Väitös: Viljasatojen herkkyys ilmastonmuutokselle: menetelmiä riskien ja sopeutumisen arviointiin (Sensitivity of Cereal Yields to Climate Change: Estimating Risks and Exploring Adaptation)

Tiedote 27.8.2021 klo 10.13
 

Ilmastonmuutoksen riskejä ja riskien vaatimia sopeutumistoimia arvioidaan yleensä ilmastoskenaarioihin perustuvilla menetelmillä. Suomen ympäristökeskuksen tutkija Nina Pirttiojan väitöstyössä lähestymistapa on toinen. Hän kehitti työssään herkkyysanalyysiin perustuvaa vaikutusvastemenetelmää. Menetelmä osoittautui toimivaksi viljasatojen muutosten arvioinnissa. Tulosten mukaan viljasatojen turvaamiseksi kannattaisi aikaistaa kylvöä ja käyttää lajikkeita, joilla on lyhyt kukintaa edeltävä ja pitkä kukinnan jälkeinen kasvuvaihe. Pirttioja väittelee Helsingin yliopistossa perjantaina 3. syyskuuta.

Kansalliset ilmastonmuutokseen sopeutumisen suunnitelmat edellyttävät riskiarvioita. Riskiarvioiden perustaksi tarvitaan menetelmiä, joilla ilmastonmuutoksen vaikutuksia voidaan tarkastella mahdollisimman luotettavasti.

Nina Pirttiojan väitöstyössä on kehitetty herkkyysanalyysiin perustuvaa menetelmää, jolla voidaan tarkastella ilmastonmuutoksen vaikutuksia arvioivien mallien ominaisuuksia. Menetelmää sovellettiin malleihin, joilla arvioidaan viljasatoja.

Menetelmässä muodostetaan vaikutusvastepintoja, kuvioita, jotka korkeuskäyrien tapaan kuvaavat satomallien herkkyyttä lämpötilan ja sademäärän muutoksille. Tarkastelemalla visuaalisesti mallien käyttäytymistä erilaisilla sään muutoksilla, voidaan havaita tuloksissa poikkeamia, jotka voidaan ottaa tarkempaan tarkasteluun ennen tulosten hyödyntämistä.

”Tyypillisesti ilmastonmuutoksen vaikutusarviot ovat sidottuja valittuihin ilmastoskenaarioihin, ja skenaarioihin liittyvän epävarmuuden ilmentäminen on haasteellista. Vaikutusvastepintoja käytettäessä tulokset eivät ole kytköksissä mihinkään tiettyyn ilmastoskenaarioon, vaan menetelmällä saadaan laajempi käsitys mallin käyttäytymisestä erilaisissa ilmasto-olosuhteissa ”, kuvaa Nina Pirttioja.

”Vaikutusvastepintoja voidaan sitten yhdistellä esimerkiksi todennäköisyyspohjaisten ilmastoskenaarioiden kanssa, jolloin pystytään arvioimaan esimerkiksi todennäköisyyttä sille, voidaanko tiettyjä viljansadon tavoitetasoja enää saavuttaa ilmastonmuutoksen edetessä.”

Tarkastelussa Suomen, Saksan ja Espanjan vehnä- ja ohrasadot

Ilmastonmuutoksen vaikutuksia satoihin tarkasteltiin kasvuolosuhteiltaan erilaisissa viljelykohteissa Suomessa, Saksassa ja Espanjassa. Tarkastelussa oli 26 vehnän satomallia, joita vertailtiin keskenään, ja yksi ohran satomalli.

Mallinuksen mukaan viljasadot kärsivät lämpötilan noususta ja sademäärän laskusta ja hyötyivät sademäärän kasvusta. Suomessa lämpötilan muutokset vaikuttivat satoon sademäärää enemmän. Espanjassa tulokset olivat päinvastaisia. Yksittäisten mallien tulokset saattoivat poiketa suurestikin tosistaan.

Malliarvioinnin tuloksena parhaat edellytykset satotasojen kasvattamiselle ja pienimmät todennäköisyydet satojen pienentymiselle tulevaisuudessa saataisiin aikaistamalla kylvöä ja valitsemalla lajike, jossa yhdistyy lyhyt kukintaa edeltävä ja pitkä kukinnan jälkeinen kasvuvaihe.

Satomalleja vertailtiin keskenään

Tutkimuksen keskeisenä aineistona oli 26 vehnän satomallin mallivertailututkimus. Se tarjosi mahdollisuuden tarkastella laajasti, miten eri mallit käyttäytyvät ilmastonmuutoksilla.

”Yksikään malli ei pysty kuvaamaan todellisuutta täydellisesti. Eri mallit, mallintaessaan samaa asiaa samoilla oletuksilla, voivat päätyä hyvinkin eri tuloksiin. Tällöin on tärkeää pyrkiä ymmärtämään mistä erot johtuvat. Monesti on suuri houkutus hyödyntää päätöksenteon pohjana vain yhden mallin tuloksia. Olisi kuitenkin tärkeää tarkastella mallin tuloksia suhteessa muihin samaa asiaa simuloivien mallien tuloksiin”, korostaa Pirttioja.

Väitöstyö osoitti, että vaikutusvastepinnat tarjoavat käyvän vaihtoehdon skenaarioihin perustuville menetelmille ilmastonmuutoksesta aiheutuvien riskien arviointiin ja lukuisia etuja tulosten analysointiin ja visuaaliseen esittämiseen.

”Menetelmän käyttö ei rajoitu satomallien tarkasteluun, vaan sitä voidaan soveltaa esimerkiksi metsiin, vesivaroihin ja terveyteen liittyvien riskien arviointiin. Arvioinnit luovat luotettavampaa pohjaa ilmastonmuutoksen riskien sopeutumistoimenpiteiden suunnittelulle”, kertoo Pirttioja.

Lisätietoa

Nina Pirttioja, FM, tutkija, Suomen ympäristökeskus, SYKE
etunimi.sukunimi@syke.fi, puh. +358 295 251 515

Nina Pirttioja väittelee perjantaina 3.9.2021 klo 13 Helsingin yliopiston Maatalous-metsätieteellisessä tiedekunnassa Metsätieteiden laitokselta. Väitös on englanniksi.

Osoite: Metsätieteiden talo, Raisio-sali (LS B2), Latokartanonkaari 7, Helsinki. Tilaisuudessa on rajoitettu määrä paikkoja yleisölle. Tilaisuutta voi seurata myös videon välityksellä (Helsingin yliopiston etätapahtumat).

Väitöskirja: Viljasatojen herkkyys ilmastonmuutokselle: menetelmiä riskien ja sopeutumisen arviointiin (Sensitivity of Cereal Yields to Climate Change: Estimating Risks and Exploring Adaptation)