Academic literature on the topic 'Lämpeneminen'

Ilmaston lämpeneminen lisää puuston terveyden haasteita varttuneissa metsissä, mutta tuo epävarmuutta myös metsänviljelyyn. Uudella testikentällä tutkitaan kohotetun lämpötilan vaikutusta metsäpuiden taimiin.

Ilmasto muuttuu omenan viljelylle edullisemmaksi. Ratkaisevana tekijänä on kasvukauden lämpösumman lisäys tultaessa 2040-luvulle. Nykyisin viljeltävät lajikkeet edellyttävät sadon valmistumiseksi yli 5 oC:n lämpösummaa 980 – 1350 °C-vrk. Tämän lisäksi tarvitaan puiden talveentumista varten 100-150 °C-vrk lämpösumma. Kasvukauden olosuhteiden perusteella omenan ammattimainen viljelyalue, jolloin viljellään menestyksellisesti myös talvilajikkeita, voi levitä Salpausselän eteläpuolisille alueille, Kaakkois-Suomeen ja Etelä-Savon järvialueille. Ilmaston lämpeneminen mahdollistaa nykyisiä lajikkeita myöhäisempien ja paremmin säilyvien lajikkeiden viljelyn, jolloin kotimaisen omenan tarjonta voi ulottua helmi-maaliskuulle saakka. Suomalaisen omenaviljelyn merkittävin riskitekijä on ollut talvehtiminen. Useat kovat pakkastalvet 1940 -1987 ovat käytännössä estänyt hyvälaatuisten omenalajikkeiden viljelyn Suomessa aivan edullisimpia viljelyalueita lukuun ottamatta Lounais-Suomessa ja Ahvenanmaan saaristossa. Myös tulevaisuuden ilmastossa on omenapuiden talvenkestävyys keskeinen varmuustekijä, sillä vuoden 1987 kaltaisia pakkastalvia on odotettavissa satunnaisesti. Omenan kukinnan alku ajoittuu Suomessa touko-kesäkuun vaihteeseen. Eri lajikkeiden kukinnan alkamisen edellyttämä lämpösumma vaihtelee välillä 160 – 220 °C-vrk siten, että kesälajikkeet ja aikaiset syyslajikkeet kukkivat ensiksi ja talvilajikkeet viimeiseksi. Ilmaston lämpenemisen johdosta kukinta-aika tulee siirtymään vapun ja toukokuun puoliväliin rajoittuvalle ajalle. Tästä syystä kukinnan aikainen hallariski tulee säilymään tai jopa kasvamaan. Tämä edellyttää viljelyssä panostusta tehokkaaseen hallantorjuntaan. Nykyisin viljellyissä ja Piikkiön geenipankissa olevissa lajikkeissa on joitakin hallankestäviä lajikkeita, joiden käyttö parantaa viljelyvarmuutta. Ilmaston muutos mahdollistaa omenan kotitarveviljelyn Etelä-Lappia myöten vuosisadon puoliväliin tultaessa.

Ilmasto on muutaman viime vuosikymmenen kuluessa selvästi lämmennyt maailmalla ja myös Suomessa. Kasvukausi on pidentynyt, lämpösumma on noussut ja talvet ovat leudontuneet. Pidempi kasvukausi ja suurempi tehoisa lämpösumma luovat paremmat edellytykset kasvintuotannolle. Kasvintuotantoa edistävät muutokset yhdistettyinä leudompiin talviin ja lisääntyvään syksyn ja talven sademäärään luovat kuitenkin paremmat edellytykset myös peltoviljelyn haittana oleville rikkakasveille, taudeille ja tuholaisille.Ilmastonmuutoksen vaikutus perunaruton ja perunan tyvimädän yleistymiseen on jo nähtävissä. Myös viljoille on tullut uusia lehtilaikkutauteja ja jo olemassa olevat taudit ovat alkaneet aiheuttaa laajempia tuhoja. Kun kasvukausi pitenee ja viljelyyn otetaan yhä pidemmän kasvuajan lajikkeita, ne altistuvat taudeille pitempään. Esimerkiksi perunaruton osalta ehkä lähestytään tulevaisuudessa Hollannin tilannetta, jossa pahoina vuosina tarvitaan tällä hetkellä jo yli 20 ruttoruiskutusta, kun Suomessa ruiskutetaan tyypillisesti 5-8 kertaa. Myös uusia tauteja on odotettavissa. Jo nyt ovat perunan Dickeya-tyvimätä, uudet Y-viruksen rodut ja jopa uusi perunaruttorotu valtaamassa alaa vanhoilta taudeilta. Muita uhkia ovat mm. koloradonkuoriaisen ja ankeroisten leviäminen siementuotantoalueelle sekä uudet Y-virusta levittävät kirvalajit.Uusia syysmuotoisia viljelykasveja voidaan ottaa laajemmin viljelyyn, kun talvet leudontuvat. Esimerkiksi syysvehnää tullaan jo lähivuosikymmeninä viljelemään koko Etelä-Suomen alueella ja syysmuotoinen ohrakin otetaan viljelyyn tämän vuosisadan lopulla. Syysmuotoiset kasvit voivat sopeuttaa kasvintuotantoa muuttuviin oloihin kohentuvan vesitalouden kautta, kun kasvit voivat käyttää talven sateista jääneen maan kosteuden kuivana alkukasvukautena. Syysmuotoiset kasvit ovat myös yleensä satoisempia kuin keväällä kylvettävä, mutta niiden laajeneva viljely tuo myös uusia ongelmia. Tulemme saamaan esim. aivan uudenlaisen ohran härmäongelman, mikä lisää tautiruiskutusten tarvetta olennaisesti. Syksyjen lämpeneminen ja syysmuotoisten viljojen viljelyn laajeneminen lisäävät myös tuholaisten, kuten kahukärpänen ja hesseninsääski, aiheuttamia tuhoja. Myös kirvojen ja kaskaiden levittämien virustautien (BYDV, WDV) merkitys todennäköisesti kasvaa.Myös aivan uudet viljelykasvilajit saattavat tuoda omat ongelmansa Suomen maatalouteen. Rehumaissia saatetaan viljellä Etelä-Suomessa merkittävissä määrin jo vuonna 2055 (30 v keskiarvo tämän vuosiluvun molemmin puolin) ja vuonna 2085 (+ 30 v.) jo Jyväskylän seuduille asti. Vaikka emme odota varsinaista jyvämaissia Suomeen vielä tämän vuosisadan puolella, maissi sinänsä voi tuoda uusia tauti- ja tuholaisongelmia. Jos vehnää ja maissia on samassa viljelykierrossa, punahomeet tulevat vaivaamaan kasvustoja entistä enemmän. Maissin tuholaisista maissikoisaa esiintyy Suomessa jo satunnaisesti, vaikkakaan ei maissin tuholaisena. Mallinnusten mukaan se voisi menestyä Suomessa, kun sen pääisäntäkasvin eli maissin viljely lisääntyy. Maissin muita viljoja myöhäisempi kylvöaika lisää kahukärpäsen vioitusriskiä ja alttiutta kirvojen levittämille virustaudeille.

Säilöheinä on kuiva-ainepitoisuudeltaan (450–800 g/kg) säilörehun ja kuivan heinän välimuoto, jota käytetään runsaasti erityisesti hevosten ruokinnassa. Säilöheinän tekotapa vastaa enemmän säilörehua, koska kostea rehu säilötään ilmatiiviisti, yleensä muovitettuihin paaleihin. Säilöheinän säilöntäprosessia ja säilyvyyteen sekä erityisesti jälkipilaantumisalttiuteen vaikuttavia tekijöitä on tutkittu selvästi vähemmän kuin tuoreemman rehun. Nurmikasvien vesiliukoisten hiilihydraattien, sokereiden, pitoisuus voi vaihdella suuresti. Hevosen ruokinnassa vesiliukoisiin hiilihydraatteihin kuuluvien fruktaanien suuren määrän on esitetty vaikuttavan hevosten kaviokuumealttiuteen. Säilönnän vaikutus rehun sokeripitoisuuteen voi siten olla tärkeä rehun ruokinnalliseen laatuun vaikuttava tekijä. Erityyppisten säilöntäaineiden vaikutusta säilöheinän koostumukseen ja lämpenemisherkkyyteen eli aerobiseen stabiilisuuteen tutkittiin kahdessa kokeessa, joista toinen tehtiin koemittakaavassa (3-4 kg/siilo) ja toinen pyöröpaaleissa. Ensimmäisen osakokeen rehut tehtiin kahdessa kuiva-ainepitoisuudessa (510 ja 600 g/kg). Mukana oli kaksi propionihappoon perustuvaa kemiallista säilöntäainetta ja kolme maitohappobakteereihin perustuvaa biologista valmistetta. Pyöröpaalikokeen rehut tehtiin kolmessa kuiva-ainepitoisuudessa (450, 550 ja 650 g/kg). Mukana oli yksi propionihappovalmiste ja kolme biologista valmistetta, joista osa oli samoja kuin ensimmäisessä osakokeessa. Sekä kuiva-ainepitoisuus että säilöntäaine vaikuttivat rehujen käymisprosessiin ja sitä kautta esimerkiksi maitohappo- ja sokeripitoisuuteen. Myös lämpenemisherkkyydessä oli eroja. Ensimmäisessä kokeessa kuivempien rehujen lämpeneminen alkoi aikaisemmin. Propionihappopohjaiset säilöntäaineet ja Lactobacillus plantarumin + L. buchnerin yhdistelmä olivat tehokkaita lämpenemisen estäjiä. Toisessa kokeessa kuiva-aineen vaikutus oli erilainen eri säilöntäkäsittelyiden yhteydessä. Tehokkaimmin lämpenemistä esti propionihappoon perustuva säilöntäaine. Lähes yhtä hyvä oli L. plantarumin ja natriumbentsoaatin yhdistelmä. L. plantarumin ja L. buchnerin yhdistelmä ei sen sijaan ollut yhtä tehokas kuin ensimmäisessä kokeessa. Biologiset valmisteet pienensivät rehun sokeripitoisuutta säilönnän aikana, mutta happovalmisteiden vaikutus oli hyvin vähäinen. Mitä kuivempaa rehu oli, sitä vähemmän sokeripitoisuudessa tapahtui muutosta. Säilöheinän laatuun voidaan vaikuttaa päätöksillä, jotka koskevat rehun esikuivatusaikaa ja säilöntäaineen käyttöä. Rehun kuivattaminen suureen kuiva-ainepitoisuuteen (yli 550 g/kg) lisää riskiä rehun lämpenemisestä verrattuna tuoreempaan rehuun ja suuri kuiva-ainepitoisuus myös säilyttää rehussa suuren sokeripitoisuuden. Säilöntäaineen käyttö parantaa rehun mikrobiologista laatua ja sitä kautta pienentää myös lämpenemisriskiä. Lämpenemisen estäjänä tehokkaimmaksi osoittautui propionihappopohjainen valmiste. Myös maitohappobakteerin ja natriumbentsoaatin yhdistelmä antoi hyvän tuloksen. Propionihapon käyttö ei vähentänyt säilöheinän sokeripitoisuutta säilönnän aikana. Sen sijaan maitohappobakteereiden käyttö säilöntäaineena muuntaa tehokkaasti rehun sokereita maitohapoksi. Siten se on tehokas keino vähentää rehun sokeripitoisuutta ja myös fruktaaneiden pitoisuutta, jos tavoitteena on rehun sokeripitoisuuden vähentäminen hevosten ruokinnassa. Edellytyksenä on kuitenkin, että rehua ei kuivata liian kuivaksi. Kuiva-ainepitoisuuden on oltava alle 550 g/kg, jotta maitohappokäymistä voi tapahtua riittävästi.

Suomessa on happamia sulfaattimaita viljelymaana 100 000 - 200 000 ha, ja metsätalouskäytössä oleva pinta-ala on tuntematon. Näiden maiden kuivatuksen aiheuttama happamuus- ja metallikuormitus on merkittävästi heikentänyt pintavesien ekologista ja kemiallista tilaa sekä jokien ja rannikkoalueiden kalakantoja. Sulfaattimailta tuleva nykyisinkin suuri ympäristökuormitus ja vesistöhaitat uhkaavat kasvaa entisestään ilmastonmuutoksen seurauksena. Hydrologisten ääriolojen yleistyminen, talvisadannan ja virtaamien kasvu sekä maaperän ja vesistöjen lämpeneminen lisäävät riskejä happamuuden ja metallien huuhtoutumiselle ja ekotoksikologisille haitoille. Korjaaviin toimenpiteisiin ryhtyminen on välttämätöntä vesipolitiikan puitedirektiivin, meristrategiadirektiivin, prioriteettiainedirektiivin, tulvadirektiivin ja luontodirektiivin mukaisten ympäristötavoitteiden saavuttamiseksi. Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) koordinoimana on käynnistynyt vuosina 2010-2012 toteutettava, EU:n Life+-ohjelmasta rahoitettava hanke ilmastomuutoksen aiheuttamien ympäristöriskien vähentämiseksi happamilla sulfaattimailla (Climate Change Adaptation Tools for Environmental Risk Mitigation of Acid Sulphate Soils –CATERMASS). SYKEn lisäksi hankkeen päätoteuttajina ovat GTK, MTT, Helsingin yliopisto, Åbo Akademi sekä Etelä-Pohjanmaan elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus. Hankkeen tavoitteena on kehittää valmiuksia sopeuttaa happamien sulfaattimaiden maankäyttöä ja vesiensuojelua muuttuvaan ilmastoon. Varautuminen vesistö-, kalasto- ja biodiversiteettihaittoihin ja niiden torjuntaan vaatii systemaattista tiedon kokoamista ongelma-alueista, happamuus- ja metallialtistuksen skenaarioista, ympäristöriskien luonteesta ja prioriteettikohteista sekä käytettävissä olevista vesiensuojelumenetelmistä ja niiden toimivuudesta muuttuvassa ilmastossa. Hanke on erittäin haastava, sillä ongelmien vähentäminen edellyttää maankuivatuksen ja viljelymenetelmien muuttamista yksityisomistuksessa olevilla maatalousmailla. Ympäristöhaittojen vähentäminen edellyttää laajapohjaista ja osallistavaa riskien hallintaan tähtäävää prosessia, jossa huomioidaan luonnontieteellisten näkökohtien ohella myös sosioekonomiset seikat.

Ilmaston lämpeneminen ja sademäärän ennustettu kasvu tulevaisuudessa voivat lisätä ravinteidenhuuhtoutumista maatalousmaalta. INCA-N typpimallia (Integrated Nutrients from Catchments – Nitrogenmodel) sovellettiin Savijoen maatalousvaltaisella tutkimusvaluma-alueella ILMASOPUtutkimusprojektissa(katso www.mtt.fi, Tutkimus-Hankehaku-ILMASOPU). Malli laskee veden virtauksensekä epäorgaanisen typen prosessit maaperässä ja jokivedessä. Tutkimuksen tavoitteena oliselvittää mallintamisen keinoin 1) miten ilmastonmuutos vaikuttaa maatalousmaan typpihuuhtoutumaanviljelytoimenpiteiden jatkuessa muuttumattomina ja 2) missä määrin peltomaan viherkesannointivähentää valuma-alueen typpikuormaa nykyilmastossa sekä muuttuneissa ilmasto-oloissa neljän erilaisenilmastoskenaarion perusteella. Savijoki (pinta-ala 15 km2) edustaa Lounais-Suomen tehokkaastiviljeltyjä viljantuotantoalueita.INCA-N mallin hydrologinen osio on aiemmin kalibroitu jaksolle 1981–2000. Tässä tutkimuksessamallin uusin versio kalibroitiin jaksolla 2004–2007 ja mallia testattiin jaksolla 2000–2003. Mallinkalibroinnissa käytettiin vertailutietoina Savijoessa mitattuja virtaama-arvoja sekä nitraatti- ja ammoniumtyppipitoisuuksia.Mallilla lasketut ja havaitut epäorgaanisen typen pitoisuudet Savijoessavastasivat keskimäärin hyvin toisiaan kalibrointi- ja testausjaksoilla. Käytetyt ilmastoskenaariot edustavatjaksoa 2071–2100 ja niiden mukaan vuoden keskilämpötila nousisi 2.8–4.7 ºC ja sadanta kasvaisi10.1–23.6 %. Skenaarioiden mukainen lämpötilan kohoaminen ja sadannan lisääntyminen erityisestitalvella vaikutti voimakkaasti mallinnettuun lumipeitteen ja valunnan jakautumiseen Savijoella. Myöhäissyksynja talven valunta lisääntyi huomattavasti korvaten nykyisen lumen sulamisesta aiheutuvankevätvaluntapiikin.Viljelytoimenpiteiden jatkuminen muuttumattomina tulevissa ilmasto-oloissa aiheutti valumaalueentyppikuorman kasvun n. 46 %:lla (vaihteluväli eri skenaarioilla 29–64 %). Huuhtoutuma lisääntyierityisesti marraskuun ja helmikuun välisellä jaksolla. Huuhtoutuman kasvu johtui mineralisaationkiihtymisestä ja valunnan lisääntymisestä kasvukauden ulkopuolella. Mallitulosten mukaan koko peltoalueenviherkesannointi vähentää valuma-alueen epäorgaanisen typen kuormaa nykyilmastossa n. 50%. Tulevaisuuden ilmastossa vähenemä olisi keskimäärin vain 26 % nykytilan kuormaan verrattuna.Simuloinneissa viherkesantokasvuston typenotto kasvoi keskimäärin 26 % nykytilaan verrattuna. Valunnanja osittain typen mineralisaation lisääntyminen talvikaudella kuitenkin heikensi viherkesannonkykyä vähentää typpikuormitusta.Peltomaan vesitalouden hallintaan on tulevaisuudessa kiinnitettävä entistä enemmän huomiota.Maatalouden typpikuormituksen vähentäminen ilmaston muuttuessa voi vaikeutua entisestään lounaisillaviljelyalueilla, jotka nykyisin kuormittavat Saaristomerta. Intensiivisen maanmuokkauksen korvaaminenpysyvän kasvipeitteen kaltaisilla vaihtoehdoilla on keskeinen toimenpide kuormitusherkilläalueilla.

Euroopan suurimmat happamien sulfaattimaiden esiintymät sijaitsevat Suomessa. Pääsääntöisesti entisen Litorina-meren rantaviivan alapuolella olevien sulfaattimaiden alasta on arviolta 67 000-130 000 ha maatalouskäytössä; eniten niitä on Pohjanlahden rannikkoseuduilla. Maan kohoamisen ja viljelyn vaatiman tehokkaan kuivatuksen vuoksi niiltä purkautuvat valumavedet ovat happamia ja metallipitoisia, mikä heikentää vastaanottavien vesistöjen ekologista tilaa. Samalla, kun veden kyllästämät hapettomat maakerrokset muuttuvat maan kuivuessa hapellisiksi, myös mikrobien kasvuolosuhteet muuttuvat. Ilmaston lämpeneminen voi tehostaa mikrobitoimintaa, minkä vuoksi happamilla sulfaattimailla orgaanisen hiilen ja ravinnevarojen mobilisoitumisen tehostuessa maan kasvihuonekaasupäästöt voivat kasvaa.Tämän pilottitutkimuksen tavoitteena oli vertailla happaman sulfaattimaan (Sulfic Cryaquept) ja ei-happaman vertailumaan (Aquic Haplocryoll) mikrobiaktiivisuutta sekä maakerrosten hiili- ja typpivarantoja. Maan eri horisonteista otettiin näytteitä 180 cm:n syvyyteen asti, ja niiden orgaaninen hiili ja kokonaistyppi määritettiin kuivapoltolla ja mineraalityppi uutettiin 2 M KCl-liuoksella. Maakerrosten hiili- ja typpivarannot laskettiin kertomalla mitatut ainepitoisuudet (g kg-1) kerrosten irtotiheyksillä (kg dm-3). Samoista maakerroksista määritettiin maahengitys (BR), substraattilisäyksellä indusoitu maahengitys (SIR) ja dehydrogenaasientsyymin aktiivisuus (DHA). Tulokset osoittivat, että happaman sulfaattimaan pohjamaassa (C-horisontti, syvyys 128 -180 cm) on hehtaaria kohti lasketut orgaanisen hiilen (Corg), kokonaistypen (Ntot) ja mineraalitypen (Nmin) varannot (110 Mg Corg, 15 Mg Ntot ja Nmin 330 kg) ovat huomattavasti suuremmat kuin tavanomaisen peltomaan pohjakerroksessa (30 Mg Corg, 5 Mg Ntot ja Nmin 110 kg). Tutkitut maaprofiilit erosivat toisistaan myös mikrobiaktiivisuuden osalta. Happamassa sulfaattimaassa mikrobiaktiivisuus väheni pinnasta alaspäin vaihtumiskerrokseen asti (BC-horisontti), josta alaspäin CO2-C tuottona laskettu aktiivisuus kasvoi voimakkaasti (BR 2,1 μg g-1h-1, SIR 33 µg g-1h-1 ja DHA 5.7 µg TPF g-1h-1 C-horisontissa). Tavanomaisen maan C-horisontissa mikrobiaktiivisuus oli huomattavasti pienempi (BR 0,5 μg g-1h-1, SIR 7,5 µg g-1h-1 ja DHA 1,8 µg TPF g-1h-1 C-horisontissa). Jos maan olosuhteet muuttuvat mikrobeille suotuisiksi, runsaat ravinnevarannot ja vilkastunut mikrobitoiminta voivat johtaa maan hiili- ja typpivarantojen mobilisoitumiseen ja kasvihuonekaasupäästöjen lisääntymiseen. Kasvihuonekaasujen tuottoa viljellyissä happamissa sulfaattimaissa on tutkittu vasta vähän. Alustavat tulokset osoittavat, että lisätutkimuksille on tarvetta.

Rehunteon tehokkuusvaatimus kasvaa tila- ja karjakoon sekä säilörehumäärien suurentuessa. Samalla säilörehun teettäminen urakoitsijalla ja tilojen välinen yhteistyö lisääntyy. Esikuivatun säilörehun teko ja pyöröpaalaus ovat yleistyneet voimakkaasti. Noin 80 % säilörehusta tehdään jo esikuivattuna (Pro-Agria 2007). Säilörehua tehdään myös yhä useammin ilman säilöntäainetta. Säilörehun kuiva-ainepitoisuuden noustessa rehun virhekäymisten riski vähenee, mutta hiivojen ja homeiden aiheuttama aerobinen pilaantuminen voi lisääntyä ja aerobinen stabiilisuus huonontua eli rehu lämpenee herkemmin. Sääolosuhteet vaikuttavat esikuivatun säilörehunteon riskeihin, jotka voivat olla erilaiset eri menetelmillä. Alkutuotannon ja maidonjalostuksen laaturiskit rehuntuotantoteknologian kehittyessä - tutkimushanke osoitti, että korjuuolosuhteet vaikuttavat enemmän ilman säilöntäainetta tehdyn pyöröpaalisäilörehun ruokinnalliseen arvoon kuin lievästi esikuivatun hapolla säilötyn tarkkuussilputun siilorehun arvoon. Kuivana kesänä tehdyn siilorehun ja yli 50 % kuiva-ainetta sisältävän paalirehun maidontuotantovaikutus oli yhtä hyvä. Sen sijaan märkänä kesänä paalirehujen syönti ja maidontuotantovaikutus olivat merkitsevästi huonommat kuin siilorehun, vaikka rehut tehtiin hyvän sään aikana (Jaakkola ym. 2006). Tämän tutkimuksen tarkoitus oli selvittää, kuinka säilöntäaine vaikuttaa eri kuiva-ainepitoisuuksissa pyöröpaalatun säilörehun kemialliseen ja mikrobiologiseen laatuun ja jälkipilaantumisalttiuteen sekä maidontuotantoon ja maidon koostumukseen.Timotei-nurminadan ensimmäisestä sadosta tehtiin pyöröpaalisäilörehua kahdessa eri kuiva-ainepitoisuudessa (keskimäärin 31 % ja 48 %) joko ilman säilöntäainetta tai käyttäen AIV®Pro-happosäilöntäainetta (muurahaishappoa 42,5 %, ammoniumformiaattia 30,3 %, propionihappoa 10 %, bentsoehappoa 2,2 %, vettä 15 %). Tuoreempi rehu paalattiin niittopäivänä keskimäärin 9 tunnin esikuivauksen jälkeen, kun taas kuivempi rehu paalattiin vasta kolmantena päivänä 56 tunnin esikuivauksen jälkeen, sillä 1,5 mm:n sade toisena päivänä viivytti kuivumista vuorokaudella. Paalit kiedottiin 6 muovikerroksella (1,2 kg/paali). Säilöntäainetta kului 3,5 l/paali tuoreemmalla ja 3,0 l/paali kuivemmalla rehulla. Maidontuotantokoe tehtiin 16 Ay-lehmällä 4 x 4 latinalaisen neliön mukaan, joka toistettiin neljänä erillisenä neliönä. Säilörehua annettiin vapaasti ja väkirehua (ohra-kaura-melassileike-rypsipuristekivennäinen) 11 kg ensikoille ja 13 kg vanhemmille lehmille.Säilörehun kuiva-ainepitoisuus ja AIV® Pro-happosäilöntäaineen käyttö vaikuttivat tässä kokeessa melko vähän esikuivatun paalirehun säilönnälliseen ja mikrobiologiseen laatuun sekä rehuarvoihin. Kaikki rehut olivat laadultaan hyviä. Tuoreemmissa rehuissa pH oli alempi ja happorehussa oli tyypillisesti enemmän sokeria ja vähemmän maitohappoa ja ammoniumtyppeä kuin painorehussa. Kuivempien rehujen laatuerot olivat pieniä. Happo paransi kuitenkin säilörehun aerobista stabiilisuutta. Lämpeneminen alkoi painorehussa noin kahden ja happorehussa neljän vuorokauden kuluttua paalin avaamisesta. Pidempi esikuivatusaika vähensi sekä paino- että happorehun sulavuutta niin, että koko rehuannoksen orgaanisen aineen sulavuus lehmillä huononi keskimäärin 1,2 prosenttiyksikköä. Pidempi esikuivatusaika vähensi painorehun syöntiä, mutta happorehuun se ei vaikuttanut. Maitotuotokseen tai maidon koostumukseen esikuivatusaika tai säilöntäainekäsittely ei vaikuttanut merkitsevästi. Vain maidon urea oli korkeampi kuivemmilla rehuilla. Rehuvalkuaisen hyväksikäytössä maitovalkuaiseksi (keskimäärin 32,5 %) ei ollut eroa koekäsittelyjen välillä, mutta energian hyväksikäyttö oli kuivemmilla rehuilla parempi. Paalirehujen säilöntätappiot olivat pieniä, noin 2 %, mutta 6 muovikerrosta ei täysin estänyt hiiva/homelaikkuja, joita esiintyi suurimmassa osassa paaleista.

Ilmastonmuutos ja ekokriisi(t) ovat aikamme suurimmat haasteet. Uutiset, tieteelliset artikkelit, asiantuntijahaastattelut, internet-meemit ja lukuisat muut tiedonvälityksen muodot jakavat tietoa ja näkemyksiä ilmastonmuutoksen tuomasta vääjäämättömästä tuhosta. Toisaalta IPCC:n (2023) tuore raportti kertoi, ettei toivoa kuitenkaan ole syytä heittää kokonaan metsään – ainakaan 1,5 celsiusasteen rajoissa pidettävän ilmaston lämpenemisen suhteen. Tässä kat­sausartikkelissa tarkastelen kolmea paljon keskustelua herättänyttä teosta, jotka kaikki tunnustavat tilanteen vakavuuden, mutta pyrkivät tarjoamaan polkuja kohti siedettävää tulevaisuutta. Käsittelen ensiksi Matthew T. Huberin teosta Climate Change as Class War (2022), joka ehdottaa ilmastonmuutoksen torjumisen ja kurssin kääntämisen keinoksi fossiilikapitalismin selättämistä luokkataistelun voimin. Tämän jälkeen käsittelen kahta degrowthia, eli nykymuotoisen kvantitatiivisen talouskasvun loppua, esittelevää teosta: Jason Hickelin kirjaa Less is More (2020) sekä Matthias Schmelzerin, Andrea Vetterin ja Aaron Vansintjanin kirjaa The Future is Degrowth: A Guide to a World Beyond Capitalism (2022). Kaikki kolme teosta edustavat kapitalismille ja nykyiselle fossiilisia polttoaineita ylikuluttavalle tuotantotavalle vaihtoehtoisia näkemyksiä ja politiikkasuosituksia, mutta niiden välillä on niin strategisia kuin teoreettisiakin eroja. Keskeinen erottava tekijä liittyy väittelyyn degrowth-liikkeen (ks. Butler 2021) ja joidenkin ekososialistien välillä (ks. Schwartzman 2021). Karkeasti sanottuna ensimmäisen tavoitteena on kyseenalaistaa kapitalistinen talouskasvun imperatiivi ja samalla luoda tasa-arvoisempi yhteiskunta ilman talouskasvua. Jälkimmäisten tavoitteena on puolestaan haastaa fossiilikapitalismi ja luoda tasa-arvoisempi yhteiskunta siirtymällä kohti uusiutuviin energianlähteisiin perustuvaa sähköistettyä yhteiskuntaa.

Ilmastonmuutoksen ovat aiheuttaneet ensisijaisesti teollisuusmaat, mutta sen vaikutukset uhkaavat erityisestimaapallon köyhimpiä kehitysmaita. Afrikassa ilmaston lämpenemisen on ennustettu vähentävänsatotasoja 10–20 % tulevina vuosikymmeninä. Kansainvälinen emissiokauppa tarjoaa mahdollisuudenparantaa ilmastotasa-arvoa kehitysmaiden ja kehittyneiden maiden välillä. Kasvihuonekaasupäästöjävähentämällä ja hiilinieluja lisäämällä kehitysmaat voivat saada tuloja ja samalla kehittäämaataloutensa tuottavuutta.Tämän tutkimuksen tavoitteena oli luoda analyyttinen viitekehys niiden tekijöiden tutkimiseksi,jotka vaikuttavat maatalouden hillintäkeinojen mahdollisuuksiin edistää ruokaturvaa muuttuvassa ilmastossa,ja soveltaa tätä viitekehystä Saharan eteläpuoliseen Afrikkaan, Etiopiaan ja Central RiftValley:iin (CRV). Tässä esitellään alustavia tuloksia, jotka palvelevat väitöskirjatyön fokusointia jayksityiskohtaista suunnittelua.Analyyttinen viitekehys agroekologisten ja sosioekonomisten tekijöiden tarkastelua varten luotiinkirjallisuuden ja haastatteluiden avulla. Aiempaan tutkimukseen tukeutuen arvioitiin erimaankäyttömuotojen ilmastonmuutoksen hillintäpotentiaali Saharan Eteläpuolisessa Afrikassa, Etiopiassaja CRV:ssä. Haastattelututkimuksen avulla määritettiin Etiopian ja CRV:n maatalouteensoveltuvia hillintätoimia, jotka samalla edistäisivät ilmastonmuutokseen sopeutumista ja ruokaturvaa.Kyselyllä kartoitettiin myös mahdollisia esteitä toimenpiteiden toteuttamiselle sekä kansainväliseenhiilikauppaan osallistumiselle.Ruokaturvan parantamisen näkökulmasta lupaavimpia ilmastonmuutoksen hillintäkeinojanäyttävät olevan ne, jotka paitsi luovat tuloja hiilimarkkinoilta myös lisäävät maan tuottavuutta jaehkäisevät maan viljavuuden heikkenemistä. Saharan eteläpuolisessa Afrikassa ja etenkin Etiopiassasuurin potentiaali lisätä maan orgaanisen hiilen varastoja on jo tuotantokyvyltään ratkaisevasti heikentyneilläviljelemättömillä mailla. CRV:ssä myös viljeltyjen peltojen merkitys on suuri. Ilmastonmuutoksenlisätessä kuivuutta alueella kasvukunnoltaan heikentyneiden maiden kunnostamisen merkityskasvaa.Sopivia viljelykiertoja, peltometsäviljelyä sekä lannan kierrättämistä peltoon sen polttamisen sijaanpidettiin parhaina keinoina kohottaa peltojen viljavuutta ja sitoa hiiltä. Esteitä joillekin keinoilleasettivat alueen agroekologia ja ilmasto-olot, kuten sademäärien suuri vaihtelu, tietämättömyys,vaihtoehtoisten energialähteiden puute, teknologioiden kehittymättömyys ja köyhyys. Suurimpanaesteenä kansainväliseen hiilikauppaan osallistumiselle pidettiin tietämättömyyttä hiilikaupasta ja senedellytyksistä.

Abstract Anthropogenic climate change and habitat loss and deterioration affect populations worldwide. Climate warming has changed phenologies of many species across trophic levels. Some predator populations now experience temporal mismatches with their prey, as timings of peak prey abundance and of the predator’s highest food demands no longer meet. The temporal mismatch hypothesis suggests that the population’s recruitment rate is related to its degree of synchrony with the food resources needed to feed offspring. However, species’ and populations’ responses to climate warming differ. Human land use alters and destroys habitats of countless species. For example, many boreal forest bird populations have declined, presumably due to intensive forestry. It has decreased the amount of dead wood, causing a threat to saproxylic species. Identification of the key characteristics of high-quality habitats is essential for conservation planning and for developing sustainable forestry. As individuals are suspected to settle in habitats that maximize their fitness, analysis of nest site selection can be used to identify the key habitats. My dissertation concerns the impacts of climate change and habitat deterioration on boreal populations. I use hole-nesting passerines as model species. By utilizing long-term data I show that breeding phenologies of Parus major and Poecile montanus, but not of Cyanistes caeruleus, have shifted earlier. Also, the timing of the food peak has advanced, improving the synchrony between P. montanus and caterpillars. In P. major and C. caeruleus, synchrony has remained good. However, the positive effect of good synchrony on breeding success seems to be conditional, arising only in certain circumstances, such as in years of high caterpillar abundance. I suggest that in boreal populations temperature affects timing of breeding mostly as a proximate factor. The availability of standing decaying trees used for nesting sites was the most important habitat characteristic determining the nest site selection of P. montanus. Remote sensing data alone was insufficient to produce reliable models, as the ecologically important small-scale factor can only be determined by direct field surveys. Omission of forest thinning in selected forest sites would ensure the continuous availability of decaying wood with positive influence on biodiversity in managed forests
Tiivistelmä Ihmisen aiheuttama habitaattien katoaminen ja huononeminen sekä ilmastonmuutos vaikuttavat populaatioihin kaikkialla maailmassa. Ilmaston lämpeneminen on muuttanut monien lajien fenologioita eri trofiatasoilla. Osalla saalistajalajien populaatioista suurin ravinnontarve ei enää ajoitu samaan aikaan saaliin runsaushuipun kanssa. Ajoituksen eriaikaisuus -hypoteesin mukaan todennäköisyys populaatioon rekrytoitumiselle riippuu synkronian asteesta saaliin kanssa. Ilmaston lämpenemisen vaikutuksissa lajeihin ja populaatioihin on kuitenkin vaihtelua. Ihmisen maankäyttö muuttaa ja tuhoaa lukuisien lajien elinympäristöjä. Esimerkiksi useiden boreaalisten metsien lintupopulaatioiden pienentymistä on selitetty intensiivisellä metsätaloudella. Lahopuun määrä metsissä on vähentynyt, mikä on uhka lahopuusta riippuvaisille lajeille. Korkealaatuisten habitaattien keskeisten piirteiden tunnistaminen on tärkeää luonnonsuojelun ja kestävän metsätalouden suunnittelulle. Koska yksilöiden oletetaan valitsevan niiden kelpoisuutta maksimoivia elinympäristöjä, pesäpaikanvalinta-analyysiä voidaan käyttää tärkeiden habitaattipiirteiden tunnistamiseen. Tarkastelen väitöskirjassani ilmastonmuutoksen ja habitaattien laadun vaikutuksia boreaalisiin populaatioihin. Mallilajeina käytän koloissa pesiviä varpuslintuja. Hyödyntämällä pitkäaikaisaineistoja osoitan, että lisääntymisen ajoittuminen on aikaistunut tali- ja hömötiaisella, mutta ei sinitiaisella. Myös ravintohuippu on aikaistunut, mikä on parantanut synkroniaa hömötiaisen ja sen pääasiallisen ravinnon eli toukkien välillä. Tali- ja sinitiaisella synkronia on pysynyt hyvänä. Hyvän synkronian myönteinen vaikutus lisääntymismenestykseen vaikuttaa kuitenkin ehdolliselta: se tulee esiin vain tietyissä olosuhteissa, kuten vuosina jolloin toukkia on runsaasti. Kevään lämpötilat näyttävät vaikuttavan pesinnän ajoittumiseen erityisesti proksimaattisena tekijänä. Pesäpaikkoina toimivien seisovien lahopuiden määrä on tärkein hömötiaisen pesäpaikanvalintaa määräävä tekijä. Kaukokartoitusaineisto yksinään ei riitä luotettavien mallien tuottamiseen, sillä ekologisesti tärkeät pienen skaalan tekijät voidaan kartoittaa vain suorin maastomittauksin. Metsien harventamatta jättäminen valituilla laikuilla turvaisi lahopuun jatkuvan saatavuuden, mikä vaikuttaisi myönteisesti talousmetsien biodiversiteettiin

Abstract The subject of the thesis was to analyze by an engineering approach the global CO₂ balance and CO₂ utilisation. The aim was to apply methods and knowledge used in engineering sciences to describe the global CO₂ balance and the role of CO₂ in anthropogenic utilisation applications. Moreover barriers restricting commercialisation of new applications are discussed. These subjects were studied by literature reviews and calculations based on thermodynamics models. Engineering methods have shown to be applicable to describe the global balance of CO₂ and to define by a numerical way the Earth’s system carrying capacity. Direct and indirect actions, which mitigate the overload situation, were derived from the results. To screen out the attractive CO₂ properties in utilisation applications a mapping analysis was carried out. Properties, which enhance mass and heat transfer, are one of the most meaningful characteristics from the chemical engineering point of view. Attractive properties are often achieved at the supercritical state. Engineering thermodynamic methods were used in fluid phase determination of the case studies. Even simple methods are sufficient to advice experimental research work. The thermodynamic knowledge is the basement in creation of industrial scale chemical processes. If detailed information on system properties is needed, a model development due to the special requirements of high pressure systems and CO₂ features is required. This knowledge covers property information from all the components involved in chemical reactions. In addition to engineering knowledge successful technology transfer requires positive social structure as well. Finally, if the humankind is willing to mimic Nature and use light of the Sun as an energy source in engineering systems, development of thermodynamic methods is required also in this area. Especially the work terms, originally defined in classical mechanical thermodynamics and afterwards formulised also in other parts of the engineering fields, play a key role. If this development work is successful, we may see the shift from thermodynamics approach to ‘photodynamics’. Mitigation of global warming is a problem, which needs several kinds of activities. As a result of this study, there are listed a few engineering actions, which have a possibility to contribute to the work towards the carbon neutral society
Tiivistelmä Väitöskirjatyössä sovelletaan insinööritieteissä käytettyjä metodeja ja tietämystä määriteltäessä ilmakehän CO₂-tase sekä antropogeenisten hyötykäyttökohteiden merkitys teollisissa prosesseissa ja globaaleissa CO₂-virroissa. Lisäksi pohditaan uusien CO₂-hyötykäyttösovellusten kaupallistamiseen liittyviä rajoitteita. Näitä aiheita on tutkittu käymällä läpi tieteellistä kirjallisuutta ja tekemällä laskelmia. Insinööritieteistä tutun taselaskennan avulla tarkastellaan ilmakehän CO₂-virtoja. Sen pohjalta määritetään numeerisesti maapallon CO₂-kantokyky. Tuloksista johdetaan suoria ja epäsuoria toimenpide-ehdotuksia, joiden avulla voidaan lieventää ilmakehän CO₂-ylikuormaa. Kartoitusmenetelmän avulla selvitetään hyötykäytön kannalta edulliset CO₂:n aineominaisuudet. Kemiantekniikan näkökulmasta ominaisuudet, jotka parantavat aineen- ja lämmönsiirtoa, ovat kiinnostavimpia. Nämä ominaisuudet tulevat esille silloin, kun fluidi on ylikriittisessä olomuodossa. Termodynaamisia laskentamenetelmiä sovelletaan esimerkkiseosten olomuodon eli faasin määrityksessä. Tulokset osoittavat, että jopa verraten yksinkertaiset menetelmät antavat tietoja, jotka auttavat ymmärtämään laboratoriokokeiden faasikäyttäytymistä. Teollisen mittakaavan kemiallisten prosessien kehityksessä ja suunnittelussa termodynamiikan hallitseminen on keskeinen edellytys. Jos CO₂:n kiinnostavia ominaisuuksia toivotaan hyödynnettävän teollisesti, korkeapaineisten systeemien termodynaamisen teorian hallinta sekä aineominaisuuksien määrittäminen kaikille systeemiin osallistuville komponenteille ja niiden seoksille nousee merkittävään asemaan. Läpikotainen teorian ja teknisten perusteiden hallitseminen ei vielä takaa menestyksellistä teknologiansiirtoa pienestä suureen mittakaavaan. Lisäksi tarvitaan myönteinen ja kannustava yhteiskuntajärjestelmä. Mikäli tavoitellaan vielä rohkeampaa kehitysnäkymää, tilannetta, jossa luonnon tavoin CO₂-prosessien energianlähteenä käytettäisiin auringonvaloa, havaitaan, että tämäkin askel edellyttäisi termodynaamista menetelmäkehitystä. Keskeinen termodynaaminen konsepti on työ. Työ siirtää energiaa ympäristön ja systeemin välillä. Tämä on määritelty jo klassisessa mekaniikassa; kappaleen siirto tietystä paikasta toiseen. Kemiantekniikassa työlle on kehitetty käyttökelpoisia kaavoja paine–tilavuus–lämpötila-systeemeihin. Mikäli työn elementit kyettäisiin määrittelemään auringonvalon fotoenergialle, avaisi se uusia näkymiä reaktiokemiaan. Silloin termodynamiikan sijaan voitaisiin ehkä mieluummin puhua 'photodynamiikasta'. Ilmaston lämpeneminen on ongelma, jonka lieventämiseen tarvitaan useanlaisia toimia. Etsittäessä tietä kohti hiilineutraalia yhteiskuntaa, insinöörit voivat avustaa suunnan löytämisessä hyödyntämällä tieteenalallaan käytettyjä metodeja ja teorioita sekä tarpeen vaatiessa kehittää niitä edelleen uusille alueille