Viherkesanto maatalousmaan ravinnekuormituksen hallinnassa muuttuvissa ilmasto-oloissa

Ilmaston lämpeneminen ja sademäärän ennustettu kasvu tulevaisuudessa voivat lisätä ravinteiden huuhtoutumista maatalousmaalta. INCA-N typpimallia (Integrated Nutrients from Catchments – Nitrogen model) sovellettiin Savijoen maatalousvaltaisella tutkimusvaluma-alueella ILMASOPUtutkimusprojektissa (katso www.mtt.fi, Tutkimus-Hankehaku-ILMASOPU). Malli laskee veden virtauksen sekä epäorgaanisen typen prosessit maaperässä ja jokivedessä. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää mallintamisen keinoin 1) miten ilmastonmuutos vaikuttaa maatalousmaan typpihuuhtoutumaan viljelytoimenpiteiden jatkuessa muuttumattomina ja 2) missä määrin peltomaan viherkesannointi vähentää valuma-alueen typpikuormaa nykyilmastossa sekä muuttuneissa ilmasto-oloissa neljän erilaisen ilmastoskenaarion perusteella. Savijoki (pinta-ala 15 km2) edustaa Lounais-Suomen tehokkaasti viljeltyjä viljantuotantoalueita. INCA-N mallin hydrologinen osio on aiemmin kalibroitu jaksolle 1981–2000. Tässä tutkimuksessa mallin uusin versio kalibroitiin jaksolla 2004–2007 ja mallia testattiin jaksolla 2000–2003. Mallin kalibroinnissa käytettiin vertailutietoina Savijoessa mitattuja virtaama-arvoja sekä nitraatti- ja ammoniumtyppipitoisuuksia. Mallilla lasketut ja havaitut epäorgaanisen typen pitoisuudet Savijoessa vastasivat keskimäärin hyvin toisiaan kalibrointi- ja testausjaksoilla. Käytetyt ilmastoskenaariot edustavat jaksoa 2071–2100 ja niiden mukaan vuoden keskilämpötila nousisi 2.8–4.7 ºC ja sadanta kasvaisi 10.1–23.6 %. Skenaarioiden mukainen lämpötilan kohoaminen ja sadannan lisääntyminen erityisesti talvella vaikutti voimakkaasti mallinnettuun lumipeitteen ja valunnan jakautumiseen Savijoella. Myöhäissyksyn ja talven valunta lisääntyi huomattavasti korvaten nykyisen lumen sulamisesta aiheutuvan kevätvaluntapiikin. Viljelytoimenpiteiden jatkuminen muuttumattomina tulevissa ilmasto-oloissa aiheutti valumaalueen typpikuorman kasvun n. 46 %:lla (vaihteluväli eri skenaarioilla 29–64 %). Huuhtoutuma lisääntyi erityisesti marraskuun ja helmikuun välisellä jaksolla. Huuhtoutuman kasvu johtui mineralisaation kiihtymisestä ja valunnan lisääntymisestä kasvukauden ulkopuolella. Mallitulosten mukaan koko peltoalueen viherkesannointi vähentää valuma-alueen epäorgaanisen typen kuormaa nykyilmastossa n. 50 %. Tulevaisuuden ilmastossa vähenemä olisi keskimäärin vain 26 % nykytilan kuormaan verrattuna. Simuloinneissa viherkesantokasvuston typenotto kasvoi keskimäärin 26 % nykytilaan verrattuna. Valunnan ja osittain typen mineralisaation lisääntyminen talvikaudella kuitenkin heikensi viherkesannon kykyä vähentää typpikuormitusta. Peltomaan vesitalouden hallintaan on tulevaisuudessa kiinnitettävä entistä enemmän huomiota. Maatalouden typpikuormituksen vähentäminen ilmaston muuttuessa voi vaikeutua entisestään lounaisilla viljelyalueilla, jotka nykyisin kuormittavat Saaristomerta. Intensiivisen maanmuokkauksen korvaaminen pysyvän kasvipeitteen kaltaisilla vaihtoehdoilla on keskeinen toimenpide kuormitusherkillä alueilla.