Turvevaltaisten valuma-alueiden hydrologian ja vedenlaadun muutosten arviointi tulevaisuuden biotalouden ja maankäytön muutokset huomioiden
Väitöstilaisuuden tiedot
Väitöstilaisuuden päivämäärä ja aika
Väitöstilaisuuden paikka
Wetteri auditorium (IT115)
Väitöksen aihe
Turvevaltaisten valuma-alueiden hydrologian ja vedenlaadun muutosten arviointi tulevaisuuden biotalouden ja maankäytön muutokset huomioiden
Väittelijä
MSc Joy Bhattacharjee
Tiedekunta ja yksikkö
Oulun yliopiston tutkijakoulu, Teknillinen tiedekunta, Vesi-, energia- ja ympäristötekniikka
Oppiaine
Prosessi- ja ympäristötekniikka
Vastaväittäjä
Professori Annamari Laurén, Helsingin yliopisto
Kustos
Professori Professor Bjørn Kløve, Oulun yliopisto
Turvevaltaisten valuma-alueiden hydrologian ja vedenlaadun muutosten arviointi tulevaisuuden biotalouden ja maankäytön muutokset huomioiden
Maailmasta on tulossa entistä riippuvaisempi biopohjaisista resursseista fossiilisten polttoaineiden käytön vähentyessä. Pohjoismaissa lisääntynyt biomassan hyödyntäminen turvemetsäalueilta voi aiheuttaa lisäkuormitusta vesistöihin.
Tässä väitöstyössä on tutkittu vaihtoehtoisia biotalouden skenaarioita (Nordic bioeconomy pathways, NBP) joissa tarkastellaan biopohjaisten resurssien käytön mahdollisuuksia. Kokonaisuus muodostui neljästä tutkimuksesta, joiden tavoitteena oli ymmärtää eri sosioekonomisten skenaarioiden nykyisiä ja tulevia vaikutuksia turvemetsätalousvaltaisella Simojoen valuma-alueella. Ilmakuvia ja LIDAR-dataa käyttävä algoritmi kehitettiin tunnistamaan muutoksia valuma-alueen ojaverkostossa. Toisessa tutkimuksessa maankäyttökohtaiset kuormituskertoimet, Landsat-analyysi ja maankäyttötilastot osoittivat epäjohdonmukaisuuksia ennustettujen ja mitattujen ravinne ja kiintoainepitoisuuksien välillä johtuen hydrologisesta vaihtelusta. Kolmannessa tutkimuksessa ojaverkostoaineisto yhdistettiin osaksi semi-fysikaalispohjaista hydrologista SWAT-mallia, parantamaan valumaaluetason hydrologista ja ravinnekuormitus mallinnusta. Tulosten perusteella mm. avohakkuista aiheutuva ravinnekuormitus oli korkeampaa turvemaalla kuin mineraalimaalla. Lopuksi kuhunkin skenaarioon liitettiin Simojoen sidosryhmien mielipiteet, metsien käytön suunnittelu MELAmalli, eri emissioskenaarioihin perustuvat ilmastomallinnustulokset sekä maankäytön vaihtoehtoiset toteutusjärjestelyt. Tämän perusteella mallinnusvaihtoehdot “kestävä” ja “business-as-usual” aiheuttivat laskua ravinnekuormissa, kun taas muiden vaihtoehtojen toteutuessa kuormitus lisääntyi. Metsätalouden kasvu ja suojeltujen alueiden vähentyminen aiheuttivat alhaisemman vaihtelevuuden.
Kaiken kaikkiaan tutkimukset ovat hyödyllisiä, kun pyritään ymmärtämään
metsätalouden alueellisia vaikutuksia, ja etenkin tunnistamaan metsätalousvaltaisilta valumaalueilta niitä alueita, joilla kuormitusta syntyy voimakkaasti.
Tässä väitöstyössä on tutkittu vaihtoehtoisia biotalouden skenaarioita (Nordic bioeconomy pathways, NBP) joissa tarkastellaan biopohjaisten resurssien käytön mahdollisuuksia. Kokonaisuus muodostui neljästä tutkimuksesta, joiden tavoitteena oli ymmärtää eri sosioekonomisten skenaarioiden nykyisiä ja tulevia vaikutuksia turvemetsätalousvaltaisella Simojoen valuma-alueella. Ilmakuvia ja LIDAR-dataa käyttävä algoritmi kehitettiin tunnistamaan muutoksia valuma-alueen ojaverkostossa. Toisessa tutkimuksessa maankäyttökohtaiset kuormituskertoimet, Landsat-analyysi ja maankäyttötilastot osoittivat epäjohdonmukaisuuksia ennustettujen ja mitattujen ravinne ja kiintoainepitoisuuksien välillä johtuen hydrologisesta vaihtelusta. Kolmannessa tutkimuksessa ojaverkostoaineisto yhdistettiin osaksi semi-fysikaalispohjaista hydrologista SWAT-mallia, parantamaan valumaaluetason hydrologista ja ravinnekuormitus mallinnusta. Tulosten perusteella mm. avohakkuista aiheutuva ravinnekuormitus oli korkeampaa turvemaalla kuin mineraalimaalla. Lopuksi kuhunkin skenaarioon liitettiin Simojoen sidosryhmien mielipiteet, metsien käytön suunnittelu MELAmalli, eri emissioskenaarioihin perustuvat ilmastomallinnustulokset sekä maankäytön vaihtoehtoiset toteutusjärjestelyt. Tämän perusteella mallinnusvaihtoehdot “kestävä” ja “business-as-usual” aiheuttivat laskua ravinnekuormissa, kun taas muiden vaihtoehtojen toteutuessa kuormitus lisääntyi. Metsätalouden kasvu ja suojeltujen alueiden vähentyminen aiheuttivat alhaisemman vaihtelevuuden.
Kaiken kaikkiaan tutkimukset ovat hyödyllisiä, kun pyritään ymmärtämään
metsätalouden alueellisia vaikutuksia, ja etenkin tunnistamaan metsätalousvaltaisilta valumaalueilta niitä alueita, joilla kuormitusta syntyy voimakkaasti.
Viimeksi päivitetty: 1.3.2023