Sääilmiöt vaikuttavat monin tavoin viljelysalueiden vesistöjen kuormitusriskiin.

Ilmastomuutokseen liittyvää talvisateisuuden kasvua pidetään eräänä syynä kasvaneisiin vesistökuormituksiin tai siihen, että valuma-alueella tehdyt vesiensuojelutoimet eivät ole vaikuttaneet vesien tilaan. Mutta sääilmiöillä on muitakin vaikutusteitä kuormitusriskin kehittymiseen viljelysalueilla. Ensimmäinen liittyy sään ääri-ilmiöihin; kuivuuteen, sateisuuteen ja viileyteen, jotka laskevat satomääriä. Toinen mekanismin liittyy hiili-typpikiertoon. Pidentynyt ja lämmennyt kasvukausi yhdessä kohonneen ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden kanssa on lisännyt biomassamäärää (rehevöitymistä) metsissä, viljelyalueilla ja jopa saariston karuilla ulkoluodoilla. Tätä tietoa tukevat LUKE:n metsä- ja ja peltotilastot. Kasvanut biomassa metsissä, pelloilla ja soilla lisää ravinteiden huuhtoutumariskiä.

Aurajoen ja Paimionjoen ravinnepitoisuuksia on seurattu kuudella vuosikymmenellä, ja automaattimittausta on tehty kymmenisen vuotta. Molemmat joet ovat peltovaltaisia savikkojokia. Vaihtelut Aura- ja Paimionjoen ravinnepitoisuuksissa ja -kuormituksessa ovat suuria vuosien välillä (kuva 1). Tarkasteltaessa tilannetta kymmenvuotisjaksoina, on muutos selvemmin havaittavissa (taulukot 1-2). Fosforipitoisuudet ja -kuormitus kasvoivat 1990-luvulle asti ja kääntyivät laskuun 2000-luvulla. Typpipitoisuudet ja –kuormitus notkahtivat 1980-luvulla, jonka jälkeen typen määrä on vesistöissä kasvusuuntaisesti aaltoillut. Kuormituksen synnystä tiedetään automaattimittauksen johdosta, että kuormitus syntyy usein piikkeinä, jolloin hyvinkin lyhyellä ajalla saattaa muodostua suurin osa vuosikuormituksesta.

Kuva 1. Aurajoen fosfori- ja typpikuormitus ja sen kehittyminen vuosina 1970-2019.

Taulukosta 1 on havaittavissa, että keskimääräinen vuosikymmenen sadanta on laskenut 1980-luvulta lähtien 11 % lounaisella rannikkoalueella. Muutos on havaittavissa keskivirtaamissa, jotka ovat pudonneet n. 18 %. Tarkasteltaessa termisen kasvukauden ulkopuolista virtaamaa ja sadantaa, on havaittavissa virtaamien ja sadannan hienoinen laskusuunta 1990-luvulta lähtien (taulukko 2). Talvisateisuuden osuus vuosisadannasta oli 1960-1980-luvuilla 44 % ja 1990-2010-luvuilla 49 %. Vaikka kokonaisvirtaama ja sadanta ovat pienentyneet, ovat ravinnepitoisuudet pysyneet korkeina 1990-luvun jälkeen. Kasvukauden ulkopuolisen fosforikuormituksen osuus oli 1970-luvulla 28-40% ja typpikuormitus 43-45%. Vastaavasti 2000-luvulla osuudet ovat olleet 52-68% ja 63-65%. (taulukko 3). Eräänä syynä lienee kasvanut talvisateisuus mutta myös muutokset valuma-alueen maankäytössä mm. asumisen keskittyminen taajamiin, jätevesipuhdistamotoiminnan keskittyminen, ojitukset metsä- ja suomailla ja maatalouden rakenteellinen muutos.

Muuttuva ilmasto ja peltoalueiden kuormitusriski

Taulukosta 3 on havaittavissa, että kasvukauden pituus on kasvanut 1970-luvulta nykypäivään 19 päivällä (12 %), lämpösumma on kasvanut 260 °C-asteella (20 %) ja keskilämpötila 0,7°C-asteella lounaisrannikolla. Varsinais-Suomessa keskimääräinen viljasatotaso on kasvanut 1970-luvulta lähtien 45 %. Satotasojen kasvuun ovat vaikuttaneet suotuisamman ilmaston lisäksi myös maatalousteknologioiden kehittyminen ja maataloustyön tehokkuuden kasvu. Samalla katovuosien riski on vähentynyt. Tehokkuuden kasvu on merkinnyt maatalouskoneiden koon kasvua, joka on lisännyt peltojen tiivistymistä ja heikentynyt niiden vesitaloutta, kasvukuntoa ja rakennetta. Heikentynyt maankasvukunto lisää peltojen eroosiota.

Euroopan unionin yhteinen maatalouspolitiikka (CAP) tukijärjestelmineen ja typen käyttörajoituksineen on suitsinut lannoitusta merkittävästi 1970-80-lukujen huippumääristä, vaikka pellot muodostavatkin vielä merkittävän fosforivarannon. Ravinnetaseet ovat parantuneet merkittävästi 1990-luvulta. Kylvön tai lannoituksen yhteydessä viljelijä ei pysty ennakoimaan tulevan kasvukauden sääoloja, joten lannoituksen määrä perustuu aikaisempiin satoihin ja maan viljavuustietoihin. On selvää, että hyvät satotasot noustavat odotusarvoa tulevasta sadosta, jolloin lannoituslisäyksellä (kasvinlajin tarpeen mukaisella) tavoitellaan yhä parempia satoja. Esimerkiksi typpilannoitusmäärää saa korottaa, kun lohkolta on saatu jonain viidestä aikaisemmasta satovuodesta perustaulukkoa suurempi sato. Ongelmaksi koituvat katovuodet. Ravinnetasetilastot osoittavatkin tämän; katovuosina peltoon jää ylimääräistä lannoitetta, joka muodostaa liukoisena kuormitusriskin.

Merkittäviä katovuosia (viljasato yli 15 % pienempi) 50 vuoden aikana ovat olleet 1981, 1987, 1992, 1998-99, 2010 ja 2018. Tarkasteltaessa katovuosien ja tulevan talven ja kevään ravinnekuormituksen määrää pitkäaikaiseen keskiarvoon, on havaittavissa kuormitusero. Aura- ja Paimionjoella Aurajoen ja Paimiojoen valuma-alueella katovuosien syksyn ja seuraavan kevään yhteenlaskettu fosforikuormitus oli 70 t ja typpikuormitus 549 t, kun sen pitkäaikaiset keskimääräiset kuormitukset ovat 54 t ja 520 t.

Erityisen mielenkiintoinen tarkastelujakso on 2016-2020. Vuodet 2016-17 olivat erinomaisia satovuosia (4200 kg/ha) mutta vuosi 2018 oli pitkäaikaisesta helteistä ja kuivuudesta johtuen heikoin viimeisen 20 vuoden aikana (2790 kg/ha). Vuosi 2019 oli huippusatojen vuosi, jolloin hätyyteltiin 5000 kg hehtaarisatoa. Kasvukauden ulkopuolinen kuormitus oli keskimäärin jaksolla 10/2016-4/2017 79,4 t fosforia ja 771 t typpeä ja vastaavat arvot jaksolla 10/2018-4/2019 olivat 92,5 t fosforia ja 1101 t typpeä.

Kuva. Kapeilla sarkapelloilla on haasteellista muokata peltoja hyvien viljelykäytäntöjen mukaan (Kuva: Pasi Salmi, 2011 Piikkiö, Hepojoki)

Johtopäätökset

Ilmastonmuutos lisää ääreviä ja ennustamattomia sääilmiöitä, jotka lisäävät kuormitusta. Tämän lisäksi lämmennyt ilmasto ja kohonnut ilmakehän hiilidioksidipitoisuus lisää primäärituotantoa pohjoisilla leveysasteilla. Tällä voi olla vesistöä kuormittava vaikutus. Valuma-alueen maankäytön muodot, niiden ajallinen yhteys sääilmiöihin, ovat monimutkainen vaikutusketju, joka vaatii merkittävää tutkimuspanosta tulevina vuosina, esimerkiksi peltolohkokohtaista tai pienen valuma-alueen laajuista seurantatutkimusta.

Hyvätkään viljelykäytännöt eivät takaa ennustamattomassa tilanteessa riskitöntä maataloustuotantoa esimerkkeinä lannoituskäytännöt ja sadon muodostumiseen liittyvät sääilmiöt. Vaikka päätavoitteena on hallita pellolla syntyviä riskejä, on se avoimessa systeemissä erittäin hankalaa, ellei jossain tapauksessa mahdotontakin, tällöin painotus tulee olla valumavesien hallintaan liittyvissä tehokkaissa vesiensuojelutoimenpiteissä.

 

Joni Holmroos, toiminnanjohtaja

Pasi Salmi, projektityöntekijä

Lounais-Suomen vesiensuojeluyhdistys ry.

Ratamestarinkatu 7 b 3. krs
00520 Helsinki

liitto(at)vesiensuojelu.fi