Kosteikkoviljely ja siihen sopivien tuotteiden elinkaariarviointi

Abstract

Tiivistelmä – Referat – Abstract

Suomi on yksi maailman soisimmista maista, joten soita on väistämättä otettu viljelykäyttöön. Turvepelloilta syntyy kuitenkin suuria kasvihuonekaasupäästöjä etenkin hiilidioksidin (CO2) ja dityppioksidin (N2O) osalta. Tämän vuoksi maatalouskäyttöä turvemailla pidetään ilmaston kannalta yhtenä epäsuotuisimmista maankäytön muodoista. Turvemaita on kuivatettu ruokapalveluiden parantamiseksi, mikä puolestaan vaikuttaa heikentävästi muihin ekosysteemipalveluihin. Alueiden uudelleen vettämisellä osa ekosysteemipalveluista voidaan palauttaa. Mikäli vettäminen yhdistetään kosteikkoviljelyyn, alueen tuotantopalveluita ei menetetä.

Työn tavoitteena oli vertailla kahden kosteikkoviljelytuotteen elinkaaren kasvihuonekaasupäästöjä sekä niiden hiilijalanjälkiä. Vertailtavat tuotteet olivat osmankäämieristelevy ja järviruokokasvualusta. Tarkoituksena oli tuottaa vertailukelpoista tietoa eri vaihtoehdoista turvepeltojen kosteikkoviljelyyn. Tuotteiden elinkaariarvioinnista saatavia tietoja verrattiin vastaaviin ei-kosteikkoviljelytuotteisiin eli kivivillaeristelevyyn ja kasvuturpeeseen. Aineisto arvioitiin elinkaariarviointimenetelmällä ISO 144040 standardin mukaisesti, mutta työssä keskityttiin rajauksen vuoksi vain ilmastovaikutuksiin. Analyysin pohjalta tunnistettiin keskeisimmät vaikutuslähteet tuotejärjestelmässä ja mietittiin keinoja vaikutusten vähentämiseen. Tarkoituksena oli laskea hiilijalanjälki sekä tunnistaa missä päästöt muodostuivat elinkaaressa. Tämän jälkeen arvioitiin turvepeltojen osuutta kaikista elinkaaren ympäristövaikutuksista. Aineisto tähän tutkimukseen kerättiin tieteellisestä tutkimuskirjallisuudesta ja elinkaariarvioinnin tietokannoista (ecoinvent v.3). Aineisto turvemaista ja prosessin muista vaiheista kerättiin eri puolilta maailmaa tehdyistä tutkimuksista boreaaliselta ja lauhkealta vyöhykkeeltä. Aineistosta koottiin malli, jossa on kosteikkoviljelyn tuotteen koko elinkaaren vaiheet sekä ilmastolliset vaikutukset hiilidioksidin (CO2), metaanin (CH4) ja dityppioksidin (N2O) osalta. Kosteikkoviljelytuotteiden elinkaaressa päästöt muodostuvat pääasiassa sen viljelystä ja prosessoinnista. Hiilijalanjälki oli kummallakin kosteikkoviljelytuotteella suurella todennäköisyydellä negatiivinen eli ne hidastivat ilmastonmuutosta. Tutkimuksen perusteella suurimmat hyödyt syntyivät ohranviljelyn siirtämisestä turvepelloilta kivennäismaalle ja sen korvaamisesta kosteikkoviljelyllä. Kosteikkoviljelyllä voidaan vähentää turvepelloilta syntyviä kasvihuonekaasupäästöjä, mutta hiilineutraaliuteen sillä ei päästä. Tutkimuksessa on paljon epävarmuutta, joten lisätutkimuksia erityisesti Suomesta tarvitaan.

Tiivistelmä – Referat – Abstract

Finland has one of the highest percentage of peatlands in the world, so peatlands have inevitably been taken into cultivation use. Agricultural peatlands however generate a significant amount of greenhouse gas emissions, especially carbon dioxide (CO2) and nitrous oxide (N2O). Thus, agricultural usage of peatlands is considered one of the most unfavorable uses of land for the climate. Peatlands have been drained in order to improve food services, which in turn negatively affects other ecosystem services. Some of the ecosystem services can be restored by rewetting the land. If rewetting is combined with paludiculture, the land’s production services will not be lost.

The goal of this thesis was to compare the greenhouse gas emissions and the carbon footprints of two paludicultural products’ life cycles. The compared products were cattail insulation board and common reed seedbed. The intent was to produce comparable data on different options for the paludiculture of agricultural peatlands. The data obtained from the life cycle assessment of the products was compared to similar non-paladiculture products, rock wool insulation board and horticultural peat. The material was reviewed with the life cycle assessment method following the ISO 144040 standard, but the work was limited only on climatic effects. Based on the analysis, key sources of climatic effect in the product system were identified and means to reduce them were considered. The intent was to calculate the carbon footprint and to identify where in the life cycle the emissions were generated. After this, the portion of agricultural peatlands in in the life cycle’s environmental effects was estimated.

The material for this thesis was collected from scientific literature and life cycle assessment databases (ecoinvent v.3). The material of peatlands and other parts of the process were collected from studies made around the world in the boreal and temperate zone. A model was assembled based on the material, which included all phases of the paludicultural product’s life cycle and their effects on the climate with regards to carbon dioxide (CO2), methane (CH4) and nitrous oxide (N2O), The emissions in a paludicultural product’s life cycle are mostly generated during its cultivation and processing. The carbon footprint of both paludicultural products was most likely negative, so they slowed down climate change. Based on the study, the most benefit was achieved by moving the cultivation of barley from agricultural peatlands to mineral soil and replacing it with paludiculture. By using paludiculture, it’s possible to reduce greenhouse gas emissions of agricultural peatlands, but it won’t achieve carbon neutrality. The study had a significant amount of uncertainty, so further studies are recommended especially in Finland.