Enemmän tutkimuksesta Kestävä tulevaisuus uusiutuvista luonnonvaroista
Luken
Sisällys Esipuhe 2 Avainluvut vuonna 2018
4
Tutkimuksemme 6 Kestävä metsänhoito 6 Maankäyttö ja ilmastonmuutos
8
Luonnon monimuotoisuus 10 Maaperätutkimus ja mikrobit
12
Kestävä ruoantuotanto ja ruokaturva
14
Vesiluonnonvarojen kestävä käyttö ja vesiviljely 16 Kiertotalousratkaisut 18 Teollisuuden innovaatiot Kansainvälinen toiminta
20 22
tutkimus
vuonna 2018 Luonnonvarakeskuksen (Luke) tutkimus tukee YK:n kestävän kehityksen tavoitteiden (SDG) toteutumista. Tavoitteenamme on lisätä luonnonvarojen tuotannon ja käytön kokonaisvaltaista kestävyyttä. Olemme laajentaneet kansainvälisiä toimintojamme ja onnistuneet saamaan isoille Luken koordinoimille hankkeille rahoituksen EU:n Horizon 2020 - kehittämisohjelmasta.
T
alouskäytössä olevat turvemaat ovat suuri päästölähde maankäyttösektorilla Suomessa. Luke on etsinyt ratkaisuja tähän haasteeseen ja suunnannut tutkimusresursseja turvemaiden viljelmistä ja metsistä aiheutuvien kasvihuonekaasujen ymmärtämiseksi ja minimoimiseksi. Olemme tutkineet monipuolisia metsänhoitokäytäntöjä metsien kasvun sekä taloudellisten ja ympäristövaikutusten parantamiseksi. Uudesta kansallisesta metsien inventoinnista VMI12:sta on saatu luotettavaa tilastotietoa metsävaroista, metsien kasvusta ja aiemmista metsänhoitokäytännöistä. Erilaisten metsänkäyttöskenaarioiden vaikutuksia on arvioitu tulevien metsävarojen ja niiden ilmastonmuutoksen hillitsemispotentiaalin näkökulmasta. Esimerkki metsäbiotalouteen kohdistuvien vaikutusten arvioinnista on H2020 DIABOLO -projekti. Luken koordinoimassa projektissa 33 kansainvälistä kumppania yhtenäisti metsävarojen inventointi- ja arviointimenetelmiä Euroopassa. Pohjoismaisella tasolla yhteistyö metsänjalostuksessa on vahvistunut Suomen Ruotsilta 100-vuotisjuhlavuoden kunniaksi saaman lahjan muodossa. Lisäksi olemme kehittäneet uusia metsien bioottisten ja abioottisten riskien arviointimenetelmiä ja julkaisseet karttasovelluksen metsien tuulivahinkoriskeistä Suomessa. Ne tukevat metsänhoitoon liittyvää päätöksentekoa. Maataloustuotannon kilpailukyky ja kehityssuunta ovat ajankohtainen haaste, johon on vas-
Johanna Buchert
Pääjohtaja johanna.buchert@luke.fi
tattava. Luken tutkimustyössä on painotettu trendin kääntämistä kehittämällä uusia liiketoimintamahdollisuuksia maanviljelijöille. Olemme perustaneet Hyönteislaboratorion ja kehittäneet maaperän seurantatyökaluja päästökaupan laajentamiseksi maa- ja metsätalousaloille. Proteiinipitoisiin kasveihin kuten härkäpapuun perustuvia tuotantojärjestelmiä ja elintarvikkeiden arvoketjuja on kehitetty useissa hankkeissa. Uusien elintarvikelähteiden kehittäminen vastaa kasvipohjaisten elintarvikkeiden vahvaan ja kasvavaan kuluttajakysyntään. Kasviproteiinien käyttöä rajoittavat kasvien heikot toiminnalliset ominaisuudet ja ravitsemusta haittaavat yhdisteet, jotka vähentävät kasvien ravitsemuksellista arvoa ja heikentävät aistinvaraisia ominaisuuksia. Mainitut osa-alueet ovat tärkeitä elintarvikkeissa. Luke on tarttunut näihin haasteisiin useissa tutkimusprojekteissaan ja kehittänyt jalostusratkaisuja proteiinipitoisten viljojen käytettävyyden parantamiseksi. Alihyödynnetyt kalojen pyydystyksen ja jalostuksen sivuvirrat ovat myös arvokas proteiinien, terveellisten rasvahappojen ja mineraalien lähde. Luke on kehittänyt Euroopan meri- ja kalatalousrahaston (EMKR) rahoittamassa kalastuksen innovaatio-ohjelmassa teknologioita raaka-aineiden hyödyntämiseksi elintarvikkeissa ja muissa arvokkaissa käyttökohteissa. Maitotuotteiden arvoketju on tärkeä osa ruokajärjestelmää ja ravitsemusta monessa maassa, mutta ympäristöongelmat asettavat sille haasteita. Luken tutkimustyön tavoitteena on parantaa ketjun kestävyyttä. Toiminnoissamme on painotettu tehokasta rehuntuotantoa nurmimaata käyttämällä ja ymmärtämällä ravitsemuksellisten strategioiden potentiaaliset vaikutukset tuotantoon ja päästöihin sekä käyttämällä jalostusta työkaluna rehuhyötysuhteen parantamisessa ja metaanipäästöjen vähentämisessä. Pilottiprojektissa tehtiin pohjoismaisen lypsykarjan rehuhyötysuhteen genominen arviointi. Myös mi-
krobiomitutkimusta on vahvistettu: arvioimme erityisesti maaperän mikrobiomia sekä metsissä että maatalousmaalla sekä mikrobiomin tehtävää rehun jalostuksessa, lehmien aineenvaihdunnassa ja elintarvikkeiden jalostuksessa. Näillä osa-alueilla on käynnistetty kolme H2020-hanketta, joista yhtä Luke koordinoi. Ainutlaatuisen, uuden jätevesien hallintajärjestelmän sisältävän kiertovesiviljelyjärjestelmän (RAS) rakentaminen on käynnissä pilottitutkimusta varten. Kalalajien genomiperustaista jalostusta tutkitaan Luken koordinoimassa H2020-hankkeessa. EU:n rahoittama FISHBOOST-hanke kehitti kalanjalostusohjelmien käyttöön työkaluja, joita on sovellettu vesiviljelyalalla Euroopassa. Kalojen vaellusta luonnonjoissa ja rakennetuissa ympäristöissä on tutkittu useissa hankkeissa. Kun lohen vaelluspoikasten vaellusta verrattiin kahdessa suuressa Itämereen laskevassa joessa, vaelluspoikasia jäi vapaasti virtaavassa joessa eloon kuusinkertaisesti verrattuna viiden vesivoimalaitoksen käyttöön valjastettuun jokeen. Luken tutkimustyö tukee myös julkista päätöksentekoa tuottamalla luotettavaa tieteellistä tietoa. Olemme laatineet tieteelliseen tietoon perustuvia suosituksia ja ratkaisuja elintarvikkeiden viennin edistämiseksi ja brändityön kehittämiseksi erityisesti arktisilla alueilla. Nykyisen EU:n yhteisen maatalouspolitiikan (CAP) roolia ja vaikutusta Suomen maataloudessa ja elintarvikeketjussa on arvioitu ja siinä vuoden 2020 jälkeen tapahtuvia muutoksia ennakoitu. Olemme tuottaneet luotettavaa tieteellistä tietoa, joka tukee kunnianhimoista kansallista ja eurooppalaista ilmastopolitiikkaa ja tarjoaa kestäviä ratkaisuja. Olemme kehittäneet luonnonresurssien monipuolista käyttöä ja luoneet vaihtoehtoisten käyttötapojen arviointityökaluja. Tällaisiin erilaisiin hyödyntämisskenaarioihin liittyviä konflikteja olemme tutkineet useassa hankkeessa tavoitteenamme kehittää työkaluja niiden sovittamiseksi.
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
3
Luonnonvarakeskus (Luke) tuottaa tutkimuksella arvoa ja ratkaisuja asiakkailleen lähellä ja kaukana
TILASTOT
55 167 Tilastoa Tiedotetta
VIRANOMAISTEHTÄVÄT TUTKIMUS
109
110
EU-rahoitteista hanketta
589
11 7
668
naista
työntekijää
Kalojen kanta-arviota
21 eläinlajia , 13 puulajia, 19 kalalajia 952 kasvilajia
HENKILÖSTÖ
1288
Riistan kanta-arviota
GEENIVARATYÖ
tieteellistä artikkelia
644
Valtion metsien inventoinnin mukaan puut kasvavat Suomessa noin 110 miljoonaa kuutiometriä vuodessa.
620
622
644
12 8 5
tutkimustoimipaikkaa koetoimintaasemaa vesiviljelypaikkaa
miestä
46
PÄÄTOIMIPAIKKA
professorit
Tutkimushenkilöstö
Muut asiantuntijat
Helsingin Viikissä
TOP 3 SUOSITUIMMAT TILASTOT
I
RAHOITUS
Ravintotase 2017 ennakko
7 M€ ulkopuolinen rahoitus
II Puun energiakäyttö 2017 III Suomen metsätilastot
22 M€
budjettirahoitus
ASIAKASTYYTYVÄISYYS
29 M€
556 545 Luke.fi-kävijää
63
viranomaistehtävät
122 M€ liikevaihto
net promoter score
93 M€
TUTKIMUSINFRA Tutkimusmetsät, -pellot ja -kasvihuoneet Kiertovesilaitokset (RAS) Bioruukki-pilotointikeskus Biokaasulaitokset CowLab® Hyönteislaboratorio FoodPilot-koehalli
Tutkimus- ja asiakastyö
43 M€ 50 M€
ulkopuolinen rahoitus
budjettirahoitus
RAHOITUS
TUTKITTUA TIETOA TUTKIMUSOHJELMISTA
28 M€ GreenBio
24 M€ InnoFood
15 M€ BioSociety
10 M€ BlueBio
Kestävä metsänhoito Metsävaratieto muodostaa metsien kestävän käytön selkärangan. On tiedettävä, minkä verran metsää on, jotta tiedämme, kuinka paljon voimme niitä käyttää ottaen huomioon ympäristö-, taloudellisen ja sosiaalisen kestävyyden. Tiedon tarve metsä- ja puuvaroista on kasvanut samalla, kun metsien mahdollisuudet ilmastonmuutoksen hillitsemisessä hiilen suoraan sitovana nieluna ja ilmastoviisaiden raaka-aineiden lähteenä on tunnistettu.
Luke seuraa metsävaroja ja metsien tilaa Suomessa tekemällä valtion metsien inventoinnin (VMI). Tiedot yhdistetään muihin tietolähteisiin, malleihin ja taloustietoihin, joiden perusteella laaditaan skenaarioita metsien kehityksestä erilaisten hoitosuunnitelmien soveltamisen jälkeen. Tiedot tukevat poliittista ja taloudellista päätöksentekoa. Luke tekee tiivistä yhteistyötä muiden eurooppalaisten tutkimuslaitosten kanssa metsää koskevan tiedon ja päätöksenteon kehittämiseksi koko Euroopassa.
Parempi kestävyys jalostuksen avulla Luke tukee metsien tutkimusta monipuolisesti puiden jalostamisesta eri-ikäisrakenteiseen metsänkasvatukseen ja vesistöihin kohdistuviin vaikutuksiin. Ilmastonmuutos voi lisätä metsän alttiutta vahingoittumiselle ja sairauksille, vähentää
6
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
metsän terveyttä ja tuottavuutta ja aiheuttaa taloudellisia tappioita. Esimerkiksi metsien vahingoittumista ja jalostusta koskevan tutkimuksemme tarkoituksena on tukea metsien eloonjääntiä ja huolehtia metsien tuottavuudesta, kestävästä käytöstä ja kestokyvystä. Somaattinen embryogeneesi on toinen esimerkki melko uudesta ja kiinnostavasta menetelmästä tutkimuksessamme. Se auttaa tuottamaan homogeenisiä siemeniä kasvun vauhdittamiseksi, mutta antaa myös tietoa genomisesta valinnasta, joka voi auttaa lisäämään puiden kestävyyttä tiettyjä taudinaiheuttajia vastaan.
Ilmastonmuutoksen vastainen taistelu edellyttää tutkittua tietoa Eri-ikäisrakenteisesta metsänkasvatuksesta käydään vilkasta keskustelua. Menetelmästä
E S I M E R K K E J Ä H A N K K E I S TA DIABOLO Tarkoitus: Huhtikuussa 2019 päättynyt DIABOLO-hanke syvensi Euroopan tasolla metsävarojen tuntemusta ja kykyä tuottaa kestävällä tavalla metsäekosysteemipalveluita edellyttämällä tavalla. Vaikutus: Hankkeessa tuotettu tieto on luonut uusia mahdollisuuksia innovatiiviselle, kestävälle ja laaja-alaiselle biotaloudelle Euroopassa. DIABOLO toteutettiin monitieteellisenä hankkeena, johon osallistui eri alojen asiantuntijoita. Hankkeesta hyötyivät monet erilaiset loppukäyttäjät. Yhteistyökumppanit: 33 Rahoittaja: Horizon 2020 B4EST Tarkoitus: Tuottaa entistä parempaa tieteellisen tietoa puunjalostajien, metsänomistajien, metsänhoitajien ja päättäjien käyttöön ilmastonmuutoksen aiheuttaman metsien haavoittuvuuden torjumiseksi. Vaikutus: Hankkeen tavoitteena on parantaa metsien eloonjääntiä, terveyttä, kestävyyttä ja tuottavuutta geneettinen monimuotoisuus ja keskeiset ekologiset toiminnot säilyttäen sekä edistää biopohjaisen talouden kilpailukykyä EU:ssa. Yhteistyökumppanit: 19 Rahoittaja: Horizon 2020
EFFORTE Tarkoitus: EFFORTE tuottaa Euroopan metsäsektorille uutta tietoa ja osaamista, joka parantaa merkittävästi metsäyritysten mahdollisuuksia kehittää ja ottaa käyttöön uusia teknologioita ja menetelmiä. Se perustuu kolmeen pääalueeseen: maaperän mekanismien perusteiden ymmärtäminen, koneistamisen potentiaalin ymmärtäminen metsänhoidossa ja suurten tietoaineistojen käyttö. Vaikutus: Hankkeen tavoitteena on parantaa metsään liittyvien toimien tehokkuutta, edistää metsien kasvua ja kestävää käyttöä sekä tukea biopohjaisen teollisuuden kilpailukykyä ja alueen taloudellista kehitystä. Yhteistyökumppanit: 23 Rahoittaja: Bio-Based Industries SOMAGENO Tarkoitus: SOMEGENO-hankkeessa analysoidaan varhaisen valinnan mahdollisuuksia kestävyyden parantamiseksi yleistä Heterobasidiion annosum -taudinaiheuttajaa vastaan kuusen somaattisen embryogeneesin (SE) yhteydessä. Vaikutus: Lisäarvon tuottaminen SE-kasvien tuottajille ja käyttäjille ja juurikäävälle vastustuskykyisemmän kasvimateriaalin kehittäminen, mikä vähentää ympäristö- ja taloudellisia riskejä. Yhteistyökumppanit: 2 Rahoittaja: Tandem Forest Values
ILMASTOTEKOJA näyttää joka tapauksessa olevan hyötyä erityisesti hiilen varastoinnissa turvemaametsiin, mikä auttaa hillitsemään ilmastonmuutosta. Luke tutkii eri-ikäisrakenteista metsänkasvatusta sen biologisista ja teknisistä perusteista taloudellisiin, yhteiskunnallisiin ja ympäristövaikutuksiin ja käyttömalleihin. Ilmaston lämmetessä tutkitun tiedon tarve turvemaametsien hoidosta kasvaa. Luke on edelläkävijä myös metsienhoidossa ja puuntuotannossa käytettyjen älykkäiden teknologioiden tutkimuksessa. Tarkoituksena on luoda entistä kustannustehokkaampia ja ympäristöystävällisempiä metsänhoito- ja metsänkorjuumenetelmiä.
VEDENALAINEN ELÄMÄ
MAANPÄÄLLINEN ELÄMÄ
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
7
Maankäyttö ja ilmastonmuutos Tutkijat ja päätöksentekijät ovat yksimielisiä siitä, että maata pitää käyttää paremmin, jotta Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteet saavutetaan. Luken tutkimus integroidusta maankäytöstä kattaa kaiken maankäytön. Erityisesti painotamme tutkimuksessamme kasvihuonekaasupäästöjen vähentämistä ja edellytyksiä kestävälle, biopohjaiselle liiketoiminnalle.
Metsiin liittyvän tutkimuksen vahvana tukirankana Suomessa ovat vuosikymmenien ajan olleet metsien inventointitiedot, jotka tarkkuudessaan ovat ainutlaatuisia jopa koko maailmassa. Kansallisten kasvihuonekaasupäästöjen inventointi perustuu metsien inventointeihin, tieteellisiin malleihin ja tilastotietoihin. Uusimpaan tieteelliseen tietoon perustuvassa, jatkuvasti Hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin (IPCC) suositusten mukaisesti kehitettävässä menetelmässä lasketaan maankäytöstä aiheutuvat päästöt. Se auttaa hoitamaan maata kestävällä tavalla. Luke tukee IPCC:n työtä ja on ollut esimerkiksi mukana kirjoittamassa sen raporttia 2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories.
tietoihin ja arvioihin. Tärkeä osa LULUCF-sääntelyä ovat metsien kasvun kansalliset vertailutasot. Luke laati tekniset laskelmat maa- ja metsätalousministeriön toimeksiannosta ja julkaisi niistä raportin vuoden 2019 alussa. Luke tekee monialaista tutkimustyötä metsistä ja ilmastonmuutoksesta hyödyntämällä laajoja kansainvälisiä verkostoja. Maankäytön optimoinnin lisäksi työmme kattaa esimerkiksi metsävarojen käytöstä aiheutuvat biologiset vaikutukset ilmaston muutosprosessin aikana, ilmastonmuutoksen vaikutukset metsien uudistumiseen, metsänviljelyyn ja metsätalouteen sekä mahdollisten uusien vaatimusten ja käytäntöjen vaikutuksen hiilidioksidin ja muiden kasvihuonekaasujen taseeseen metsissä.
Ilmastonmuutoksen hillitseminen ja siihen sopeutuminen
Maatalousmaan optimointityökalut
Luken työ maankäytön, sen muutoksen ja metsien käytön (LULUCF) sääntelemiseksi perustuu kasvihuonekaasujen inventoinneista saatuihin
8
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
Luke edistää metsämaiden lisäksi myös maatalousmaan optimaalista, kestävää käyttöä. Yhteistyössä viljelijöiden kanssa kehitetyissä, tutkimustietoon perustuvissa työkaluissa
E S I M E R K K E J Ä H A N K K E I S TA SOMPA
CANEMURE
Tarkoitus: SOMPA-hankkeessa kehitetään ekologisesti ja taloudellisesti kestäviä menetelmiä orgaanisten suopeltojen ja -metsien hoitamiseksi hillitsemällä samalla ilmastonmuutosta. Hankkeessa tuotetaan uutta tietoa turvemaiden metaani- ja hiilidioksidipäästöjen sääntelymekanismeista tavoitteena vähentää päästöjä kustannustehokkaasti. Lisäksi hankkeessa hahmotellaan kasvihuonekaasupäästöskenaarioita metsäteollisuutta, turvemaiden hoitoa ja ruokaketjun trendejä varten. Vaikutus: Skenaarioiden perusteella voidaan vertailla päästöjä hillitseviä vaikutuksia yhdessä ja eri skenaarioiden riittävyyttä, kun ilmastopolitiikasta tehdään päätöksiä. Yhteistyökumppanit: 5 Rahoittaja: Suomen Akatemia
Tarkoitus: Hanke tuottaa uusia ilmastonmuutoksen hillitsemiskonsepteja ja lisää kapasiteettia ja tehostaa yhteistyötä eri sidosryhmien välillä. Vaikutus: Turvemaapeltojen metsien päästöjen vähennyspotentiaalista kerättyjen tietojen perusteella laaditaan niiden hoito-ohjeistus. Hanke myös viestii aktiivisesti sidosryhmille ehdotettujen hoitokäytäntöjen toteutettavuudesta. Yhteistyökumppanit: 21 Rahoittaja: Life Climate Change Adaptation, Suomen maa- ja metsätalousministeriö
MISA Tarkoitus: MISA-hankkeessa tutkitaan mahdollisia maankäyttöalan toimia, jotka voivat auttaa saavuttamaan ilmastotavoitteet. Vaikutus: Hanke lisää kokonaisvaltaista näkemystä maankäytön muutosten syistä ja mahdollisista keinoista vähentää metsäkatoa ja lisätä metsittämistä. Lisäksi se tuottaa entistä tarkempia arvioita kustannuksista ja vaikutuksista eri maankäyttöskenaarioissa. Yhteistyökumppanit: ei ole Rahoittaja: Valtioneuvoston päätöksentekoa tukeva selvitys- ja tutkimustoiminta
maanviljelijöille otamme huomioon lukuisat maapalstojen ominaisuudet, tuotantopotentiaalin ja ekologisen jalanjäljen. Lisäksi olemme yhteistyössä muiden tutkimuslaitosten ja yliopistojen kanssa laatineet Biomassa-Atlaksen, joka on laaja vuorovaikutteinen karttapalvelu kaikesta biomassasta Suomessa. Biomassa-Atlas tukee optimaalista, uusiin, kestäviin investointeihin liittyvää päätöksentekoa. Eri maankäyttötilojen sovittamisessa haasteena on paikallisen, tieteellisen ja muun erikoisosaamisen huomioiminen, yhdistäminen ja hyödyntäminen sekä tärkeiden tietojen valitseminen päätöksenteossa. Erilaisten vaikuttavien tekijöiden monitieteel-
OPAL-Life Tarkoitus: Hankkeen tavoitteena on edistää keinoja maataloudesta aiheutuvien kasvihuonekaasupäästöjen hillitsemiseksi noudattamalla kestävän tehostamisen periaatetta eli toisin sanoen yhdistämällä ympäristöhyödyt, tilojen kannattavuus ja yhteiskuntavastuu. Vaikutus: Hanke luo edellytyksiä viljelyskelpoisen maan käytön optimointiin kohdentamalla esimerkiksi työpanos, lannoitteet ja kasvinsuojeluaineet maa-alueille, joilla niiden vaikutus on suurin. Tuotanto siirtyy silloin pois maa-alueilta, joilla tällaisilla toimilla ei ole vaikutusta. Tämän tuloksena tuotantomäärien, taloudellisten voittojen ja ympäristöhyötyjen odotetaan kasvavan. Yhteistyökumppanit: 6 + koetilat Rahoittaja: LIFE Climate Change Mitigation
linen ymmärtäminen auttaa saavuttamaan kaikille osapuolille hyväksyttävän ratkaisun. Lisäksi Luke tutkii erilaisia kannustimia, jotka voivat tukea maanomistajia ja auttaa siten ottamaan käyttöön entistä ympäristöystävällisempiä
ILMASTOTEKOJA
MAANPÄÄLLINEN ELÄMÄ
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
9
Luonnon monimuotoisuus Luonnon monimuotoisuuden köyhtyminen on yksi aikamme suurimmista ympäristöä, yhteiskuntaa ja taloutta uhkaavista tekijöistä. Luken tutkimustyö keskittyy lähinnä metsien monimuotoisuuteen ja uhanalaisten lajien levinneisyyteen vaikuttaviin tekijöihin. Lisäksi työmme tukee monimuotoisuuden säilyttämistä soilla ja turvemailla, viljelypelloilla ja vesiympäristöissä. Luken pitkäaikaiset tutkimukset metsänhoitomenetelmistä kaupallisissa metsissä muodostavat luotettavan perustan luonnonsuojelulle. Tutkimusten mukaan menetelmät, jotka jäljittelevät luonnonmukaisia häiriöitä ja metsien luonnollista kehityskulkua tuottavat enemmän kasvuympäristöjä lajeille metsässä. Eri-ikäisrakenteinen metsänkasvatus on yksi esimerkki mahdollisista ratkaisuista. Tämäntyyppinen metsänhoito hyödyttää metsässä eläviä lajeja ja tukee metsien virkistyskäyttöä, minkä lisäksi se voi tuottaa sopivassa sijaintipaikassa yhtä paljon kuin tasaikäisrakenteinen metsänkasvatus tuottaisi.
Metsien ja turvemaiden ennallistaminen Metsien ennallistaminen on aktiivinen suojelutoimi, jolla suojellaan ja edistetään luonnon monimuotoisuutta. Luken kokeissa erilaisten metsien ennallis-
10
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
tamistoimien tehokkuutta verrataan metsäekosysteemien toimintaan ja rakenteeseen. Tutkimus tuottaa tietoa muutoksista puustorakenteessa ja palaneen ja maatuvan metsän hajoamisprosesseista sekä näiden tekijöiden vaikutuksesta lajien levinneisyyteen. Tietoa voidaan hyödyntää niin suojelualueilla kuin kaupallisissa metsissä. Luke tutkimus turvemaiden ennallistamisesta kattaa kentällä tehdyt kokeet, joissa on selvitetty lajien monimuotoisuuden kehitystä, kasvihuonekaasupäästöjä ja hydrologiaa uudelleenkostutustoimien jälkeen. Tuloksia käytetään kehittyneissä mallinnustutkimuksissa, joilla pyritään ennakoimaan ennallistamisen vaikutukset turvemaiden ekosysteemeihin ja optimoimaan ennallistamistoimet alueilla, joille ne parhaiten soveltuvat luonnon monimuotoisuuden, kasvihuonekaasutaseen ja ravinnekuormituksen perusteella. Laa-
ESIMERKKEJÄ HANKKEISTA IPBES
UUTU – New Products from Forests
Luken monimuotoisuusasiantuntijat tukevat Kansainvälisen biodiversiteettipaneelin (IPBES) työtä osallistumalla maailmanlaajuisten IPBES-arviointiraporttien laatimiseen ja kansallisiin ja kansainvälisiin tiedepoliittisiin tapahtumiin.
Tarkoitus: UUTU-hanke edistää metsien kestävää, monimuotoisuutta tukevaa käyttöä lisäämällä metsän ekosysteemipalveluiden monipuolista käyttöä, tuottamalla tietoa puuntuotannosta ja kehittämällä luonnontuotteiden tuotannon kannattavuuden ja tuotannon vaatimien kompromissien laskentamalleja. Hankkeessa kehitetään myös Forest Indicator -verkkotyökalua, joka ilmaisee metsänkäytön ekosysteemipalveluissa aiheuttamat muutokset. Vaikutus: Hanke tukee metsänomistajien päätöksentekoa ja alueellisten metsäohjelmien toteuttamista sekä kestävää biotaloutta ja alueellista kehitystä. Se hyödyttää sekä alueellisia että yksityisiä metsänomistajia ja koko metsäekosysteemiä. Yhteistyökumppanit: 5 Rahoittaja: Euroopan aluekehitysrahasto
LIFEPeatLandUse Tarkoitus: Hanke (2013–2018) tuotti tietoja heikosti tuottavien kuivattujen turvemaiden uudelleenkäytön ympäristö- ja taloudellisista vaikutuksista ja auttoi määrittämään turvemaiden kokonaisvaltaisesti kustannustehokkaat käyttövaihtoehdot. Vaikutus: Hankkeessa luotiin päättäjille tieteellisen tietoon perustuva toimintatapa, jolla voidaan havainnollistaa turvemaiden vaihtoehtoisten uudelleenkäyttötapojen vaikutukset luonnon monimuotoisuuteen, vesireitteihin ja hiilen talteenottoon ja siten auttaa kestävien maankäyttöpäätösten tekemisessä. Yhteistyökumppanit: 6 + 2 erillisrahoituksella Rahoittaja: LIFE+ Environment Policy and Governance
jamittaisessa EU:n rahoittamassa LIFEPeatLandUse-hankkeessa saatiin tutkimustietoa heikosti tuottavien kuivattujen turvemaiden vaihtoehtoisista käyttötavoista ja niiden vaikutuksista ympäristöön ja talouteen.
en materiaali on jo itsessään arvokasta, mutta se edistää lisäksi luonnon monimuotoisuuden säilyttämistä, jalostusta ja geenitutkimusta.
ILMASTOTEKOJA
Luonnon monimuotoisuuden on oltava osa maankäyttösuunnitelmia Luke kehittää menetelmiä luonnon monimuotoisuutta korostavien arvojen yhdistämiseksi maankäyttösuunnitelmiin. Tiedot luonnon monimuotoisuutta korostavista arvoista yhdistetään ihmisten toimiin ja maankäyttötapoihin sekä alueellisiin maankäyttösuunnitelmiin niiden alueiden paikallistamiseksi, joilla kehitys voidaan toteuttaa kestävällä tavalla. Päätöksenteon tueksi kehitetään työkaluja kuten Yoda ja Forest Indicator. Ne auttavat havainnollistamaan tasapainoilua luonnon monimuotoisuuden ja ekosysteemipalvelujen välillä. Osana viranomaistehtäviään Luke ylläpitää myös geneettisiä resursseja ja tekee tutkimusta niiden käytöstä alkutuotannossa. Suojeluohjelmi-
VEDENALAINEN ELÄMÄ
MAANPÄÄLLINEN ELÄMÄ
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
11
Maaperätutkimus ja mikrobit Terve maaperä on edellytys kasvien kasvulle kaikissa ekosysteemeissä, mukaan lukien hoidetut metsät ja ruoantuotanto. Monet tulevaisuutemme kannalta tärkeimmät haasteet, kuten luonnon monimuotoisuus, ilmastonmuutos, kestävä ruoantuotanto ja metsätalous, tuhoeläinten ja taudinaiheuttajien leviäminen ja biotalouden uusiutuvat resurssit, ovat tiiviisti tiedon lisääntymiseen maaperästä ja sen mikrobien ekologiasta. Maaperää on syytä tutkia pintaa syvemmältä: mikrobien näkymätön maailma on paras terveen maaperän indikaattori ja täynnä hyödyntämättömiä mahdollisuuksia. Luke tutkii näitä mahdollisuuksia viljelymaiden, metsien, tundran ja turvemaiden maaperässä.
Maaperä on valtavien mikrobiekosysteemien koti. Sen muille elämänmuodoille tuottamat monipuoliset hyödyt ovat yhä tärkeämmässä asemassa tutkimuksessamme. Tiedämme jo, että mikrobit vaikuttavat kasvien kasvuun ja terveyteen. Ymmärryksen lisäämiseksi tutkimme esimerkiksi, miten puiden kanssa symbioosissa olevat sienet auttavat taimitarhoja tuottamaan terveitä ja hyvin kasvavia taimia, jotka parantavat tarhojen kustannustehokkuutta ja miten mikrobiomien esiintymisen hallitseminen voi parantaa ruoantuotantoa.
12
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
Koko ei ratkaise ilmastonmuutoksen hillitsemisessä Mikrobit voivat olla myös tärkeä osa ratkaisua ilmastonmuutoksen hillitsemisessä. Ne osallistuvat kaikkien kolmen yleisimmän kasvihuonekaasun – hiilidioksidin, dityppioksidin ja metaanin – tuotantoon ja kulutukseen. Kaikki nämä kolme kaasua ovat tulos maaperän mikrobien tuottamasta tärkeästä ekosysteemipalvelusta: kasvi- ja eläinperäisen kuolleen orgaanisen aineen hajottamisesta. Tähän liittyen tutkimme, miten mikrobit voisivat auttaa varastoimaan entistä enemmän hiiltä maaperään ja tällä tavoin auttaa ratkaisemaan ilmaston maailmanlaajuisen lämpenemisen ongelmaa.
E S I M E R K K E J Ä H A N K K E I S TA CIRCLES
ACAP
Tarkoitus: Tarkoituksena on tutkia, voidaanko pinaatin, tomaatin, siipikarjan, sianlihan, viljellyn ja villin lohen ja hammasahvenien ruokaketjuissa hyödyntää luonnollisia mikrobiomeja entistä kestävämmän, turvallisemman, tuottavamman ja ravitsevamman ruoan tuottamiseksi. Vaikutus: Hankkeen tavoitteena on luoda konkreettisia mikrobiomiatuotteita, -menetelmiä, -työkaluja ja -sovelluksia, joita voidaan kehittää edelleen ja hyödyntää Euroopan talouden vahvistamiseksi ja työpaikkojen synnyttämiseksi. Yhteistyökumppanit: 4 Rahoittaja: Horizon 2020
Tarkoitus: Hankkeessa tutkitaan, miten ilmaston lämpeneminen ja porojen laidunnus vaikuttavat kasvihuonekaasujen esiintymiseen turvemailla. Vaikutus: Vuoden 2018 lopussa käynnistyneen hankkeen tarkoituksena on lisätä ymmärrystä kasvihuonekaasujen esiintymisestä ja tuottaa tietoa päätöksenteon tueksi. Yhteistyökumppanit: 2 Rahoittaja: Suomen Akatemia
AccuSoil Tarkoitus: Lisätä tietoa hiilen stabilisoitumiseen vaikuttavista prosesseista maaperässä. Vaikutus: Hankkeessa tuotettua tietoa tarvitaan hiilen maaperään varastoinnin kehittämiseksi ja sitä kautta ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi. Yhteistyökumppanit: 2 Rahoittaja: Suomen Akatemia Mikrobien lisäksi Luke tekee myös paljon muuta maaperätutkimusta. Esimerkki tästä ovat hivenaineet, jotka ovat välttämättömiä kasvien kasvulle ja parantavat lisäksi elintarvikkeiden laatua. Ilmastosta riippumatta tällaiset tärkeät hivenaineet puuttuvat usein maaperästä. Hivenaineiden
Diverfarming Tarkoitus: Kehittää uusien viljalajien monipuolistamisen järjestelmiä elintarvikkeiden, rehun, teollisten tuotteiden ja ekosysteemipalvelujen tuottamiseksi. Vaikutus: Hankkeessa esimerkiksi tuetaan ja neuvotaan maatiloja ja arvoketjuun kuuluvia organisaatioita kestävien ja monipuolisten viljelyjärjestelmien käytössä. Yhteistyökumppanit: 25 Rahoittaja: Horizon 2020
määrän analysointi ja lannoitesuunnitelmien luominen analyysin perusteella ovat tärkeä osa kestävää ruoantuotantoa. Asiantuntemuksemme ja työmme kansainvälisissä tutkimushankkeissa ovat auttaneet rakentamaan paikallista osaamista erityisesti kehittyvissä maissa ja parantanut siten ruokaturvaa kyseisillä alueilla.
EI NÄLKÄÄ
ILMASTOTEKOJA
MAANPÄÄLLINEN ELÄMÄ
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
13
Kestävä ruoantuotanto ja ruokaturva Vuonna 2030 tarvitaan 50 % enemmän ruokaa kuin vuonna 2010, ja ruoka on tuotettava kestävällä tavalla. Luke on tutkinut vuosien ajan koko ruokajärjestelmän kehittämistä pellolta pöytään. Asiantuntemuksemme kattaa alkutuotannon, tutkimus- ja kehitystyön maaperän kunnosta ja eläinten ruokinnasta kasviensuojeluun viljelyskasvien ja tuotantoeläinten genetiikkaan sekä uusien elintarvikkeiden diagnostiikan. Kestävät ruokajärjestelmät ovat monien taloudellisten näkökulmien lisäksi yhteydessä ihmisten, eläinten ja ympäristön hyvinvointiin ja terveyteen. Luke tuottaa tietoa vastuullisuuden tärkeydestä ja ruokajärjestelmän eri tekijöihin liittyvistä indikaattoreista. Tuotamme lisäksi tietoa siitä, miten vastuullisuutta voidaan kehittää järjestelmän eri alueilla.
Parempaa ruokaturvaa Heikko ruokaturva aiheuttaa erityisesti kehittyvissä maissa suuria yhteiskunnallisia, taloudellisia ja ympäristöongelmia. Ruokaturva on monimutkainen asia, johon vaikuttavat lukuisat tekijät. Siksi sen parantaminen vaatii monitieteellistä toimintatapaa ja tiivistä yhteistyötä maanviljelijöiden, tutkijoiden, päättäjien ja muiden sidosryhmien välillä. Mikroravinteiden määrän lisääminen maaperässä tai tuotetussa maidossa, ilmastonmuutokseen sopeutuminen ja monet muut tekijät parantavat ruoan laatua ja ihmisten hyvinvointia. Kokemuksemme laajoista tutkimus- ja koulutushankkeista kehittyvissä maissa on osoittanut, että paras keino saavuttaa tuloksia pitkällä aikavälillä on lisätä paikallista tutkimus- ja viljelyosaamista.
14
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
Ilmastonmuutoksen hillitseminen edellyttää esimerkiksi lisää tutkimustietoa uusista, kestävistä proteiinilähteistä. Tutkimme pohjoisissa olosuhteissa menestyviä kestäviä, kasviperäisiä proteiininlähteitä ja niiden mahdollisuuksia edistää proteiiniomavaraisuutta. Luke myös on Euroopan johtavia tutkimuslaitoksia hyönteisten viljelyyn, rehukäyttöön ja uusiin kiertotalouden ratkaisuihin liittyen. Ilmastonmuutoksen hillitsemiskeinoja ovat myös esimerkiksi märehtijöiden metaanipäästöjen vähentäminen, jota tutkimme erityisissä metaboliakammioissa. Lisäksi genomiikan tutkimus on välttämätöntä uusien, muuttuvaan ilmastoon paremmin sopeutuvien tai tietyille kasvitaudeille vastustuskykyisten viljalajien jalostamiselle ja siten ruokaturvan parantamiselle.
Ruokahävikki on rahan haaskausta Myös ruokahävikin minimoiminen on tärkeää ruokajärjestelmän kestävyyden ja resurssitehokkuuden parantamisessa. Turhaan tuotettu ruoka rasittaa niin taloutta kuin ympäristöä. Luke kehittää uusia tapoja seurata ja vähentää elintarvikejätettä koko arvoketjussa. Samalla autamme
E S I M E R K K E J Ä H A N K K E I S TA FoodAfrica Tarkoitus: Vuonna 2018 päättynyt FoodAfrica oli kuusivuotinen tutkimusohjelma, jossa parannettiin ruokaturvaa Länsi- ja Itä-Afrikassa. Hanke toteutettiin monitieteellisenä, usean sidosryhmän välisenä yhteistyönä. Siinä tuotettiin uutta tieteellistä tietoa ravitsemuksen ja ruokahuollon parantamisesta, kehitettiin osaamisen jakamista ja yhteistyötä tutkijoiden ja oppilaitosten välillä sekä laadittiin konkreettisia ohjeita ja suosituksia paikallisille laitoksille ja viranomaisille. Vaikutus: Esimerkkinä vaikuttavuudesta FoodAfrica-ohjelma koulutti noin 20 000 maanviljelijää kestäviin viljelykäytäntöihin. Osaamisen kehittämisen avulla kohdemarkkinoiden viljelijät pystyivät esimerkiksi vähentämään aflatoksiinin riskiä maississa 80 prosentilla, moninkertaistamaan maidontuotannon karjan jalostuksen ja tehokkaiden ja ilmastoviisaiden viljelymenetelmien avulla sekä kasvattamaan satoa ja sen ravintoarvoa parantamalla maaperää. Yhteistyökumppanit: 7 Rahoittaja: Suomen ulkoministeriö
Scenoprot Tarkoitus: Scenoprot-hankkeessa tutkitaan keinoja hyödyntää kasviperäisiä proteiineja ja lisätä niiden kestävää tuotantoa. Hankkeessa tutkitaan esimerkiksi erilaisia skenaarioita, sosioekonomista ja ekologista kestävyyttä sekä kulutustottumusten muutoksia. Se kattaa koko arvoketjun alkutuotannosta kuluttajiin.
ruoantuottajia ja elintarvikealan yrityksiä hyödyntämään tuotannon sivuvirtoja ja edistämme näin kiertotaloutta ja uutta liiketoimintaa. Lisäksi eri elintarvikkeiden ja ruokavalioiden ympäristövaikutukset ja hiilijalanjälki ovat tärkeässä asemassa tutkimusagendallamme. Näin voimme ymmärtää entistä paremmin ympäristön kannalta kestävän elintarviketuotannon tieteellistä perustaa, mahdollisuuksia ja kulutustottumuksia.
Vaikutus: Suomen omavaraisuutta proteiinintuotannossa kehitetään nykyisestä alle 20 prosentin tasosta 60 prosenttiin. Vastaava muutos on saatava aikaan muualla Euroopassa, koska soijan viljely tuhoaa jatkuvasti sademetsiä ja kiihdyttää ilmastonmuutosta. Yhteistyökumppanit: 7 Rahoittaja: Suomen Akatemia
Ruokahävikin seurantajärjestelmä ja tiekartta Tarkoitus: Luke rakentaa parhaillaan ennakoivasti elintarvikejätteen mittaus- ja seurantajärjestelmää Suomessa ja laatii suunnitelman hävikin vähentämiseksi. Luken tutkijat, tärkeimmät ministeriöt, elintarviketeollisuus, vähittäiskauppa ja ravintolaja majoitusala sekä muut ruokajärjestelmän keskeiset sidosryhmät sopivat vuonna 2018 aktiivisesta yhteistyöstä elintarvikejätteen määrän selvittämiseksi ja vähentämiseksi Suomessa. Vaikutus: Ymmärrämme hankkeen jälkeen paremmin elintarvikejätteen nykyisen määrän ja voimme seurata sitä vuosittain. Järjestelmä toimii myös Euroopan komissiolle tehtävän ruokahävikin raportoinnin perustana. Perimmäisenä tavoitteena on vähentää ruokahävikkiä ryhtymällä kansallisen hävikin vähentämissuunnitelman mukaisiin toimiin. Rahoittaja: Maa- ja metsätalousministeriö, ympäristöministeriö, työ- ja elinkeinoministeriö, Elintarviketeollisuusliitto ry, Päivittäistavarakauppa ry ja Matkailu- ja Ravintolapalvelut MaRa ry
EI KÖYHYYTTÄ
EI NÄLKÄÄ
ILMASTOTEKOJA
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
15
Vesiluonnonvarojen kestävä käyttö ja vesiviljely Kalat ja muut merenelävät ovat yhä tärkeämpi ravinnon muoto joka puolella maailmaa. Kalojen ja muiden vesiluonnonvarojen kestävän käytön varmistaminen on ehdottoman tärkeää. Luke tarjoaa käyttöön laajan valikoiman tutkimusresursseja vesistöjen ja kalakantojen kestävän käytön mahdollistamiseksi. Menetelmien jatkuva kehittäminen kansainvälisessä yhteistyössä on keskeinen osa työtämme. Rakennettujen jokien ja vesireittien kunnostus on tärkeä osa tutkimustyötämme. Tavoitteenamme on löytää ratkaisut vaelluskalan luonnollisen lisääntymisen tehostamiseksi. Kalavesien hoito tukee sekä Itämerellä että sisävesissä kestävää ja kannattavaa kalaelinkeinoa ja virkistyskalastusta. Lisäksi tutkimme vesistöihin liittyvien hyvinvointipalvelujen potentiaalia ja kalojen kasvuympäristöjä vesistöalueiden käytön suunnittelun tueksi. Luke on kehittänyt vuosikymmenien ajan kestäviä vesiviljelyn menetelmiä. Keskeisiä osaamisalueitamme ovat kalankasvatus kylmissä vesistöissä sekä uudet kiertovesi- ja läpivirtausteknologiat (RAS). Vesiviljely on nopeasti
16
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
kasvava tapa tuottaa proteiinipitoista ruokaa, ja sen osuus syömästämme kalasta on jo tällä hetkellä suurempi kuin kalastuksen. Lisäksi kalaa viljellään luonnonvesiin vapauttamista varten tarkoituksena varmistaa luonnon monimuotoisuuden ja uhanalaisten lajien säilyminen – ja ammatti- ja virkistyskalastuksen edellytysten säilyminen.
EI NÄLKÄÄ
VEDENALAINEN ELÄMÄ
E S I M E R K K E J Ä H A N K K E I S TA Kalatalouden innovaatio-ohjelmat
Vaelluskalan palauttaminen säännellyille vesille
Tarkoitus: Kalatalouden innovaatio-ohjelmien tavoitteena on kehittää yhteistyötä koko kalateollisuuden ja sen arvoketjun alalla. Ohjelmat ovat osa Euroopan meri- ja kalatalousrahaston operatiivista ohjelmaa Suomessa. Ohjelmien laajuuteen sisältyvät kalatalouden verkkoperustainen kehitys, ympäristöä säästävät kalatalouden innovaatiot, kestävä vesiviljely ja vesiympäristöjen kunnostus. Vaikutus: Ohjelmat edistävät kalasta saatavien tuotteiden kehitystyötä, lujittavat yhteistyötä yksityisellä ja julkisella sektorilla ja kannustavat rohkeisiin kokeiluihin. Suunnitelmien mukaan vuoteen 2022 asti jatkuvat ohjelmat ovat jo tuottaneet konkreettisia tuloksia, kuten uudenlaisten vähän käytetyistä kalalajeista valmistettujen tuotteiden valmistusmenetelmiä. Yhteistyökumppanit: 3 koordinaattoria + tutkimuskumppanit ja kalateollisuuden kumppanit. Luke koordinoi kolmea ohjelmaa viidestä ja toimii aktiivisena osapuolena kahdessa ohjelmassa. Rahoittaja: Euroopan meri- ja kalatalousrahasto
Tarkoitus: Vaelluskalojen elinolosuhteita parannetaan rakennetuissa joissa ja vesireiteillä tuottamalla uutta tietoa vaelluskalojen käyttäytymisestä ja suunnittelemalla vaelluskaloja tukevia ratkaisuja. Keskeinen osa hanketta on yhdistää tutkijoiden ja vesivoimaloiden tuottama tieto virtaavien ja turbulenttien vesien ja muokatuissa kanavissa kulkevien kalojen liikkumisen mallinnuksessa sekä kehittää yleisesti kalojen seurantaa. Vaikutus: Kumppanuus on lisännyt ymmärrystä osapuolten välillä ja tukenut tutkimustietoon perustuvien ratkaisujen luomista vaelluskalojen elinolosuhteiden parantamiseksi säännellyillä vesillä. Asiakkaat: Vesivoimalat, Maa- ja metsätalousministeriö, alueelliset ELY-keskukset Rahoittajat: Fortum Oy, Kemijoki Oy, PVO-Vesivoima Oy, Vattenfall Oy, UPM Energy Oy, Oulun Energia Oy, Helen Oy, Kolsin Voima Oy, Energiateollisuus ry, Maa- ja metsätalousministeriö ja Luke.
SmartSea
Tarkoitus: Pitkän aikavälin hanke, jonka tavoitteena oli käynnistää kalanviljely kylmissä vesissä Pohjois- ja Keski-Vietnamissa. Yhteistyössä Research Institute for Aquaculture No1 (RIA-1) -tutkimuslaitoksen ja Elintarviketurvallisuusviraston (Ruokavirasto) kanssa Luke auttoi rakentamaan koetilan ja kasvattamaan paikallista osaamista tukeakseen alan kestävää kasvua. Vaikutus: Kylmän veden vesiviljelylaitosten määrä on noussut nollasta yli sataan, ja ne tuottavat yli kaksi miljoonaa kiloa kalaa. Tällä hetkellä kylmän veden vesiviljelylaitokset työllistävät suoraan tai välillisesti 10 000–15 000 henkilöä Vietnamissa ja lisäävät alueen vaurautta. Yhteistyökumppanit: 3 Rahoittaja: Suomen ulkoministeriö
Tarkoitus: SmartSea-hankkeen tarkoituksena on tuottaa tieteelliseen tietoon perustuvia ohjeita ja vesistöalueiden käyttösuunnitelmia sekä tukea yrityksiä Pohjanlahden kestävässä käytössä. Vaikutus: Hankkeessa arvioidaan Pohjanlahden vesiympäristön käytön kasvupotentiaalia ja keskustellaan siitä eri sidosryhmien kanssa. Hanke auttaa suunnittelijoita tekemään tehokkaita, yhteiskunnan hyväksymiä päätöksiä. Yhteistyökumppanit: 7, koordinaattorina Ilmatieteen laitos Rahoittaja: Suomen Akatemia
Kylmän veden kalankasvatuksen kehittäminen Vietnamissa
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
17
Kiertotalousratkaisut Kun resurssit eivät riitä nopeasti kasvavalle väestölle, niiden uudelleen käyttäminen on välttämätöntä. Luke edistää kiertotaloutta kaikissa tutkimusohjelmissaan metsäteollisuuden sivuvirtojen hyödyntämisestä elintarviketuotannon ravinteiden kierrättämiseen. Erilaisista sivuvirroista, kuten arvokkaiden puu- ja elintarviketuotteiden jalostuksesta saadun biomassan hyödyntäminen on Luken kiertotalousratkaisujen ytimessä. Ratkaisut perustuvat osaamiseemme raaka-aineiden talteenotosta, lajittelemisesta, mikrobiologisesta käsittelystä, anaerobisesta hajotuksesta, biokaasuprosesseista, entsymaattisista bioprosesseista ja hitaasta pyrolyysista. Palveluvalikoimamme on laaja ja sisältää esimerkiksi ympäristöä säästävät puhdistus-, lajittelu-, talteenotto- ja käsittelyteknologiat, jotka moninkertaistavat raaka-aineen arvon. Tällaiset teknologiat auttavat käyttämään raaka-aineen resurssitehokkaasti ja toteuttamiskelpoisella tavalla. Tavoitteenamme on yhdistää eri lähteistä saatu biomassa uusiksi tuotteiksi ja korvata niillä fossiilisista raaka-aineista riippuvaisia tuotteita.
Ravinteiden kierrätys keskipisteessä Erityisesti elintarviketeollisuudelle ravinteiden
18
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
kierron ja talteenoton optimointi osana koko hyödyntämisketjua on keskeisen tärkeää. Ravinteiden täytyy olla maatiloilla tasapainossa, jotta elintarviketuotanto olisi vastuullista. Se edellyttää kuitenkin tarkkoja tietoja lannoitteen määrästä ja ominaisuuksista. Luke tekee Euroopan johtavien tutkimuslaitosten ja yliopistojen kanssa työtä lannoitteiden hallinnan tehostamiseksi Euroopassa. Ravinteiden kierrätys on maatalouden lisäksi tärkeää myös isommassa kuvassa. Luke tutkii innovatiivisia tapoja käyttää uudelleen esimerkiksi energiantuotannon sivuvirroista saadun tuhkan sisältämiä ravinteita. Toinen esimerkki ravinteiden kiertoa edistävästä ratkaisusta on ”sininen sellutehdas”, jossa vesiviljelylaitos hyödyntää sellutehtaan ravinteita ja hukkalämpöä. Tutkimme myös esimerkiksi biomateriaalien valmistusta biomuoveja varten ja rasvahappojen tuotantoa anaerobisen hajoamisen avulla.
E S I M E R K K E J Ä H A N K K E I S TA MonoCell Tarkoitus: Hankkeen tavoitteena on edistää uusien kestävien ja kotimaisten proteiininlähteiden käyttöä kalojen ruokinnassa. Siinä kehitetään uusia laadukkaita proteiinikomponentteja käyttämällä metsäteollisuuden sivutuotteita mikrobien kasvun välineenä. Vaikutus: Hankkeen tuloksena sellutehtaille voi avautua uusia liiketoimintamahdollisuuksia sahanpurujen käytössä. Lisäksi rehutuotannossa nykyisin käytettyjä proteiininlähteitä voidaan korvata kestävämmillä vaihtoehdoilla. Yhteistyökumppanit: ei ole hankkeen aikana, teollisuuden yhteistyökumppanit hankkeen jälkeen Rahoittaja: Luken strateginen rahoitus
PROMINENT Tarkoitus: Hankkeessa tutkittiin vuosina 2015– 2018 uusia hajotus-, lajittelu- ja talteenottoteknologioita proteiinien tuottamiseksi tehdastuotannon jäämistä. Vaikutus: Sivuvirtojen entistä tehokkaampi hyödyntäminen auttaa vastaamaan ravintoproteiinin
IHMISARVOISTA TYÖTÄ JA TALOUSKASVUA
KESTÄVÄÄ TEOLLISUUTTA, INNOVAATIOITA JA INFRASTRUKTUUREJA
maailmanlaajuisesti kasvavaan kysyntään ja antaa välineet kehittää prosessien taloudellisuutta. Kuluttajatuotteita valmistaville elintarvikealan yrityksille uusien proteiiniainesosien saatavuus avaa uusia liiketoimintamahdollisuuksia uusista proteiinipitoisista tuotekonsepteista. Yhteistyökumppanit: 9 Rahoittaja: Bio-Based Industries
HerääPahvi! Tarkoitus: Hankkeen tarkoituksena on luoda kestäviä kuitupohjaisia ja toiminnallisia elintarvikepakkauksia hyödyntämällä elintarviketeollisuuden sivuvirroista, esimerkiksi ohran- ja kaurankuorista saatuja kuituja. Vaikutus: Selluloosa voidaan osittain korvata pakkauksissa, mikä edistää raaka-aineiden resurssiviisasta käyttöä ja kiertotaloutta. Elintarviketeollisuuden, tiedeyhteisön, paperinvalmistajien ja suunnittelijoiden tiivis yhteistyö tukee innovaatioita, kasvua ja työpaikkojen syntymistä. Yhteistyökumppanit: 2 Rahoittaja: Euroopan sosiaalirahasto
ILMASTOTEKOJA
MAANPÄÄLLINEN ELÄMÄ
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
19
Teollisuuden innovaatiot Uuden, vastuullisen liiketoiminnan tukeminen on tärkeä osa Luken työtä. Biomassan arvon lisääminen sekä tuotannon sivuvirtojen ja sivutuotteiden hyödyntäminen edistävät kiertotaloutta, jossa resurssit käytetään älykkäästi ja vähemmän on enemmän. Hyvin varustetun tutkimusinfrastruktuurimme ansiosta huippututkimusta ja teknologiaa voidaan hyödyntää myös pienimuotoisessa liiketoiminnassa ilman suuria investointeja.
Luken palvelut teollisille yhteistyökumppaneille kattavat kaikki tutkimusohjelmamme puutuotteista ja puista talteen otetuista hyödyllisistä yhdisteistä uusiin vesiviljelyn innovaatioihin ja terveyttä edistäviin lisäarvotuotteisiin. Esimerkiksi puiden kuori on todellinen hyödyllisten materiaalien aarrearkku. Kun sen mikrobeja tuhoavia ja hapettumista estäviä yhdisteitä käytetään viisaasti innovatiivisilla käsittelytekniikoilla, biomassan arvo voidaan moninkertaistaa. Tutkimme yhteistyökumppaniemme kanssa uusia menetelmiä polyfenolien, ainesosien ja muiden puusta ja kuoresta saatujen hyödyllisten yhdisteiden käytön tehostamiseksi. Innovatiiviset elintarvike- ja rehutuotteet ovat jatkuvasti kasvava osa-alue Luken tutkimus- ja kehityspalveluissa. Testaamme ja kehitämme uusia tuotteita ja tuotantoprosesseja nykyaikaisissa koehalleissamme. Syvällinen asiantuntemuksemme raaka-aineista, osaamisemme monelta eri alalta ja pitkäaikainen tutkimustyömme
20
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
tukevat innovatiivisten uusien tuotteiden suunnittelemista sekä ihmisille että eläimille sekä uusien teknologioiden kehittämistä ja prosessien parantamista. Käytännön tuloksia tästä työstä ovat esimerkiksi koirille kehitetty hyvinvointituote sekä Benella-kirjolohi, jonka ruokinta on optimoitu käyttämällä kasviperäistä rehua. Tutkimus- ja kehitystyömme ytimessä on raaka-aineiden vastuullinen käyttö. Autamme asiakkaitamme kehittämään tuotteita, jotka lisäävät sekä ihmisten että luonnon hyvinvointia.
IHMISARVOISTA TYÖTÄ JA TALOUSKASVUA
KESTÄVÄÄ TEOLLISUUTTA, INNOVAATIOITA JA INFRASTRUKTUUREJA
E S I M E R K K E J Ä H A N K K E I S TA InnoTrea
SusBinders
Tarkoitus: Hankkeen tavoite oli edistää metsäteollisuuden sivuvirtojen käyttöä bioaktiivisten yhdisteiden taloudellisesti ja ekologisesti vastuullisena raaka-aineena erilaisten tuotteiden kehitystyössä. Hankkeessa testattiin ja luotiin innovatiivisia käsittelytekniikoita, joilla puiden arvokkaat yhdisteet voidaan muokata vastaamaan loppukäytön vaatimuksia. Vaikutus: Hankkeessa luodut käsittelytekniikat lisäävät mahdollisuuksia hyödyntää bioaktiivisia yhdisteitä esimerkiksi kosmetiikka-, elintarvike-, juoma-, haavojenhoito- ja lääketeollisuudessa. Yhteistyökumppanit: PK-yritykset Suomen Lapissa Rahoittaja: Suomen Akatemia
Tarkoitus: Sustainable binders from bark -hankkeessa tavoitteena on tutkia puunkuoren sisältämien polyfenolien käyttöä erilaisissa liimoissa ja kehittää arvokkaiden yhdisteiden talteenottoprosessia kuoresta. Vaikutus: Pehmeiden puulajien kuoren käytön lisääminen puuteollisuuden sivuvirroista voi lisätä metsän biomassan arvoa ja luoda uutta liiketoimintaa. Yhteistyökumppanit: VTT, Luke ja XAMK Rahoittaja: Business Finland, Kemira, Metsä Fibre, Saalasti
Eläinten hyvinvointituote Tarkoitus: Vetcare ja Luke loivat yhdessä Canius®-tuotteen, joka on ensimmäinen suomalainen koirille tarkoitettu hyvinvointituote. Tuote kehitettiin Luken FoodPilot-koehallissa Jokioisissa yhdistämällä ravitsemuksen, elintarvikekemian ja mikrobiologian alan asiantuntemus ja teknologioiden osaaminen. Vaikutus: Uusi tuote tuotiin markkinoille vuonna 2017. Luke auttoi Vetcarea myös EU-tuotelisenssin hakemisessa, ja tuote on nyt myynnissä myös Suomen ulkopuolella. Yhteistyökumppanit: Vetcare Rahoittaja: Vetcare
Metaanibioreaktori Tarkoitus: Rakentaa metaanibioreaktori, joka tuottaa energiaa ja varastoi aurinko- ja tuulienergiaa ja vesivoimaa. Lisäksi reaktori muuntaa puukaasun puhtaaksi metaaniksi, joka on paineistuksen jälkeen valmis käyttöön ajoneuvojen polttoaineena. Teknologiaa voidaan lisäksi käyttää teollisuuden hiilidioksidipäästöjen kierrättämiseen metaanintuotannossa. Vaikutus: Menetelmä on mullistanut bioenergian tehokkuuden ja varastoinnin käyttämällä turvemaiden mikrobeja metaanin tuottamiseksi vedystä, hiilidioksidista, biokaasusta ja puukaasusta. Yhteistyökumppanit: Qvidja Kraft osti Luken rekisteröintiä odottavat patentit ja kehitti innovaatiota edelleen kaupallista käyttöä varten. Rahoittaja: Luken strateginen rahoitus
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
21
Esimerkkejä kansainvälisestä toiminnastamme vuonna 2018
Kanada Luke ja British Columbian yliopisto sopivat tutkimusyhteistyön kehittämisestä metsätalouteen liittyen edistääkseen vähähiilistä taloutta Suomessa ja Kanadassa.
Senegal, Benin, Kenia, Ghana, Uganda, Kamerun FoodAfrica-tutkimusohjelma (2012– 2018) paransi ruokaturvaa kuudessa Afrikan maassa tutkimuksen ja osaamisen kehittämisen avulla.
Argentiina Luke ja National Agricultural Technology Institute INTA järjestivät biotalousfoorumin Buenos Airesissa ja kehittivät tutkimusyhteistyötään vuonna 2017 allekirjoitetun aiepöytäkirjan pohjalta.
22
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
Mosambik Kolmivuotisessa (2016–2018) hankkessa Luke kasvatti paikallista osaamista kestävässä metsänhoidossa.
Belgia Luke järjesti seminaarin kestävästä ruokajärjestelmästä ja sen tärkeiden teemojen sisällytämisestä Horizon Europe –tutkimusohjelmaan. Tilaisuus oli suunnattu Euroopan parlamentin jäsenille ja muille EU-sidosryhmille.
Kiina Luke ja Agro-Environmental Protection Institute of Ministry of Agriculture of China käynnistivät neuvottelut tutkimusyhteistyöstä.
Myanmar Luke on lisännyt paikallista osaamista Myanmarin metsien inventoinnissa vuonna 2017 alkaneissa hankkeissa.
Malesia Luke ja Sarawakin osavaltion hallinto sopivat tutkimusyhteistyöstä kestävään metsätalouteen liittyen. Yhteistyön pilottihanke käynnistyy vuonna 2019.
Indonesia Luke jatkoi tutkimusyhteistyön rakentamista Indonesian kanssa vuonna 2017 allekirjoitetun aiepöytäkirjan pohjalta. Yhteistyö sisältää esimerkiksi kestävän metsänhoitoon, puunjalostukseen ja ilmastonmuutoksen hillintään liittyvän tutkimuksen.
E N E M M Ä N T U TK I M U K S E STA
23
Seuraa meitä luke.fi luke.fi/uutiskirje
facebook.com/luonnovarakeskus instagram.com/lukefinland_official linkedin.com/company/lukefinland
photo: Tero Suhonen / Vastavalo.fi
twitter.com/LukeFinland