Pohjoismaisten jokien valuma-alueiden ilmasto-, maa-, energia- ja vesijärjestelmien kompromissit ja synergiat

Tämä väitöskirja tarkastelee, miten ilmastonmuutos ja ihmisen toiminta muuttavat vesi-, energia- ja maankäyttöjärjestelmiä kahdessa pohjoismaisessa jokialtaassa: Kemijoella Suomessa ja Ottajoella Norjassa. Nämä järjestelmät ovat tiiviisti yhteydessä toisiinsa, joten yhden osa-alueen muutokset voivat heijastua laajasti ympäristöön ja yhteiskuntaan. Tutkimuksen tavoitteena oli ymmärtää näitä vaikutuksia paremmin ja tukea luonnonvarojen kestävää hallintaa.

Kemijoen valuma-alueella tutkittiin, miten sähkömarkkinoiden toiminta vaikuttaa jokivirtaamiin, paikallisiin ekosysteemeihin ja yhteisöihin. Vesivoimalaitokset muuttavat usein joen virtaamaa nopeasti energiantarpeen mukaan, ilmiötä kutsutaan Hydropeaking. Tutkimus osoitti, että tämä aiheuttaa merkittävää kuormitusta etenkin jokien matalille rantavyöhykkeille, jotka tarjoavat tärkeitä ekosysteemipalveluja ja hyötyjä yhteiskunnalle. Mahdollisena lieventämistoimena mallinnettiin ja testattiin virtaamavaihtelun puolittamista. Tulokset osoittivat, että toimenpiteellä voitaisiin vähentää ekologisia vaikutuksia noin 3 % ja parantaa sosiaalisia olosuhteita, vaikka se pienentäisi vesivoiman tuottoja hieman (noin 1 %).

Norjan Ottajoen valuma-alueella tutkimus keskittyi siihen, miten ilmastonmuutos muuttaa metsien ja maatalousmaiden hiilivarastoja vuosina 1985–2025. Lämpenevä ilmasto nostaa metsän ylärajaa korkeammalle, mikä lisää metsäpinta-alaa. Tämä mahdollistaa entistä suuremman hiilen sitoutumisen ilmakehästä. Vaikka maatalous tuottaa edelleen päästöjä, pääasiassa dieselpolttoaineen käytöstä, alue todettiin silti olevan nettomääräinen hiilinielu.

Näiden tulosten kokoamiseksi väitöskirjassa kehitettiin uusi integroitu arviointikehys niin Nexus-lähestymistavan pohjalta. Kehys yhdistää vesi-, energia- ja maankäyttöjärjestelmät tavalla, joka heijastaa niiden todellista vuorovaikutusta. Se parantaa olemassa olevia menetelmiä yhdistämällä erilaisia mallinnustekniikoita ja moniulotteista aineistoa, ja auttaa tutkijoita ja päätöksentekijöitä ymmärtämään, miten ilmasto ja ihmisen toiminta yhdessä muokkaavat pohjoismaisia ympäristöjä.