Rautatien luontojalanjäljen arviointi : tapaustutkimus Itärata

Abstract

Raidehankkeen paikallisia vaikutuksia luonnonympäristöön arvioidaan lakisääteisissä menettelyissä, mutta vähemmälle huomiolle jäävät infrarakentamisen laajemmat biodiversiteettivaikutukset, jotka syntyvät rakentamisessa käytettävien materiaalien ja tuotteiden kautta. Tutkimuksia radan elinkaarenaikaisista biodiversiteettivaikutuksista ei ole, joten tässä diplomityössä arvioitiin ensimmäistä kertaa ratainfrastruktuurin vaikutus luonnon monimuotoisuuteen eli luontojalanjälki. Tapaustutkimuksen kohteena oli suunnitteilla oleva Itärata ja sen pääasialliset rakenteet, rakennusmateriaalit ja maastoon avattava raidekäytävä.

Luontojalanjälki muodostettiin käyttäen elinkaariarviointimenetelmää (LCA), jossa vaikutukset laskettiin LC-IMPACT 1.3- ja GLAM-menetelmillä kolmen vaikutusluokan kautta: ilmastonmuutos (maaekosysteemit), maaperän happamoituminen ja maankäyttöstressi. Luontojalanjälki laskettiin neljälle toteutusvaihtoehdolle, joissa yhtenä muuttujana oli radan alalinjaus (maanpäällinen tai tunneli) ja toisena muuttujana materiaaliskenaario (hiili-intensiiviset tai vähähiiliset/kiertotalousmateriaalit). Tulokset ilmaistiin osuutena maaekosysteemien lajeista, joilla on riski hävitä maailmanlaajuisella tasolla ajan kuluessa. Luontojalanjälki vaihteli välillä 1,87E-10 ja 2,46E-10 PDF∙yr ratakilometriä ja vuotta kohden.

Alustavan suunnittelutason lähtötietoja käyttäen luontojalanjälki ei juuri poikennut alalinjausten kesken. Vähähiilisten/kiertotalouspohjaisten rakennusmateriaalien käyttö pienensi luontojalanjälkeä 22 % molemmilla alalinjauksilla. Kaikissa toteutusvaihtoehdoissa suurin vaikutus luontojalanjälkeen oli ilmastonmuutoksella ja pienin maaperän happamoitumisella. Maankäyttöstressiin vaikutti eniten raidekäytävä. Keskeinen havainto oli, että keskeisten rakennusmateriaalien ilmastonmuutosta hillitsevät toimet pienentävät eniten myös maailmanlaajuisten sukupuuttojen riskiä maaekosysteemeissä pitkällä aikavälillä, minkä vuoksi vähähiilisten materiaalien ja rakennustapojen aktiivinen tutkimus ja kehitys on tärkeää.

Local impacts of new railway on natural environments are assessed in the context of statutory procedures, whereas less attention is given to broader biodiversity impacts of railway infrastructure arising from the construction materials and products used. Research on life cycle biodiversity impact assessment of railway infrastructure is lacking. This Master’s thesis is the first study to assess the biodiversity footprint of a railway that is built in a new greenfield corridor, considering its main structures, construction materials and the railway corridor. The case study focused on Itärata, a railway project in a preliminary planning phase.

Biodiversity footprint was formulated by using life cycle assessment methodology (LCA). The impacts were calculated using LC-IMPACT 1.3 and GLAM methods across three impact categories: climate change (terrestrial ecosystems), terrestrial acidification, and land stress. Biodiversity footprint was calculated for four implementation options; one variable being an alternative route section (overground or underground) and another a material scenario (carbon intensive or low-carbon/circular). The results were expressed as potentially disappeared fraction of species in terrestrial ecosystems over time. Biodiversity footprint was between 1.87E-10 and 2.46E-10 PDF∙yr per railway kilometer per year.

Using preliminary planning data, there was no significant difference in biodiversity footprint between alternative route sections. In both route sections, selecting low-carbon/circular construction materials reduced biodiversity footprint by 22%. Climate change was the main contributor to biodiversity footprint in all implementation options while terrestrial acidification had the least impact. Railway corridor contributed most to land stress. An essential observation was that means to mitigate climate impacts of main construction materials also mitigate the risks of global extinctions in terrestrial ecosystems over time. Therefore, active research and development of low-carbon materials and construction methods is important.