Ilmastonmuutoksen etenemisen eri skenaariot ja satojen kehitys Taru Palosuo ILMASE-työpaja, Pieksämäki 14.1.2014 Hiilitase, typpitase ja energiatase Miten hallita niitä maatilalla ilmastoviisaasti ja kustannustehokkaasti 17.1.2014
Sisältö Ilmastonmuutos, joko se on täällä? Miltä Suomen ilmasto näyttää tulevaisuudessa? Miten sadot kehittyvät tulevaisuudessa? Miten sitä tutkitaan? Miltä näyttää? Mahdollisia sopeutumistoimia? 2
Vuoden keskilämpötila Suomessa on noussut viimeisen sadan vuoden (1909 2008) aikana noin 0,9 C. Tietäväinen et al. 2010. Int. J. Climatol., 30, 2247 2256. 3
Ilmastonmuutoksen eteneminen riippuu kasvihuonekaasupäästöjen määrästä. IPCC on 5. arviointiraportissaan (2013) määritellyt neljä uutta päästöskenaariota: RCP 8.5 nykytahdilla kasvavat päästöt RCP 6.0 RCP 4.5 RCP 2.6 tiukat päästörajoitukset Peters et al. 2013. Nature Climate Change 3: 4-6. MTT Agrifood Research Finland 17.1.2014 4
Päästöjen vaikutus ilmastoon arvioidaan ilmastojärjestelmän käyttäytymistä jäljittelevien maailmanlaajuisten ilmastomallien avulla. IPCC:n 5. arviointiraportti, WGI www.ilmasto-opas.fi 17.1.2014 5
Ilmastomallien ennusteita Suomelle (28 ilmastomallin keskiarvot verrattuna jaksoon 1971 2000) Ruosteenoja, ilmatieteenlaitos.fi/setuklim (2013) 6
[%] [%] [ C] [ C] Sekä sademäärä että lämpötila nousevat talvella enemmän kuin kesällä. Mallituloksissa merkittäviä eroja. Ruosteenoja, ilmatieteenlaitos.fi/setuklim (2013) 7
8
Ilmastonmuutoksen vaikutuksia kasvintuotantoon arvioidaan esimerkiksi ilmastomuuttujista laskettujen indeksien avulla. Esimerkki-indeksejä: erittäin korkeiden lämpötilojen esiintyvyys, viimeinen halla, lämpösummat, säteilymäärät Huom. Näissä esimerkkikartoissa on tulokset vain yhdelle päästöskenaarioilmastomalli-yhdistelmälle. Kylvöpäivä Päivä jolloin 10 peräkkäisen päivän keskilämpötila ylittää 8 astetta, +/- päivää vapusta Alkukesän sateisuus Sadesumma 3-7 viikkoa kylvön jälkeen http://www.mtt.fi/modags/ 9
Indeksejä voidaan käyttää mm. tuotannollisesti riskialttiiden alueiden tunnistamiseen asettamalla indekseille riskirajat ja kartoittamalla riskien esiintyvyyttä samoilla alueilla. Rötter et al. 2013. Ecology and Evolution 3 12: 4197-4214 10
Miten sadot kehittyvät muuttuvassa ilmastossa? Ilmaston suorat vaikutukset kasvustoihin Lämpötilan nousu Kasvukauden pidentyminen Muutokset sademäärissä Hiilidioksidipitoisuuksien nousu Muutokset talviolosuhteissa Sään ääri-ilmiöt Epäsuoria vaikutuksia Muutokset maaperän vesi- ja ravinnetaseissa Kasvintuhoojariskien kasvu Muutokset tuotteiden ja tuotantopanosten hinnoissa 11
Ilmastonmuutoksen vaikutuksia satoihin tutkitaan viljelykasvien kasvua simuloivien mallien avulla. Rötter et al. 2013. Acta Agriculturae Scandinavica, Section A - Animal Science 62 4: 166-180. 12
Säätiedot Kasvin ominaisuudet Maaperän ominaisuudet Toimenpiteet Agro-ekologiset simulointimallit Dynaamisia simulointimalleja MUISTI: systeemin tilaan tietyllä hetkellä vaikuttaa systeemin aikaisempi tila Mekanistisia prosessimalleja Malleilla pyritään kuvaamaan todellisia, olemassaolevia prosesseja ja syyseuraussuhteita Biomassan tuotto Sato Kaasujenvaihto Vesitase Hiilitase Ravinteet Huuhtoumat Kasvihuonekaasupäästöt 13
Satokuilu = Yield gap Määräävät tekijät: hiilidioksidi, säteily, lämpötila, kasvin ominaisuudet 20% 10% Satoa laskevat tekijät: kasvitaudit, kasvituholaiset, rikkakasvit, saasteet 20% 50% Satopotentiaali Ravinteiden rajoittama sato Veden rajoittama sato Todellinen sato Lukuarvot karkeita arvioita kevätohralle Etelä-Suomeen. http://www.mtt.fi/modags/ 14
Miltä tulevaisuuden satopotentiaali voisi näyttää? Savimaa Hiekkamaa Annabell-ohra Simuloituja veden rajoittamia satoja eri päästöskenaarioilmastomalli-yhdistelmillä - nykyiselle Annabell-ohralle - hahmotellulle tulevaisuuden lajikkeelle 15
Miltä tulevaisuuden sadot voisivat näyttää? - riippuu myös siitä mitä tapahtuu satokuilulle tulevaisuudessa. Palosuo et al. 2013. in Impacts World 2013 16
Modelling framework Climate scenarios Crop and variety information Soil data Agronomic practices Field level Plant-soil models Farm level Static and dynamic farm level models Market and policy drivers Sector level Dynamic regional sector model Environmental and economic impacts and land-use Lehtonen et al. 2010. JAS MTT:n MODAGS ja NORFASYS projektit http://www.mtt.fi/modags/ 17
Mahdollisia sopeutumistoimia Myöhäisempien lajikkeiden käyttö Uudet kasvilajit, esim. syysviljat Aikaistettu kylvö Viljelykierrot Kastelu Kasvinsuojelutoimenpiteet Maan kasvukunnon ylläpito ja parantaminen 18
Johtopäätöksiä Ilmastonmuutosennusteissa on paljon epävarmuutta, mutta muutokset voivat pahimmillaan olla todella suuria. Vaikutukset satoihin riippuvat satopotentiaalin ja satokuilun kehityksestä. Nykyiset lajikkeet ovat sopeutuneet nykyisiin olosuhteisiin tullaan tarvitsemaan uusia lajikkeita ja uusia lajeja, mm. palkokasveja (typpiomavaraisuus) ja syysviljoja. Nykyisen satotason ylläpito ja sen nostaminen vaativat aktiivisia toimenpiteitä. 19
Kirjallisuutta ja verkkosivuja: Kiitokset mielenkiinnosta! taru.palosuo@mtt.fi 029 5317 596 Palosuo et al. 2013. How to assess climate change impacts on farmers' crop yields? In: Impacts world 2013, international conference on climate change effects, Potsdam, Germany, 27-30 May 2013 : conference proceedings. Potsdam Institute for Climate Impact Research. p. 327-334. Peters, G.P., Andrew, R.M., Boden, T., Canadell, J.G., Ciais, P., Le Quéré, C., Marland, G., Raupach, M.R., Wilson, C., 2013. The challenge to keep global warming below 2 [deg] C. Nature Climate Change 3: 4-6. Rötter et al. 2013. Modelling shifts in agroclimate and crop cultivar response under climate change. Ecology and Evolution 3 12: 4197-4214. Rötter et al. 2012. Projections of climate change impacts on crop production: a global and a Nordic perspective. Acta Agriculturae Scandinavica, Section A - Animal Science 62 4: 166-180. Tietäväinen, H, Tuomenvirta, H, Venäläinen, A., 2010. Annual and seasonal mean temperatures in Finland during the last 160 years based on gridded temperature data. Int. J. Climatol., 30, 2247 2256. Ylhäisi, J. S., Tietäväinen,, H., Peltonen-Sainio, P., Venäläinen, A., Eklund, J., Räisänen, J., and Jylhä,K., 2010. Growing season precipitation in Finland under recent and projected climate, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 10, 1563-1574. ilmasto-opas.fi ilmatieteenlaitos.fi/setuklim www.mtt.fi/modags MODAGS- MTT Agrifood ja Research NORFASYS Finland 17.1.2014 -projektit 20