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

• Muita vesien- ja merenhoidon kärkihankkeita

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.

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

• Vesienhoidon mallinnus

Yhteystiedot