Lohkon ominaispiirteet huomioiva ravinnekuormitusmallinnus ja sen kehittäminen -jatkohanke (LOHKO II)

Lohkon ominaispiirteet huomioiva ravinnekuormitusmallinnus ja sen kehittäminen -jatkohanke (LOHKO II)

 

LOHKO II jatkoi LOHKOn viitoittamalla tiellä. Hankkeessa tarkennettiin VEMALA/ICECREAM-ravinnekuormitusmallia ja uutena osiona mukana oli taloustarkastelu. Tavoitteena oli kuvata mahdollisimman tarkasti erityyppisten peltojen kuormitusta nykytilassa ja eri viljelyvaihtoehtojen vaikutusta kuormitukseen sekä kuormitusta vähentävien toimenpiteiden kustannusvaikutusta tiloille. Näin voidaan arvioida entistä paremmin vesistöille ja merialueille asetettujen ravinnevähennystavoitteiden toteutusmahdollisuuksia ja kustannustehokkuutta ja edistää tehokkaiden vesienhoidon toimenpiteiden käyttöä tiloilla.

Seurantaa vesissä ja maalla

LOHKO II -hankkeessa seurattiin veden laatua ja virtaamaa jatkuvatoimisin mittarein viidellä valuma-alueella Uudellamaalla ja Lounais-Suomessa. Yhdellä alueella seurattiin myös  jatkuvatoimsiesti maan lämpötilaa kahdella eri syvyydellä. Lisäksi jatkettiin LOHKO:ssa tehdyn rakennekalkituksen vaikutuksen seurantaa.

Talous huomioon

Ravinnekuormituksen vähentämiseksi tiloilla suunnitellut muutokset kasvivalikoimaan, tuotantoteknologiaan tai esimerkiksi lannoitekäyttöön vaikuttavat tilojen taloudelliseen tulokseen. Näiden talousvaikutusten selvittäminen oli erityisen tärkeää nykyisessä maatalouden kannattavuustilanteessa.

Tietoa viljelijöille

Hankkeeseen osallistuvat viljelijät saivat käyttöönsä omaa tilaa koskevat mittaustulokset sekä mallin tuottamat peltolohkokohtaiset tiedot eri viljelyvaihtoehtojen vaikutuksesta ravinnehuuhtoumiin ja eroosioon. Tämä auttaa viljelijää tunnistamaan menetelmät, joilla tilan ravinnekuormituspotentiaalia voidaan parhaiten vähentää. Samalla viljelijä sai tietoa myös menetelmien vaikutuksesta kasvikohtaisiin ja edelleen koko tilan taloudelliseen tulokseen.

LOHKO II:ssa keskityttiin tulosten välittämiseen viljelijöille eri muodoissa. Viljelijöille kehitettiin uusi työkalu, joka laskee arvion lohkolta tulevasta ravinteiden huuhtoumasta ja eroosiosta, kun laskentapohjaan syöttää viljelytiedot tai viljelysuunnitelman. Jatkossa työkalun hyödyntäminen on mahdollista myös muualla Suomessa.

Hankkeen toteutus

Hankkeen toteuttivat yhteistyössä MTK ry, Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry (VHVSY), Uudenmaan ELY-keskus/luonto- ja maaseutuyksikkö (ELY), Pyhäjärvi-instituutti (PJI), Luonnonvarakeskus ja Suomen ympäristökeskus/Vesikeskus (SYKE).

Hankkeen rahoitus

Hanke sai pääosan rahoituksestaan YM:stä (vesien- ja merenhoidon toimeenpanoa edistävät hallitusohjelman kärkihankkeet). Lisäksi kaikki hankekumppanit osallistuivat rahoitukseen.

Lisätietoa kärkihankkeista YM:n sivuilta

Kohdealueet

Kohdealueet

LOHKO II -hankkeen toiminta keskittyi viidelle vauma-alueelle Uudellamaalla ja Lounais-Suomessa. Alueilla seurattiin vedenlaatua sekä kerättiin lohkokohtaista tietoa peltojen ominaisuuksista ja viljelystä. Tiedot syötettiin malliin, jolloin saadaan arviot lohkon ravinnekuormituspotentiaalista.

​​​​​​​

ESPOO

  • salaojan kautta tulevan vedenlaadun mittaus
  • neljä vierekkäistä 0,5 ha lohkoa
  • kasvipeitteisyyden vaikutus

 

LEPSÄMÄNJOKI (Nurmijärvi)

  • joen yläosa, valuma-alue 23 km2
  • suorakylvö laajasti käytössä

LAURIN PELTO-OJA (Vihti)

PERÄSUONOJA (Oripää)

  • valuma-alue 20,55 km2, osavaluma-alue pari km2
  • maalajiltaan yli 40 % savea, turvemaita yli 20 %
  • peltoa 27 %
  • kevätviljoja noin 3/4 peltoalasta

KAUKANARONOJA (Köyliö)

  • valuma-alue 5,8 km2
  • peltojen vallitsevat maalajit hieta ja hiesu
  • peltoa 26 %
  • runsaasti erikoiskasvituotantoa (vihannekset, sokerijuurikas, peruna, marjat)
 

 

Mallinnus LOHKO-hankkeessa

Mallinnus

Mitä mallinnus on?

Mallinnus on menetelmä, jossa matemaattisilla yhtälöillä pyritään kuvaamaan luonnossa tapahtuvia ilmiöitä. Mallinnuksen pohjaksi tarvitaan kokeellista tutkimusta sekä teorioita, jotka selittävät luonnossa tapahtuvia ilmiöitä. Kasvien kasvuvaiheen arviointiin käytettävä tehoisa lämpösumma on esimerkki yksinkertaisesta mallista. Teoria tämän ”mallin” takana on, että lämpötila määrää kasvin kehitysrytmin. Viljan kasvua seuraamalla ja lämpötilaa mittaamalla voidaan määrittää, kuinka suuri tehoisa lämpösumma tarvitaan, ennen kuin vilja on valmis korjattavaksi. Tämän yksinkertaisen ”mallin” avulla voidaan ennustaa, koska sato on valmis korjattavaksi esimerkiksi tavallista viileämpänä kesänä.

Monimutkaisessa mallissa luonnossa tapahtuvia prosesseja kuvaavia yhtälöitä on lukuisia, ja niitä lasketaan tietokoneohjelman avulla. Mallissa kerätään yhteen se tieto, mitä kokeellisella tutkimuksella on saatu selville. Mallinnuksen avulla pyritään soveltamaan kokeellisesti saatua tietoa tilanteisiin, joista ei ole olemassa kokeellista tutkimusta. Mallituloksia tarkasteltaessa on otettava huomioon, että tarkinkin malli aina yksinkertaistaa ja keskiarvoistaa luonnon monimutkaisia prosesseja.
 

ICEREAM-malli

LOHKO-hankkeessa käytettiin peltojen typpi- ja fosforikuormituksen mallinnukseen ICECREAM-mallia. Se on alun perin kehitetty Yhdysvalloissa, mutta sitä on kehitetty Suomessa paikallisiin oloihin soveltuvaksi 1990-luvun alusta lähtien.

​​​​​​Pellolla tapahtuvia prosesseja kuvaavassa mallissa tulee ottaa huomioon mm. vedenkulkureitit ja sääolot. Alla olevassa kuvassa näkyy pääpiirteittäin, mitä kaikkea ICECREAM-mallissa huomioidaan.
​​​​​​​

Veden reitti

Pellon ravinnekuormituksen mallinnus aloitetaan hydrologiasta eli veden liikkeistä pellolla. Tämä on mallin tärkein osa, sillä ravinteet kulkeutuvat pois pellolta juuri veden mukana. Sadeasemilla kerättävien tietojen avulla saadaan selville pellolle satava vesimäärä. Vesi kulkeutuu pois pellolta erilaisia reittejä pitkin: pintavaluntana tai pintakerrosvaluntana avo-ojiin, maassa olevien suurten huokosten eli makrohuokosten kautta salaojiin, maaprofiilin läpi suotautumalla pohjaveteen tai salaojiin ja kasvien haihduttamana tai maan pinnalta haihtumalla takaisin ilmakehään. Eri kulkureittejä kulkeva vesi kuljettaa mukanaan eri määriä ravinteita. Esimerkiksi pintavalunta vie herkästi mukanaan maa-ainesta, johon sitoutunut fosfori kulkeutuu samalla pois pellolta. Maaprofiilin läpi suotautuva vesi taas huuhtoo mukaansa nitraattimuotoista typpeä. Siksi veden eri kulkureittien mallintaminen on tärkeää.

Erityyppisillä pelloilla peltoon tuleva vesi kulkeutuu pellolta eri tavoin eteenpäin.  Paljaalla pellolla syntyy enemmän valuntaa kuin kasvipeitteisellä, kun kasvit eivät ole haihduttamassa vettä. Kaltevalla pellolla syntyy enemmän pintavaluntaa kuin tasaisella, sillä vesi ei ehdi imeytyä maahan ennen kuin se lähtee jo valumaan pintaa pitkin. Tasaisellakin pellolla voi syntyä paljon pintavaluntaa, jos maalaji on esimerkiksi huonosti vettä läpäisevää savea. ICECREAM-mallissa veden kulkureitteihin vaikuttavista tekijöistä huomioidaan pellon kaltevuus, maalaji, kasvipeite, muokkausmenetelmä ja routa.   


Lisätietoa mallinnuksesta

 

Yhteystiedot

Yhteystiedot

MAA- JA METSÄTALOUSTUOTTAJAIN KESKUSLIITTO
Airi Kulmala
Liisa Pietola
Puhelin 020 4131
Päävastuualueet: koordinointi, hallinnointi ja raportointi, tiedotus, tilakohtaisen materiaalin ja yleisen neuvontamateriaalin tuottaminen

UUDENMAAN ELY
Irmeli Ahtela
Puhelin 0295 021 000
Päävastuualueet: tiedon kokoaminen, tiedon jalkauttaminen viljelijöille, yhteydenpito viljelijöiden kanssa, tiedotus

VANTAANJOEN JA HELSINGIN SEUDUN VESIENSUOJELUYHDISTYS
Anu Oksanen
Pasi Valkama
Puhelin 09 272 7270
Päävastuualueet: vedenlaatutiedo ja maanäytteiden hankintaan ja analysointiin liittyvät tehtävät, maan lämpötilan seuranta, raportointi, tiedotus

PYHÄJÄRVI-INSTITUUTTI
Teija Kirkkala
Elisa Mikkilä
Puhelin 02 838 0600
Päävastuualueet: viljelijähaastattelut, maanäytteiden otto, aineiston muokkaus mallinnuksessa hyödynnettävään muotoon, vedenlaadun seuranta, viljelijäneuvonta, raportointi, tiedotus

SUOMEN YMPÄRISTÖKESKUS
Markus Huttunen
Puhelin 0295 251 000
Päävastuualueet: mallintaminen, lohkokohtaisen ravinnekuormitus ja eroosiotiedon tuottaminen, raportointi, tiedotus

LUONNONVARAKESKUS
Arto Latukka
Puhelin 0295 326 308
Päävastuualueet: talousvaikutusten mallintaminen ja laskenta, raportointi, tiedotus

YMPÄRISTÖMINISTERIÖ (rahoittaja)
Jenni Jäänheimo

VALVOJA
Anne Salminen, Pöyry
Noora Guzman Monet, Pöyry


 

Vedenlaadun seuranta

Vedenlaadun seuranta

LOHKO-hanke seurasi vedenlaatua sekä Uudellamaalla että Lounais-Suomessa. Perinteisten vesinäytteiden lisäksi mittauksia tehtiin myös jatkuvatoimisin mittarein, joiden antamaa tulosta joistakin mittauspaikoista oli mahdollista seurata lähes reaaliaikaisesti Luoteen datapalvelun kautta (kalibroimaton raakadata). Datapalvelusta löytyy tällä hetkellä (kesä 2019) mittaustuloksia Lepsämänjoelta, jossa mittaksia on jatkettu muiden toimesta. Peräsuonojalta löytyy tuloksia keväältä 2019.

Lepsämänjoki (Nurmijärvi) tunnus: lepsama, salasana: oja
- aluella kokeiltiin myös jatkuvatoimista fosfaattifosforin mittausta

Peräsuonoja (Oripää) tunnus: perasuo, salasana: oja

Katso myös

Katso myös

Hankekumppanit

Esitteet

Videot

Raportit

  1. Väliraportti 1.1.-30.6.2017 (pdf)
  2. väliraportti 1.7.-31.12.2017 (pdf)
  3. väliraportti 1.1. - 30.6.2018 (pdf)
  4. Loppuraportti 1.1.2017 -31.12.2018 (pdf)
  5. Mallinnus ja peltojen ravinnekuormituksen arvioinnin työkalu (pdf)
  6. Vesistöpäästöjen vähentämiseksi suunniteltujen
    viljelyalamuutosten talousvaikutusten laskenta​​​​​​​ (pdf)
  7. Vedenlaadun sekä maan lämpötilan ja kosteuden seuranta sekä tuloksia rakennuskalkituskokeilusta (pdf)

Muuta materiaalia

In English

LOHKO-hanke