Maatalouden ravinnekuormituksen vaihtelun arviointi jokivesissä

Transkriptio

1 Maatalouden ravinnekuormituksen vaihtelun arviointi jokivesissä Petri Ekholm MaaMet-seminaari

2 Sisältö Maatalous ravinnekuormittajana Miten ravinnekuormituksen muutosta voi arvioida MYTVAS-tutkimus Seuranta Sensorit vs. perinteinen näytteenotto Kokonaisravinteet vs biologisesti käyttökelpoiset ravinteet Muutakin kuin fosfori ja typpi?

3 Maankäyttö ja kuormitus Maankäyttö Fosforikuormitus

4 Maatalouden ravinnekuormituksen arviointi Lysimetrit ja koekentät Pienet valuma-alueet Maatalousjoet Turtola & Paajanen (1995), Turtola & Kemppainen (1998), Turtola ym. (2007), Puustinen ym. (2005, 2007) Särkkä (1972), Kauppi (1978, 1979, 1984), Rekolainen (1989), Rekolainen ym. (1995), Vuorenmaa (2002), Granlund (2004), Linjama ym. (2009) Granlund Viro (1953), Kajosaari (1965), Rekolainen ym. (1995), Vuorenmaa (2002), Granlund ym. (2004), Ekholm ym. (2997), Koskiaho ym. (2010), m 2, ha km km 2 Mallit (Icecream, Coup, SWAT, INCA ) Arviointijärjestelmät (VIHMA,Vemala )

5 Onko Paimionjoen kiintoainepitoisuus muuttunut ? Vesinäytteiden lukumäärä ja ajoittuminen Määritysmenetelmät Virtaamavaihtelut, muut vaihtelut luonnonoloissa ja kuormituksessa

6 Uusitalo R, Ekholm P, Lemola R, Rankinen K, Sarvi M, Cano Bernal JE, Ylivainio K, Keinänen H Fosforikuormitus ja maan eroosio. Aakkula J, Leppänen J (toim.) Maatalouden ympäristötuen vaikuttavuuden seurantatutkimus (MYTVAS3) Loppuraportti. Maa- ja metsätalousministeriö 2/2104, s Virtaamaan suhteutetut pitoisuudet ovat pienentyneet

7 Kok. N (µg l 1 ) Porvoonjoki ( ) Pistekuormitus C a b Q cq Peruspitoisuus Virtaama (m 3 s 1 )

8 MYTVAS-tutkimus Aineisto Kansallinen seuranta-aineistoa 22 joesta Etelä- ja Länsi-Suomesta ⅓ peltoalasta Kokonaisfosfori, kokonaistyppi, virtaama Vuodet jaettuna 4 periodiin I = II = III = , 1. ympäristötukijakso IV = , 2. ympäristötukijakso Aakkula, Kuussaari, Rankinen, Ekholm, Heliölä, Hyvönen, Kitti & Salo, Follow-up study on the impacts of agri-environmental measures in Finland. In: Evaluation of Agri-Environmental Policies Selected Methodological Issues and Case Studies. OECD publishing. pp

9 MYTVAS-tutkimus Menetelmä Kullekin joelle ja periodille määritettiin pitoisuuden ja virtaaman väliset kertoimet a, b ja c joiden perusteella arvioitiin päivittäiset pitoisuudet ja päivittäiset, vuosittaiset ja periodittaiset ainevirtaamat käyttäen koko jakson ( ) virtaamia (virtaamakorjaus) ja ainevirtaamista vähennettiin pistekuormitus sekä metsätalouden ja haja-asutuksen kuormitus josta saatiin maatalouden kuormitus (sis. luonnonhuuhtouman) jota selitettiin maankäytöllä ja maatalouden ominaisuuksilla

10 MYTVAS-tutkimus Muutos maatalouden kuormassa Fosfori Typpi Ei muutosta Western Finland Southern Finland Ei muutosta Ei dataa Ei dataa

11 MYTVAS-tutkimus Tilastollinen selittäminen

12 Seurannasta Maatalouden toimet Ympäristötuki Nitraattidirektiivi Luvitus Kuormitus Kokonaisfosfori, kokonaistyppi VN:n periaatepäätös, BSAP Vesien tila Biologiset ja kemialliset muuttujat VPD, MSD

13 Sensorit vs. käsinäytteenotto

14 Maatalouden toimet Ympäristötuki Nitraattidirektiivi Luvitus Kuormitus Kokonaisfosfori, kokonaistyppi VN:n periaatepäätös, BSAP Vesien tila Biologiset ja kemialliset muuttujat VPD, MSD

15 Tilastollinen analyysi harvalla aineistolla (Gaussian state space modelling) Helske J, Nyblom J, Ekholm P, Meissner K Estimating aggregated nutrient fluxes in four Finnish rivers via Gaussian state space models. Environmetrics 24: when daily flow data are available, relatively sparse data on nutrient concentrations can be used to estimate yearly fluxes

16 Kokonaisravinteet vs. biologisesti käyttökelpoiset ravinteet Liuennut reaktiivinen fosfori (= suodatettu fosfaattifosfori) Välittömästi käyttökelpoinen fosfori Maa-ainekseen sitoutunut fosfori (= kokonaisfosfori miinus suodatettu kokonaisfosfori) Käyttökelpoisuus epäselvä

17 Kokonaisravinteet vs. biologisesti käyttökelpoiset ravinteet Maatalouden tuotannossa ei merkittävää muutosta Maataloustoimissa muuoksia Syyslevitykset yleistyivät Lannoitteita/lantaa levitettiin pintamaahan sen sijaan että injektoitu maahan Kevennetty muokkaus 218% kasvu Maumee-joen DRP-kuormassa vuosina , virtaama kasvoi 42% Daloğlu et al Evaluating causes of trends in long-term dissolved reactive phosphorus loads to Lake Erie. Env. Sci. Technol. 46: Miscalak et al Record-setting algal bloom in Lake Erie caused by agricultural and meteorological trends consistent with expected future conditions. PNAS 110:

18 Muutakin kuin fosfori ja typpi? P N N NO 3 N 2 Kuormitus Mn Mn 4+ Mn 2+ Perustuotanto Sedimentaatio C org CH 2 O CO 2 Fe Fe 3+ Fe 2+ P O 2 O 2 S SO 4 2 H 2 S Katso: Frontiers in Ecology and the Environment 2011;9

19 Hiililisäys Ei hiiltä

20 Fosfori ja rauta pohjan lähellä

21 Kiitos!