Maaperä on iso arvoitus – Pelastaako se ilmastonmuutokselta vai aiheuttaako lisää ongelmia?

Maaperä voisi sitoa kaikki ilmakehään laskemistamme kasvihuonekaasupäästöistä. Ranska lanseerasi Pariisin ilmastokokouksessa aloitteen, joka lisäisi maaperän hiilivarastoja vuosittain neljän promillen verran. Se riittäisi tavoitteen toteutumiseksi. Toisaalta lämpenevä ilmasto saattaa vapauttaa yhä enemmän lämmittävää hiilidioksidia ilmakehään.

tiede
Grafiikka
Kourallisessa maata on enemmän organismeja kuin maapallolla on ihmisiä. Nämä organismit sekä sitovat että hajottavat kasvien maaperään syöttämää hiiltä.Petteri Juuti / Yle Uutisgrafiikka

Maaperä on elävä ihme. Kourallisessa maata on enemmän organismeja kuin maapallolla on ihmisiä. Alamme vasta ymmärtää tätä elämää jalkojemme alla.

Maaperä on merien jälkeen maailman suurin hiilivarasto. Siinä on kaksi kertaa niin paljon hiiltä kuin koko ilmakehässä tai maapallon kaikessa kasvillisuudessa. Siksi se pitäisi saada pysymään siellä.

– Jos maaperästä vapautuu hiiltä, se vapautuu ilmakehään ja pienikin suhteellinen muutos lisää sitä paljon. Toisaalta, jos pystymme lisäämään pienenkin suhteellisen osuuden maaperän hiilivaroja, sillä on iso merkitys ilmakehän hiilidioksidipitoisuudelle, sanoo Suomen ympäristökeskuksen tutkimusprofessori Jari Liski.

Se on ilmastonmuutoksen torjuntaa ja myös viljelijän kannalta hieno asia, win-win-tilanne.

Kristiina Regina

Noin kolmannes ilmastopäästöistämme aiheutuu ruuantuotannosta. Metsien osuus maapallolla vähenee, kun peltoja raivataan lisää. Toisaalta, maatalousmaakin voisi sitoa päästöjä paljon paremmin.

Kun maaperä vahingoittuu eli sitä esimerkiksi muokataan maanviljelyyn, se vapauttaa hiilidioksidia ilmakehään. Monet maailman maatalousmaista ovat menettäneet puolet alkuperäisestä hiilestään. Sillä on vakavia seurauksia ilmastollemme. Myös maan viljavuus huononee, kun hiili poistuu maasta.

Ilmassa hiiltä on liikaa, mutta maaperässä sitä on liian vähän. Jos hiili saadaan sidottua maahan, siitä tuleekin hyödyllistä ja se lisää esimerkiksi viljan kasvua.

– Se on paitsi ilmastonmuutoksen torjuntaa, myös viljelijän kannalta hieno asia, koska sillä saadaan maan multavuutta ja viljelyominaisuuksia parannettua. Se on ihan win-win-tilanne, sanoo Luonnonvarakeskus Luken professori Kristiina Regina.

Grafiikka
Kun maan pinta rikotaan esimerkiksi kyntämällä, siitä vapautuu hiilidioksidia ilmakehään. Kasvipeitteinen maa taas sitoo hiilidioksidia takaisin maaperään.Petteri Juuti / Yle Uutisgrafiikka

Neljän promillen lisäys riittäisi

Ranska teki Pariisin ilmastokokouksessa aloitteen (siirryt toiseen palveluun), että maaperän hiilivarastoja lisättäisiin vuosittain neljä promillea eli 0,4 prosenttia globaalisti. Se on noin viisi miljardia tonnia hiiltä. Tämä lisäys voisi sitoa hiilidioksidipäästöistämme kaiken, mikä ilmakehään nykyään jää. Sillä olisi todella iso merkitys koko ilmastonmuutoksen vastaisessa taistelussa.

– Neljä promillea. Se kuulostaa todella pieneltä, mutta se olisi riittävästi, että saisimme kaiken ylimääräisen hiilen, joka ihmistoiminnasta ilmakehään jää, pois sieltä. Näin pieni suhteellinen lisäys auttaisi niin paljon, Liski sanoo.

Neljä promillea. Se kuulostaa pieneltä, mutta olisi riittävästi, että saisimme kaiken hiilen ilmakehästä pois.

Jari Liski

Hankkeen aloituskokous pidettiin Marokossa toukokuussa. Tarkoitus on lisätä maatalouden roolia ilmastonmuutoksen yhtenä ratkaisijana. Syksyn 2016 ilmastokokouksessa se halutaan mukaan varteenotettavaksi keinoksi muiden joukkoon. Kolmessa vuodessa on tarkoitus saada mukaan 40 maata ja viidessä vuodessa 100 maata. Suomi allekirjoitti (siirryt toiseen palveluun) sitoumuksensa jo Pariisissa vuonna 2015. Myös yritykset, maatilat ja kansalaiset halutaan sitouttaa mukaan tähän käänteiseen ilmastonmuutokseen.

– Potentiaali vaihtelee maittain, sanoo maa- ja metsätalousministeriön neuvotteleva virkamies Hanna Mattila.

Yksinkertaiset keinot – Suomessa turvemaat pannaan

Miten maaperä sitten sitoisi enemmän päästöjämme?

Keinot ovat lopulta yksinkertaisia: paremmat maanmuokkaustavat, orgaanisen aineksen, kuten kompostin lisääminen maahan, paljaan maajakson lyhentäminen, lajikekirjon lisääminen, vuoroviljely, suorakylvö, kaskeamisen lopettaminen. Isoa osaa näistä tehdään jo nyt, joten kysymys kuuluukin, löytyykö keinoja tarpeeksi lisää.

YK:n raportti vuodelta 2013 esittää käänteisen ilmastonmuutoksen olevan mahdollista, jos maataloudessa siirrytään kemiallisesta lannoituksesta uusiutuvaan kiertomaatalouteen. Suurimmat mahdollisuudet toimille ovat siellä, missä maatalous on nyt kaukana kestävästä.

Suomessa paras keino olisi turvemaiden viljelyn vähentäminen. Soiden raivaus pelloiksi kasvattaa viljelysmaiden päästöjä eniten Suomessa. Koska turvemaassa hiilivarasto on iso, myös hävikit ovat isoja, jos hiili ei pysy maassa.

Suomessa mentiin hyvään suuntaan tässä suhteessa, kunnes 2000-luvulla turvemaita raivattiin viljelyyn niin paljon, että niiden osuus pelloista kasvoi kahdeksasta yhteentoista prosenttiin. Erityisesti pohjoisemassa Suomessa raivataan juuri soita pelloiksi.

Luonnonvarakeskuksen professorin Kristiina Reginan mukaan turvemaita ei kannataisi viljelykäyttöön raivata.

– Jos puhutaan hiilivarastosta, niin ei kannata. Turvemaiden osuutta pienentämällä voitaisiin vaikuttaa hiilen hävikkiin viljelyekosysteemeistä, Regina sanoo.

Maaperän hiilen lisääminen on mukana Suomen maatalouden ilmasto-ohjelmassa ja maatalouden ympäristövaikutusten tutkimusohjelmassa.

Oraalla oleva pelto.
Maaperä on sekä uhka että mahdollisuus ilmastonmuutokselle.Petteri Juuti / Yle

Ilmastonmuutos voi edetä paljon nopeammin, jos mikrobit villiintyvät

Valitettavasti asia ei ole aivan näin yksinkertainen. Ilmaston lämpeneminen voi nimittäin lisätä hiilidioksidipäästöjä maaperästä paljon enemmän kuin nykyiset ilmastomallit laskevat. Toukokuussa julkaistussa suomalaistutkimuksessa selvitettiin, millaisia muutoksia ilmaston lämmetessä kiihtyvä puuston kasvu saa aikaan metsien maaperässä. Puiden kasvun lisääntyessä lisääntyy myös puiden maahan syöttämä hiilimäärä. Maaperään voi samalla vapautua lisää typpeä puiden kasvun käyttöön, mikä voi entisestään kiihdyttää puuston kasvua, ja taas lisätä hiilisyötettä maahan.

– Tällä luulisi olevan vain maaperän hiilivarastoa kasvattava vaikutus, mutta ei. Puiden juurten maaperään syöttämä hiili on hajottajamikrobeille mieluista ravintoa, Liski selittää.

Tämä on hyvä esimerkki siitä millaisia odottamattomia muutoksia maaperässä tapahtuu ilmaston muuttuessa.

Jari Liski

Mikrobien aktiivisuus kasvaa niin, että ne alkavat hajottaa myös syvemmissä maakerroksissa olevaa vanhaa ja kestävää hiiltä, jota ne eivät pysty muuten hajottamaan – ainakaan yhtä nopeasti. Hiilisyötteen lisääntyminen johtaa hajotustoiminnan kiihtymiseen ja tekee maaperän vanhimmasta, pysyvimmästä ja suurimmasta hiilivarastosta entistä alttiimpaa muutoksille.

– Tämä on hyvä esimerkki siitä millaisia odottamattomia muutoksia maaperässä tapahtuu ilmaston muuttuessa. Nämä on ymmärrettävä, jotta osataan arvioida, miten ilmastonmuutos oikeasti vaikuttaa hiilivarojen kehittymiseen, Liski sanoo.

Maaperän ilmastoherkkyyden aliarviointi johtuu yleisesti käytetystä mittausmenetelmästä. Hiilidioksidipäästöjä on tapana mitata eri lämpötiloissa ja sitten mittausten perusteella arvioida, miten päästöt reagoivat ilmaston lämpenemiseen.

– Uusien hiilen isotooppimittausten avulla on saatu selville, että suuri osa maaperän hiilestä reagoi lämpötilan nousuun paljon herkemmin kuin tavallisten mittausten perusteella voi päätellä.

Suomen ympäristökeskuksen tutkimusprofessori Jari Liski.
Suomen ympäristökeskuksen tutkimusprofessorin Jari Liskin mielestä tutkimusta maaperästä tarvitaan lisää, jotta ymmärrämme, miten se käyttäytyy ilmaston muuttuessa.Petteri Juuti / Yle

Ilmastomallinnukset uusiksi?

Tutkimustieto siitä miten maaperä reagoi muuttuvaan ilmastoon, on niin uusi, että sitä ei ole huomioitu vielä missään ilmastonmuutosarvioiden tekoon käytettävässä ilmastomallissa – eikä siis yhdessäkään hallitusten välisen ilmastopaneelin IPCC:n ilmastonmuutosarviossa.

Tämän huomioiminen voi muuttaa ilmaston lämpenemisennusteita merkittävästikin.

Jari Liski

Mittausmenetelmän maaperän ilmastoherkkyyden tutkimiseksi kehittivät suomalaiset tutkijat Suomen ympäristökeskuksesta (SYKE), Luonnonvarakeskuksesta (Luke) ja Helsingin yliopistosta. SYKE:n ja Tampereen teknillisen yliopiston tutkijat tekevät yhteistyötä saksalaisten tutkijoiden kanssa ilmiön kuvaamiseksi Max Planck -instituutin ilmastomalliin, jonka kautta se tulee IPCC:n ilmastonmuutosskenaarioihin mukaan. Tavoitteena on, että se olisi mukana IPCC:n seuraavissa vuosikymmenen lopulla julkaistavissa ilmastonmuutosarvioissa.

– Tämän huomioiminen voi muuttaa ilmaston lämpenemisennusteita merkittävästikin, Liski sanoo.

Voikukkia pellolla.
Voikukat kukkivat Haltialan tilan pelloilla Helsingissä kesäkuun alussa.Petteri Juuti / Yle