Artikkelit jotka sisältää sanan 'typpioksiduuli'

Typpioksiduuli (N₂O) on kolmanneksi merkittävin ihmisperäinen kasvihuonekaasu ja sen pitoisuus ilmakehässä on kasvanut arvosta 273 ppb arvoon 336 ppb vuodesta 1800 lähtien pääasiassa maataloudessa käytettyjen lannoitteiden seurauksena. Viljeltyjen maatalousmaiden N₂O-päästöt on laajasti tutkitut ja siten viimeaikainen tutkimus on kohdistunut yhä enemmän ravinnerikkaisiin arktisiin maaperiin. Valtaosa arktisista maaperistä on kuitenkin ravinneköyhiä ja niiden tyypillisesti alhaisia N₂O-päästöjä säätelevät mekanismit tunnetaan edelleen puutteellisesti. Tämä väitöskirja syventää ymmärrystä pienistä N₂O-päästöistä ravinneköyhässä ja erittäin heterogeenisessä arktisessa turvemaassa perustuen kolmen vuoden ajan tehtyihin toistettuihin manuaalisiin kammiomittauksiin sulan maan aikana.

Alhaisten N₂O-voiden määrittämistä rajoittaa erityisesti mittausmenetelmien herkkyys. Tutkimuksessa arvioitiin uuden kannettavan kaasuanalysaattorin (Aeris MIRA Ultra N₂O/CO₂) suorituskykyä laboratorio- ja kenttäolosuhteissa ja sen todettiin soveltuvan manuaalisiin kammiomittauksiin arktisissa olosuhteissa. Lisäksi luotiin käytännön ohjeistus laitteen asetuksille ja kammiosulkeumien kestolle huomioiden tärkeyden mitata sekä valossa läpinäkyvillä että pimeässä läpinäkymättömillä kammioilla.

Tulokset osoittavat, että ravinneköyhä turvemaa toimii sulan maan aikana jatkuvana ja merkittävänä vaikkakin määrältään pienenä N₂O-nieluna. Tämä on ensimmäinen in situ -havainto pysyvästä N₂O-sidonnasta arktisissa turvemaissa. Lisäksi tunnistettiin paikallinen suuripäästöinen kohta, mikä osoittaa, että yksittäinen mittauspaikka voi muuttaa koko ekosysteemin N₂O-taseen nielusta lähteeksi. Koneoppimismallit (random forest) osoittivat fotosynteettisesti aktiivisen säteilyn (PAR) ja ekosysteemin hiilidioksidin nettovaihdon keskeisiksi pieniä N₂O-päästöjä sääteleviksi tekijöiksi. N₂O-vaihdossa havaittiin systemaattisia eroja valoisan ja pimeän tilanteen välillä (Wilcoxonin testisuure = 0,37, p < 0,001).

Tutkimus tarjoaa vankan metodologisen perustan, jonka avulla pystytään löytämään N₂O-nielun perustaso ja odottamattomia suuripäästöisiä kohtia sekä tunnistamaan keskeiset pieniä N₂O-päästöjä säätelevät ympäristötekijät. Tulokset korostavat sekä toistettujen, parittain tehtyjen valo- ja pimeämittausten että riittävän alueellisen toiston merkitystä suuripäästöisten kohtien havaitsemiseksi vaihtelevissa arktisissa ekosysteemeissä. Havainnot ovat merkittäviä arktisten alueiden lisäksi myös muille ravinneköyhille ekosysteemeille maailmanlaajuisesti.

• Triches, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences https://orcid.org/0000-0002-3401-3403 Sähköposti: ntriches@bgc-jena.mpg.de

Tässä työssä kehitettiin menetelmiä, joilla voidaan arvioida Suomen lähes viiden miljoonan metsäojitetun suohehtaarin maaperän kasvihuonekaasutaseita. Lisäksi tutkittiin eri kaasujen ja kasvavan puuston osuutta metsäojitetun suon taseessa.

Tase koostui maaperän hiilidioksidi(CO₂)-, metaani(CH₄)- ja typpioksiduuli(N₂O)lähteestä tai -nielusta ja kasvavan puuston CO₂-nielusta.

Työ koostui neljästä osasta: I) Maaperän CO₂-taseen laskentamenetelmää testattiin yhdellä koealalla. II) Maaperän CH₄- ja N₂O-tasetta sekä maasta kasvien ja hajottajien hengityksessä vapautuvaa CO₂:ta mitattiin 68 koealalla eri puolilla Suomea. III) Suomen metsäojitettujen soiden maaperän CO₂-tase arvioitiin osatutkimuksessa I testatulla menetelmällä. IV) Metsäojitetun suon kasvihuonekaasutase arvioitiin osatutkimuksen II koealoille.

Maaperän CO₂-tase määritettiin maahan karikkeena tulevan ja hajottajien hengityksessä vapautuvan hiilimäärän erotuksena. Rehevien koealojen (ruoho- ja mustikkaturvekankaat) maaperä oli keskimäärin CO₂-lähde (190±70 g/m² vuodessa). Karujen koealojen (puolukka- ja varputurvekankaat) maaperä oli CO₂-nielu (70±30g/m² vuodessa). N₂O-lähde oli sitä pienempi, mitä karumpi koeala oli (0,185–0,029 g/m² vuodessa). Hyvin kuivuneet koealat, joilta suokasvillisuus oli kadonnut, olivat pieniä CH₄-nieluja (0,28±0,04 g/m²/ vuodessa). Märkinä pysyneet alat, joilla suokasvillisuutta oli vielä jäljellä, olivat CH₄-lähteitä (1,16±0,48 g/m² vuodessa). Kun kasvavan puuston CO₂-nielu otettiin huomioon, lähes kaikki koealat olivat kasvihuonekaasunieluja.

Karut metsäojitusalueet eivät näytä olevan merkittäviä kasvihuonekaasulähteitä. Metsätalous voi niillä olla ilmastollisesti yhtä kestävää kuin kivennäismailla. Rehevillä alueilla turve hajoaa vähitellen, ja maaperä on CO₂-lähde todennäköisesti kunnes kaikki turve on hajonnut. Ilmastollisesti kestävä metsätalous edellyttää, että niillä tuotetulla puulla esimerkiksi korvataan saastuttavampia raaka-aineita.

Vaikka keskimääräiset maaperän CO₂-taseet olivat pieniä, kaikkien Suomen metsäojitettujen soiden maaperän CO₂-tase oli suuren maapinta-alan vuoksi merkittävä. Kun otetaan huomioon käytettyjen mallien epävarmuus ja Valtakunnan metsien inventoinnin otoskoko, voidaan vuotuisen taseen arvioida olevan 10 miljoonan tonnin nielun ja 10 miljoonan tonnin lähteen välillä. Tarkempia tuloksia saadaan, kun hiilen kulkeutuminen kasvien juurista maahan opitaan ymmärtämään paremmin.

• Ojanen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: paavo.ojanen@helsinki.fi

• Pihlatie, University of Helsinki, Faculty of Biosciences Sähköposti: mari.pihlatie@helsinki.fi