Climate change and agriculture: theory and application of mitigation policies

Agriculture’s contribution to climate change is controversial as it is a significant source of greenhouse gases but also a sink of carbon. Hence its economic and technological potential to mitigate climate change have been argued to be noteworthy. However, social profitability of emission mitigation is a result from factors among emission reductions such as surface water quality impact or profit from production. Consequently, to value comprehensive results of agricultural climate emission mitigation practices, these co-effects to environment and economics should be taken into account. The objective of this thesis was to develop an integrated economic and ecological model to analyse the social welfare of crop cultivation in Finland on distinctive cultivation technologies, conventional tillage and conservation tillage (no-till). Further, we ask whether it would be privately or socially profitable to allocate some of barley cultivation for alternative land use, such as green set-aside or afforestation, when production costs, GHG’s and water quality impacts are taken into account. In the theoretical framework we depict the optimal input use and land allocation choices in terms of environmental impacts and profit from production and derive the optimal tax and payment policies for climate and water quality friendly land allocation. The empirical application of the model uses Finnish data about production cost and profit structure and environmental impacts. According to our results, given emission mitigation practices are not self-evidently beneficial for farmers or society. On the contrary, in some cases alternative land allocation could even reduce social welfare, profiting conventional crop cultivation. This is the case regarding mineral soils such as clay and silt soils. On organic agricultural soils, climate mitigation practices, in this case afforestation and green fallow give more promising results, decreasing climate emissions and nutrient runoff to water systems. No-till technology does not seem to profit climate mitigation although it does decrease other environmental impacts. Nevertheless, the data behind climate emission mitigation practices impact to production and climate is limited and partly contradictory. More specific experiment studies on interaction of emission mitigation practices and environment would be needed. Further study would be important. Particularly area specific production and environmental factors and also food security and safety and socio-economic impacts should be taken into account.

Luonnonhoitopellot maatalousympäristön luonnon monimuotoisuuden edistämisessä

Luonnonhoitopellot lisättiin uutena vapaaehtoisena toimenpiteenä maatalouden ympäristötukeen vuonna 2009. Luonnonhoitopeltoihin kuuluvat monivuotiset nurmipellot sekä niitty-, riista- ja maisemakasveilla kylvetyt pellot. Toimenpiteen avulla pyritään suojelemaan ja lisäämään maatalousympäristön luonnon monimuotoisuutta sekä muun muassa vähentämään maatalouden ravinnehuuhtoumia. Vuonna 2010 luonnonhoitopeltoja oli yli seitsemän prosenttia Suomen viljelyalasta. Luonnonhoitopeltojen ympäristövaikutusten arvioiminen ja toimenpiteen kehittäminen on tärkeää, jotta toimenpiteeseen käytettävät varat eivät valu hukkaan. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, millainen merkitys luonnonhoitopelloilla on maatalousympäristön monimuotoisuuden kannalta; millaiset luonnonhoitopellot ovat monimuotoisuuden kannalta arvokkaimpia; ja kuinka toimenpidettä kannattaa kehittää. Kysymyksiin pyrittiin vastaamaan tutkimalla putkilokasvilajistoa, -lajirikkautta ja kasvillisuuden rakennetta erilaisilla luonnonhoitopelloilla, sekä vertaamalla luonnonhoitopeltojen kasvillisuutta pientareiden ja niittyjen kasvillisuuteen. Maastotyö luonnonhoitopelloilla tehtiin kesällä 2010 Uudenmaan ja Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskusalueilla. Lisäksi tutkimuslohkoista kerättiin tietoja viljelijäkyselyn kautta. Niittypellot osoittautuivat tutkimuksessa lajirikkaimmaksi luonnonhoitopeltotyypiksi, mikä selittynee lähinnä sillä, että ne kylvetään heikosti kilpailukykyisellä siemenseoksella. Nurmi- ja niittypelloilla lohkon viljavuus korreloi negatiivisesti lajirikkauden kanssa. Lajikoostumukseltaan kaikki luonnonhoitopellot eroavat toisistaan sekä maatalousympäristön puoliluonnontilaisista elinympäristöistä, ja lisäävät siten monimuotoisuutta maisematasolla. Luonnonhoitopeltojen lajisto ei ole kuitenkaan suojelun kannalta erityisen arvokasta. Toimenpiteen maatalousympäristöä rikastuttavaa vaikutusta vähentää, että tällä hetkellä valtaosa luonnonhoitopelloista on monivuotisia nurmipeltoja. Luonnonhoitopeltojen siemenseoksia kehittämällä, perustamis- ja hoitomenetelmiä tutkimalla ja neuvontaan panostamalla voidaan lisätä luonnonhoitopeltojen arvoa niin luonnon, viljelijän kuin yhteiskunnankin kannalta.