vuoksi, ja katkoja syntyy myös laitevikojen seurauksena. Puuttuvien mittausten arvioiminen aikasarjojen täydentämiseksi on olennainen osa hiilitaseiden laskentaa.

Uudessa tutkimuksessa selvitettiin ensimmäistä kertaa sitä, miten hiilidioksidimittausten paikkausmenetelmät vaikuttavat ekosysteemien hiilitaseiden arviointiin pohjoisilla leveysasteilla. Tutkimuksen tulokset on julkaistu Scientific Reports-lehdessä.

Tutkimuksessa osoitettiin, että paikkausmenetelmä aiheuttaa systemaattisen virheen nimenomaan pohjoisten ekosysteemien, esimerkiksi yksittäisen suon tai metsän, hiilitaseisiin. Virhe johtuu auringonsäteilyn voimakkaasti epäsymmetrisestä jakaumasta pohjoisilla leveysasteilla.

”Esimerkiksi pohjoisessa ekosysteemien vuotuinen hiilitase on usein pieni, puhutaan kymmenistä grammoista neliömetriä kohti. Kun virhe on 20–30 grammaa, se voi kääntää koko ekosysteemin päästölähteestä hiilinieluksi”, Vekuri havainnollistaa.

Suomen kasvihuonekaasujen inventaariossa, jotka raportoidaan EU:lle, ei toistaiseksi käytetä pyörrekovarianssimenetelmää. Kuva: Rami Marjamäki

Virheen korjaamiseksi tutkimuksessa hyödynnettiin uutta koneoppimiseen perustuvaa menetelmää. Uusi menetelmä on aiempaa tarkempi eikä se aiheuta systemaattista virhettä. Myös vanhaa paikkausmenetelmää muokattiin paremmin pohjoisiin olosuhteisiin sopivaksi.

Vekurin mukaan mittauksia on tällä menetelmällä tehty vuosikymmeniä, joten virheen löytyminen ja korjaaminen on tärkeä asia.

Vaikka toistaiseksi kansallisessa kasvihuonekaasujen inventaariossa ei käytetä pyörrekovarianssimenetelmää, Vekuri näkee, että se voisi parantaa metsien ja peltojen hiililaskentojen luotettavuutta.

VMI:ssä puustosta mitataan läpimittoja ja pituuksia, jolloin saadaan selville, miten puut ovat kasvaneet ja paljonko biomassaa metsiin on kertynyt.

Maaperän päästöjen ja nielujen arvioimiseen Luke käyttää yksinkertaisia malleja. Ne riippuvat puustosta, mutta myös sääolosuhteista.

”Me käytämme kovarianssimenetelmiä, kun testaamme malleja ja tutkimme päästöjä, mutta ne eivät sellaisenaan mene kasvihuonekaasuinventaarioon”, kertoo Luken tutkimusprofessori Aleksi Lehtonen.

Ilmatieteen laitoksen tutkijoiden löytämä mallinnusvirhe ei vaikuta Luken laskemiin, sillä kovarianssimenetelmät mittaavat koko ekosysteemiä, eli laskemissa on mukana sekä puusto että maaperä. Kasvihuonekaasuinventaario puolestaan raportoi biomassan ja maaperän erikseen ja käytössä on erilaiset menetelmät.

Luke ei hyödynnä pyörrekovarianssimenetelmää, sillä sen avulla saatu data ei ole tarpeeksi kattavaa. Menetelmällä mittaavia torneja löytyy Suomesta muutamia.

”Alue, jota ne mittaavat, on muutama sata metriä tornin ympäriltä. Meillä on 20 miljoonaa hehtaaria metsää, joten muutaman hehtaarin mittaukset eivät riitä. Alueellinen edustavuus on liian heikkoa”, Lehtonen toteaa.