TURPEEN KÄYTÖN KASVIHUONEVAIKUTUSTEN LISÄTUTKIMUSKARTOITUS. Kari Minkkinen & Jukka Laine Metsäekologian laitos Helsingin yliopisto



Samankaltaiset tiedostot
Metsäojitus. ilmaston tuhoaja vai pelastaja?

Metsänkasvatuskelvottomien soiden kasvihuonekaasupäästöt

Etelä-Pohjanmaan metsien kasvihuonekaasutase Jaakko Hautanen

Metsäojitettu suo: KHK-lähde vai -nielu?

Luonnonsuojelu on ilmastonsuojelua

Kasvihuonekaasutaseet tutkimuksen painopisteenä. Paavo Ojanen Metsänparannussäätiön 60-vuotisjuhla

Turvepeltojen ympäristöhaasteet

Maaperähiilen raportointi Suomen khk-inventaariossa

Hiiltä varastoituu ekosysteemeihin

Soiden hiilivarastojen kehitys

Soiden hiilitase ja ilmastonmuutos

Turvemaiden hiilitaseen tulevaisuus. Kari Minkkinen Metla, HY

Kunnostusojituksen aiheuttama humuskuormitus Marjo Palviainen

Tuottajanäkökulma ilmastonmuutoksen haasteisiin

Suomen metsien kasvihuonekaasuinventaario

Ovatko ennallistetut suot suuri metaanin lähde?

Metsät ja ilmastodiplomatia. Aleksi Lehtonen, johtava tutkija, Luonnonvarakeskus

Kunnostusojituksen vaikutus metsäojitettujen turvemaiden maaperän hiilivarastoon

Suomen kasvihuonekaasujen päästöt 5 miljoonaa tonnia yli Kioton velvoitteiden

Lahden kaupungin metsien hiililaskennat

Pellon käytön muutoksilla saavutettavat päästövähennykset

Turvemaan ravinnevarat ja niiden riittävyys metsäojitusalueilla

Näkökulmia biopolttoaineiden ilmastoneutraalisuuteen palaako kantojen myötä myös päreet?

Suopeltojen kasvihuonekaasujen taseet

Metsät ja maankäyttö kansainvälisissä ilmastosopimuksissa

Metsäsuunnitelman sisältämät tilat kartalla

Metsätaloudellisesti kannattamattomat ojitetut suot - turvetuottajan näkökulma

Turpeen riittävyys energiakäyttöön hiilikertymän pohjalta

Metsäojitettujen soiden kasvihuonekaasupäästöt ja entä sitten

Hakkuutähteiden korjuun vaikutukset kangasmetsäekosysteemin ravinnemääriin ja -virtoihin. Pekka Tamminen Metsäntutkimuslaitos, Vantaa 26.3.

Energiaa turpeesta tai puusta mitä väliä ilmastolle?

Hakkuutähteen korjuun vaikutukset metsän hiilitaseeseen ja kasvihuonekaasupäästöihin MMT Päivi Mäkiranta Metsäntutkimuslaitos

Kainuun kasvihuonekaasutase 2009

Miten metsittäisin turvepellon koivulle?

Ilmastonmuutos pähkinänkuoressa

ANJALANKOSK SAHKON JOHTAVUUS- JA LAMPOTILAVAIHTELUT

EU:n ilmastotavoitteet metsille ja kuinka Suomi niistä selviää

Turpeen ilmastovaikutus: Turpeen tehollinen päästökerroin ja yhteiskunnan kannalta optimaalinen polttoainekäyttö

Onko jotain opittu? Metsätieteiden laitos, HY

Biopolttoaineiden hiilineutralisuusja kestävyyskriteerit ukkospilviä taivaanrannassa?

Turvemaiden vaihtoehtoiset ja vähäpäästöisemmät käyttömuodot

Ajankohtaista ilmastopolitiikasta

Sisältö. Kalevansuo, Loppi Lettosuo, Tammela

Turpeen energiakäytön hyödyt ja haitat

Turvemaiden viljelyn ilmastovaikutukset

Mahdollisuutemme ja keinomme maatalouden kasvihuonekaasupäästöjen. Sari Peltonen ProAgria Keskusten Liitto Maitovalmennus

LCA in landscaping. Hanke-esitys Malmilla Frans Silvenius tutkija, MTT

Turvemaiden viljelytilanne Suomessa

Käsitys metsäojituksen vesistökuormituksesta on muuttunut miksi ja miten paljon?

Ehdotus soiden ja turvemaiden kestävän ja vastuullisen käytön ja suojelun kansalliseksi strategiaksi Kestävä suometsätalous

Maatalous ja ilmastonmuutos sekä alustavia tuloksia kasvihuonekaasumittauksista pilottitiloilla

Uusinta tietoa ilmastonmuutoksesta: luonnontieteelliset asiat

Metsätuotannon elinkaariarviointi

Mikä muuttuu, kun kasvihuoneilmiö voimistuu? Jouni Räisänen Helsingin yliopiston fysiikan laitos

Suometsien käytön vaikutus ilmastoon. kolme tietä tulevaisuuteen

Lannoituksen pitkäaikaisvaikutukset

Kierrätämme hiiltä tuottamalla puuta

Peltobiomassojen viljelyn vaikutus ravinne- ja kasvihuonekaasupäästöihin

elinkaarianalyysi Antti Kilpeläinen ENERWOODS-hankkeen teemapäivä Tehokas ja kestävä metsäenergian tuotanto nyt ja tulevaisuudessa 4.9.

HIILIJALANJÄLKI- RAPORTTI

Mitä metsätalouden piirissä olevissa suometsissä voidaan tehdä monimuotoisuuden ja/tai ilmaston hyväksi?

EKOENERGO OY Asko Vuorinen Metsien hiilinielun kasvu ja hakkuumahdollisuudet

SUOPELTOJEN KASVIHUONEKAASUPÄÄSTÖT K8-KUNNISSA ETELÄ-POHJANMAALLA

Jorma Luhta ELÄMÄÄ SOILLA. Suotavoitteet

LIFEPeatLandUse tietoa heikkotuottoisten soiden jatkokäyttöön

IPCC 5. ARVIOINTIRAPORTTI OSARAPORTTI 1 ILMASTONMUUTOKSEN TIETEELLINEN TAUSTA

BIOHIILI; Biohiilen vaikutus metsämaan hiilen ja typen virtoihin

Metsien hiilivarastot ja energiapuun korjuun vaikutukset. Jari Liski Suomen ympäristökeskus

Todentaminen - tausta

LIFEPeatLandUse - hankkeen opit

Maatalouden päästöt Suomessa: turvemaat päästölähteenä

Metsien hyödyntäminen ja ilmastonmuutoksen hillintä

Humuksen vaikutukset järvien hiilenkiertoon ja ravintoverkostoihin. Paula Kankaala FT, dos. Itä Suomen yliopisto Biologian laitos

Mitä pitäisi tehdä metsänkasvatuskelvottomille ojitetuille soille? Miia Parviainen, Metsäntutkimuslaitos Turvepäivä

Hiilen kierto ojitetuilla turv la

Mistä tiedämme ihmisen muuttavan ilmastoa? Jouni Räisänen, Helsingin yliopiston fysiikan laitos

BiKa-hanke Viitasaaren työpaja Uusiutuvan energian direktiivi REDII ehdotus

Energiaturpeen käyttö GTK:n turvetutkimukset 70 vuotta seminaari Esa Lindholm, Bioenergia ry,

Kasvupaikkatekijät ja metsätyypit

Soiden ojitus: hiilivarat ja ilmastopäästöt

Metsä ekosysteemipalvelujen tuo3ajana case ilmastonmuutoksen torjunta

Öljyalan Palvelukeskus Oy Laskelma lämmityksen päästöistä. Loppuraportti 60K Q D

LCA-työkalun kehittäminen. Puoliväliseminaari

Päästöt kasvavat voimakkaasti. Keskilämpötilan nousu rajoitetaan 1,5 asteeseen. Toteutunut kehitys

Kunnostusojitustarve vesitalouden ja vesiensuojelun näkökulmasta. Hannu Hökkä, Mika Nieminen, Ari Lauren, Samuli Launiainen, Sakari Sarkkola Metla

Suot puhdistavat vesiä. Kaisa Heikkinen, FT, erikoistutkija Suomen ympäristökeskus

Nuoren metsän energiapuu ja hiilinielu

Suomen metsien kestävä käyttö ja hiilitase

Ympäristöstä. Yhdessä.

ILMASTONMUUTOSENNUSTEET

Energian säästöä ja ilmastonmuutoksen hillintää. OMAVARA -hankkeen loppuseminaari Hannu Känkänen

Bioenergia ry:n katsaus kotimaisten polttoaineiden tilanteeseen

Suobiomassan tuotto vanhoilla turvetuotantoalueilla uuden turpeen muodostumisnopeus

Lausunto ns. taakanjakoasetuksesta

Turvepeltojen viljely. Merja Myllys

METSÄT, METSÄENERGIA JA HIILENSIDONTA

Etelä-Pohjanmaan metsien kasvihuonekaasutase

Kansallinen suo- ja turvemaiden strategia. Suoseuran 60-vuotisjuhlaseminaari Säätytalo Veikko Marttila, Maa- ja metsätalousministeriö

Kommenttipuheenvuoro, Seurakuntien metsäseminaari

Transkriptio:

TURPEEN KÄYTÖN KASVIHUONEVAIKUTUSTEN LISÄTUTKIMUSKARTOITUS Kari Minkkinen & Jukka Laine Metsäekologian laitos Helsingin yliopisto

2 Minkkinen, K. & Laine J. 2001. Turpeen käytön kasvihuonevaikutusten lisätutkimuskartoitus. Raportti, Kauppa- ja teollisuusministeriö, Helsinki. 56 s. (korjattu versio 1.6.2001) (Drnro 5/464/2001. Ministeriön yhteyshenkilö: Jukka Saarinen) Tiivistelmä Raportissa esitetään nykytietämys turpeen käytön kasvihuonevaikutuksista ja lisätutkimusten tarve kahdesta näkökulmasta: 1 Turpeen käytön elikaaren kasvihuonevaikutuksen selvittäminen ja 2 Suomen päästöinventaariotyön tukeminen. Turpeen käytön elinkaari muodostuu karkeasti kolmesta vaiheesta: 1) alkutilanteesta ennen turvetuotantoa (luonnontilainen tai metsäojitettu suo tai suopelto), 2) tuotantoja käyttövaiheesta (korjuukentät, varastot sekä turpeen poltto ja kasvuturvekäyttö) ja 3) jälkikäyttövaiheesta (metsitys, viljely, ennallistaminen). Olemassa oleva mittaustieto alkutilanteen kasvihuonekaasujen (KHK) taseista Suomessa on hajanaista ja monilta osin puutteellista. Lisätietoa tarvittaisiin hiilidioksidin ja metaanin taseista kaikissa alkutilanteen maankäyttömuodoissa Suomen etelä- ja pohjoisosissa erilaisilla turvemaatyypeillä sekä typpioksiduulin taseista rehevillä turvemailla, erityisesti suopelloilla. Turpeen korjuukenttien ja turveaumojen KHK-päästöistä on vain muutamia mittauksia ja niitä tulisi laajentaa tarkempien emissioestimaattien selvittämiseksi. Polton päästöt tunnetaan turpeen elinkaaren osalta parhaiten. Suonpohjien KHKtaseista korjuun loputtua ja erilaisissa jälkikäyttömuodoissa on hyvin vähän tietoa, koska jälkikäyttöalueita on vasta muutamia. Turpeen jälkikäytön osuus tulee kuitenkin kasvamaan merkittävästi tulevaisuudessa, ja lisätutkimukset tulisikin suunnata metsityksen, ennallistamisen ja viljelyn KHK-päästöjen selvittämiseksi. Ennallistamisalueilla olemassa olevia KHK tutkimuksia tulisi jatkaa pidempiaikaisten KHKdynamiikan selvittämiseksi. Kansallisia päästöinventaariotarkoituksia varten tulisi selvittää turvemaiden pinta-alat eri maankäyttömuodoissa: varsinkin typpioksiduulitaseiden kannalta tärkeät suopeltojen alat tunnetaan huonosti. Suomessa on useita tutkimusryhmiä, joilla on valmius ko. asioiden tutkimiseen. Alustavan arvion mukaan tarvittavat lisätutkimukset olisi mahdollista toteuttaa nelivuotisena tutkimusohjelmana, jonka kokonaiskustannus olisi n. 9 milj. mk. Tekijöiden yhteystiedot: Kari Minkkinen & Jukka Laine Metsäekologian laitos PL 27 00014 Helsingin yliopisto puh: 09-191 58141 (Minkkinen), 09-191 58138 (Laine) email: kari.minkkinen@helsinki.fi, jukka.k.laine@helsinki.fi

3 Sisällys: 0. Tiivistelmä... 2 1. Tausta ja tavoitteet... 4 2. Kirjallisuuskatsaus turvemaiden kasvihuonekaasutaseet Suomessa... 6 2.1 Kasvihuoneilmiö... 6 2.2 Turpeen käytön elinkaari... 6 2.3 Turpeen käytön kasvihuonevaikutusten arviointimenetelmät... 7 2.4 Kasvihuonekaasujen dynamiikka tuotantoketjun eri vaiheissa... 8 2.4.1 Alkutilanne ennen turvetuotantoa... 8 2.4.2 Turpeen tuotanto... 13 2.4.3 Suonpohjien jälkikäyttö... 14 2.5 Turvemaiden pinta-alat, hiilivarastot ja kasvihuonekaasujen taseet Suomessa... 16 2.5.1 Lähdeaineistot... 16 2.5.2 Luonnontilaiset suot... 16 2.5.3 Metsäojitetut suot... 17 2.5.4 Suopellot...17 2.5.5 Turpeen korjuu ja käyttö... 18 2.5.6 Suonpohjien jälkikäyttö... 19 2.5.7 Vertailua muualla tehtyihin mittauksiin... 20 2.5.8 Pinta-alojen muutokset... 20 2.6 Päästöjen jakautuminen turpeen elinkaaressa... 21 3. Lisätutkimustarpeet... 22 3.1 Yleistä... 22 3.2 Alkutilanne ennen käyttöönottoa... 22 3.2.1 Luonnontilainen suo... 22 3.2.2 Metsäojitettu suo... 23 3.2.3 Suopelto...24 3.3 Turpeen korjuu ja käyttö... 24 3.3.1 Kentän valmistelu tuotantoon... 24 3.3.2 Turpeen korjuu, kentät ja varastot... 25 3.3.3 Turpeen käyttö... 25 3.4 Suonpohjien jälkikäyttö... 25 3.4.1 Yleistä... 25 3.4.2 Ennallistaminen... 25 3.4.3 Metsitys...26 3.5 Ilmastovaikutusten laskentamallit... 26 3.6 Pinta-alat... 26 3.7 Lisätutkimusten relevanssi... 27 3.7.1 Elinkaarianalyysi... 27 3.7.2 Inventaariot... 27 4. Käytössä olevat tutkimusmenetelmät... 28 4.1 Kasvihuonekaasujen virtauksien mittaus... 28 4.1.1 Kammiomenetelmä... 28 4.1.2 Tornimittaus... 29 4.2 Hiilivarastojen mittaus... 29 4.3 Biomassamittaukset... 30 4.4 Pinta-alat... 30 5. Olemassa oleva tutkimusinfrastruktuuri... 31 6. Eri tutkimusosioiden arvioidut kustannukset... 41 Viitteet... 44 Yhteenveto... 51

4 1. Tausta ja tavoitteet Turpeen poltto kattaa 5 6 prosenttia Suomen kokonaisenergian tarpeesta. Turve on Suomelle kansallisesti merkittävä polttoaine, jolla on työllisyysvaikutuksineen myös aluepoliittista merkitystä. Kansainvälisissä tilastoissa (OECD/IEA) turve luokitellaan kuuluvaksi fossiilisiin polttoaineisiin ja kansainvälisissä ilmastoneuvotteluissa turpeen asema on yhä epäselvä. Kansallisen ilmastostrategian (VNS 1/2001 vp) mukaan Suomen valtioneuvosto pitää EU:n energiaverotusta koskevien kannanottojen lähtökohtana sitä, "että turve jätetään energiaverotusta koskevien direktiivien ulkopuolelle kansalliseen toimivaltaan. Kansainvälisessä tilastointikäytännössä toimitaan sen hyväksi, että turve irrotetaan fossiilisten polttoaineiden kategoriasta erilleen omaksi luokakseen." Lisäksi todetaan että "ilmastosopimuksen ja muun kansainvälisen yhteistyön osalta toimitaan seuraavasti: 1. Turpeen energiakäytön elinkaarianalyysiä varten kartoitetaan lisätutkimustarpeet ja käynnistetään kartoituksen pohjalta tutkimusohjelma 2. Mikäli tutkimustulosten pohjalta on perusteltua, ryhdytään toimenpiteisiin, joilla vaikutetaan kasvihuonekaasujen laskentatapojen sääntöihin ja määritelmiin kansainvälisessä ilmastosopimuksessa. Tavoitteena siinä tilanteessa on, että ilmastosopimuksen laskentamenetelmät ottavat huomioon turpeen kasvihuonekaasutaseen koko elinkaaren ajalta eikä vain poltosta tulevia päästöjä" 3. Ilmastosopimukseen vaikuttamiseksi tarvitaan uuden tutkimustiedon lisäksi selkeät kriteerit turpeen energiakäytölle. Kriteereistä tulee ilmetä mm. niiden suoalueiden määrittely, joille energiaturpeen tuotanto suunnataan ja vaatimukset turpeen tuotantoalueiden jälkikäytölle" Ilmastostrategian valmisteluun perustuen KTM tilasi tammikuussa 2001 tekijöiltä kartoituksen turpeen elinkaarianalyysin lisätutkimustarpeista. Kartoituksen tavoitteeksi asetettiin "arvioida mitä tietoa tarvitaan, jotta turpeen käytöstä aiheutuvien päästöjen laskentaan Kioton pöytäkirjan periaatteiden mukaisesti voitaisiin tieteellisin perustein ehdottaa turpeen elinkaaren paremmin huomioonottavia laskentamenetelmiä, mikäli edellytyksiä siihen on". Tavoitteiden taustalla ovat myös tämänhetkiset Suomen kansalliset raportointivelvoitteet YK:n ilmastosopimukselle (UN/FCCC) turpeen ja turvemaiden kasvihuonekaasupäästöistä, joiden lukuarvoja olisi mahdollisuuksien mukaan tarkennettava. Näissä raporteissa ilmoitetaan eri maankäyttöluokkien pinta-alat, päästökertoimet ja niiden mukaiset kokonaispäästöt. Raportoinneissa turve on toistaiseksi esiintynyt kolmessa eri luokassa: 1. energiasektorin CO 2, CH 4 ja N 2 O -päästöt 2. energiasektorin päästöhävikit 3. suopeltojen viljelyn CO 2 ja N 2 O-päästöt Energiasektorin CO 2, CH 4 ja N 2 O -päästöt tarkoittavat suoraan turpeen käytöstä johtuvia päästöjä (turpeen poltto energiaksi) ja päästöhävikit koostuvat turvetuotantoon varattuna, valmisteilla ja tuotannossa olevien alueiden päästöistä sekä varastojen ja työkoneiden päästöistä. Suopeltojen viljelyn CO 2 ja N 2 O -päästöt on raportoitu maatalouden luokassa.

5 Kansallisissa inventaarioissa (UNFCCC) turpeen elinkaari otetaan siis jo nykyisin (osittain) huomioon. Päästöt ilmoitetaan turvetuotantoon varatulle alueelle ja tuotannossa oleville turvekentille (yht. 150 000 ha, päästökerroin 450 g C m 2 a 1 ), sekä poltetulle turpeelle (päästökerroin 106 g CO 2 /MJ). Suon jälkikäyttö metsittämällä otetaan huomioon metsätalouden luokassa. Sen sijaan kaikki muut jälkikäyttömuodot jäävät huomiotta, samoin kuin turpeen tuotantoa edeltävän alkutilanteen ja valmisteluvaiheen päästöt. Varauksessa oleville alueille käytetään samaa päästökerrointa, vaikka alueet eroavat hyvin merkittävästi toisistaan (luonnontilaiset suopellot), eikä taseita ilmoiteta kuin hiilidioksidin osalta. Turpeen elinkaaren osalta nykyinen inventointikäytäntö on siis puutteellinen. Tämä johtuu relevantin ja "läpinäkyvän" tieteellisen tiedon ja ajantasaisen inventointijärjestelmän puutteista: eri maankäyttömuotojen pinta-aloja elinkaaren eri vaiheissa ja eri vaiheiden päästökertoimia kaikkien kaasujen osalta ei tunneta vielä tarpeeksi hyvin, minkä vuoksi lisätutkimus on tarpeen. Turpeen käytön elinkaaren lisäksi inventaarioissa tarvitaan tietoa turvemaiden osuudesta kaikissa maankäyttöluokissa ja muutoksista näissä luokissa. Tämä tarkoittaa sitä, että turvemaiden päästöt ja pinta-alat tulisi tuntea myös turpeen energiakäytön elinkaaren ulkopuolelta, esim. suopeltojen metsityksen osalta. Mahdollisesti muuttuvien raportointitarpeiden vuoksi ei ole järkevää rajoittaa tutkimusta vain tämänhetkiseen raportointitarpeeseen, vaan asiaa on katsottava kokonaisvaltaisesti ja mahdolliset tulevaisuuden tarpeet tiedostaen. Toisaalta myös elinkaaritutkimuksissa tulee tuotantoketjujen vertailun vuoksi ottaa huomioon kaikki mahdolliset, vaikkakin epätodennäköiset tuotantoketjut. Edellä esitettyjen tavoitteiden mukaisesti tässä kartoituksessa esitetään turpeen käytön kasvihuonevaikutusten nykytietämys ja lisätutkimustarpeet kahdesta näkökulmasta: 1) turpeen käytön elinkaaren aikaiset kasvihuonekaasutaseet (eli päästökertoimet) pintaalayksikköä (tai tuotettua energiayksikköä) kohti ja 2) Suomen turvemaiden pinta-alat ja päästökertoimet kaikissa eri maankäyttöluokissa inventaariotarpeiden näkökulmasta. Luvussa 2 esitetään turpeen käytön elinkaari, luodaan katsaus julkaistuun tutkimustietoon turpeen kasvihuonekaasupäästöistä turpeen elinkaaren eri vaiheissa ja annetaan nykytiedon mukaiset päästökertoimet epävarmuuksineen pinta-alayksikköä kohti. Saman luvun lopussa esitetään eri maankäyttömuotojen pinta-alat, kasvihuonekaasujen kokonaistaseet ja niiden kehitys Suomessa. Sen jälkeen esitetään lisätutkimustarpeet (luku 3), käytettävissä olevat tutkimusmenetelmät (luku 4) ja olemassa oleva tutkimusinfrastruktuuri Suomessa (luku 5). Lopuksi laaditaan karkea kustannusarvio perustettavalle tutkimusohjelmalle (luku 6) ja esitetään selvityksen tiivistelmä (luku 7).

6 2. Kirjallisuuskatsaus turvemaiden kasvihuonekaasutaseet Suomessa 2.1 Kasvihuoneilmiö Hiilidioksidi (CO 2 ), metaani (CH 4 ) ja typpioksiduuli (N 2 O) ovat kasvihuonekaasuja (KHK), joita kaikkia emittoituu turvemaista. Muiden kasvihuonekaasujen ohella (joista tärkein on vesihöyry ja muita ovat mm. otsoni ja CFC-yhdisteet) ne imevät maapallolta tulevaa pitkäaaltoista säteilyä ja vähentävät täten maapallolta säteilevän energian siirtymistä avaruuteen. Ne siis aiheuttavat ns. luonnollisen kasvihuoneilmiön, joka pitää maapallon pinnan n. 30 C lämpimämpänä, kuin jos kaikki emittoituva säteily pääsisi avaruuteen (Ramanathan ym. 1987, IPCC 1990). Kun kasvihuonekaasujen määrä ilmakehässä muuttuu, muuttuu myös säteilytase maapallon ja ilmakehän välillä. Tätä muutosta maapallon säteilytaseessa, joka pakottaa lämpötilan muuttumaan kohti uutta tasapainoa, kutsutaan säteilypakotteeksi (yksikkö: W m 2 ). Positiiviset säteilypakotearvot merkitsevät ilmastoa lämmittävää vaikutusta ja negatiiviset viilentävää vaikutusta. Kasvihuonekaasumolekyylien fysikaaliset ominaisuudet, jotka vaikuttavat ko. kaasun kykyyn imeä pitkäaaltoista infrapunasäteilyä, vaihtelevat suuresti eri kaasujen välillä ja määräävät kaasun ominaissäteilypakotteen. Myös kaasujen elinajat eroavat toisistaan, minkä vuoksi aikahorisontti vaikuttaa vertailuihin (IPCC 1996a). Esimerkiksi metaani absorboi lämpösäteilyä 21 kertaa ja typpioksiduuli 310 kertaa tehokkaammin kuin hiilidioksidi sadan vuoden aikahorisontilla tarkasteltuna (IPCC 1996a). Kaasuilla voi olla myös epäsuoria vaikutuksia, koska ne aiheuttavat kemiallisia muutoksia ilmakehässä. Esimerkiksi ilmakehän kasvava metaanipitoisuus lisää otsonin muodostumista troposfäärissä ja metaanin hajoaminen synnyttää vesihöyryä stratosfääriin; nämä muutokset lisäävät metaanin säteilypakotevaikutusta 20 30 % (IPCC 1994). 2.2 Turpeen käytön elinkaari Turpeen käytön elinkaari käsittää kaikki vaiheet tuotantoa edeltävästä lähtötilanteesta jo hyödynnettyjen turvekenttien (suonpohjien) jälkikäyttöön. Lähtötilanteena on siis joko luonnontilainen, metsäojitettu tai maanviljelyksessä ollut turvemaa. Turvemaa valmistellaan tuotantokäyttöön tarpeen mukaan ojittamalla, raivaamalla kasvillisuus ja tasoittamalla turvekenttä. Valmisteluvaihe kestää lähtötilanteesta riippuen 1 5 vuotta, minkä jälkeen turpeen korjuu voidaan aloittaa. Turvetta korjataan pääosin energiakäyttöön, mutta myös ns. kasvu- ja kuiviketurpeeksi puutarha-, maatalous-, ympäristönsuojelu- yms. käyttöön. Vähän maatunut kasvuturve sijaitsee suon pintaosissa, ja se korjataan jyrsinmenetelmällä tuotannon alkuvaiheissa. Maatuneempi energiaturve korjataan joko jyrsin- tai palaturvemenetelmällä. Korjattu turve varastoidaan kentän reunamilla aumoissa. Turve kuljetetaan polttolaitoksiin pääosin maateitse, jossa se poltetaan pääosin pöly- tai leijukerrospolttona. Turvetta korjataan vuosittain sääolojen mukaan n. 15 30 cm ja keskimäärin korjuu kestää yhdellä suolla n. 15 20 vuotta; kestoaikaan vaikuttaa merkittävästi myös markkinatilanne. Korjuun loputtua suonpohja käsitellään sopimusten mukaan omistajan toivomalla tavalla. Yleisin jälkikäyttömuoto on metsitys, mutta suonpohja voidaan myös ennallistaa, ottaa viljelyskäyttöön tai rakentaa alueelle esim. lintujärvi. Edellisen mukaan turpeen käytön elinkaaressa voidaan erottaa viisi toisistaan eroavaa vaihetta, joilla on omat kasvihuonekaasudynamiikkansa: 1) alkutilanne ennen tuotan-

7 toa, 2) valmisteluvaihe tuotantoon 3) valmis ja korjuussa oleva turvekenttä (ml. varastoaumat), 4) turpeen käyttö polttoon tai kasvuturpeeksi (ml. varastointi ja kuljetukset) ja 5) suonpohjan jälkikäyttö. Karkeammin elinkaari voidaan jakaa kolmeen osaan, eli alkutilanteeseen ennen turvetuotantoa, turpeen korjuuseen ja käyttöön sekä suonpohjan jälkikäyttöön. Elinkaarianalyysejä varten jokaiselle vaiheelle tulee voida määrittää eri kasvihuonekaasujen pinta-ala- tai energiaperustaiset päästökertoimet (eli kaasujen taseet) kaasujen nettopäästöjen laskemiseksi ja erilaisten tuotantoketjujen kokonaispäästöjen vertailemiseksi. Kansallisia kasvihuonekaasuinventaarioita varten tulee lisäksi tuntea turvemaiden kokonaispinta-alat ja pinta-alojen vuosittaiset muutokset Suomessa kaikissa elinkaaren eri vaiheissa. 2.3 Turpeen käytön kasvihuonevaikutusten arviointimenetelmät Kasvihuonekaasujen päästöjen vaikutukset (=säteilypakote) voidaan laskea matemaattisilla malleilla (esim. REFUGE: Korhonen ym. 1993, Sinisalo 1998), jotka ottavat huomioon kaasujen absorbiokyvyn, eliniän ja epäsuorat ilmastovaikutukset. Yksinkertaisuuden vuoksi kansainvälisissä raportoinneissa käytetään lämmityspotentiaalia (GWP =global warming potential), joka on ko. kaasun ajan suhteen integroitu lämmitysvaikutus (=säteilypakote) suhteessa hiilidioksidin integroituun lämmitysvaikutukseen Houghton 1996). GWP antaa siis keskiarvoistetun säteilypakotteen valitulle ajanjaksolle. Nykyiset raportointisäännöt perustuvat YK:n ilmastopaneelin ohjeisiin (IPCC 1996b), jossa lämmityspotentiaalit ilmoitetaan 100 vuoden aikahorisonttia käyttäen ja suhdeluvut ovat metaanille 21 ja typpioksiduulille 310. Valittu aikahorisontti luonnollisesti vaikuttaa tuloksiin, koska eri kaasujen eliniät ilmakehässä vaihtelevat suuresti. Samalla myös ilmiön dynaaminen luonne (kaasuemissioiden historia tai skenaario) menetetään. Kansainvälisisten ilmastosopimusten tarkoitus on hidastaa ihmisen aiheuttamaa ilmastonmuutosta ja vähentää sen vaikutuksia. Tämän vuoksi myös päästöjen ilmastovaikutusten laskentamallit on tehty siten, että niillä voidaan kohtalaisesti arvioida antropogeenisten emissioiden vaikutusta ilmastoon (marginaalivaikutus: päästö lasketaan kaiken muun päästösumman "päälle"). Jos halutaankin tarkastella muutoksia ekosysteemien kasvihuonekaasudynamiikoissa, voivat ko. laskentamenetelmät johtaa pidemmällä tähtäimellä vääriin johtopäätöksiin. Näin voi käydä esimerkiksi pohdittaessa luonnontilaisen suon hiilidynamiikkaa, jossa hiiltä sitoutuu suohon tuhansia vuosia ennen suon käyttöönottoa. Hiilen kierto ilmakehän ja ekosysteemien välillä riippuu ilmakehän hiilidioksidipitoisuudesta, joka on taas jatkuvasti noussut. Nykyiset mallit eivät siis välttämättä toimi oikein, jos pyritään mallittamaan historiallisia luonnonprosesseja. Samoin esim. nykyisten keskiarvoistavien GWP-mallien mukaan luonnontilaisen suon säteilypakote muuttuu merkittävästi, kun aikahorisonttia muutetaan sadasta vuodesta viiteensataan vuoteen (Crill ym. 2000). Sadan vuoden käyttö aikahorisonttina on siis kompromissi, ja sillä on merkittävä vaikutus siihen, miten suuria ilmastovaikutuksia maankäytön muutoksille soilla arvioidaan. Säteilypakotteiden laskenta dynaamisilla malleilla antaa ajan suhteen huomattavasti totuudenmukaisemman kuvan, mutta niissäkin säilyvät epävarmuudet historiallisesta ja tulevasta hiilidioksidin dynamiikasta maapallolla. Turpeen elinkaaren aikaisia kokonaispäästöjä voidaan arvioida erilaisilla elinkaarianalyysitekniikoilla (esim. Savolainen ym. 1994, Mälkki ja Frilander 1997, Leijting 1999). Analyysejä voidaan käyttää sekä kokonaispäästöjen laskentaan että herkkyystarkasteluihin eri vaiheiden päästöjen suhteen jolloin niistä voi olla hyötyä myös tutkimuksen suunnittelussa ja suuntaamisessa. Elinkaarianalyysi ei kuitenkaan itsessään

8 ole tämän kartoituksen piirissä oleva lisätutkimuskohde, vaan menetelmä, jolla eri elinkaaren päästöjen suuruuksia ja suhteita voidaan arvioida eri tarpeisiin. 2.4 Kasvihuonekaasujen dynamiikka tuotantoketjun eri vaiheissa 2.4.1 Alkutilanne ennen turvetuotantoa 2.4.1.1 Luonnontilainen suo Suot ovat hiiltä sitovia ekosysteemejä. Ilmakehän hiiltä (CO 2 -C) sitoutuu kasvien fotosynteesissä biomassaan ja joutuu karikkeena suon pinnalle ja syvemmälle turpeeseen. Koska vedenpinta on jatkuvasti suonpinnan lähellä, maa on suurimmaksi osaksi hapetonta ja hajotustoiminta on hidasta. Tästä seuraa, että kasvillisuuden nettoperustuotanto on hajotusta suurempi ja ilmakehästä sidottua hiiltä sitoutuu turpeeseen. Pitkän ajan keskimääräinen hiilensitoutumisnopeus on Suomen luonnontilaisilla soilla ollut keskimäärin 15 30 g C m 2 a 1 mutta vaihtelu eri soiden välillä on suurta (2 89 g C m 2 a 1 ; Korhola ym. 1995, Tolonen and Turunen 1996, Turunen 1999). Hiilen kerrostumisnopeus vaihtelee suon alueellisen sijainnin (etelä>pohjoinen), syntymisajankohdan (nuori>vanha) ja suotyypin mukaan (Korhola ym. 1995). Ombrotrofiset (sadeveden ruokkimat) karut (rahka-) suot ovat yleensä kerryttäneet turvetta nopeammin kuin minerotrofiset (valumavesien ruokkimat) ravinteikkaat (sara-) suot. Pitkän ajan keskimääräisten hiilensitoutumisnopeuksien vastaavuutta nykykertymiin ei tunneta Osa kasvien fotosynteesissään sitomasta hiilestä palaa ilmakehään hiilidioksidina kasvien maan ylä- ja alapuolisten osien ylläpito- ja kasvuhengityksessä sekä mikrobien hengityksessä. Jäljelle jäävä hiili on osana kasvien rakennetta ja joutuu lopulta kuolleena kasviaineksena eli karikkeena maahan. Turpeen hapellisessa pintakerroksessa (akrotelma, Ingram 1978) n. 80 95 % karikkeesta hajoaa aerobisesti ja vapautuu hiilidioksidina ilmaan ennenkuin kerros peittyy vähitellen nousevan vedenpinnan alle (Reader and Stewart 1972, Clymo 1984, Bartsch and Moore 1985). Veden kyllästämässä hapettomassa turvekerroksessa hajotusprosessit ovat hyvin hitaita ja suuri osa hajoavasta hiilestä vapautuu ilmakehään metaanina. Metaania muodostuu hapettomissa turvekerroksissa elävien metanogeenisten bakteerien hajotustuotteena orgaanisesta tai kaasumaisesta hiilestä. Suurin osa tällä tavoin muodostuneesta metaanista on kuitenkin peräisin hiljattain sidotusta hiilestä (mm. Cicerone and Oremland 1988, Whiting and Chanton 1993), jota joutuu suoraan hapettomiin kerroksiin syväjuuristen kasvien, kuten sarakasvien, juurten mukana (Saarinen 1997). Yläpuolisissa, hapellisemmissa turvekerroksissa elää metanotrofisia bakteereja, jotka hapettavat osan ylöspäin diffuntoituvasta metaanista hiilidioksidiksi (mm. Sundh ym. 1994). Monilla suokasveilla on aerenkyymisolukkoa jonka avulla ne pystyvät kuljettamaan juurilleen happea. Tällaisilla kasvupaikoilla (erityisesti saranevat), suurin osa metaanista kulkeutuu suoraan ilmakehään näiden kasvien aerenkyymisolukkoa myöten (mm. Sebacher ym. 1985, Chanton ym. 1992, Shannon ym. 1996, Frenzel and Rudolph 1998, Rusch and Rennenberg 1998) hapettavien turvekerrosten ohi. Täten metaanin kierto voi olla suhteellisen itsenäinen osa soiden hiilen kiertoa ja erillään pitkäaikaisesta turpeen hiilen kertymästä. Suot voivat alkuvaiheessaan (sarasuovaihe) toimia metaanipumppuina muuttaen ilmakehän hiilidioksidia metaaniksi (Korhola ym. 1996). Kun suo kasvaa paksuutta sidotun hiilidioksidin osuus suhteessa vapautuvaan metaaniin kasvaa.

9 Boreaalisten soiden hiilidioksidi- ja metaaniemissioiden vaihtelu on hyvin suurta. Maanhengityksen mittaukset, jotka sisältävät orgaanisen aineksen hajotuksessa vapautuvan hiilen sekä kasvien juurten ja heterotrofien hengityksen, antavat keskimääräisiksi hiilidioksidin emissioiksi 50 400 g C m 2 a 1, riippuen ilmastosta ja suotyypistä (Raich and Schlesinger 1992, Moore 1996, Silvola ym. 1996a). Mikrotopografiset erot kasvupaikkojen sisällä (mm. Moore 1989, Waddington and Roulet 1996) sekä vuosien väliset säätilaerot (Silvola ym. 1996a, Alm ym. 1999b) lisäävät entisestään hiilidioksidivirtojen vaihtelua turvemailla. Juurten hengitys voi muodostaa 10 40 % maan kokonaishengityksestä, suurin osa juuriston hengityksestä lienee kuitenkin peräisin hajoavista juuristoeritteistä, eikä niinkään juurten ylläpitohengityksestä (Silvola ym. 1996b). Vuosittaiset metaaniemissiot boreaalisilta soilta vaihtelevat 0 ja 70 g CH 4 m 2 a 1 (Crill ym. 1992) välillä; keskiarvot Suomen luonnontilaisilla rahka- ja sarasoilta ovat 8 ja 19 g CH 4 m 2 a 1 (Nykänen ym. 1998), ollen yleensä alle 10 % vuosittaisesta hiilen nettovirtauksesta turpeesta ilmakehään (Alm ym. 1997). Suomen ilmastossa 80 % metaani- ja hiilidioksidiemissioista tapahtuu kasvukauden aikana (Alm ym. 1999a), mutta merkittävä osa (20 %) sidotusta hiilestä vapautuu talven aikana, kun sidontaa ei tapahdu. Hiiltä virtaa suolle ja siltä pois myös valumaveteen liuenneena (DOC) (Urban ym. 1989, Sallantaus 1992). Koska turvemaat ovat hyvin hiilipitoisia maita, suolta lähtevässä vedessä on yleensä enemmän liuennutta hiiltä kuin sinne kivennäismailta tulevassa vedessä; valumavesien mukana hiiltä siis poistuu suoekosysteemistä enemmän kuin sinne tulee. Huuhtoutumisnopeus riippuu hydrologiasta, erityisesti läpivalunnan suuruudesta ja suoekosysteemin perustuotannon tasosta. Keskisessä Suomessa sijaitsevalta suolta on mitattu pieniä hiilen nettohäviöitä (5 9 g C m 2 a 1, Sallantaus 1992, Sallantaus and Kaipainen 1996), mutta selvästi suurempia hävikkejä (30 35 g C m 2 a 1 ) on raportoitu Pohjois-Amerikan soilta, jossa on lämpimämpi ilmasto ja suurempi läpivalunta (DeVito and LaZerte 1989, Dosskey and Bertsch 1994). Hiiltä virtaa myös alaspäin turveprofiilissa (Charman ym. 1994, Domisch ym. 1998) ja erityisesti ohutturpeisilla sarasoilla suon kehityksen alkuvaiheissa sitä päätyy suon alaiseen mineraalimaahan asti (Turunen ym. 1999a). Nuorien soiden (<500 v.) alaisesta mineraalimaasta mitattuihin hiilivarastoihin perustuen hiilen virtausnopeuden on arvioitu olevan n. 10 20 g C m 2 a 1 (Turunen ym. 1999a). Dityppioksidi eli typpioksiduuli (N 2 O) on kasvihuonekaasu, jota syntyy nitrifikaatioja denitrifikaatioprosesseissa, kun olosuhteet ovat suotuisat nitraatin läsnäololle. Luonnontilaisista soissa lähes kaikki typpi on orgaanisesti sitoutunut ja typen oksideja vapautuu erittäin vähän (Martikainen ym. 1993, Regina ym. 1996). Suon lannoittaminen tai ottaminen esim. viljelyskäyttöön saattaa kuitenkin oleellisesti lisätä typpioksiduulin vapautumista (Regina ym. 1998a). 2.4.1.2 Metsäojitettu suo Metsäojituksen jälkeen suon vedenpinta laskee, veden nosteen aiemmin kannattelema suon pintakerros romahtaa kasaan ja suon pinta laskee nopeasti (Lukkala 1949). Pintaturvekerrokset tiivistyvät ja turpeen tiheys kasvaa. Samalla hapellisen pintakerroksen paksuus kasvaa. Ojituksen jälkeen myös karikkeen ja vanhan turpeen hajotusnopeus kasvaa koska hapellinen hajotus on aina hapetonta nopeampaa. Tämä on todettu mm. selluloosan hajotuskokein (Karsisto 1979, Lieffers 1988, Bridgham ym. 1991) ja kasvaneina hiilidioksidiemissioina laboratoriokokeissa (Moore and Knowles 1989). Hajotusnopeuden

10 kasvua hapellisuuden lisääntymisen myötä voivat kuitenkin jarruttaa turpeen ph:n (Lukkala 1929, Laine ym. 1995a) ja lämpötilan lasku (Heikurainen and Seppälä 1963, Hytönen and Silfverberg 1991, Minkkinen ym. 1999) sekä muutokset karikkeen laadussa (Laiho and Laine 1996), jotka ovat kaikki tärkeitä hajotusnopeuteen vaikuttavia tekijöitä (Ivarson 1977, Coulson and Butterfield 1978, Berg ym. 1993). Ojitus aikaansaa kasvillisuussukkession, jossa suolajit korvautuvat vähitellen kangasmaiden kasvillisuudella (Sarasto 1961, Laine and Vanha-Majamaa 1992, Laine ym. 1995a). Samanaikaiset muutokset kasvillisuudessa ja hajotusprosesseissa muuttavat suon hiili- ja typpidynamiikkaa. Hiilidioksidiemissiot yleensä kasvavat (Silvola 1986, Moore and Dalva 1993, Silvola ym. 1996a), kun taas metaaniemissiot vähenevät (Roulet ym. 1993, Martikainen ym. 1995, Nykänen ym. 1998). Suomessa soiden vuosittaisten hiilidioksidiemissioiden on raportoitu lisääntyneen 6 190 % (keskiarvo 50 %, lisäys 135 340:stä luonnontilaisilla 160 460 grammaan C m 2 a 1 ojitetuilla; Silvola ym. 1996a) ja metaaniemissioiden laskeneen 30 100 % (3 22 g C m 2 a 1 luonnontilaisilla ja 0 6 g C m 2 a 1 ojitetuilla; Nykänen ym. 1998) ojituksen jälkeen. Muutoksen suuruus vaihtelee selvästi ojitusintensiteetin (vedenpinnan laskun) sekä alkuperäisen suotyypin mukaan. Toisaalta ojista emittoituva metaani lisää ojitetun suon metaanipäästöjä mitatut emissiot ovat olleet keskimäärin samaa tasoa, kuin vastaavan luonnontilaisen suon, mutta joissain tapauksissa jopa kymmenkertaisia vastaavaan luonnontilaiseen verrattuna (Minkkinen ym. 1997, Minkkinen, julkaisematon aineisto). Kuivatukseen yhdistetty lannoitus saattaa lisätä dityppioksidin päästöjä merkittävästi (Regina ym. 1998a). Koska emissiot luonnontilaisilta soilta ovat hyvin pieniä, suhteellinen lisäys voi olla erittäin suuri ja mahdollisesti kasvihuonekaasujen kokonaistaseenkin kannalta merkittävä (Crill ym. 2000). Lisääntyneiden hiilidioksidiemissioiden on usein tulkittu tarkoittavan maan hiilivaraston pienenemistä (mm. Silvola 1986, Gorham 1991). Kuitenkin myös suohon tulevan hiilen määrä muuttuu ojituksen jälkeen. Kasvillisuuden nettoperustuotanto ja biomassa kasvavat yleensä ojituksen jälkeen; suurin kasvu tapahtuu puustossa kun taas sammalkerroksen biomassa saattaa hiukan pienentyä (Reinikainen 1981, Reinikainen ym. 1984, Laiho 1996, Laiho and Laine 1997). Kariketuotanto voi kasvaa ojituksen jälkeen moninkertaiseksi luonnontilaiseen verrattuna (Laiho and Laine 1996, Finér and Laine 1998) samanaikaisesti kasvavan puuston kanssa. Puuston karike on ligniinipitoista ja vaikeasti hajotettavaa (mm. Melillo ym. 1982, Meentemeyer 1984). Kariketuotanto muodostaa orgaanisen hiilen vuon turpeeseen. Muutokset maan ylä- ja alapuolisen karikketuotannon määrässä ja laadussa voivat siis merkittävästi muuttaa suon ojituksen jälkeistä hiilitasetta, eivätkä lisääntyneet hiilidioksisiemissiot siis välttämättä merkitse turpeen hiilivarastojen pienenemistä. Suomen soiden turpeen hiilivarastojen ja -kertymisnopeuksien on itse asiassa arvioitu keskimäärin lisääntyneet metsäojituksen myötä (Minkkinen ja Laine 1998, Minkkinen ym. 1999). Ko. tutkimusten mukaan hiilen kertymisnopeus lisääntyi karummille suotyypeille ja etelään päin hiilen nettohäviöitä havaittiin vain rehevimmillä suotyypeillä ja varsinkin Pohjois-Suomessa. Laskettujen hiilitasearvojen hajonta koealojen välillä oli kuitenkin (menetelmästä johtuen) hyvin suuri, minkä vuoksi keskiarvoestimaattien epävarmuus on myös suuri. Edellä mainitut tutkimukset koskevat ainoastaan ojituksen suoria kuivatusvaikutuksia suoekosysteemiin. Metsäojitetulla suolla harjoitetaan kuitenkin metsätaloutta, eli suoritetaan hakkuita ja muita metsänhoitotoimenpiteitä. Hakkuiden jälkeen ojaverkosto täytyy kunnostaa puuston kasvun turvaamiseksi. Hakkuiden ja kunnostusojituksen

11 vaikutuksia turvemaiden hiili- ja KHK-taseisiin ei kuitenkaan tunneta. Hakkuiden jäljiltä maahan joutuu runsaasti ravinteita, mikä saattaa lisätä typen mineralisaatiota ja typpioksiduulin emissioita. Kunnostusojituksen aiheuttama lisäkuivatus lisännee myös hiilidioksidipäästöjä ja vähentää entisestään metaaniemissioita. Hakkuiden jälkeen tapahtuva kasvillisuussukkessio sitoo uutta hiiltä systeemiin ja muuttaa KHKtaseita toistaiseksi tuntemattomalla tavalla. 2.4.1.3 Maatalouskäyttöön otettu suo (suopelto) Suon ottaminen maanviljelykseen muuttaa sen hiilidioksidin (Armentano and Menges 1986; Okruszko 1996, Maljanen 2001) ja typpioksiduulin lähteeksi ilmakehään (Nykänen ym., 1995a, Regina ym. 1996) orgaanisen aineen mineralisoituessa tehokkaan kuivatuksen ja maanmuokkauksen vuoksi. Metaaniemissiot taasen pienenevät kuivatuksen myötä (Maljanen ym. 1999). Suomen suopelloilta on mitattu 400 750 g CO 2 -C m 2 a 1 emissioita ilmakehään (Maljanen ym. 2001b). Suurehkoja hiilen hävikkejä, jopa 1000 2000 g m 2 a 1, on raportoitu viljelyksiltä Euroopasta ja Pohjois- Amerikasta (Armentano and Menges, 1986). Hiilidioksiditaseeseen vaikuttaa ilmaston lisäksi viljelymenetelmä, viljelykasvi ja ojitussyvyys (Maljanen ym. 1999, 2001). Typpioksiduuliemissioiden lisääntyminen (Nykänen ym., 1995a) johtuu lisääntyneestä typen kierrosta orgaanisen aineksen mineralisoituessa ja lannoituksesta (Li ym., 1994; Paludan and Blicher-Mathiesen, 1997, Regina ym. 1998b, Komulainen ym. 2001). Soiden ojitus ja käyttö maatalouteen aiheuttaa siis huomattavasti radikaalimpia muutoksia ekosysteemissä kun metsäojitus. Kun metsäojitettu suo säilyy toimivana ekosysteeminä hiiltä sitovine kasvipeitteineen ja ravintoketjuineen, viljelykseen raivatulla suopellolla kasvipeite on vain osan vuodesta ja jatkuvan maanmuokkauksen ja lannoitusten vuoksi turpeen hajotustoiminta ja mineralisaatio on hyvin voimakasta. Hapellisen hajotuksen lisääntyessä hiilidioksidipäästöt siis lisääntyvät, mutta metaanipäästöt loppuvat. Typpilannoitus ja orgaanisen typen mineralisaatio lisäävät merkittävästi typen oksidien muodostumista ja emissioita. Kokonaisuudessaan (hiilidioksidiekvivalentteina ilmaistuna) soiden ottaminen maatalouskäyttöön lisää aina KHKemissioita, koska hiilidioksidi- ja typpioksiduulipäästöt kasvavat suhteessa enemmän kuin metaanipäästöt vähenevät (Kasimir-Klemedtsson ym. 1997). Suopellon metsityksestä on vain yksi julkaistu tutkimus (Maljanen ym. 2001a). Sen mukaan maaperän hiilidioksidiemissiot (pelkkä maanhengitys) pienenevät hitaasti, mutta metaaniemissiot voivat lisääntyä metsityksen jälkeen. Vapautuvan mineraalitypen suuresta määrästä johtuen typpioksiduuliemissiot voivat jatkua samalla tasolla ainakin pari vuosikymmentä metsityksen jälkeen (Maljanen ym. 2001a). 2.4.1.4 Johtopäätökset ja nykytiedon mukaiset päästökertoimet turpeen käytön eri alkutilanteille Edellä mainituista tutkimuksista voidaan päätellä, että eri alkutilanteissa kasvihuonekaasudynamiikka on hyvin erilaista. Luonnontilaiset suot toimivat hiilidioksidin sitojina, mutta metaanin vapauttajina. Metsäojitetut suot sitovat tai vapauttavat hiilidioksidia suotyypistä ja ilmasto-oloista riippuen, ojitus vähentää aina metaanipäästöjä mutta saattaa lisätä typpioksiduulin päästöjä. Maatalouden vaikutukset ovat radikaaleimmat: hiilidioksidipäästöt ja typpioksiduulin päästöt lisääntyvät voimakkaasti kun taas metaanipäästöt loppuvat. Arviot nykyhetken KHK-taseista eri maankäyttömuodoissa Suomessa esitetään Taulukossa 1. Arviot on kerätty ja keskiarvoistettu suorista mittauksista Suomen

12 turvemailta (tarkemmat kuvaukset tutkimuksista ks. Crill ym. 2000). Tasearvojen epävarmuusrajat on tässä arvioitu aineistojen sisäisen hajonnan ja alueellisen kattavuuden perusteella. Taulukon 1 lähdeaineistojen mukaan luonnontilaiset suot kerryttävät hiilidioksidia turpeeseen keskimäärin 75 g m 2 a 1 ja suotyyppien välinen vaihtelu on melko pientä. Metaania vapautuu soista keskimäärin 13.5 g m 2 a 1, mutta tyyppien välinen vaihtelu on suurta, noin nollasta 50 grammaan m 2 a 1. Typpioksiduulipäästöt luonnontilaisilta soilta ovat pieniä, keskimäärin vain n. 0.005 g m 2 a 1. Metsäojitettujen soiden arvioidaan kerryttävän hiilidioksidia turpeeseen keskimäärin 160 g m 2 a 1, mutta suotyyppien välinen vaihtelu on suurta. Metaania emittoituu keskimäärin 1,6 g m 2 a 1 ; arviot eri tyyppien välillä vaihtelevat nollasta 10,4 grammaan m 2 a 1. Typpioksiduuliemissiot metsäojitetuilta soilta vaihtelevat suuresti. Suhteellisen korkeita emissioita on ekstrapoloitu kaikkein ravinteikkaimmille (eutrofisille) tyypeille kun taas ravinneköyhillä tyypeillä emissiot olivat hyvin pieniä (alle määritysrajojen). Aineistot Suomen maatalouskäytössä olevien turvemaiden (suopeltojen) kasvihuonekaasuemissiosta ovat hajanaisia. Suoriin mittauksiin perustuvat nykyarviot hiilidioksidipäästöistä vaihtelevat välillä 1470 2750 g CO 2 m 2 a 1, (Maljanen ym. 2001b), josta on saatu karkea keskiarvo 2000 g CO 2 m 2 a 1. Suopeltojen metaanitaseet ovat lähellä nollaa vaihdellen pienestä nielusta pieneen lähteeseen. Kasvukauden aikaiset typpioksiduulipäästöt ovat vaihdelleet 0,9 ja 3,1 gramman m 2 a 1 välillä (Maljanen ym. 1999, Komulainen ym. 2001). On huomattava, että eri kasvihuonekaasupäästöarvojen taustalla olevien aineistojen aikahorisontit poikkeavat toisistaan merkittävästi. Luonnontilaisten soiden hiilidioksidiarvot perustuvat hyvin pitkän ajan keskimääräisiin hiilenkertymiin, aikahorisontin ollessa tuhansia vuosia. Metsäojitettujen soiden arvot perustuvat 60 vuoden aikajaksoon ja metaani- ja typpioksiduuliarvot vain muutamina vuosina (1 3 v.) tehtyisiin lyhytaikaisiin mittauksiin. Maatalousmailta on vain muutamia mittauksia. Taulukko 1. Turpeen käytön elinkaaren alkutilanteiden KHK-taseet Suomessa (g m 2 a 1 ); Crill ym. 2000 tutkimusta täydentäen, sekä kokonaistaseet CO 2 -ekvivalentteina (GWP 100 vuotta, kertoimet CH 4 : 21, N 2 O: 310). Positiiviset arvot tarkoittavat virtausta turpeesta ilmakehään ja negatiiviset ilmakehästä turpeeseen. Alkutilanne CO 2 CH 4 N 2 O GWP 100a Luonnontilainen 75 (1) ± 50 % 13.5 (2) ± 30 % 0.005 (3) ± 40 % 210 Metsäojitettu 160 (4) ± 60 % 1.5 (5) ± 30 % 0.12 (6) ± 60 % 91 Suopelto 2000 (7) ± 50 % 0 (8) ±- 1.5 (8) ± 80 % 2465 (1) Turunen 1999 (2) Nykänen ym. 1998 (kasvukausi), Alm ym. 1999a (talvi) (3) Martikainen ym. 1993, Regina ym. 1996, (kasvukausi); Alm ym. 1999a (talvi) (4) Minkkinen ja Laine 1998, Minkkinen 1999 (5) Nykänen ym. 1998 (kasvukausi); Alm ym. 1999a (talvi); Minkkinen ym. 1997 (ojat) (6) Martikainen ym. 1993, Regina ym. 1996, 1998 (kasvukausi); Alm ym. 1999a (talvi) (7) Maljanen ym. 2001b (8) Nykänen ym. 1995, Maljanen ym. 1999, Komulainen ym. 2001, Klemedtson ym. 1999.

13 2.4.2 Turpeen tuotanto 2.4.2.1 Kentän valmisteluvaihe tuotantoa varten Turpeen korjuukenttien valmistelu tuotantoon käsitää suon ojituksen, kasvillisuuden raivauksen ja kentän tasoituksen. Suo ojitetaan jotta se saadaan tarpeeksi kuivaksi myöhempää koneellista kasvillisuuden raivausta varten. Jos kyseessä on metsäojitettu suo tai suopelto, aiempaa ojitusta tehostetaan tihentämällä ojaväliä (20 metrin sarat) ja lisätään ympäristö- ja laskuojia. Kuivatus aiheuttaa muutoksia maan kasvihuonekaasujen taseissa jo tässä vaiheessa. Hiilidioksidiemissiot kasvavat ja metaaniemissiot pienenevät. Suurin muutos päästöissä tapahtuu kuitenkin raivauksen jälkeen, kun kasvillisuuteen sitoutunut hiili vapautuu ilmakehään hiilidioksidina joko maatuessaan tai polttolaitoksissa. Metsäojitetuilta soilta suurempiläpimittainen puusto korjataan metsäteollisuuden tarpeisiin, mutta senkin sitomasta hiilestä yli 90 % vapautuu ilmakehään jo viiden vuoden kuluttua hakkuista (Seppälä ja Siekkinen 1993). Turvekenttien valmisteluvaihe on lyhytaikainen vaihe turpeen elinkaaressa. Sen aikana kasvihuonekaasujen taseet muuttuvat kohti tasoa, joka niillä on valmiilla tuotantokentillä ja tältä osin tämä vaihe voitaisiin mahdollisesti yhdistää elinkaaren seuraavaan vaiheeseen. Raivattavan biomassan oksidoitumisesta joko polttolaitoksissa tai maatumisprosesseissa aiheutuu lisäksi hiilidioksidiemissio, joka riippuu suoraan raivatun biomassan määrästä. Biomassan kohtalo riippuu taasen biomassan laadusta: risuiset ja varpuiset turpeet käytetään täytemaana mm. suoteiden tai muiden kulkuyhteyksien rakentamisessa, hyvälaatuinen ja vähän maatunut turve käytetään kasvuturpeeksi, kompostointiin tai ympäristönhoitokohteisiin, puut myydään hakkeeksi tai kuitupuuksi (Selin suull. 2001). Eri laatuisten raivausbiomassojen määristä ja suhteista ei kuitenkaan löytynyt tietoa. Nykyisessä KHK-inventaarioissa valmisteluvaiheen päästöjä ei myöskään ilmeisesti huomioida. Myös kentän raivaukseen ja tasoitukseen käytettävien koneiden polttoaineiden kulutuksesta johtuvat päästöt lasketaan mukaan tämän vaiheen taseisiin. Leijtingin 1999 mukaan korjuukoneiden kulutus on keskimäärin 144 g dieselöljyä per tuotettu kuutiometri turvetta tehtaalla. Leijting (1999) on tämän sekä turpeen keskimäärin sisältämän energiamäärän perusteella arvioinut valmisteluvaiheen polttoainekulutuksen olevan 3.02 3.24 mg dieselöljyä per MJ tuotettua energiaturvetta. 2.4.2.2. Turpeen korjuu, kentät ja varastot Valmiiden tuotantokenttien KHK-dynamiikka poikkeaa merkittävästi luonnontilaisen ja metsäojitetun suon tilanteesta. Paikalla ei ole enää hiiltä sitovaa kasvillisuutta, ja hyvän kuivatuksen vuoksi hiilidioksidiemissiot ovat korkeat. Nykäsen ym. 1996 mukaan päästöt voivat olla luokkaa 900 g CO 2 m 2 a 1. Metaanipäästöt kentältä vähenevät merkittävästi, mutta kuivatusojista metaania emittoituu yhä jonkin verran (keskimäärin 18 g CH 4 m 2 a 1 ; Nykänen ym. 1996). Turvetuotantokentiltä mitatut typpioksiduulipäästöt ovat pieniä (0.06 g N 2 O m 2 a 1 ; Nykänen ym. 1996). Kentiltä korjattu turve kuljetetaan varastoaumoihin kentän laidoille. Korkeat varastoaumat saattavat myös hajotustoiminnan aiheuttaman kuumenemisen vuoksi syttyä palamaan, jolloin hiilen häviöt voivat olla luonnollisesti suuria, ja näitä hävikkejä olisi syytä seurata. Varastoaumojen CO 2 -emissioiden on arvioitu lisäävän koko tuotanto-

14 kentän emissioita 175 g CO 2 m 2 a 1 (Nykänen 1996, perustuen Ahlholmin ja Silvolan 1990 mittauksiin). Muiden kasvihuonekaasujen päästöjä ei aumoista ole mitattu. Kaiken kaikkiaan mittauksia turpeen korjuukentiltä ja varastoaumoista on tehty vain muutamia, eikä niiden avulla voida vielä antaa kovin luotettavia estimaatteja tämän tuotantovaiheen päästöille. Oman lisänsä turpeen korjuun päästöihin tuovat korjuussa ja kuljetuksessa syntyvät koneiden polttoaineiden päästöt. Leijting (1999) arvioi korjuussa kuluvaksi polttoainemääräksi 22.09 23.70 mg dieselöljyä per tuotettu MJ turvetta ja vastaavasti varastoinnin kulutukseksi 17.91 19.21 mg/mj. Hiilidioksidia polttoaineen kulutuksesta emittoituu 502 551 ja typpioksiduulia 1.91 2.10 mg/mj turvetta (Mälkki 1996 suull. ref. Leijting 1999). Turvetta korjataan pääosin kahdella tavalla: jyrsinturpeena ja palaturpeena. Korjuukoneisto, korjuutavat ja korjuuseen käytetty aika ovat näillä tuotteilla erilaisia minkä vuoksi myös koneiden polttoainepäästöt tuotetun turpeen energiayksikköä kohden ovat jonkin verran erilaisia. Mälkin (1997) mukaan palaturpeen korjuuaikaiset päästöt ovat jyrsinturvetta alhaisemmat, johtuen pääosin lyhyemmästä korjuuseen tarvittavasta ajasta, mutta korkeampien polttopäästöjen vuoksi jyrsinturvemenetelmä on kokonaisuudessaan edellistä vähäpäästöisempi. Turve kuljetetaan polttolaitoksiin pääosin rekka-autoilla. Rekkojen hiilidioksidipäästöjen on arvioitu olevan välillä 539 591 mg/mj (Mälkki 1996, ref Leijting 1999). 2.4.2.3 Turpeen käyttö Suomessa on viime vuosina korjattu turvetta keskimäärin 20 30 milj. m3 vuodessa (Turveteollisuusliitto 1999). Korjatusta turpeesta valtaosa (n. 95 %) käytetään energiantuotantoon ja n. 5 % kasvu- ympäristö- ym. -turpeeksi erikoiskäyttöön (Selin 1999). Turvetta poltetaan pääosin pöly- ja leijukerrospolttona. Pienissä laitoksissa käytetään useimmiten palaturvetta, kun taas suuremmissa lähes yksinomaan jyrsinturvetta. Keskimääräiset turpeen poltosta aiheutuvat emissiot ovat 105 000 mg CO 2 /MJ, 4.5 5 mg CH 4 /MJ ja 20 mg N 2 O/MJ (Leijting 1999). Kertoimissa on kuitenkin jonkin verran vaihtelua, esim. Leijting (1999) esittää hiilidioksidille välin 104 110 g CO 2 /MJ ja IPCC:n suosituskerroin on 106 g CO 2 /MJ. Päästökerroin riippuu luonnollisesti mm. polttoaineen kosteudesta, joka ei ole vakio, vaan vaihtelee esim. säiden ja turvelaatujen mukaan. Jyrsinturpeen kosteus on keskimäärin hieman korkeampi (49 %) kuin palaturpeen (39 %) ja lämpöarvo siten hieman alempi (9.5 ja 11.9 MJ/kg; Asplund 1998). Kasvuturpeen sitoma hiili vapautuu vähitellen maatuessaan hiilidioksidina ilmakehään, mutta vuosittaisista päästökertoimista ei ole tutkimustietoa. 2.4.3 Suonpohjien jälkikäyttö 2.4.3.1 Metsitys Suonpohjien metsittämisessä voidaan nähdä kaksi vaihtoehtoa: 1) pitkään kiertoaikaan perustuvat normaalit metsänkasvatuksen menetelmät ja 2) lyhyeen kiertoaikaan (15 20 v) ja tiheisiin kasvustoihin perustuva energiapuukasvatus. Metsitys on toteuttamiskelpoinen jälkikäyttömuoto paikoilla, joissa suonpohjan turve on melko ohutta (n. 15 cm) ja kuivatus on mahdollista toteuttaa (Aro 1997). Nykyisin turvetuottajat pyrkivät korjaamaan turpeen mahdollisimman tarkkaan, paikoitellen

15 jopa kivennäismaahan saakka. Paksummilla turpeilla, joissa turpeen ravinnetila on epätasapainoinen ja paikoilla joissa pohjamaa on ravinneköyhää (esim. karkea hiekka), puuston riittävän kasvun turvaamiseksi tarvitaan lannoitusta (Aro ja Kaunisto 1998). Yleisimmin käytetyt puulajit ovat mänty (Pinus sylvestris) tai luontaisesti syntyvät hies- (Betula pubescens) ja rauduskoivu (Betula pendula). Kokeellisten tutkimusten mukaan koivumetsiköt ovat kerryttäneet hiiltä maanpäälliseen biomassaansa keskimäärin 165 290 g m 2 a 1 ensimmäisen 33 ikävuoden aikana. Mäntymetsiköissä vastaavat arvot ovat 90 210 g m 2 a 1 ensimmäisten 35 vuoden aikana (Aro ja Kaunisto 1998). Vuosittaisten kertymien voidaan olettaa pienenevän kun puustot ikääntyvät, mutta empiiristä aineistoa ei ole tällä hetkellä olemassa. Energiapuun tuotannossa käytetyt koivu- ja pajumetsiköt ovat sitoneet hiiltä 160 380 g m 2 a 1 (Hytönen and Kaunisto 1999). Näitä hiilensidonta-arvoja käyttäen 3000 hehtaarin suonpohjien metsitys sitoisi hiiltä 5,0 8,7 Gg koivumetsiköissä, 2,7 6,3 Gg mäntymetsiköissä ja 4,8 11,4 Gg energiapajumetsiköissä. Hiilen virtausta maahan karikkeena ja juuristoeritteinä ei ole laskettu mukaan näihin arvioihin, ja sen huomioonottaminen lisäisi biomassana sitoutuvan hiilen määrää. Suoria kasvihuonekaasumittauksia ei ole tehty metsitetyillä suonpohjilla. Suonpohjilla on vähemmän turvetta ja se on vähäravinteisempaa kuin metsitetyillä suopelloilla, joilta on mitattu hyvin suuria hiilidioksidiemissioita (Maljanen ym. 2001b). On mahdollista, että myös suonpohjat olisivat melko suuria hiilidioksidin lähteitä hyvän kuivatuksen vuoksi. Typpioksiduulipäästöt näiltä mailta ovat mahdollisia riippuen käytettävissä olevan typen määrästä ja metaanin päästöt ovat luultavasti vähäisiä. 2.4.3.2 Ennallistaminen toimivaksi suoekosysteemiksi Turpeen korjuun loputtua vedenpinta suonpohjilla pysyy yleensä selvästi suonpinnan alapuolella, ja vedenpinnan tason vaihtelut voivat olla äärevämpiä kuin luonnontilaisella suolla. Suonpohjilla ei ole toimintakykyistä siemenpankkia (Huopalainen ym. 2000) ja ne pysyvät kasvipeitteettöminä pitkiä ajanjaksoja, koska kasvien kolonisaatio on ko. äärevissä olosuhteissa hyvin hidasta. Kasvipeitteen puuttumisen vuoksi suonpohjaekosysteemiin ei sitoudu hiiltä. Samanaikaisesti pintaturpeen kuivuessa turpeen oksidaatio ja hiilidioksidin emissiot ilmakehään lisääntyvät merkittävästi. Suomessa on mitattu niinkin korkeita maanhengitysarvoja kuin 165 g CO 2 -C m 2 kasvukauden ajalta (toukokuun puolivälistä syyskuun loppuun) yhdeltä melko paksuturpeiselta suonpohjalta. Vuosittain tuotannosta vapautuvien suonpohjien (2000 ha/vuosi) on arvioitu vapauttavan 2.5 3.8 Gg hiiltä ilmakehään vuodessa, ilman ennallistamistoimenpiteitä (Tuittila ym. 1999). Ennallistamisen tarkoituksena on palauttaa luonnollisesti toimiva suoekosysteemi turvemaalle. Tämän saavuttamiseksi tulee ensinnäkin tukkia kuivatusojat vesipinnan nostamiseksi ja minerotrofisilla soilla johtaa myös pohjavettä ympäröiviltä kivennäismailta suoalueelle. Maanhengityksen odotetaan pienenevän vettämisen jälkeen ja hiilidioksidin sidonta alkaa, kun alue kolonisoituu suokasveilla. Lopulta jos ennallistaminen onnistuu, hiilen kertyminen ekosysteemiin alkaa jälleen. Kokemukset Kanadasta (Ferland and Rochefort 1997), Saksasta (Sliva and Pfadenhauer 1999) ja Suomesta (Tuittila ym. 2000b) osoittavat että suokasvillisuus valtaa vähitellen suonpohjat vettämisen jälkeen. Muutama vuosi vettämisen jälkeen ja tiheän tupasvillakasvuston synnyttyä suonpohjan hiilitaseen on havaittu kääntyvän positiiviseksi: hiilidioksidihiiltä on sitoutunut 108 160 g m 2 vuodessa. Sen vuoksi suonpohjien onnistunut ennallistaminen (3000 ha) voisi muodostaa 1,4 3,4 Gg CO 2 -C a 1

16 nielun, ja vuosittain vapautuvalla 2000 hehtaarin alalla nielu olisi vastaavasti 0.9 2.3 Gg CO 2 -C a 1 (Tuittila ym. 1999). Paikoilla, joilla on käytetty vanhempaa tekniikkaa (esim. laahakauha), suokasvillisuus on vallannut korjuualat muutamassa vuosikymmenessä ja orgaanisen aineksen kertyminen on alkanut (mm. Vasander and Roderfeld 1996). Keskimääräinen turpeen kertymisnopeus on ollut 74 g C m 2 a 1, ollen samaa luokkaa geologisesti nuorien luonnontilaisten soiden kanssa. Suonpohjien metaaniemissiosta on hyvin vähän mittauksia. Ensimmäisinä vuosina vettämisen jälkeen emissiot näyttävät olevan hyvin pieniä, verrattuna saman ravinteisuustason luonnontilaisiin soihin: Tuittila ym. (2000a) on raportoinut niinkin alhaisia arvoja kuin 0.5 1.5 g m 2 a 1 kolme vuotta vettämisen aloittamisesta. Metaaniemissioiden voidaan odottaa nousevan vähitellen luonnontilaisten soiden tasolle, mutta muutosdynamiikkaa ei voida nykytiedon perusteella ennustaa. 2.4.3.3 Muut käyttömuodot Suonpohja voidaan ottaa myös maanviljelyskäyttöön, kuiduntuotantoon (esim. ruokohelpi), tai erityiskasvien viljelyyn tai sen paikalle voidaan rakentaa esim. lintujärvi. Nämä jälkikäyttömuodot ovat toistaiseksi olleet metsitykseen ja ennallistamiseen verrattuna vähäisiä, mutta varsinkin kuiduntuotannon ja viljelyn osuus on kasvussa ja niiden mahdollisuuksia tutkitaan aktiivisesti (Selin, suull. 2001). KHK-tutkimuksia ko. alueilta ei ole tehty. 2.4.3.4 Johtopäätökset Aineistojen vähyyden vuoksi arviot suonpohjien jälkikäyttömuotojen taseista ovat hyvin epävarmoja, eikä päästökertoimia ole mahdollista vielä määrittää. Tarvitaan lisää tietoa kokonaishiili- ja hiilidioksiditaseista metsitetyillä kohteilla, erityisesti hiilen kertymästä maan alle ja maan hiilen hävikistä. Ennallistetuilla kohteilla tarvitaan lisää tietoa kasvillisuuden ja hydrologian kehityksestä ennallistamisen jälkeen ja hiilidynamiikasta erityisesti metaaniemissioiden suhteen. Suurimmalla osalla suonpohjia, erilaisissa hydrologisissa oloissa, metsityksen ja ennallistamisen yhdistelmät saattaisivat tuottaa kasvihuonekaasujen sidonnan kannalta parhaan tuloksen. 2.5 Turvemaiden pinta-alat, hiilivarastot ja kasvihuonekaasujen taseet Suomessa 2.5.1 Lähdeaineistot Tässä luvussa esitetään arviot Suomen turvemaiden pinta-aloista ja kasvihuonekaasujen kokonaistaseista kaikkien maankäyttöluokkien osalta kansallisten KHK-inventaariotarpeiden näkökulmasta. Arviot perustuvat pääosin Crill ym. (2000) raporttiin ja siinä kuvattuihin lähteisiin. Alkuperäiset ojitettujen ja luonnontilaisten soiden pinta-alat eri alueilla ja suotyyppiryhmissä on saatu VMI 3:n tuloksista vuosilta 1951 53 (Ilvessalo 1957) ja metsäojitettujen soiden inventointitutkimuksesta (Keltikangas ym. 1986). Soistuneiden kankaiden osuudet ojitusalasta on vähennetty kaikista pinta-aloista Keltikankaan ym. (1986) mukaan. Suopeltojen pinta-alaarvio on saatu Maljasen (1999) ja turvetuotantopinta-alat Selinin ym. 2001 (Taulukko 3) mukaan. 2.5.2 Luonnontilaiset suot Suomen luonnontilaisten soiden pinta-ala on n. 4 milj. ha ja niiden turpeen hiilivarasto on n. 2300 Tg (Turunen 1999). Luonnontilaisiin soihin sitoutuu vuosittain ilmakehän

17 hiilidioksidia arviolta 3010 ± 150 Gg (= 3 Tg = 3 miljoonaa tonnia = 3 x 10 12 g). Samalla soista vapautuu metaania n. 540 Gg (=0.54 Tg) vuodessa. Vaikka turpeiden typpipitoisuudet ovat melko korkeita (yleensä 0,8 2,5 % kuivaaineesta) typpioksiduuliemissioiden on havaittu olevan mitättömiä (Martikainen ym. 1993). Typpioksiduuliemissioiksi arvioidaan 0,2 Gg a 1. Hiilidioksiditaseet luonnontilaisille soille saatiin turpeen keskimääräisistä pitkän ajan hiilenkertymistä, jotka perustuvat suureen turvepatsasaineistoon (Turunen 1999). Keskivirhe-estimaatit perustuvat ko. turvepatsaiden väliseen hajontaan. Keskimääräisten kertymäarvojen vastaavuutta nykyajan hiilenkertymään ei kuitenkaan tunneta. Metaanitaseet perustuvat suoriin kammiomittauksiin. Aineiston laatu arvioidaan erittäin hyväksi vaikkakin sen määrä on pieni. Aineisto on monien suotyyppien suhteen edustava, mutta vain yksi alue on edustettuna (ei siis etelä-pohjoinen -vaihtelua). Koska suotyyppien suhteen ei ole aitoja toistoja, numeerista analyysiä suotyyppien sisäisestä vaihtelusta ei voida esittää. Typpioksiduulimittauksia on tehty Suomessa vain muutamalla paikalla. Vaikka aineistoa on hyvin vähän, kaksi eri tutkimusta osoitti samalla tavoin hyvin alhaisia emissioita luonnontilaisille soille. 2.5.3 Metsäojitetut suot Suomessa on ojitettu metsätalouskäyttöön noin 5,7 milj. ha soita. Metsäojitettujen soiden turpeen hiilivarasto on n. 3300 Tg (Minkkinen 1999) ja vuosittain niihin arvioidaan sitoutuvan 9400 ± 5500 Gg hiilidioksidia (Taulukko 2). Metaania metsäojitetuilta turvemailta emittoituu 93 Gg vuodessa ja typpioksiduulia 7.1 Gg. Hiilidioksidin osalta arviot perustuvat laajaan aineistoon ja niissä on suurta vaihtelua mittauspaikkojen välillä. Minkkisen ja Laineen (1998) tulokset ovat vastakkaisia aiemmalle paradigmalle (esim. Armentano and Menges 1986), jonka mukaan soiden ojittaminen metsänkasvatusta varten johtaa aina hiilen häviöön suosta. Metaanitasearvot perustuvat kammiomittauksiin. Aineiston laatu arvioidaan (Crill ym. 2000) erittäin hyväksi vaikkakin sen määrä on pieni. Aineisto on monien suotyyppien suhteen edustava, mutta vain yksi alue on edustettuna (ei siis etelä-pohjoinen - vaihtelua). Koska suotyyppien suhteen ei ole aitoja toistoja, numeerista analyysiä suotyyppien sisäisestä vaihtelusta ei voida esittää. Typpioksiduulia on mitattu vain vähän ja vain muutamalla paikalla. Toisin kuin luonnontilaisilla soilla, hajonta kahden mitatun suon välillä oli suurta. 2.5.4 Suopellot Noin 700 000 ha turvemaita on ojitettu maatalouskäyttöön Suomessa, pääosin pian II maailmansodan jälkeen. Nykyisin viljelyksessä olevien turvemaiden pinta-ala on arvioitu olevan 60 000 250 000 ha (Maljanen ym. 1999, Kulmala ja Esala 2000, Selin ym. 2001, Taulukko 4). Näiden pinta-ala-arvioiden ja Maljasen ym. (2001) emissiomittausten (400 750 g CO 2 -C m 2 a 1 ) mukaan laskettuna hiilidioksidipäästöt viljellyiltä turvemailta Suomessa olisivat 880 6900 Gg. Suomen päästöinventaariossa v. 1999 on käytetty turvepeltojen pinta-alana 60 000 ha ja CO 2 päästökertoimena 4 Mg ha 1 a 1. Suopeltojen hiilivarastoja ei pystytä määrittämään, koska niiden turvekerrosten paksuuksia ja hiilitiheyksiä ei tunneta.

18 Taulukko 2. Pinta-alat (1000 ha), hiilivarastot (Tg=10 12 g) ja KHK-taseet (keskiarvo ±1 keskivirhe, tai vaihteluväli; Gg = 10 9 g) Suomen turvemaille (pelkkä turve) eri maankäyttömuodoissa (pääosin Crill ym. 2000). Maankäyttömuoto Pinta-ala Hiilivarasto CO 2 CH 4 N 2 O Luonnontilaiset 4 000 2300 3010 ± 150 540 ± n.d. 0.2 ± n.d. Metsäojitetut 5 700 3300 9400 ± 5500 93 ± n.d. 7.1 ± n.d. Suopellot 60 250? 880 6900 0.3 +0.3 2.8 4.5 Turpeen korjuukentät ja varastot 64? 680 ± n.d. 0.4 ± n.d. 0.1 ± n.d. Turpeen poltto - - 8088 ± 658 0.8 ± 0.2 1.3 ± 0.3 Suonpohjat yht. 10???? Metsitetyt 1.7???? Ennallistetut????? Muut jälki-käyttömuodot????? Muuntokertoimet: CO 2 C = 0,273, C CO 2 = 3,667 CH 4 C = 0,750, C CH 4 = 1,333 N 2 O N= 0,636, N N 2 O = 1,571 Metaaniemissiot maatalouskäytössä olevilta turvemailta ovat pieniä, koska ne on ojitettu ja usein myös lannoitettu. Maljanen ym. (1999) ovat antaneet vuosiestimaatit 1 +1 kg ha a 1. Dityppioksidia vapautuu suopelloilta 1 3 g m 2 a 1 (Maljanen ym. (1999), Komulainen ym. 2001) eli yhteensä 0,6 7,5 Gg vuodessa. Tasearvot sekä hiilidioksidille, että metaanille perustuvat mittauksiin vain kahdesta paikasta ja ovat sen vuoksi erittäin epävarmoja (Taulukko 2). Mittaukset samanlaisilta paikoilta muissa maissa antavat kuitenkin melko samanlaisia tuloksia (Crill ym. 2000, liite 1). 2.5.5 Turpeen korjuu ja käyttö Turvetuotantoon soveltuvaa, yli 2 m. paksua turvemaata on Suomessa 622 000 tai 810 000 ha riippuen kuivatusoloista (Taulukko 3). Tällä hetkellä turvetuottajien hallinnassa on n. 145 000 ha ja vuosittain turpeen tuotannossa oleva pinta-ala on n. 50 000 ha. Tämän lisäksi tuotantoon on valmisteltu n. 20 000 ha. Tuotannossa olevista ja olleista turvemaista n. 75 % on ollut aiemmin metsätalouteen ojitettuja, n. 25 % luonnontilaisia ja n. 0,5 % suopeltoja (Taulukko 4) Turpeen poltossa syntyvä hiilidioksidipäästö oli vuosina 1994 1998 keskimäärin 8,1 Tg a 1 (Taulukko 2). Päästöt korjuukentiltä ja muista lähteistä, kuin suoraan turpeen poltosta (esim. varastointi, polttoainekulutus, kuljetus), on arvioitu 0,7 Tg:ksi. Metaanipäästöt ovat n. 1.2 ja typpioksiduulipäästöt 1.4 Gg a 1 (Taulukko 2) Kasvuturpeen osuus koko korjuumäärästä on niin pieni, ettei sitä ole aiemmin otettu erikseen huomioon elinkaarianalyyseissä eikä inventaarioissa. Voidaan kuitenkin karkeasti arvioida, että koska kasvuturvetta tuotetaan vuosittain n. 1.5 milj. m3, (jonka

19 kuivatiheys on n. 85 kg m 3; Reinikainen 1998) siihen sitoutunut hiilimäärä, eli n. 65 Mg CO 2 -C, vapautuu myös vuosittain ilmakehään. Muiden kaasujen (CH 4, N 2 O) päästöt riippuvat turpeen käyttötavasta, eikä niitä voida nykytiedoilla arvioida. 2.5.6 Suonpohjien jälkikäyttö Suomessa suuri osa nykyisin korjuun piirissä olevista turvekentistä on vuokrattu yksityisiltä maanomistajilta. Korjuun loputtua maat palautetaan omistajilleen ennalta sovitussa kunnossa. Päätöksen jälkikäyttömuodosta tekee maanomistaja. Tähän mennessä n. 11 500 ha suonpohjia on vapautunut turpeen korjuusta. Suurin osa vapautuneista alueista on yhä turvetuottajan käytössä, koska alueet ovat pieninä alueina muuten toimivan tuotantokentän keskellä, eikä niitä ole vielä voitu ottaa muuhun käyttöö (esim. VAPO Oy:ltä vapautuneista suonpohjista n. 70 % eli 7000 ha v. 1999)n. Osa on metsitettynä, viljelykäytössä ja muutamia kohteita myös vetettynä. Varsinaisista jälkikäyttömuodoista suosituin on toistaiseksi ollut metsitys (n. 17 %). Taulukko 3. Turpeen tuotantoon liittyvät pinta-alat Suomessa v. 2000 (Selin ym. 2001). Maankäyttöluokka hehtaaria huom! Suomen yli 2 m syvät turvemaat yhteensä 1 170 000 Yli 2 m:ä syvistä turvetuotantoon soveltuvaa 810 000 GTK, sisältää myös pumppukuivatuskohteet. Yli 2 m:ä syvistä luontaisesti kuivatettavaa 622 000 GTK, normaaliojituksilla loppuun saakka käytettävät alueet. Kaikilla tuottajilla yhteensä hallinnassa turvetuotantoon soveltuvaa (tai siinä ollutta) suopinta-alaa Siitä samassa tilassa, kuin edellisen maanomistajan vuokratessa tai myydessä alueen turvetuottajille 144 700 Sekä ostamalla että vuokraamalla hankitut pitemmän aikavälin käyttöä varten tarkoitetut alueet. 53 500 Turvetuottajat eivät ole tehneet mitään lisäojituksia. Turvetuottajien toimesta ojitettuna 91 200 Sisältää kaikki alla olevat luokat Ja siitä (91 200 ha:sta) Tuotantokuntoon valmistelussa Tuotantokuntoon valmisteltuna, mutta ei tuotannossa 9 150 Nämä alueet on vuoden 2000 loppuun mennessä ojitettu 20 m:n välein, mutta kenttiä ei ole vielä muotoiltu valmiiksi tuotantotyötä varten. 21 300 Nämä alueet ovat turvetuottajien toimesta ojitettuja ja ovat osin joko lupakäsittelyn keskeneräisyyden tai markkinasyyn vuoksi pois tuotannosta. Tuotannossa 49 250 Nämä alueet ovat aktiivisessa tuotannossa ja niiltä nostetaan energia- tai kasvuturvetta. Tuotannosta poistuneina suonpohjina 11 500 Turpeennosto on lopetettu ja alueet ovat tulossa jälkikäyttöön (metsitys, ennallistaminen ym.). Lähteet: -Turveteollisuusliitto ry:n tilastot, Turveruukki Oy:n tilastot, Vapo Oy Energian tilastot, Suomen Turvetuottajat ry:n tilastot. -Lappalainen & Hänninen 1993: Suomen turvevarat. Geologian tutkimuskeskus tutkimusraportti 117. -Selin, P. 1999: Turvevarojen teollinen käyttö ja suopohjien hyödyntäminen Suomessa. Jyväskylä Studies in Biological and Environmental Science. -Virtanen, K. 2000: Vuoriteollisuus 4. Geologian tutkimuskeskus.

20 Taulukko 4. Suopeltojen käyttöön liittyvät pinta-alat suomessa vuonna 2000 (Selin ym. 2001). Alkuperäiset lähteet: ks. Taulukko 3. Soille raivattuja suopeltojen käytön jakauma ha huom! Raivattu 700 000 Merkittävä osa raivauksesta II maailmansodan jälkeen. Pelloksi raivatuista nykytila epäselvä Pelloksi raivatuista nykyisin suopelloiksi tilastoituna 464 250 Entistä suopeltoa, joka on metsittynyt luontaisesti tai on muussa käytössä. Ei turvetuottajien hallinnassa 240 000 Alueet tunnettavissa pelloksi. siitä viljelykäytössä 115 000 Alueet viljelykäytössä. Ei turvetuottajien hallinnassa suopelloista metsitetty 84 000 Tehty aktiiviset metsitystyöt. Ei turvetuottajien hallinnassa kesannolla tai viljelemättömänä 36 000 Pois viljelystä. Ei turvetuottajien hallinnassa turvetuotannossa 750 Suopeltoja otettu turvetuotantoalueiksi (630 ha tuotannossa ja 120 ha varauksena). Nämä ovat jo mukana päästölaskennan turvetuotantokentissä. Viljelykäytöstä poistuneista suopelloista laadullisesti turvetuotantoon soveltuvia 67 000 Laadullisesti turvetuotantoon sopivaa, optio tulevalle käytölle lähimpien satojen vuosien kuluessa, jos ympäristöluvat saadaan. Ei turvetuottajien hallinnassa 2.5.7 Vertailua muualla tehtyihin mittauksiin Vertailu muualla maailmassa tehtyyn tutkimukseen on hankalaa, koska tutkimuksia, lukuunottamatta luonnontilaisten soiden metaaniemissiomittauksia, on niukalti (Crill ym. 2000). Maatalousmaiden hiilidioksiditaseista on hyvin vähän mittaustietoa (Langeveld ym. 1997). Metaani- ja typpioksiduuliaineistoa on jonkin verran enemmän, ja Suomessa mitatut kaasutaseet ovat samaa luokkaa kuin Hollannissa mitatut (van den Pol-van Dasselaar 1998, 1999a, b, Velthof et al. 1996). Ainoat kaasutasemittaukset turpeenkorjuukentiltä, metsäojitetuilta sekä ojitetuilta ja myöhemmin ennallistetuilta turvemailta ovat joko Suomesta tai Kanadasta (Martikainen ym. 1993, Komulainen ym. 1998, 2001, Nykänen ym. 1996, 1998, Tuittila ym. 1999, 2000a, Regina ym. 1998a, Glatzel ym. 2000, Waddington ym. 2000). Luonnontilaisilta boreaalisen vyöhykkeen soilta on paljon enemmän mittauksia. Metaaniemissioiden vaihtelu eri suotyyppien ja ilmastollisten alueiden välillä on erittäin suurta. Suoria hiilidioksidimittauksia on silti hyvin vähän, erityisesti koko ekosysteemin hiilidioksidin nettovaihtoa koskevia. Suomalaiset hiilidioksidin nettovaihtoa koskevat tutkimukset (Alm ym. 1997, Saarnio ym. 2000) tuottivat samaa suuruusluokkaa olevia tuloksia kuin Kanadassa, Yhdysvaltalloissa ja Grönlannissa tehdyt tutkimukset (Bubier ym. 1998, 1999, Joiner ym. 1999, Shurpali ym. 1995, Soegaard ja Nordstrom 1999, Suyker ym. 1997). 2.5.8 Pinta-alojen muutokset Luonnontilaisten soiden pinta-ala ei tulevaisuudessa enää merkittävästi pienene. Uusia metsäojituksia ei enää tehdä ja vanhoja ojitusalueita (varsinkin liian karujen soiden ojituksia) tullaan jatkossa ennallistamaan luonnonsuojelusyistä. Metsäojitetuilla soilla