Asiantuntijalta: Nurmien hiilensidonnassa on vielä paljon tutkittavaa

Nurmien hiilensidonnasta on kevään mittaan julkaistu uutta tutkimustietoa. Tämä on ilahduttavaa, mutta myös hämmentävää, koska tutkimusten tulokset vaikuttavat ristiriitaisilta.

Ylen Tiedeykkösessä (13.3.) esiteltiin Ilmatieteen laitoksen tutkimusta otsikolla ”Positiivinen ilmastouutinen: Pellot ovatkin parempia hiilinieluja kuin aiemmin on luultu”. Jutussa korostettiin, että tulokset tarjoavat hyviä uutisia maanviljelijöille ja kaikille ruoan kuluttajille.

Helsingin yliopiston tiedotteen (21.4.) otsikoinnin perusteella taas maidontuotannon hiilijalanjälki voisikin olla oletettua suurempi.

Mistä on kyse? Kertovatko tutkimukset lainkaan samasta todellisuudesta?

Nurmien hiilenkiertoa tutkitaan laajasti myös Luonnonvarakeskuksessa (Luke) ja edellä mainittujen uutisten myötä monet ovat kyselleet tuloksia myös meiltä.

Tässä pyrimme tarjoamaan vastauksia – Luken tulokset perustuvat hiilenkierron tutkimushistoriassa suhteellisen kattavaan mittausaineistoon ja sen valossa ristiriitaisilta vaikuttavat tulokset selkiintyvät.

Ensinnäkin, peltoekosysteemien päästön ja -sidonnan mittaustulokset vaihtelevat olosuhteiden ja ajankohdan mukaan. Vaihtelu ei ole tutkimuksen virhe, vaan luonnon ominaisuus. Pellolla vaihtelua aiheuttavat kasvien lehtiala eli ”fotosynteesikoneiston” koko ja säteilyn hyväksikäyttö sekä sääolot, pellon ominaisuudet, ravinteet ja viljelytoimet.

Kasvin yhteyttäminen on sekuntiluokan tapahtuma, kun taas maaperän hiilipitoisuuden muutosta tarkastellaan yleisesti 20–100 vuoden aikahaarukassa. Tämä tekee tulosten tulkitsemisesta haastavaa.

Toiseksi, hiilen kierto on noussut tärkeäksi kysymykseksi vasta viime vuosikymmeninä, kun taas esimerkiksi fosforia ja typpeä on tutkittu jo toistasataa vuotta. Samalla tutkimusmenetelmät ovat edistyneet nopeasti. Eri menetelmät tuottavat vaihtelua tuloksiin, mutta kehityksen myötä saadaan jatkuvasti tarkempia tuloksia.

Kolmanneksi, ilmastonmuutoksen myötä olosuhteet muuttuvat, mikä vaikeuttaa uusien ja vanhojen tutkimusten yhteensovittamista.

Matemaattiset mallit ovat olennainen osa tutkimusta, mutta mitattujen havaintojen ja kehitettävien mallien tuottamien ennusteiden välillä voi olla suurtakin epätarkkuutta, joskus ristiriitojakin, minkä myös Helsingin yliopiston tutkimus hyvin osoittaa. Mitattuja tuloksia tarvitaan eri olosuhteista, jotta mallien laskentaa saadaan tarkennettua.

Nurmi yhteyttää Suomessa tehokkaasti koko kasvukauden ajan. Monivuotisella nurmella on yksivuotisia viljelykasveja suurempi juuriston hiilisyöte.

Toisaalta sadon mukana pellolta poistuu hiiltä, jonka seurauksena suuren sadon tuottava nurmipelto (kasvusto ja maa) voi olla päästölähde tai aito nielu.

Luken Maaningan kivennäismailla tehdyissä mittauksissa hiilen nielu on suurimmillaan ollut 1 900 kilogrammaa ja vastaavasti päästö 2 800 kilogrammaa hiiltä hehtaarilta vuodessa, joten hiilitaseen vaihteluväli on suuri.

Helsingin yliopiston tuloksia selittää se, että tutkimus kesti vain kaksi vuotta. Ensimmäisenä vuonna vanha ja heikosti satoa tuottava (noin kolme tonnia kuiva-ainetta per hehtaari) nurmi uusittiin, pelto muokattiin ja sille kylvettiin kokovilja ja nurmensiemen.

Tutkimus on tieteellisesti ansiokas, se yhdistää mittaustulokset elinkaaritarkasteluun ja valaisee hyvin hiilenkierron dynamiikkaa. Toisaalta se edustaa epätavallista nurmiviljelyä: tyypillisesti Suomessa nurmi uudistetaan 3–4 satovuoden välein, jolloin laskentaan tulee enemmän nurmivuosia ja vähemmän muokkausta. Nurmien keskisato on 6–9 tonnia kuiva-ainetta per hehtaaria eli 2–3-kertainen verrattuna edellä mainitun tutkimuksen satoon. Näin ollen tutkimuksen tuloksia ei voi yleistää koko Suomen nurmen- ja maidontuotantoon.

Myös ilmatieteen laitoksen tutkimus on hyvin merkittävä. Ylen dokumentissa kuvattiin uuden mittaustekniikan ja laskentamallien kehittämistä sekä mallinnuksen testausta pelloilla.

Ohjelman perusteella suurin ero tämän ja Helsingin yliopiston tutkimuksen välillä on siinä, että nurmet eivät olleet uusimisvaiheessa. Hyvin todennäköisesti myös kasvuolosuhteet sekä pellon ominaisuudet poikkesivat tutkimusten välillä. Ei siis ihme, että tulokset ovat hyvin erilaiset.

Tulemme varmasti jatkossakin saamaan erilaisia tuloksia eri tutkimuksista. Kyse on siitä, onko meillä riittävän kattavasti havaintoja ymmärtääksemme hiilenkierron dynamiikkaa, jotta voimme vaikuttaa hiilensidontaan ja kasvihuonekaasupäästöihin.

Tarvitsemme edelleen vahvaa yhteistyötä ja tutkimuksia aiheista, sillä tulevaisuudessa ilmastohaasteet vain kasvavat.

Perttu Virkajärvi

johtava tutkija

Narasinha Shurpali

johtava tutkija

Luonnonvarakeskus Luke