Maatalouden ravinnekuormituksen vaihtelun arviointi jokivesissä Petri Ekholm MaaMet-seminaari 9.5.2014 http://en.wikipedia.org/wiki/file:saint_isaac%27s_cathedral_in_spb.jpeg
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?
Maankäyttö ja kuormitus Maankäyttö Fosforikuormitus
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 0.1 10 km 2 100 1000 km 2 Mallit (Icecream, Coup, SWAT, INCA ) Arviointijärjestelmät (VIHMA,Vemala )
Onko Paimionjoen kiintoainepitoisuus muuttunut 1988 2010? Vesinäytteiden lukumäärä ja ajoittuminen Määritysmenetelmät Virtaamavaihtelut, muut vaihtelut luonnonoloissa ja kuormituksessa
Uusitalo R, Ekholm P, Lemola R, Rankinen K, Sarvi M, Cano Bernal JE, Ylivainio K, Keinänen H. 2014. Fosforikuormitus ja maan eroosio. Aakkula J, Leppänen J (toim.) Maatalouden ympäristötuen vaikuttavuuden seurantatutkimus (MYTVAS3) Loppuraportti. Maa- ja metsätalousministeriö 2/2104, s. 42 52. Virtaamaan suhteutetut pitoisuudet ovat pienentyneet
Kok. N (µg l 1 ) Porvoonjoki (1985-1989) Pistekuormitus C a b Q cq Peruspitoisuus Virtaama (m 3 s 1 )
MYTVAS-tutkimus Aineisto Kansallinen seuranta-aineistoa 22 joesta Etelä- ja Länsi-Suomesta ⅓ peltoalasta Kokonaisfosfori, kokonaistyppi, virtaama Vuodet 1985 2006 jaettuna 4 periodiin I = 1985 1989 II = 1990 1994 III = 1995 1999, 1. ympäristötukijakso IV = 2000 2006, 2. ympäristötukijakso Aakkula, Kuussaari, Rankinen, Ekholm, Heliölä, Hyvönen, Kitti & Salo, 2011. 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. 111 127.
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 (1985 2006) virtaamia (virtaamakorjaus) ja ainevirtaamista vähennettiin pistekuormitus sekä metsätalouden ja haja-asutuksen kuormitus josta saatiin maatalouden kuormitus (sis. luonnonhuuhtouman) jota selitettiin maankäytöllä ja maatalouden ominaisuuksilla
MYTVAS-tutkimus Muutos maatalouden kuormassa 1985 2006 Fosfori Typpi Ei muutosta Western Finland Southern Finland Ei muutosta Ei dataa Ei dataa
MYTVAS-tutkimus Tilastollinen selittäminen
Seurannasta Maatalouden toimet Ympäristötuki Nitraattidirektiivi Luvitus Kuormitus Kokonaisfosfori, kokonaistyppi VN:n periaatepäätös, BSAP Vesien tila Biologiset ja kemialliset muuttujat VPD, MSD
Sensorit vs. käsinäytteenotto
Maatalouden toimet Ympäristötuki Nitraattidirektiivi Luvitus Kuormitus Kokonaisfosfori, kokonaistyppi VN:n periaatepäätös, BSAP Vesien tila Biologiset ja kemialliset muuttujat VPD, MSD
Tilastollinen analyysi harvalla aineistolla (Gaussian state space modelling) Helske J, Nyblom J, Ekholm P, Meissner K. 2013. Estimating aggregated nutrient fluxes in four Finnish rivers via Gaussian state space models. Environmetrics 24:237 247. when daily flow data are available, relatively sparse data on nutrient concentrations can be used to estimate yearly fluxes
Kokonaisravinteet vs. biologisesti käyttökelpoiset ravinteet Liuennut reaktiivinen fosfori (= suodatettu fosfaattifosfori) Välittömästi käyttökelpoinen fosfori Maa-ainekseen sitoutunut fosfori (= kokonaisfosfori miinus suodatettu kokonaisfosfori) Käyttökelpoisuus epäselvä
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 1995-2011, virtaama kasvoi 42% Daloğlu et al. 2012. Evaluating causes of trends in long-term dissolved reactive phosphorus loads to Lake Erie. Env. Sci. Technol. 46:10660 10666. Miscalak et al. 2013. Record-setting algal bloom in Lake Erie caused by agricultural and meteorological trends consistent with expected future conditions. PNAS 110:6448 6452.
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
Hiililisäys Ei hiiltä
Fosfori ja rauta pohjan lähellä
Kiitos!