MAASÄÄ – teknologia-alusta: Ajantasaista sää- ja vedenlaatutietoa maatalouden ja ympäristöseurannan käyttöön

Itämeren ja sisävesien tilan parantamiseksi on vaadittu tehokkaampia keinoja. Ratkaisuja etsitään myös maatalouden hajakuormituksen vähentämiseksi, sillä suurin osa ihmistoiminnan aiheuttamista typpi- ja fosforipäästöistä tulee maataloudesta. Myös kansalliset ja kansainväliset vesiensuojeluohjelmien tavoitteiden saavuttaminen edellyttää maatalouden päästöjen vähentämistä ja vesistöseurannan järjestämistä. Toisaalta maatalouden kannattavuus ja elintarviketuotannon laatu – ja jäljitettävyysvaatimukset edellyttävät kasvintuotannon panostusten (lannoitus, kasvinsuojelu) täsmällisempää kohdentamista ja ympäristövaikutusten minimoimista.Teknologia-alusta ympäristötietopalveluiden kehittämiseksi (Maasää) -tutkimushankkeessa näihin haasteisiin pyritään vastaamaan rakentamalla teknologia-alusta, joka luo toimintatavan kerätä, tallentaa, jakaa ja hyödyntää automaattisesti mitattuja ympäristötietoja maataloudessa ja ympäristönseurannassa. Maasää – teknologia-alusta tuottaa ajallisesti jatkuvaa ja alueellisesti tarkkaa säätietoa, mittaustietoja maan ja kasvuston kosteudesta ja veden laadusta ympäri vuoden. Ajantasaisen paikkatietokannan pohjalta kehitetään paikallisesti tarkkoja sääpalveluita, kehitetään maatalouden sovelluksia ja ennustepalveluita (esim. tautiriskiennusteita) sekä tarkennetaan vedenlaadunseurantaa ja vesistö- ja huuhtoumamalleja. Maasää –alustan avulla tarkastellaan myös sään ja viljely- ja vesistösuojelutoimenpiteiden vaikutusta kuormituksen rakentumiseen. Myös sään ajallisen vaihtelun ja ääri-ilmiöiden kuten sadantapiikkien vaikutusta kuormitukseen voidaan arvioida jatkuvatoimisten ja ympärivuotisten sää- ja ravinnemittausten pohjalta. Maasää-alusta luo myös hyvät puitteet testata maatalouden ja ympäristöseurannan automaattista anturointiteknologiaa.Tutkimus kohdistuu Karjaanjoen valuma-alueelle (noin 2000 km2), jonne rakennetaan koko valuma-alueen kattava tiheä sään, maankosteuden ja vedenlaadun mittausverkko käyttäen langattomia ja automaattisia sääasemia ja antureita. Peltolohkokohtaisen mallintamiseen ja seurantaan liittyen alueelle rakennetaan kaksi tihentymää, joissa mittaustietoa kerätään peltolohkokohtaisesti. Yhteensä alueelle sijoitetaan noin 80 sääasemaa, 30 maan kosteusanturia, 11 veden sameusanturia sekä 4 ravinneanturia vuoden 2008 loppuun mennessä. Mittaustiedot siirretään GSM-verkkoa pitkin palvelimelle, josta mittaustietoja voi käyttää ja ladata sovellusten käyttöön Internet-verkon välityksellä.Toukokuussa 2007 alkanut hanke jatkuu vuoden 2008 loppuun. Tarkoituksena on kuitenkin hyödyntää hankkeessa rakennettua mittausverkkoa tutkimuksessa ja liiketoiminnan kehittämisessä myös jatkossa. Tekesin, Maa- ja metsätalousministeriön ja yritysten rahoittamaa hanketta koordinoi MTT, ja siinä ovat mukana lisäksi Suomen ympäristökeskus, Ilmatieteen laitos ja Århusin yliopisto sekä suuri joukko yrityksiä, ympäristö ja maatalousalan organisaatioita ja Ympäristöministeriö

Automatisoitu, jatkuva ympäristöolosuhteiden seuranta ja seurantatiedon laatu Maasää-hankkeessa

Maasää-hankkeessa (6/2007-12/2008) suunniteltiin ja rakennettiin jatkuvatoiminen, automaattinen Maasää-anturiverkko tuottamaan tiheäfrekvenssistä ja spatiaalisesti tarkkaa ympäristöolosuhdetietoa Karjaanjoen valuma-alueelta. Lisäksi kehitettiin tuotetun datan laadunvalvontajärjestelmää, sekä testattiin datan hyödyntämistä maatalouden ja vesienseurannan sovelluksissa. Hankkeen toteuttivat Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus, Suomen ympäristökeskus ja Ilmatieteen laitos sekä 11 yritystä ja yhdistystä. Tutkimuslaitosten yhteistyö jatkuu nyt MMM:n rahoittamassa kolmivuotisessa EnviSense-hankkeessa, jossa jatketaan Maasää-verkon kehittämistä ja hyödyntämistä maatalouden sovelluksissa Tässä artikkelissa on esitellään Maasää-mittausverkko ja arvioidaan verkon toiminnan luotettavuutta ja mittausten laatua. Arvio tehdään tarkastelemalla huolto- ja ylläpitotoimia hankkeen koko keston ajalta ja laadunvarmistusalgoritmien liputtamia puuttuvia, epäilyttäviä ja virheellisiä havaintoja 4 kk:n ajanjaksolta. Maasää-anturiverkko koostuu noin 70 mittauspisteestä, jotka tuottavat päivittäin noin 30 000 havaintoa paikallisesta säästä (lämpötila, ilmankosteus, ilmanpaine, tuulen suunta ja nopeus), vedenlaadusta (veden sameus, nitraattityppipitoisuus) sekä maankosteudesta. Antureiden mittausfrekvenssi vaihtelee 15 min:sta tuntiin. Mittaustiedot siirtyvät havaintoasemilta langattomasti ja lähes reaaliaikaisesti kahteen tietokantaan, jotka ovat käytettävissä internetin kautta. Sää-, maankosteus- ja optiset sameushavainnot käyvät päivittäin läpi automaattisen laadunvarmistuksen, jossa tarkistetaan että havaintoasemat mittaavat ja että mittaukset ovat ennalta sovittujen raja-arvojen välissä. Tiedot puuttuvista, epäilyttävistä ja virheellisistä havainnoista lähetetään laadunvarmistajalle, ja niiden perusteella arvioidaan antureiden huoltotarpeita. Tietokantaan talletetaan havainnon laadusta kertova koodi. Spektrometrien tuottamat mittaukset käyvät läpi asiantuntijan suorittaman manuaalisen tarkastuksen ja korjauksen. Puuttuvien havaintojen osuus on pysynyt pienenä (sääasemien puuttuvien havaintojen osuuden mediaani oli 0.6 % ja sameusasemien 1.4 %). Asemien välinen vaihtelu oli kuitenkin suurta. Yleisimpänä syynä olivat väliaikaiset virransaantiongelmat. Epäilyttäviä tai virheellisiä havaintoja löydettiin 0.06 %. Yleisimpiä ne olivat sameusasemilla, jossa ne johtuivat pääosin veden sameuden yksittäisistä piikkiarvoista tai vedenpinnankorkeusmittareiden sijaintiongelmista. Huoltotoimia aiheuttivat eniten virransaantiongelmat (88 kpl) tai sameusantureiden likaantuminen (noin 64 kpl). Nykyinen laadunvarmistusjärjestelmä paljastaa suurimmat virheet datassa ja tehostaa mittausverkon huoltoa ja ylläpitoa. Emme vielä tiedä kuinka moni epäilyttävä tai virheellinen havainto jäi huomaamatta. Toisaalta osa nykyisistä datan laatuongelmista on jatkossa vältettävissä kun anturiverkon toiminta vakiintuu. Toimivan laadunvarmistus- ja hälytysjärjestelmän ja huollon tärkeys tuli kuitenkin selkeästi esille

Wireless in-situ sensor network for agriculture and water monitoring on a river basin scale in Southern Finland: evaluation from a data user's perspective

v2009okpk

Suomen metsien hiilinielun vertailutason arviointi (Raportti sisältää vanhentunutta tietoa)

Raportti sisältää vanhentunutta tietoa! Metsien hiilinieluilla on suuri merkitys ilmastonmuutoksen hillitsemisessä, minkä vuoksi EU on liittänyt LULUCF-asetuksessa maankäyttösektorin päästöt ja nielut ilmasto- ja energiapolittisiin tavoitteisiin ja asettaa jäsenmaiden metsille hiilinielujen vertailutasot. Luonnonvarakeskus sai Maa- ja metsätalousministeriöltä tehtäväksi arvioida Suomen metsien hiilinielun vertailutason projektiokaudelle 2021 – 2025 EU:n LULUCF asetuksen mukaisesti. Tässä raportissa kuvataan Suomen metsien vertailutasoprojektin tulokset. Metsien tuleva kehitys projisoitiin MELA-ohjelmiston avulla, jonka jälkeen hiilivarastojen muutokset ja muut kasvihuonekaasupäästöt määritettiin kasvihuonekaasuinventaarion menetelmien mukaisesti. Tässä laskennassa arvioitiin myös puutuotteiden hiilivaraston muutokset ns. tuotantomenetelmän avulla. LULUCF asetuksen mukaan vertailutaso tuli määrittää siten, että ennuste metsien hiilinielusta perustuu toteutuneisiin metsänhoidon menetelmiin viitekaudelta 2000–2009. LULUCF-laskentaohjeisto jakaa viitekauden metsänhoidon kuvauksen laadulliseen ja määrälliseen osaan. Laadullisesti metsänhoito kuvattiin viitekauden metsänhoitosuosituksilla, jotka määrittivät projektion laskennassa käytetyn optimoinnin lähtöaineiston. Metsänhoidon määrällisessä kuvauksessa käytettiin viitekauden hakkuupinta-aloja. LULUCF-asetuksen edellyttämä metsien rakenteen dynaaminen kehitys otettiin huomioon suhteuttamalla projektiokauden pääte- ja kasvatushakkuiden pinta-alat viitekaudella toteutuneisiin osuuksiin vastaavista hakkuumahdollisuuksista. Yllä kuvattujen määrittelyiden jälkeen projektio laskettiin lineaarisella optimoinnilla, jossa tavoitefunktiona oli nettotulojen nykyarvon maksimointi ja rajoitteena yllä kuvatut hakkuupinta-alat. LU-LUCF-asetuksen ja -laskentaohjeistuksen mukaisesti vertailutasolaskennan on pohjauduttava viite-kaudella toteutuneeseen ja raportoituun kehitykseen eikä laskennassa saa ottaa huomioon metsätaloudelle asetettuja tavoitteita. Nettotulojen nykyarvon laskennassa käytettiin diskonttokoron lähtökohtana viitekauden tilastoitua puuntuotannon sijoitustuottoa (3,6 %), joka kuvaa metsänomistajien ja puunostajien päätöksiä hakkuiden ajoittumisesta ao. jaksolla eikä ota kantaa tulevan ja nykyisen kulutuksen suhteelliseen arvoon (yhteiskunnallinen korko, social discount rate). Lisäksi tutkimme sovelletun korkokannan vaikutusta tuloksiin. Näin ollen Suomen metsien vertailutaso laskettiin käyttäen 2,5 %, 3 %, 3,5 % ja 4 % korkoa. Tulosten mukaan Suomen metsien vertailutaso puutuotteiden kanssa vaihteli jaksolle 2021–2025 -50 milj. tn. CO2 ekv. ja -30 milj. tn. CO2 ekv. välillä vuodessa riippuen nettotulojen nykyarvon laskennassa sovelletusta korosta. Suomen ehdotus EU:lle on 3,5 % tuottovaatimukseen perustuva vertailutaso, perustuen siihen että jaksolta 2000–2009 dokumentoitu yksityismetsien puuntuotannon sijoitustuotto oli 3,6 % ja LULUCF asetuksen mukaan laskennan tuli osoittaa mikä hiilinielu olisi jossa metsänomistajat olisivat jatkaneet metsien hyödyntämistä samalla tavalla kuin 2000–2009. Vertailutaso on puutuotteiden kanssa -34,77 milj. tn. CO2 ekv. vuodessa ja ilman puutuotteita -27,88 milj. tn. CO2 ekv. vuodessa.201

Vihreän kasvun mahdollisuudet

Raportissa etsitään vastausta kysymykseen siitä, millaisilla poliittisilla päätöksillä (askelmerkeillä) Suomessa voidaan luoda edellytyksiä vihreälle kasvulle. Ehdotetut askelmerkit pohjautuvat katsaukseen aiemmista tutkimuksista ja selvityksistä liittyen Suomen keskeisiin kulutus- ja tuotantojärjestelmiin (ruoka, asuminen, liikkuminen ja energia) ja eräisiin vihreän talouden edelläkävijämaihin (Alankomaat, Saksa, Ruotsi, Brasilia). Lisäksi tarkastellaan erilaisia malleja, joilla systeemistä muutosta kohti vihreää taloutta voidaan tukea. Raportissa nostetaan esiin myös onnistuneita esimerkkejä vihreästä liiketoiminnasta ja vihreää kasvua edistävistä toimista. Vihreällä kasvulla tarkoitetaan vähähiilisyyteen ja resurssitehokkuuteen perustuvaa, ekosysteemien toimintakyvyn turvaavaa taloudellista kasvua, joka edistää hyvinvointia ja sosiaalista oikeudenmukaisuutta. Vihreässä kasvussa nähdään maailmanlaajuisesti huomattavaa potentiaalia, joka tällä hetkellä ilmenee etenkin cleantechin kysynnän nopeana kasvuna. Tulevaisuuden menestyjät ovat kilpailijoitaan materiaali- ja energiatehokkaampia, ja ne pystyvät tuottamaan joustavasti vähähiilisiin yhteiskuntiin sopivia palveluita ja tuotteita. Vihreän kasvun mahdollisuuksia on kaikilla yhteiskunnan sektoreilla. Vihreä kasvu voi muodostua kokonaan uudenlaisesta liiketoiminnasta ja synnyttää uusia yrityksiä, mutta mahdollisuuksia on myös perinteisessä energia- ja resurssi-intensiivisessä teollisuudessamme. Kasvun avainasemassa ovat yritykset, mutta tuotannon ohella vihreän kasvun toteutuminen vaatii muutoksia myös kulutuksessa. Valtion-, alue- ja kuntahallinto toimii mahdollistajana luoden edellytyksiä vihreälle kasvulle. Raportissa esitettiin joukko politiikkatoimia ja prosesseja, joilla Suomi voi tukea vihreää kasvua. Ehdotukset vihreän kasvun askelmerkeiksi ovat: A. Luodaan vihreän kasvun edellytykset yhteisen tahtotilan ja poliittisen sitoutumisen avulla. B. Vauhditetaan yritysten vihreää kasvupotentiaalia ja vahvistetaan vihreää kysyntää. C. Mahdollistetaan vihreitä pilotteja ja kokeiluja koti- ja vientimarkkinoita varten. D. Synnytetään kansainvälisiä ja kotimaisia strategisia avauksia ja kumppanuuksia. E. Luodaan vihreälle kasvulle tilaa purkamalla tuhlaavia järjestelmiä. F. Vaalitaan jatkuvaa ja järjestelmällistä oppimista vihreän kasvun vauhdittajana

Northern natural resources research provides solutions for the green transition – outlook for open strategic autonomy

What if Northern Europe plays a bigger role as a knowledge provider on the sustainable use of natural resources in the future

Geosensors to Support Crop Production: Current Applications and User Requirements

Sensor technology, which benefits from high temporal measuring resolution, real-time data transfer and high spatial resolution of sensor data that shows in-field variations, has the potential to provide added value for crop production. The present paper explores how sensors and sensor networks have been utilised in the crop production process and what their added-value and the main bottlenecks are from the perspective of users. The focus is on sensor based applications and on requirements that users pose for them. Literature and two use cases were reviewed and applications were classified according to the crop production process: sensing of growth conditions, fertilising, irrigation, plant protection, harvesting and fleet control. The potential of sensor technology was widely acknowledged along the crop production chain. Users of the sensors require easy-to-use and reliable applications that are actionable in crop production at reasonable costs. The challenges are to develop sensor technology, data interoperability and management tools as well as data and measurement services in a way that requirements can be met, and potential benefits and added value can be realized in the farms in terms of higher yields, improved quality of yields, decreased input costs and production risks, and less work time and load

Geosensors to Support Crop Production: Current Applications and User Requirements

Sensor technology, which benefits from high temporal measuring resolution, real-time data transfer and high spatial resolution of sensor data that shows in-field variations, has the potential to provide added value for crop production. The present paper explores how sensors and sensor networks have been utilised in the crop production process and what their added-value and the main bottlenecks are from the perspective of users. The focus is on sensor based applications and on requirements that users pose for them. Literature and two use cases were reviewed and applications were classified according to the crop production process: sensing of growth conditions, fertilising, irrigation, plant protection, harvesting and fleet control. The potential of sensor technology was widely acknowledged along the crop production chain. Users of the sensors require easy-to-use and reliable applications that are actionable in crop production at reasonable costs. The challenges are to develop sensor technology, data interoperability and management tools as well as data and measurement services in a way that requirements can be met, and potential benefits and added value can be realized in the farms in terms of higher yields, improved quality of yields, decreased input costs and production risks, and less work time and load

Remote sensing of floristic patterns in the lowland rain forest landscape

v2008okDiss. : Turun yliopisto, 200

Alankosademetsien kasvilajiston vaihtelun kartoittaminen satelliittikuvilta

Seloste väitöskirjasta: Remote sensing of floristic patterns in the lowland rain forest landscape. Dissertationes Forestales 59