Veden kierron tutkimiseen Afrikassa Kenian Taitavuoret ovat erinomainen paikka. Alueella merkittävä osa ilmakehästä saatavasta vedestä tulee sumuna. Metsässä vesi imeytyy paremmin maahan verrattuna peltoihin tai laitumiin maanpinnan karikkeen jarruttaessa veden virtaamaa ja puiden juurien tehdessä maan huokoiseksi. Kun sumu koskettaa metsän puita, lehtiä, oksia ja niiden pinnalla kasvavia sammalia, kaappaavat nämä pinnat kosteuden, joka sitten tippuu pisaroina maanpinnalle.
– Tutkimusryhmän tuloksia voi yleistää Saharan eteläpuoliseen Afrikkaan, sillä Taita Tavetan maakuntaa voi pitää Afrikan pienoismallina, tiivistää geoinformatiikan professori Petri Pellikka. Alueella on 17000 neliökilometrin alueella korkeusvaihteluiden takia maisemaa ja maankäyttömuotoja kuivista ruohosavanneista kosteisiin pilvien verhoamiin metsiin. 60% maakunnasta on luonnonsuojelualuetta.
Sheila Wachiye, kenialainen jatko-opiskelija väittelee 3.6. kasvihuonekaasupäästöistä Taita Tavetan piirikunnan maankäyttömuodoista. Wachiyen tarkastettavassa väitöskirjassa havaittiin lähes luonnontilaisen pensaikon maaperästä päästävän vähemmän kasvihuonekaasupäästöjä kuin toiseen maankäyttöön otetuilta alueilta, eli laidunmailta, maatalousalueilta, sisalplantaasilta tai luonnonsuojelualueiden ruohosavanneilta. Luonnontilainen pensaikko maankäyttömuotona myös sitoo hiilidioksidia ilmakehästä ja varastoi sitä puuhun.
Puuston väheneminen myös lisää hiilidioksidin määrää ilmakehässä, koska puut eivät ime sitä itseensä ja samalla varastoi sitä puuaineksena.
– Samalla kun metsiä ja pensaikkoja raivataan ruoantuotantoa varten, ammutaan itseään jalkaan, kuvaa Pellikka. Maanpinnan pintalämpötilat nousevat, vettä sitoutuu kasvillisuuteen vähemmän ja myös hyönteisten, eli maatalouskasvien pölyttäjien, habitaatit vähenevät, sanoo Pellikka.
Luonnonsuojelu ei ole aina hyväksi
Luonnonsuojelulla voi olla myös käänteinen vaikutuksensa ekosysteemipalveluihin. Suuret nisäkäsmäärät ja erityisesti norsut, käyttävät kuivuuden pakottamana ravinnokseen ruohon lisäksi puiden lehtiä ja kaarnaa, mikä tappaa puun. Tämä synnyttää ruohosavannia. Sierraleonelaisen Edward Amaran väitöstutkimuksessa verrattiin puumaisen kasvillisuuden biomassaa aidan molemmin puolin käyttäen laserkeilainaineistoa. Raja on jyrkkä ja sillä puolella millä on luonnonsuojelualue, on vähemmän biomassaa ja puustoa, luonnon monimuotoisuutta ja habitaatteja esimerkiksi maatalouskasveja pölyttäville hyönteisille.
Metsät ovat myös tärkeitä haihtuvien kaasujen tuottajina. Tiivistyessään ilmakehässä nämä kaasut toimivat ytiminä kosteudelle, mikä synnyttää lopulta sateen, jos ei metsän päälle, niin jonnekin muualle. Taitan kosteat vuoristometsälaikut ovat kuitenkin liian pieniä sateen luomiseen, mutta ensimmäiset poutapilvet ilmestyvät aina metsien päälle.
Juuri päättyneessä Suomen Akatemian rahoittamassa hankkeessa SMARTLAND tutkittiin ilmastoviisaan maatalouden ja maiseman mallia Taitavuorilla ja sen ympäröimillä tasangoilla. Hankkeessa todettiin satelliittikuvien avulla pensaikon raivaamisen avoimeksi pelloksi nostavan maanpinnan lämpötiloja samalla kun pellolta haihtuu vähemmän vettä ilmakehään kuin pensaikosta.
Parhaillaan käynnissä olevassa Euroopan Komission rahoittamassa ESSA-hankkeessa Temesgen Abera mittasi metsien ja pensaikkojen raivaamisen pelloksi nostavan maaperän lämpötiloja sekä päivin, että öin, samalla kun maankäytön muutos nosti maanpinnan ja ilman lämpötiloja vain päiväsaikaan. Abera mittasi maanpinnan lämpötilan olevan keskimäärin 8 astetta vähemmän pensaikon tai metsän latvuston alla verrattuna satelliitin mittaamiin lämpötiloihin latvuston päällä samassa paikassa Taitan tasangoilla.
Taitan tutkimusasemalla tehdään myös jatkossa ruokaturvatutkimusta, sillä Pellikka aloittaa yhdessä Laura Alakukun ja Janne Heiskasen kanssa Suomen Akatemian hankkeen, jossa selvitetään mahdollisuuksia maatalouden sopeutumiseen ilmastonmuutoksessa Taitavuorten eri korkeusvyöhykkeillä, sekä Kenian mittakaavassa alankoalueista keskusylängölle.
Pellikan tutkimusryhmän tulokset osoittavat luonnollisen kasvillisuuden häviämisen nostavan lämpötiloja maaperässä, maanpinnalla ja ilmassa samalla kun se laskee hiilidioksidin nielemistä ilmasta puuston avulla ja hiilen varastoimista kasvillisuuteen.
Afrikan väestön kasvaessa huimaa vauhtia pitää ruoantuotantoa kasvattaa. Kun muualla maailmassa se tapahtuu maatalousteknologian avulla, on Saharan eteläpuolisessa Afrikassa keinona maatalousmaan raivaaminen, mikä tutkimusten mukaan kiihdyttää ilmastonmuutosta. Tässä valossa Afrikan maataloutta tulisi tehostaa kastelujärjestelmien, lannoitteiden ja tuholaistorjunta-aineiden, logistiikkaketjujen ja muun teknologian avulla eikä pellonraivaamisen kautta.
- Sheila Wachiye, 3. kesäkuuta, 2022. Soil greenhouse gas emissions from dominant land use types in lowlands and highlands of Southern Kenya.
- Ruut Uusitalo, 7. kesäkuuta, 2022. Geospatial risk analysis of disease vectors and vector-borne diseases in boreal and tropical landscapes.
- Zhipeng Tang, 16. kesäkuuta, 2022. Gap-filling for image preprocessing and machine learning: implementations and applications in remote sensing
- Edward Amara, 2022. Woody aboveground biomass and its drivers in mosaic landscapes in West and East Africa
- Yang Liu, 2022. Biogenic volatile organic compounds and formaldehyde from East African ecosystems