Maatalouden aiheuttaman kuormituksen ja sen vesistövaikutusten optimaalinen mittaaminen

Maatalous ja vesien kuormitus -yhteistutkimusprojektin (MAVERO)  erillisen tutkimushankeen yhteenvetoraportti

Hankkeessa tutkittiin hajakuormituksen ja sen vesistövaikutusta selvittävien mittausohjelmien suunnittelua. Tavoitteena oli kehittää laskentamenetelmiä riittävän näytekoon, näytteenoton ajoituksen sekä mittarien sijoittelun optimointiin. Ongelmaa lähestyttiin klassisen ja optimaalisen koesuunnittelun sekä tilastollisen päätösteorian näkökulmista. Hankkeessa laadittiin suunnittelukriteerit näytekoon laskemiseksi tapauksissa, joissa koeyksiköiden määrä on rajallinen. Menetelmää soveltaen suunniteltiin vaihtoehtoiset koesuunnitelmat Turussa sijaitsevalle koekentälle, jonka tarkoituksena on jatkossa mitata erilaisten viljelytekniikoiden aiheuttamaa vesistöeroosiota. Tutkimuksessa päädyttiin johtopäätökseen, jonka mukaan pilot-kokeiden suunnittelussa kannattaa klassisen koesuunnittelun sijaan käyttää optimaalista koesuunnittelua, jolloin tutkittavien tekijöiden määrää voidaan kasvattaa. Hankkeessa laadittiin menetelmä mittausten optimaalisen ajoituksen laskemiseen. Sitä käytettiin optimoitaessa suunnitelma järven rehevöitymismekanismien empiiriselle havainnoinnille. Mittausten ajoituksen ja mittareiden sijoittamisen yhtäaikaiseen optimointiin kehitettiin optimointikriteeri ja binäärigenetiikkaan perustuva optimointialgoritmi. Algoritmia testattiin tutkittaessa veden liikkumista vedellä kyllästymättömässä maaperässä. Tutkimustuloksia käytettiin hyväksi muissa MEVERO-tutkimuksissa. Suurin hyöty niistä saadaan kuitenkin jatkossa tehtävissä hajakuormitusta koskevissa hankkeissa, joiden kenttätyöt voidaan kehitetyin menetelmin suunnitella taloudellisimmiksi. Tulokset ovat helposti laajennettavissa myös muuhun ympäristötutkimukseen.