Pohjavedenpinnan nostoon soveltuvien viljeltyjen turvepeltojen kartoittaminen kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi

More than half of the greenhouse gas (GHG) emissions of croplands originate from the oxic layer of cultivated peatlands due to drainage and agricultural practices, although only 10% of croplands in Finland are located on organic soils. One of the most effective ways of mitigating GHG emissions is to the raise water table level (WTL) in drained peatlands leading to waterlogged conditions of peat layer and turning them closer to their natural state and GHG emissions sinks. The main objective of this study was to develop a method for mapping and locating agricultural fields that are suitable for rewetting or for cultivation with raised WTL using controlled drainage. Additionally, this study aimed to develop tools to implement the Medium-term Climate Change Plan of the government for 2030. The purpose was that the methods and results of this study can be utilized in further actions, therefore, they were aggregated into suitable datasets. The region of Pohjois-Pohjanmaa (65˚N, 26˚E) was selected for the study area due to its high occurrence of deep layered peatlands. Fields in extensive cultivation and feed production were considered as best available for rewetting. The analysis was mainly done with spatial software QGIS Desktop 3.4.4 with GRASS 7.4.4. First, field parcels containing deep layered peat and desired cultivation type were identified, resulting in approx. an area of 2.3% extensive cultivation and 25% feed production from field parcels partly or totally on deep layered peat in the region of Pohjois-Pohjanmaa. Rewetting these areas would lead to an estimated reduction of 0.44 Mt CO2 eq. annually. After this, areas suitable for rewetting on the basis of weather conditions were identified. Yearly difference between precipitation and potential evaporation (mm) in 2017 produced the same results as in the first part of this study about possible rewetting areas, but a noticeable drop was observed when analyzing on the basis of the weather in 2018. This raised uncertainty, and more accurate results would be achieved by using weather data from a longer period of time. For topographical analysis, two example catchments were selected and Digital Elevation Model (DEM), Depth to Water (DTW) and Topographical Wetness Index (TWI) were implemented for estimating water movements in soil and wetness of soil due to terrain elevations. Lastly, the feasibility of hydrological modelling for this type of study was discussed. As a summary, the results showed that the method developed can be implemented for any other areas too and could be utilized by e.g. in land use planning by policymakers.Yli puolet viljelymaiden kasvihuonekaasupäästöistä muodostuu turvepeltojen hapettuneesta pintakerroksesta, vaikka vain 10% Suomen viljelymaista on orgaanisella maaperällä. Yksi tehokas keino vähentää kasvihuonekaasupäästöjä kuivatuilta viljelymailta on nostaa pohjaveden pintaa, mikä tekee maan turvekerroksesta vettyneen. Näin turvemaa muuttuu luonnontilaisemmaksi ja myös kasvihuonekaasupäästöjen nieluksi. Työn tavoitteena oli kehittää menetelmä paikantamaan maatalouspeltoja, joilla voitaisiin nostaa pohjavedenpintaa eli jotka soveltuvat vettämiseen tai kosteikkoviljelyyn säätösalaojituksella. Tarkoituksena oli myös osaltaan edistää Valtioneuvoston esittämiä keskipitkän aikavälin ilmastopolitiikan kasvihuonekaasujen päästövähennystavoitteita vuoteen 2030. Tarkoituksena oli tutkimuksen menetelmien ja tuloksien hyödyntäminen tulevaisuudessa, joten ne koottiin yhteen käyttökelpoiseksi aineistoksi. Tutkimusalueeksi valittiin Pohjois-Pohjanmaa (65˚N, 26˚E) paksuturpeisten peltojen runsaan esiintymisen vuoksi. Analyysi toteutettiin pääosin QGIS Desktop 3.4.4 with GRASS 7.4.4 paikkatieto-ohjelmistolla. Ensimmäiseksi tunnistettiin laajaperäisen viljelyn peltoja ja tuotantonurmialueita sisältävät peltolohkot, jotka esiintyvät osittain tai kokonaan paksuturpeisella maalla. Tulokset osoittivat, että näistä peltolohkoista noin 2,3 % oli laajaperäisen viljelyn peltoja ja noin 25 % tuotantonurmea. Näiden alueiden vettäminen vähentäisi arviolta 0,44 Mt CO2 ekv. vuosittain. Tämän jälkeen määritettiin alueet, jotka soveltuvat vettämiseen sadannan ja haihdunnan eron perusteella. Vuoden 2017 sääaineiston analysointi tuotti samat tulokset kuin edellä, mutta huomattava pudotus havaittiin mahdollisissa vettämiseen soveltuvissa alueissa vuoden 2018 sääolosuhteiden perusteella. Tämä herätti epävarmuutta ja tarkempiin tuloksiin vaadittaisiin säätietoa pidemmältä ajalta. Kahdelta valuma-alueelta arvioitiin maaperän veden virtauksia sekä maan märkyyttä käyttäen korkeusmallia (DEM), maanpinnan etäisyyttä pohjavedenpintaan (DTW) ja topografista kosteusindeksiä (TWI). Lopuksi pohdittiin hydrologisen mallinnuksen mahdollisuuksia tämän tyyppisessä tutkimuksessa. Tulokset osoittivat menetelmän hyödyntämismahdollisuudet myös muille alueille sekä esimerkiksi maankäytön suunnitteluun