ILMASTO - MAAPERÄ - ITÄMERI - BIODIVERSITEETTI

TWINWIN-hanke

Hanke: Luonnon monimuotoisuuden vaikutus pellon hiilensidontaan

Kesto: I vaihe 2019–2021, II vaihe 2021–2023

Vastuuhenkilöt: Jari Liski, Ilmatieteen laitos, jari.liski@fmi.fi, Jussi Heinonsalo, Helsingin yliopisto, jussi.heinonsalo@helsinki.fi & Laura Höijer, BSAG, laura.hoijer@bsag.fi

Konsortio: Ilmatieteen laitos, Helsingin yliopisto, Zürichin yliopisto, BSAG

Rahoittaja: Maj ja Tor Nesslingin säätiö


Lyhyt kuvaus:

Luonnon monimuotoisuus voi edistää hiilen sitoutumista viljelymaiden maaperään monella tavalla. Monilajinen kasvillisuus yhteyttää ilmakehän hiilidioksidia tehokkaasti ja kuljettaa hiiltä eri syvyyksille maaperään. Monimuotoinen maaperän mikrobiyhteisö edesauttaa pysyvien hiilimuotojen muodostumista ja lisää maaperän viljavuutta, mikä lisää kasvien kasvua ja siten hiilivirtaa maaperään.

Nykyaikainen maatalous, jossa käytetään varsin yksipuolisia viljelymenetelmiä, kasvinsuojeluaineita ja keinolannoitteita, on kaventanut viljelymaiden monimuotoisuutta. Monimuotoisuuden lisäämisen vaikutukset hiilensidontaan tunnetaan huonosti.

Työn tavoitteena on selvittää, miten viljelymaiden luonnon monimuotoisuutta lisäämällä voidaan tehostaa hiilen sitoutumista viljelymaiden maaperään. Erityisesti selvitetään sitä, mitkä monimuotoisuuteen liittyvät mekanismit ovat hiilen sitoutumisen kannalta keskeisiä.

Luonnon monimuotoisuuden hiilensidontavaikutuksia tutkitaan kenttä- sekä kasvihuonekokeiden avulla, ja tärkeimmät vaikutusmekanismit lisätään viljelymaiden hiilenkiertoa kuvaavaan laskentamalliin kenttäkokeita hyödyntämällä. Tieteellisen tutkimuksen lisäksi panostetaan vaikuttamistyöhön.

Hankkeen ensimmäisessä vaiheessa v. 2019–2021 perustettiin kunnianhimoinen koeasetelma Helsingin yliopiston Viikin opetus- ja tutkimustilan koepelloille ja tutkimustyö, niin erilaiset mittaukset kuin mallituskin, saatiin mainiosti käyntiin.

Hankkeen toisessa vaiheessa v. 2021–2023 laajennetaan monimuotoisuuden tutkiminen kasveista ja mikrobeista myös maaperän eläimiin.

Hankkeessa selvitetyt biodiversiteetin vaikutusmekanismit lisätään viljelymaiden hiilen varastoitumisen laskentajärjestelmään. Tämä auttaa käsittelemään maanviljelyn ekologista kestävyyttä kokonaisvaltaisemmin.


Työpaketit (WP):

’WP1 Diversiteetti’ tutkii kasvillisuuden ja maaperän mikrobiologian monimuotoisuuden merkitystä kasvien kasvuun, taudinkestävyyteen ja hiilenkiertoon sekä maaperän eläimiin. ’WP2 Maaperä’ tutkii WP1:n tutkiman monimuotoisuuden yhteyttä maaperän ominaisuuksiin pysyvien hiilimuotojen ja kasvien kasvun kannalta. ’WP3 Ilmakehä’ tutkii WP1:n ja WP2:n tulosten merkitystä hiilivirtoihin pellon ja ilmakehän välillä. ’WP4 Mallitus’ laajentaa pellon kasvillisuuden ja maaperän hiilikiertoa kuvaavia malleja huomioimaan luonnon monimuotoisuuden vaikutukset.


Viikin kenttäkoe:

Keväällä 2019 perustettiin eri työpaketteja yhdistävä, monivuotinen kenttäkoe Viikin Koe- ja tutkimustilan alueelle. Kenttäkoe koostuu seitsemästä erilaisesta käsittelystä siten, että neljää eri monimuotoisuuden tasoa verrataan ohran monokulttuuriviljelyyn. Monimuotoisuutta kokeeseen tuovat kahdeksan erilaista aluskasvia, jotka kasvavat ohran alla joko yksin tai kahden, neljän ja kahdeksan lajin yhdistelminä. Sadonkorjuun jälkeen alus- ja kerääjäkasvit jatkavat kasvuaan, kun taas ohran monokulttuuri kynnetään. Kokeessa on myös mukana avokesanto (bare fallow), jossa ei kasva ollenkaan kasveja. Kokeessa on yhteensä 60 koeruutua.

Kokeessa tutkitaan mm. kasvien peittävyyttä, kasvitauteja, sadon määrää, kasvien juuriston ja maan mikrobiologiaa, maaperän hiilikemiaa, kasvihuonekaasujen vaihtoa ja maaperän eläimiä. Kokeen tuloksia hyödynnetään maaperän hiilimallinnuksessa.

Kuva: Anna-Liisa Laine

Linkkejä:

Tiedote TWINWIN I -hankkeen käynnistymisestä: Carbon Action -hiilipilotin tutkimus laajenee yhteistyön voimalla

Tiedote TWINWIN II -hankkeen käynnistymisestä: Biodiversiteetin vaikutus hiilivarastoon keskiössä: TWINWIN –hankkeelle jatkorahoitus Nesslingin säätiöltä

Anna-Liisa Laineen puheenvuoro monimuotoisuuden merkityksestä (Eloisa pelto -seminaari, 22.5.2019)

TWINWIN -hankkeen posteri 1.10.2020: Plant biodiversity for climate – the TWINWIN project

Jussi Heinonsalon esitys Soil at Risk -symposiumissa 30.6.2021: TWINWIN Biodiversity as a tool for carbon sequestration

Anna-Liisa Laineen puheenvuoro Soil at Risk -symposiumissa 30.6.2021: Utilizing Principles of Biodiversity to Guide Sustainable Agriculture

Soil at Risk -blogikirjoitus: Soil teeming with life slows climate change