Browsing by Subject "hiilidioksidi"

Sort by: Order: Results:

Now showing items 21-27 of 27
  • Soimakallio, Sampo; Kalliokoski, Tuomo; Lehtonen, Aleksi; Salminen, Olli (Springer, 2021)
    Mitigation and Adaption Strategies for Global Change 26: 4
    Forest biomass can be used in two different ways to limit the growth of the atmospheric greenhouse gas (GHG) concentrations: (1) to provide negative emissions through sequestration of carbon into forests and harvested wood products or (2) to avoid GHG emissions through substitution of non-renewable raw materials with wood. We study the trade-offs and synergies between these strategies using three different Finnish national-level forest scenarios between 2015 and 2044 as examples. We demonstrate how GHG emissions change when wood harvest rates are increased. We take into account CO2 and other greenhouse gas flows in the forest, the decay rate of harvested wood products and fossil-based CO2 emissions that can be avoided by substituting alternative materials with wood derived from increased harvests. We considered uncertainties of key parameters by using stochastic simulation. According to our results, an increase in harvest rates in Finland increased the total net GHG flow to the atmosphere virtually certainly or very likely, given the uncertainties and time frame considered. This was because the increased biomass-based CO2 and other greenhouse gas emissions to the atmosphere together with decreased carbon sequestration into the forest were very likely higher than the avoided fossil-based CO2 emissions. The reverse of this conclusion would require that compared to what was studied in this paper, the share of long-living wood products in the product mix would be higher, carbon dioxide from bioenergy production would be captured and stored, and reduction in forest carbon equivalent net sink due to wood harvesting would be minimized.
  • Antila, Jani (Helsingin yliopisto, 2019)
    Maailman soihin on varastoitunut suuri määrä hiiltä. Soiden hiilitase koostuu hiilidioksidin, metaanin ja veteen liuenneen orgaanisen ja epäorgaanisen hiilen hiilivirroista, joista hiilidioksidi on määrällisesti suurin. Hiilidioksiditaseeseen vaikuttaa suuresti suon kasvillisuus, joka on altis ravinnelaskeuman aiheuttamille muutoksille. Ihmisen toiminnan seurauksena typpilaskeuma on kasvanut tiheään asutuilla alueilla fossiilisten polttoaineiden käytön ja maatalouden päästöjen vuoksi. Ravinnelaskeuman pitkäaikaisvaikutuksien kokeellista tutkimusta on tehty vain vähän suoekosysteemeillä. Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää, miten simuloitu kasvanut ravinnelaskeuma on vaikuttanut ombrotrofisen suon kasvillisuuteen ja hiilidioksidivirtoihin. Tutkimus tehtiin Mer Bleue -suolla Kanadassa, missä on ollut kaksi lannoituskoetta käynnissä vuodesta 2000 ja 2005 alkaen. Märkälaskeumaa on simuloitu kastelulannoituksella. Kokeissa on annettu koealoille typpeä vuosittain 0; 1,6; 3,2 ja 6,4 g N m-2 sekä fosfori-kaliumlisän (PK) kanssa että ilman sitä. Typen lannoitusmäärä on mitoitettu 5-, 10- ja 20-kertaiseksi taustalaskeumaan nähden. Käsittelykoodauksessa käytetään näitä kertoimia. Hiilidioksidivuomittaukset tehtiin suljetun kammion menetelmällä 1-2 viikon välein kesä-elokuussa vuonna 2016. Mittaukset tehtiin sekä valosaturoituneena että täysin pimennetyllä kammiolla. Kasvillisuus mitattiin kammion kauluksen sisältä pistefrekvenssimenetelmällä. Ekosysteemin nettohiilidioksidivaihdon keskiarvot vaihtelivat -0,29 ja -2,35 µmol m-2 s-1 välillä (vuo ilmakehästä suohon). Kaikissa lannoituskäsittelyissä suo sitoi CO2:a enemmän kuin kontrollikäsittelyissä. Sidonta oli suurinta pelkän fosfori-kaliumlisän käsittelyssä. NEE erosi tilastollisesti merkitsevästi (p < 0,05) kontrollikäsittelyn ja käsittelyiden PK-; 10NPK-; 10N- ja 20N- välillä. Myös hengitys ja yhteyttäminen kasvoivat käsittelyissä, mutta tilastollista testausta ei niistä tehty. Rahkasammalet olivat lähes kadonneet lannoitetuimmilta koealoilta (10NPK- ja 20NPK-käsittelyt), erot olivat tilastollisesti merkitseviä. Putkilokasvillisuus oli runsastunut, vaikka tilastollisesti merkitseviä eroja ei havaittukaan. Vedenpinnan taso oli lähempänä turpeen pintaa lannoituksen seurauksena kaikissa käsittelyissä kontrolliin nähden (p < 0,05). Mittausajanjakso osui poikkeuksellisen kuumalle ja kuivalle kesälle, mistä johtuen hiilidioksidimittausten tulokset poikkesivat osin aiempien vuosien mittauksista. Aiempina vuosina on havaittu lannoituksen heikentäneen hiilensidontaa, mutta tämän kuivan kesän aikana hiilensidonta oli poikkeuksellisesti lannoituskäsittelyissä suurempaa kuin kontrollikäsittelyissä. Kasvillisuuden muuttuminen heikosti turvetta kerryttäväksi putkilokasvillisuudeksi aiheuttaa kuitenkin vääjäämättä suon hiilivaraston huventumista turpeen nopeamman hajoamisen vuoksi.
  • Huuki, Hannu; Karhinen, Santtu; Böök, Herman; Ding, Chao; Ruokamo, Enni (Elsevier, 2021)
    Utilities Policy 68
    We study the economic profitability of residential solar photovoltaic (PV) systems in Finland. We show a moderate rate of returns (1.0% in Northern and 1.4% in Southern Finland) for the PV system investments with time-of-use hot water heating. Optimized hot water heating increases the rate of return by 0.6 percentage points. We internalize the negative externalities of greenhouse gas emissions from electricity generation by presenting the hourly electricity prices as a function of emission permit costs. A 10 €/tCO2 increase in carbon price improves the PV investment rate of return by 0.3 percentage points.
  • Rantakari, Miitta (Finnish Environment Institute, 2010)
    Monographs of the Boreal Environment Research 35
    Lakes are an important component of ecosystem carbon cycle through both organic carbon sequestration and carbon dioxide and methane emissions, although they cover only a small fraction of the Earth’s surface area. Lake sediments are considered to be one of the rather permanent sinks of carbon in boreal regions and furthermore, freshwater ecosystems process large amounts of carbon originating from terrestrial sources. These carbon fluxes are highly uncertain especially in the changing climate.The present study provides a large-scale view on carbon sources and fluxes in boreal lakes situated in different landscapes. We present carbon concentrations in water, pools in lake sediments, and carbon gas (CO2 and CH4) fluxes from lakes. The study is based on spatially extensive and randomly selected Nordic Lake Survey (NLS) database with 874 lakes. The large database allows the identification of the various factors (lake size, climate, and catchment land use) determining lake water carbon concentrations, pools and gas fluxes in different types of lakes along a latitudinal gradient from 60oN to 69oN.Lakes in different landscapes vary in their carbon quantity and quality. Carbon (C) content (total organic and inorganic carbon) in lakes is highest in agriculture and peatland dominated areas. In peatland rich areas organic carbon dominated in lakes but in agricultural areas both organic and inorganic C concentrations were high. Total inorganic carbon in the lake water was strongly dependent on the bedrock and soil quality in the catchment, especially in areas where human influence in the catchment is low. In inhabited areas both agriculture and habitation in the catchment increase lake TIC concentrations, since in the disturbed soils both weathering and leaching are presumably more efficient than in pristine areas.TOC concentrations in lakes were related to either catchment sources, mainly peatlands, or to retention in the upper watercourses. Retention as a regulator of the TOC concentrations dominated in southern Finland, whereas the peatland sources were important in northern Finland. The homogeneous land use in the north and the restricted catchment sources of TOC contribute to the close relationship between peatlands and the TOC concentrations in the northern lakes. In southern Finland the more favorable climate for degradation and the multiple sources of TOC in the mixed land use highlight the importance of retention.Carbon processing was intensive in the small lakes. Both CO2 emission and the Holocene C pool in sediments per square meter of the lake area were highest in the smallest lakes. However, because the total area of the small lakes on the areal level is limited, the large lakes are important units in C processing in the landscape. Both CO2 and CH4 concentrations and emissions were high in eutrophic lakes. High availability of nutrients and the fresh organic matter enhance degradation in these lakes. Eutrophic lakes are often small and shallow, enabling high contact between the water column and the sediment. At the landscape level, the lakes in agricultural areas are often eutrophic due to fertile soils and fertilization of the catchments, and therefore they also showed the highest CO2 and CH4 concentrations. Export from the catchments and in-lake degradation were suggested to be equally important sources of CO2 and CH4 in fall when the lake water column was intensively mixed and the transport of substances from the catchment was high due to the rainy season. In the stagnant periods, especially in the winter, in-lake degradation as a gas source was highlighted due to minimal mixing and limited transport of C from the catchment.The strong relationship between the annual CO2 level of lakes and the annual precipitation suggests that climate change can have a major impact on C cycling in the catchments. Increase in precipitation enhances DOC export from the catchments and leads to increasing greenhouse gas emissions from lakes. The total annual CO2 emission from Finnish lakes was estimated to be 1400 Gg C a-1. The total lake sediment C pool in Finland was estimated to be 0.62 Pg, giving an annual sink in Finnish lakes of 65 Gg C a-1.
  • Hårdh, J. E. (Suomen metsätieteellinen seura, 1966)
  • Kerojoki, Otto (Helsingfors universitet, 2013)
    Kaakkois-Aasiassa sijaitsee yli puolet maailman trooppisista soista, joiden kokonaispinta-ala on 0,44 milj. km-2. Viime vuosikymmeninä luonnontilaisten trooppisten suosademetsien muuttaminen muuhun käyttöön on kasvanut huomattavasti: Kaakkois-Aasian trooppisten soiden alkuperäisestä pinta-alasta noin 60 % on kuivatettu ja vain noin 10 % on enää luonnontilassa. Maankäyttömuutos Kaakkois-Aasian trooppisilla soilla on merkittävä kasvihuonekaasupäästöjen lähde ja on arvioitu että vuosittain kuivatetuilta soilta vapautuu 600 – 700 Mt hiilidioksidia turpeen hajoamisesta. Huolimatta maankäyttömuutosten laajuudesta trooppisia soita ja niillä tapahtuvia prosesseja on tutkittu varsin vähän verrattuna muiden ilmastovyöhykkeiden soihin. Kasvihuonekaasupäästöjen tutkimus on tähän asti pääasiallisesti ollut selvittää pistemäisillä mittauksilla maankäyttömuodon ja päästöjen välistä yhteyttä. Lukuun ottamatta vedenpinnan syvyyden ja kasvihuonekaasujen yhteyden tarkastelua, tutkimuksissa ei ole juuri paneuduttu muiden ympäristötekijöiden tai turpeen ominaisuuksien vaikutuksiin turpeen hajotusnopeuteen. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää maankäyttömuutoksen aiheuttaman turpeen lämpötilan nousun vaikutusta turpeen hajotuksesta johtuviin hiilidioksidi-, metaani- ja typpioksiduulivoihin kuivatetuilla turvemailla. Maankäyttömuutosta simuloitiin kahdella eri maankäyttöhistorian omaavalla turvemaalla, maatalousmaalla sekä useasti palaneella avoturvemaalla, keinotekoisella varjostuksella, jonka avulla turpeeseen muodostui lämpötilaeroja. Lisäksi tutkittiin onko lannoituksella vaikutusta turpeen hajotuksen ja hajotuksen lämpötilavasteeseen, sillä ravinnelöyhät turvemaat vaativat lannoitusta satojen tuottamiseksi. Hiilidioksidivuo määritettiin kahdella menetelmällä: infrapunaspektrometrisellä sekä kaasukromatografisella menetelmällä. Metaani ja typpioksiduulivuot määritettiin kaasukromatografisesti. Turpeen lämpötilaa mitattiin useilta syvyyksiltä automaattisilla lämpötila-antureilla tunnin välein ja käsikäyttöisillä lämpömittareilla kaasumittausten yhteydestä. Lisäksi kaasumittausten yhteydessä mitattiin vedenpinnan taso sekä otettiin turvenäytteet josta määritettiin turpeen vesipitoisuus, pH ja tiheys. Lämpötilalla havaittiin olevan merkittävä vaikutus hiilidioksidivoihin maatalousmaalla, jossa turpeen pintalämpötilan 10 °C nousun havaittiin pitkän aikavälin hiilidioksidivoiden keskiarvoilla kaksinkertaistavan hajotuksen. Lannoitus lisäsi keskimääräisiä hiilidioksidipäästöjä maatalousmaalla noin 40 %:lla, mutta vähensi niitä palaneella avoturvemaalla. Lannoituksen havaittiin lisäävän lämpötilan vaikutusta hajotukseen huomattavasti maatalousmaalla; hiilidioksidivuot hajotuksesta kymmenkertaistuivat koealan lannoitetussa lohkossa turpeen lämpötilan kasvaessa 10 °C:lla. Palaneella turvemaalla hiilidioksidivuon lämpötilavastetta ei havaittu. Metaanilla ja typpioksiduulilla lämpötilavastetta ei havaittu, vaan vedenpinnan taso vaikutti olevan lämpötilaa huomattavasti merkittävämpi kaasuvoiden suuruutta säätelevä tekijä. Lannoitus lisäsi typpioksiduulipäästöjä merkittävästi maatalousmaalla, mutta ei palaneella avoturvemaalla. Lannoituksella ei ollut vaikutusta metaanipäästöjen suuruuteen. Erojen hajotuksesta johtuvien hiilidioksidipäästöjen lämpötilavasteessa koealojen välillä oletetaan johtuvan erilaisesta maankäyttöhistoriasta. Maatalousmaalla turvetta on lannoitettu pitkä aika kun palanutta avoturvemaata ei ole lannoitettu koskaan. Lannoitus on saattanut muuttaa maatalousmaan maaperän mikrobistoa niin, että se pystyy hajottamaan pitkälle hajonnutta, hyvin ligniinipitoista, turvetta tehokkaammin sekä hyödyntämään lisätyt mineraaliravinteet hajotustoiminnassa. Turpeesta mitatut ympäristötekijät (pH, tiheys, vesi- ja ravinnepitoisuus) eikä turpeen aiemmin mitattu kemiallinen koostumus selittänyt eroa lämpötilavasteessa koealojen välillä. Jos hiilidioksidin lämpötilavaste pitkällä aikavälillä on havaittua suuruusluokkaa, lämpötila saattaa olla merkittävä turpeen hajotukseen vaikuttava tekijä ainakin pitkään lannoitetuilla turvemailla. Lisätutkimusta hajottajaeliöstön mahdollisista eroista ja pidempi aikaisia mittauksia lämpötilan vaikutuksesta hajotukseen kuitenkin tarvitaan erilaisilta maankäyttömuodoilta ja kuivatussyvyyksiltä lämpötilavasteen selvittämiseksi tarkemmin.
  • Kunnas, Jan (2001)
    Ympäristötaloudellisen Kuznets-käyrä -hypoteesin mukaan taloudellisen kasvun lähtiessä liikkeelle ympäristön rasitus kasvaa voimakkaasti, mutta tulotason (mitattuna esim. BKT per capita -indikaattorilla) noustessa ympäristön kuormitus vähenee. Tämän perusteella on esitetty, että taloudellinen kasvu ja ympäristön tilan paraneminen eivät välttämättä ole toistensa poissulkevia, mikäli ryhdytään asiamukaisiin toimiin. Ei ole kuitenkaan syytä olettaa ympäristön tilan parantuvan automaattisesti talouskasvun myötä. Tässä tutkimuksessa minulla on tavoitteena selvittää ympäristötaloudellisen Kuznets-käyrä -hypoteesin paikkansapitävyyttä Suomen energiantuotannosta aiheutuvien päästöjen suhteen. Tarkoituksenani on arvioida, noudattavatko Suomen energiankulutus ja energiantuotantoon liittyvät hiilidioksidi-, rikkidioksidi- ja typenoksidipäästöt ympäristötaloudellisen Kuznets-käyrä -hypoteesin mukaista käänteistä U-käyrää. Tämän ohella arvioin mitkä seikat vaikuttavat käyrän muotoon, eli päästöjen kehitykseen, ja mikä merkitys niillä on päästöjen rajoittamispyrkimyksille. Tärkeimpänä lähteenä minulla on ollut Helsingin yliopiston talous- ja sosiaalihistorian laitoksen tutkimusprojektissa tehty Suomen historiallinen energiatase aikaväliltä 1800 - 1998. Projektissa lasketun polttoainekohtaisen energiankulutuksen kehityksen pohjalta olen laskenut Suomen energiankäytön yhteydessä syntyneet hiilidioksidi- ja rikkidioksidipäästöt vuodesta 1800 vuoteen 1998. Typenoksidipäästöillä olen joutunut tyytymään viranomaisten arvioihin ajanjaksolta 1980 - 1998. Rikkidioksidipäästöjen kohdalla tutkimus tukee ympäristötaloudellista Kuznets-käyrä -hypoteesiä. Hiilidioksidipäästöjen osalta sen sijaan ei löydy tukea hypoteesin mukaiselle käänteisen U-käyrän muotoiselle kehitykselle. Pitkä aikasarja paljastaa hiilidioksidipäästöjen kehityksestä laajaa aaltoilua. Käänteisen U-käyrän sijasta kehitys muistuttaakin enemmän nousevaa M-käyrää. BKT:n tason ja typenoksidien päästöjen välillä ei näyttäisi olevan kovinkaan selvää yhteyttä. Typenoksidipäästöille tarvittaisiin kuitenkin pidempi aikasarja kunnollisten päätelmien tekemiseksi. Näyttäisi siltä, että ympäristötaloudellisen Kuznets-käyrä -hypoteesin mukainen kehityskulku löytyy lähinnä paikallisille päästöille ja alueellisille päästöille, joille löytyy kustannustehokkaita puhdistusmenetelmiä tai jotka aiheutuvat sellaisten polttoaineiden käytöstä, joille löytyy kohtuuhintaisia substituutteja. Alueellisille päästöille ilman edellämainittuja ominaisuuksia (esim. typen oksidit) tai globaaleille päästöille (esim. hiilidioksidi) hypoteesin mukaista kehityskulkua ei ole havaittavissa.