Vesistöt ovat tärkeä osa hiilenkiertoa
Hiili ja sen kierto on maapallon elämän edellytys. Hiiltä on ilmassa, maassa, vedessä ja kaikessa elävässä. Ihmistoiminnan seurauksena ilmakehään vapautuu hiiltä niin suuria määriä, että se uhkaa nykyisiä elämänmuotoja.
Hiili on kiertänyt eri muodoissaan ilmakehän, eliöiden, maaperän ja vesistöjen välillä niin kauan kuin maapallolla on ollut elämää.
Kasvit imevät ilmakehän hiilidioksidia itseensä yhteyttämällä ja pumppaavat hiiltä maaperään. Esimerkiksi puut juuristonsa kautta ja pudottamalla kuolleita lehtiä ja neulasia. Osa hiilestä jää varastoon kasveihin, maaperään ja vesistöihin, loppu vapautuu takaisin ilmakehään kasvihuonekaasuina. Hiiltä vapautuu esimerkiksi mikrobien toiminnan, maastopalojen ja eroosion yhteydessä.
Kiertävän hiilen lisäksi maaperässä on valtava määrä hiiltä pitkäaikaisessa varastossa. Kun yhä suurempi määrä hiiltä vapautuu pitkäaikaisesta varastosta ilmakehään, tasapaino järkkyy. Ihmistoiminnan seurauksena tapahtunut voimakas hiilen vapautuminen on syy kiihtyvään ilmastonmuutokseen.
Maaperä on merien jälkeen maapallon suurin hiilivarasto. Siihen on sitoutunut enemmän hiiltä kuin koko ilmakehään ja maapallon kaikkeen kasvillisuuteen yhteensä.
Hiili kiertää ja varastoituu vesistöissä
Valtameret ovat maapallon suurin hiilivarasto, ja niiden merkitys osana hiilenkiertoa tunnetaan verrattain hyvin. Merivesi ja sen perustuottajat, kuten kasviplankton, sitovat yhteyttäessään hiilidioksidia. Siitä ne muodostavat eloperäistä ainesta ja tuottavat samalla happea. Hiiltä painuu merenpohjan varastoon, kun kasviplankton kuolee. Sitä siirtyy myös ravintoverkossa eteenpäin ja lopulta mikrobien hajotettavaksi, jolloin hiili vapautuu takaisin ilmakehään. Myös pienemmät vesistöt osallistuvat hiilenkiertoon, mutta niiden osalta tutkimus on vasta alussa.
Maaperän hiiltä kulkeutuu vesistöihin, kun sateet ja sulamisvedet huuhtovat hiilipitoista eloperäistä ainesta noroihin ja puroihin. Ihmisen kaivamiin suoriin ojiin eloperäinen aines ja sen mukana hiili huuhtoutuu erityisen tehokkaasti. Norot, purot ja ojat kuljettavat hiilen jokiin, järviin ja Itämerelle saakka.
Osa hiilestä varastoituu järvien pohjasedimenttiin. Jopa 40–70 % vesistöihin päätyvästä hiilestä vapautuu kuitenkin takaisin ilmakehään, kun mikrobit hajottavat sen ilmastopäästöiksi. Grafiikka havainnollistaa hiilen kulkua kasvillisuuden kautta maaperään ja maa-aineksen mukana vesistöihin. Tarkkaa käsitystä maalta vesistöihin ja vesistöistä ilmakehään tai pohjaan päätyvän hiilen määrästä ja laadusta ei vielä ole.
Maankäyttö vaikuttaa hiilen kiertoon muun muassa vesistöjen kautta. Esimerkiksi maa- ja metsätalous sekä rakentaminen huuhtovat hiilipitoista eloperäistä ainesta vesistöihin. Toisaalta esimerkiksi luonnontilainen suoalue pidättää hiiltä. Mitä enemmän hiiltä maaperästä vesistöihin huuhtoutuu, sitä enemmän sitä vapautuu vesistä ilmakehään.
Maankäyttö lisää myös toisen kasvihuonekaasun, metaanin muodostumista. Metaania syntyy pääosin järvien pohjalla, kun eloperäinen aines hajoaa. Mitä enemmän eloperäistä ainesta vesistöihin kulkeutuu, sitä enemmän metaania muodostuu. Tutkimus maankäytön vaikutuksista vesistövälitteisiin ilmastopäästöihin on kuitenkin vasta alussa.
Vuotava hiilivarasto ei ole hiilinielu
Kasvillisuus, maaperä ja vesistöt kierrättävät ja varastoivat hiiltä. Hiilinieluksi sanotaan sellaista hiilen varastoa, joka kasvaa. Jos taas varasto pienenee, on kyse päästölähteestä. Grafiikan vasemmassa alakulmassa on kuvattu tätä eroa.
Kun tarkastellaan metsien hiilenkiertoa, on tärkeää ottaa huomioon koko metsä. Puiden lisäksi hiilidioksidia sitoo myös kaikki muu metsän kasvillisuus. Hiili varastoituu puiden ja kasvien lisäksi ennen kaikkea maaperään, josta sade- ja sulamisvedet kuljettavat sitä vesistöihin.
”Nuorista metsistä, jotka sitovat paljon hiiltä, puhutaan usein hiilinieluna. Silloin unohtuu, että nielun kannalta merkittävää ei ole sitoutuvan hiilen määrä vaan se, kuinka paljon hiiltä jää varastoon.”, sanoo BSAG:n metsäprojektin johtaja Taina Ihaksi.
Metsätaloudessa hakkuutavan valinta, ojituspäätös sekä mahdollisen maanmuokkauksen ja ojituksen toteutustavat vaikuttavat siihen, kuinka paljon hiiltä vapautuu takaisin ilmakehään.
Puutavaran loppukäyttö määrittää sen, kuinka pitkäaikaisena hiilivarastona puu toimii. Lyhytaikaiseen käyttöön, kuten pakkausmateriaaliksi tai suoraan polttoon päätyvä puu ei ylläpidä maapallon hiilivarastoa.
Maaperän hiilivarastoa voisi verrata pankkitiliin. Jos kuluttaa enemmän kuin tilille tallettaa, ei voida puhua nielusta. Maaperän kohdalla valuutta on hiili. Sen varassa on koko ihmiskunnan toimeentulo.
Matias Scheinin, tutkija, Turun Ammattikorkeakoulu
Tutkimus tuo uutta tietoa vesistövälitteisistä kasvihuonekaasupäästöistä
Vasta viime vuosina on alettu tutkia tarkemmin, paljonko järvien kautta vapautuu kasvihuonekaasuja ja miten maankäyttö vaikuttaa siihen. Tähän mennessä mittauksia on tehty pääosin järvien syvissä keskiosissa. Se ei anna totuudenmukaista kuvaa, sillä kasvihuonekaasujen vapautuminen on voimakkainta matalilla rannikkoalueilla. Hiilikuorma päätyy maalta ensin rantavesiin, jossa suurin osa siitä ehtii hajota. Vain pieni osa päätyy järven syviin osiin asti. Metaania muodostuu myös järven syvemmissä osissa, mutta mikrobit ehtivät hajottaa sen matkalla pinnalle. Grafiikka havainnollistaa näitä prosesseja.
Baltic Sea Action Groupin (BSAG), Helsingin yliopiston (HY), Turun Ammattikorkeakoulun (Turku AMK) ja Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) yhteishankkeessa tutkittiin vesistövälitteisiä ilmastopäästöjä kahdella Etelä-Suomalaisella järvellä. Tutkimuksessa mitattiin järvistä vapautuvan hiilidioksidin ja metaanin määrää kymmenillä mittauspisteillä. Näin pystytään muodostamaan kokonaiskuva järven alueella syntyvistä päästöistä.
“Vesistövälitteiset ilmastopäästöt ovat valtava sokea piste ilmastotyössä. Tarkkaa tietoa niistä ei ole, eikä päästöjä huomioida yleisissä taselaskelmissa. Siitä huolimatta vesistövälitteiset päästöt kiihdyttävät ilmastonmuutosta.”, sanoo Kaasut-hankkeen tutkija Matias Scheinin Turun Ammattikorkeakoulusta.
OTA YHTEYTTÄ
