Tutkimusretki Vattajanniemelle

Transkriptio

1 Helsingin yliopiston maantieteen laitoksen tutkimusretkiraportteja 45 Tutkimusretki Vattajanniemelle Toim. Nona Paavolainen ISSN

2 Yyteristä Vattajalle Kesän 2007 laudatur-retki ei ollut perinteinen Le Grand Tour kaukaisille maille, vaan pienimuotoisempi ja pienellä joukolla tehty tutkimusmatka kotimaan hiekkarannoille. Jokainen retkeläinen varmaan silti löysi matkalta jotain itselleen uutta, kuten sumuisina höyryäviä hietikoita, hyökkäileviä tiiroja, taivaanvuohen mäkätystä, hiljaisen autiota palanutta metsää tai kohmeisia perhosia. Vastoinkäymisten puolelle voi laskea jatkuvan sateen ja metsissä vaanivat hyttyset. Iltaisin rentouduimme kodikkaasti TV:n ja Lohtajan kirjastosta löytyneiden filmien äärellä. Retki oli kuitenkin ennen muuta tutkimusretki, jokaisella oli oma aihe selvitettävänään. Nuo selvitykset on koottu tähän retkiraporttiin. Retken suunnittelu lähti tarpeesta täydentää edellisenä kesänä aloitettua Lohtajan Vattajanniemen dyynialueen Life-projektin seurantatutkimusta. Metsäisten dyynien kartoitus oli vielä kesken, laidunalueita oli laajennettu ja alueella oli riehunut laaja tulipalo, lisäksi arkeologisen selvityksen tulokset olivat nyt käytettävissä. Toisaalta oli myös tarvetta halvalle laudatur-retkelle. Siksi mukaan otettiin muitakin kohteita Vattajan Natura-alueen lisäksi. Laudatur-retkien perinteitä kunnioittaen etukäteisselvityksiä tehtiin myös reitin varrelle osuneista kulttuurikohteista, kuten Reposaaresta, jota aikanaan ehdotettiin jopa Suomen pääkaupungiksi. Näistä muista kohteista löytyy kuvia ja muistiinpanoja retkipäiväkirjoista. Kiitokset Ainolle ja Markulle turvallisesta kyydistä, Nonalle raporttien toimitustyöstä sekä myös Merville ja Caritalle onnistuneesta ja erityisen hyvässä hengessä sujuneesta retkestä, matkaseurasta ja aktiivisesta työskentelystä. Pirjo Hellemaa

3 Sisällysluettelo: 1. Vattajan rantojen hiekkasärkät Vattaja Hiekkasärkät Hiekkasärkkien synty Materiaalin rannansuuntainen kulkeutuminen Hiekkasärkkien merkitys Vattajan Hiekkasärkkien esiintyminen Kasvipeitteen vuosittainen vaihtelu Vattajanniemessä Johdanto Työn toteutus Vattajanniemi kasvupaikkana Ilmasto Maankohoaminen Maaperä Ihmisten ja eläinten aiheuttama kulutus Tarkastellut dyynityypit ja niiden kasvillisuus Alkiodyynit Valkeat dyynit Harmaat dyynit... Error! Bookmark not defined Variksenmarjadyynit Hakamaat Avoin deflaatioalue Tulosten tarkastelu Laidunalue Jäkäläpeitteiset harmaat dyynit Kasvillisuuslinja Kasvillisuuslinja Kasvillisuuslinja Johtopäätökset Vattajanniemen maaperätutkimus Johdanto Tutkimusalue Näytteet ja esikäsittely Tutkimusmetodit Orgaanisen aineen pitoisuus Hydrofobisuus

4 ph ja sähkönjohtavuus Fosfori Hiekan raekokojakauma Tutkimustulokset, harmaat dyynit ph ja sähkönjohtokyky Fosfori Hydrofobisuus C/N - suhde Tutkimustulokset, metsäiset dyynit ph Sähkönjohtavuus Hydrofobisuus Orgaanisen aineksen määrä Hiekan raekokojakauma Yhteenveto Harmaat dyynit Metsäiset dyynit Dendroekologinen tutkimus Vattajalta Johdanto Teoria Kasvu Kasvuun vaikuttavat tekijät Tutkimusalue Tutkimusongelma Menetelmät Kenttätyöt Laboratoriotyöt Tulokset Johtopäätökset Yhteenveto Metsäisten dyynien arviointi kesällä 2007 (luontotyyppi 2180) Vattajanniemen arkeologisten kohteiden kulttuuriseuralaiskasvit Lahdenkrooppi E (karjamaja) Lahdenkrooppi N (kalamaja järven rannalla) Lahdenkroopin ranta (kalamaja) Kalsonnokka (kalamaja) Pitkäpauha W (kalamaja) Vattajan kunnan uimarannan kävijämääristä retken aikana Lintulajilista, Vattajalla Retkipäiväkirja...57 Tutkimusretken reittikartta...57 MAANANTAI

5 TIISTAI Reposaari Mäntyluoto Lapväärtti Kaskinen Närpiö...63 Sulva ja Söderfjärdenin kraatteri Terranova KESKIVIIKKO TORSTAI PERJANTAI LAUANTAI SUNNUNTAI MAANANTAI TIISTAI KESKIVIIKKO TORSTAI PERJANTAI LIITTEET, kasvillisuuskartoitus Liite 1, lammaslaidun ja jäkälädyyni Liite 2, linja 5 Liite 3, linja 8 Liite 4, linja 16 5

6 1. Vattajan rantojen hiekkasärkät Aino Aalto 1.1. Vattaja Vattajanniemi on Lohtajan kunnassa sijaitseva laaja hiekkaranta-alue, jolla on poikkeuksellisen paljon dyynejä. Se on Suomen pisin hiekkaranta (12km pitkä) ja sijaitsee Keskipohjanmaan rannikolla Kokkolasta 30km pohjoiseen. Vattajanniemi kuuluu Pohjanlahden laajimpiin lentohiekka-alueisiin, jolla on vedenalaisista hiekkasärkistä sisämaahan etenevä edustava sarja dyynikehityksen eri vaiheita. Niemen pinta-ala on noin 25km² (Vattaja.com; Metsähallitus 2007a). Vattajan rantavyöhyke on jatkuvassa muutostilassa, sillä maankohoaminen paljastaa uutta maata rantaviivan edetessä kohti avomerta. Merenkurkun maankohoamissaaristo on ainutlaatuinen jääkauden muokkaama maisema ja se hyväksyttiin vuonna 2006 Unescon maailmanperintölistalle Ruotsin Höga Kustenin maankohoamisalueen laajennuksena. Pohjoisempana sijaitseva Vattajanniemi sijoittuu nopeimmin kohoavalle rannikko-osuudelle (noin 8-9 mm/v). Rantaviiva on peräytynyt merelle päin noin 1,5 km vuodesta Maankohoamisen seurauksena saman paikan kasvillisuus muuntuu avoimista luontotyypeistä kohti luonnonmetsiä. Dyynit ovat sulkeneet taakseen useita pienehköjä lampia ja kosteikkoja, jotka edustavat maankohoamisrannikon flada - kluuvijärvi kehitysvaiheita. Hietikoilla elää paahteisiin ympäristöihin sopeutunut lajisto. Rantavoimien aiheuttamat muodostumat ovat alueella hyvin kehittyneitä. (Mattila 1938; Metsähallitus 2007a; Valtion Ympäristöhallinto 2004). Vattajan hietikoilla toteutetaan Vattajan dyyni -Life hanketta, jonka päätavoitteita ovat puolustusvoimien harjoitustoimintojen ja virkistyskäytön sovittaminen dyynien suojelun edellyttämällä tavalla. Metsähallitus, puolustusvoimat ja ympäristökeskus ovat todenneet, että EU:n Life-toiminta on paras tapa millä em. tavoitteet voidaan laadukkaasti toteuttaa. Arvokkaita

7 luontotyyppejä ja lajeja suojellaan mm. ennallistamalla vaurioutuneita dyynejä, metsiä, niittyjä ja kosteikoita (Metsähallitus 2007b). Vattajanniemi on myös Natura 2000-luonnonsuojelualue (Vattaja.com 2007) Hiekkasärkät Hiekkasärkät ovat kokonaan vedenalaisia tai osittain vedenpinnan yläpuolelle ulottuvia virtausten mukana liikkuvia merenpohjasta kohoavia hiekkakohoumia. Särkkiä esiintyy lähinnä glasifluviaalisilla kerrostumilla. Hiekkasärkkien mittakaavaa ei ole määritelty vaan koko voi vaihdella pienistä muutaman metrin pituisista särkistä aina kilometrien pituisiin vedenalaisiin Salpausselkiin. Hiekkasärkkiä esiintyy deltojen yhteydessä, niihin liittyvinä rantaviivan suuntaisina jatkeina, joissa tai itsenäisinä osina rannan kehityskulussa (Airaksinen & Karttunen 2001:12; Uusinoka 1981b:99). Vattajanniemen hiekkasärkät vaihtelevat muutamista metreistä aina useiden kymmenien ja satojen metrien pituisiin. Ne ovat useiden metrien levyisiä, osittain merenpinnan yläpuolelle yltäviä hiekkakohoumia. King (1959: ) kuvailee kirjassaan Beaches and Coasts erilaisia hiekkasärkkiä ja niiden terminologiaa. Hiekkasärkistä on englanniksi käytetty termiä submarine bar ( vedenalainen särkkä ), joka kuitenkin jättää veden yläpuolelle ulottuvat hiekkasärkät ulkopuolelleen. Toinen termi longshore bar ( pitkittäissärkkä ) on yleisesti hiekkasärkistä käytetty, vaikkakin se viittaa vain rannansuuntaisiin särkkiin. Yleensä pitkittäissärkkää erottaa rannasta painenne (trough). Rannoilla voi havaita myös särkkiä, jotka ovat 90 kulmassa rantaan nähden (transverse bars). On ehdotettu, että tämän kaltaiset hiekkasärkät syntyisivät kahdesta eri suunnasta tulevien aaltojen tuloksena (King 1972: 339). Natura 2000-luontotyyppioppaan (Raunio 2004) luontodirektiivin mukaan särkkä-luontotyyppiin ei rajata ainoastaan hiekkasärkkäkohoumaa, vaan pyritään toiminnalliseen kokonaisuuteen, jossa huomioidaan myös luontotyypin ympäröivä tasainen hiekkapohja, koska luontotyyppi on dynaaminen ja särkät voivat liikkua virtausten mukana. Särkissä hiekka siis liikkuu toisin kuin kuin kivisissä riutoissa, joihin kasvien on helpompi kiinnittyä. Luontotyyppioppaassa hiekkasärkille on asetettu maksimisyvyys (20m), mutta syvyysrajasta ollaan luopumassa, sillä syvemmälläkin sijaitsevat hiekkasärkkäalueet ovat tärkeitä linnuston ravintoalueita ja merkittäviä myös kaloille. Luontotyyppiin luetaan rannanläheiset hiekkasärkät, joissa partikkelin halkaisija on 0,06-2,0 mm. Kiviä ja lohkareita hiekkasärkissä esiintyy yleisesti. 7

8 Hiekkasärkät ovat yleensä kasvittomia tai niillä esiintyy Zosteretum marinae-/cynodoceion nodosae-kasvillisuutta (Raunio 2004) Hiekkasärkkien synty Vesialue on matala Vattajanniemen edustalla, joka tekee hiekkasärkkien syntymisen mahdolliseksi. Hiekkasärkkien muodostumista suosivat 1) hiekan jatkuva tulo rannalle, joko jokien tai hiekan rannan suuntaisen vaelluksen (beach drift) kautta, 2) hydrodynaaminen tilanne, jolle on luonteenomaista joko pieni tai suuri aaltoenergia, mutta rajoitettu vuorovesivaihtelu (alle 4m), sekä 3) suhteellisen stabiili rantatasanne. Vuoroveden korkeus on maksimissaan vain 10 cm. Hiekkasärkkiä syntyy parhaiten rannikoille, joiden vuorovesivaihtelu on pientä. Parhaiten kehittyneet hiekkasärkät löytyvätkin siten Itämeren ja Välimeren rannikoilta. Hiekkasärkkiä syntyy myös korkean vuorovesivaihtelun rannikoille, mutta siellä niitä esiintyy vain osan aikaa vuotta, vuoroveden hajottaessa ne aika ajoin (King 1972: 335; Uusinoka 1981:99; Keränen 1985:21; Hellemaa 1998: ). Hiekkasärkkiä muodostuu useimpien dyynirannikoiden edustoille, sillä aines on sopivaa vedenkin kuljetukselle ja kasaukselle (Hellemaa 1998:192). Esimerkiksi Vattajanniemellä korkeimman dyyniakkumulaation omaavien rantojen edustoilla on myös eniten hiekkasärkkiä. Rannan suuntaiset pitkittäissärkät (longshore bars) syntyvät aaltojen vallitsevaan murtumispisteeseen, jonka sijainti vaihtelee aallonkorkeuden ja vedensyvyyden mukaan. Mitä suuremman aallot ovat sitä jyrkempireunainen hiekkasärkästä tulee. Erikokorkuiset aallot murtuvat eri etäisyyksillä rantaviivasta, joten samalla rannalla voi olla useampia särkkiä peräkkäin. Lähempänä rantaa olevat pitkittäissärkät ovat useimmiten liikkuvampia ja alttiimpia muutokselle kuin ulommat, koska uloimpia särkkiä liikuttavat vai suurimmat aallot ja virtaukset, joita on vain kovimpien myrskyjen yhteydessä (kuva 1.) (King 1972: 336). Vattajanniemellä on runsaasti rantaviivassa kiinni olevia hiekkasärkiä, jotka ovat 90 kulmassa rantaviivaan nähden (transverse bars). Hiekkasärkkien syntyyn vaikuttaa olennaisesti veden virtaukset ja aallokko, jotka kasaavat hiekkaainesta särkiksi. Aallot eivät yleisen luulon mukaisesti kohtaa rantaviivaa suorassa kulmassa vaan osuvat esimerkiksi niemenkärkiin kaarteisesti. Uusinoka (1981: 54) kuvailee aallon liikettä opetusmonisteessaan seuraavasti: Aallon saavuttaessa matalan veden (jonka syvyys on noin puoli

9 aallonpituutta) alkaa pohjan kitka hidastaa vesihiukkasten pyörimistä, jolloin sen rata muuttuu samalla tavoin epäsymmetriseksi kuin kovassa tuulessakin eli ellipsiksi. Samalla hidastuu aaltoliikkeen nopeus, mutta periodi pysyy samana (periodi on aika, jossa kaksi peräkkäistä aallonharjaa ohittaa tietyn kohdan). Tästä seuraa, että nopeuden hidastuessa ja värähdysajan pysyessä samana pienenee aallonpituus. Tämä tulee selvästi näkyviin esim. Silloin, kun aaltorintama kohtaa vinosti rannan; aallot pyrkivät taittumaan rannan suuntaisiksi (kuva 2.). Samoin aallot pyrkivät iskeytymään niemenkärkiin kuvan 2 esittämällä tavalla, jolloin näiden välinen lahti on varsin hyvin suojattu aaltojen hyökkäykseltä. Kuva 1. Rannan hydrodynaamiset vyöhykkeet aallon murtuminen Uusinokaa (1981a) mukaillen. 1 = mataloitumisvyöhyke, 2 = tyrskyn muodostumisvyöhyke, 3 = tyrskyn etenemisvyöhyke ja 4 = loiskevyöhyke. Kuva 2. Aaltojen taittuminen Uusinokan (1981a) mukaan. Aaltojen kuluttava energia kohdistuu niemiin. Rantaan nähden 90 kulmassa olevien poikittaisten hiekkasärkkien (transverse bars, kuvat 3, 4 ja 5) syntyä sivuttiin jo edellä kappaleessa aaltojen liikkeen yhteydessä. Keränen määrittelee 9

10 poikittaiset hiekkasärkät vedenalaisiksi särkiksi, jotka ovat kohtisuoraan rantaviivaa vastaan. Niiden koko määräytyy tuulensuunnan, vedenkorkeuden ja rantatyypin mukaan. Poikittaisten hiekkasärkkien tuulen eli aaltojen tulosuunnan puoleinen sivu on loiva ja suojasivu jyrkkä (Keränen 1985:35-36). Eri suunnista aaltojen mukana kasautuva hiekka saattaa myös kulkea särkissä kohti rantaa (King 1959). Pitkittäisten särkkien (longshore bars) synty on helppo ymmärtää, koska ainesta kasautuu aaltojen kuljettamana aaltojen murtumispisteeseen ja/tai merenpohjassa olevan kohouman päälle ja viereen. Poikittaisten särkkien (transverse bars) syntyyn liittyvät rannan edustan aaltoja taittavat matalikot ja eri suunnista särkälle tulevat aallot Materiaalin rannansuuntainen kulkeutuminen Tuulen puhaltaessa rantaviivan suunnassa tulevat aallot taittuvat taittumisilmiön (kuva 2) johdosta vinosti rantaan. Kuitenkin tyrskyn työntämä vesi pyrkii palautumaan takaisin suorinta tietä eli kohtisuoraan rantaviivaa vastaan. Tämän paluuveden mukanaan kuljettamat hiekka- ja sorarakeet kulkeutuvat jälleen seuraavan tyrskyn mukana vinossa suunnassa ylös rantaan. Materiaalin suhteen tapahtuu siis rannan ja tuulen suuntaista liikettä. Tällainen sedimenttiaineksen ajautuminen voi suurilla avonaisilla hiekkarannoilla saavuttaa melkoiset mittasuhteet. Mikäli ranta kääntyy jyrkästi muodostaen niemen, jatkaa materiaali liikettään suoraan eteenpäin kohti syvempää vettä, johon se sedimentoituu muodostaen niemen kärkeen vähitellen hiekkasärkän, ns. kynnään (engl. spit), joka syvemmän veden saavutettuaan kaartuu aaltoliikkeen taittumissuunnan mukaan. Tällainen hiekkarannan eroosio ja sen aiheuttama särkkien muodostuminen voidaan estää rakentamalla rannalle lyhyin välein pieniä aallonmurtajan tapaisia esteitä (engl. groyne), jotka pidättävät rannan suunnassa ajautuvan hiekan (ns. beach drift-ilmiön) (Uusinoka 1981a: 59-60).

11 Kuva 3. Poikittainen hiekkasärkkä (transverse bar) (Kaikki kuvat retkeläisten ottamia ellei toisin mainita) Kuvat 4 ja 5. Kuvan 3 poikittaissärkkä eri vedenkorkeuksien aikaan. Kuvat on otettu viikon sisällä heinäkuussa Hiekkasärkkien merkitys Saaret, karit, särkät ja matalikot stabiloivat jääkenttää ja pienentävät aaltokuormia. Särkät ovat monien lintujen, kuten mustalinnun (Melanitta nigra), kaakkurin (Gavia stellata) ja kuikan (G. Arctica) talvehtimiselle tärkeitä. Niillä on merkitystä myös kalojen kutualueina sekä hylkeiden levähdyspaikkoina (Airaksinen & Karttunen 2001:12). 11

12 1.3. Vattajan Hiekkasärkkien esiintyminen Vattajanniemen länsi- ja lounaispuolella on paljon hiekkasärkkiä, poikittaisia ja pitkittäisiä, koillis-/ itäpuolella vähemmän. Tämä johtunee siitä, että aines on erilaista ja länsirannalla ovat laajemmat matalikot. Heikkasärkkien muodostumiselle sopivaa ainesta on myös länsi- ja lounaispuolella enemmän. Itärannalla on enemmän kivisiä riuttoja, pauhoja ja toisaalta hienompaa hietaa, jota kasvillisuus sitoo helpommin. Hiekkasärkät ovat rannikoiden kehityksessä vain yksi välivaihe, yksi akkumulaatioalueista. Hiekkasärkkiin kasautuu ainesta jatkuvasti ja samoin jatkuvasti ainesta myös poistuu niistä. Tosin joskus samanlaisten olosuhteiden vallitsessa pitkään hiekkasärkkä voi kasvaa merenpinnan yläpuolelle ja pikkuhiljaa kasvittua, jolloin siitä voi tulla pysyväkin osa rannan kehityksessä. Vattajan hiekkasärkät, niiden koko ja sijainti näyttävät pysyneen viimeisen 29-vuoden ajanjakson melko samanlaisina. Väärävärikuva Vattajanniemen länsi- ja lounaispuolelta (Topografikunta 2006b) näyttää hiekkasärkkien sijainnit ja koot vuonna 2006 heinäkuussa. Väärävärikuvaa verrattaessa kahteen mustavalkoiseen ilmakuvaan, jotka on otettu samalta alueelta vuoden 1971 heinäkuussa ja vuoden 1992 toukokuussa huomataan, että lähinnä hiekkasärkkien lukumäärässä tapahtuu vaihtelua, ei niinkään sijainneissa. Kuvista huomaa selvästi, että Kalsonnokan tombolon ja Ohtakarin välisellä ranta-alueella on jatkuvasti enemmän ja enemmän pitkittäis- ja poikittaissärkkiä. Useat poikittaissärkät ovat toisesta päästään kiinni hiekkarannassa toisen pään ollessa veden alla otetussa väärävärikuvassa on pitkittäissärkkiä, joita ei löydy vuoden 1992 ilmakuvasta, mutta jotka ovat uudelleen kehittyneet samaan paikkaan ja ovat taas vuoden 2006 kuvassa (Topografikunta 2006a) ilmeisiä. Tämä viittaisi siihen, että virtaus- ja tuuliolosuhteet alueella pysyvät melko samanlaisina, mutta kovat syysmyrskyt hajottavat särkät aika ajoin. Lähteet: Airaksinen, O. & K. Karttunen (2001). Natura 2000-luontotyyppiopas. 183s. Suomen Ympäristökeskus, Helsinki. Hellemaa, P. (1998). The development of coastal dunes and their vegetation in Finland. Fennia 176:1, Keränen, R. (1985). Wave-induced sandy shore formations and processes in Lake Oulujärvi, Finland. Nordia 19: 1, King, C. A. M. (1959). Beaches and coasts. 2. painos, 570 s. Erward Arnold, Lontoo.

13 Mattila J. (1938). Lohtajan lentohietikko < Luettu Metsähallitus (2007a). Hankealue. Päivitetty < Metsähallitus (2007b). Vattajan dyyni Life. Päivitetty < Raunio, A. Et al. (2004). Luontodirektiivin meri- ja rannikkoluontotyypit. Tarkennuksia Natura 2000-luontotyyppioppaan (Airaksinen & Karttunen 2001) määritelmiin luontotyyppien rajaamisen avuksi. Luonnos /AR Topografikunta (2006a). Vattajan alueen orto-oikaistuja digitaalisia ilmakuvia. Mustavalkokuvaus Maastoresoluutio 0,1 m. Topografikunta (2006b). Vattajan alueen orto-oikaistuja digitaalisia ilmakuvia. Väärävärikuvaus Maastoresoluutio 0,2 m. Uusinoka, R. (1981a). Yleinen maaperägeologia 1. Osa Kulutusprosessit. 83s. Helsingin yliopiston monistuspalvelu. Helsinki. Uusinoka, R. (1981b). Yleinen maaperägeologia 2. Osa Sedimentit ja sedimentaatioprosessit. 272s. Helsingin yliopiston monistuspalvelu. Helsinki Valtion Ympäristöhallinto (2004). Vattajanniemi. Päivitetty < Vattaja.com. (2007). < 13

14 2. Kasvipeitteen vuosittainen vaihtelu Vattajanniemessä Mervi Ryynänen 2.1. Johdanto Vattajanniemi on Suomen laajin hietikkoisia dyyniluontotyyppejä sisältävä Natura-alue. Naturaalueen laajuus Vattajanniemellä on 1200 ha, josta avointa hietikkoa on yhteensä noin 450 ha. Alueella esiintyy kuutta ensisijaisesti suojeltavaa sekä kahdeksaa muuta EU-direktiivien mukaista luontotyyppiä. Jotta aluetta voitaisiin suojella ja kehittää, on luontotyyppien edustavuuden kartoitus tärkeää. Kartoitushanke on myös osa Vattajan dyyni-life projektia, jonka tarkoituksena on arvokkaiden luontotyyppien suojelu Vattajanniemen Natura-alueella. Life-hankkeen päätavoitteina

15 ovat puolustusvoimien harjoitustoiminnan ja virkistyskäytön sovittaminen dyynien suojelun edellyttämällä tavalla (Kaila 2007, Vattajan dyyni-life 2007) Työn toteutus Työn tarkoitus on palvella Metsähallituksen Vattajanniemelle sijoittuvaa dyyni-life hanketta, jonka painopiste on seurata dyyniluontoon kohdistuvia vaikutuksia (Vattajan dyyni-life 2007). Oman työmme päämääränä on tutkia alueen kasvillisuudessa tapahtuvia muutoksia eri luontotyypeillä. Aino Kaila on vuoden 2006 kesällä tutkinut pro gradu-tutkielmassaan Vattajanniemen Natura-alueen luontotyyppien kasvillisuutta ja tarkastelut kasvillisuussukkession ilmenemistä ja siihen vaikuttavia tekijöitä. Kaila toteutti kenttätyöt heinäkuussa Oman työmme tarkoituksena on jatkaa Kailan aloittamaa kasvillisuuden muutoksen seurantaa ja tehdä joitain uusia lisäyksiä siihen. Toteutimme seurantatutkimusta vuoden 2007 heinäkuun kahtena ensimmäisenä viikkona. Lisäyksenä jo aloitettuun kasvillisuusmuutoksen seurantaan olivat Vattajanniemen lammaslaidun ja jäkäläpeitteiset dyynit. Kaila oli toteuttanut tutkimuksensa sijoittamalla alueelle 18 kasvillisuusprofiilia pääasiassa kohtisuoraan rantaa vasten. Niiden sijoittelussa oli otettu huomioon kartoitettavat luontotyypit. Kaila oli analysoinut yhden neliömetrin suuruisia kasvillisuusruutuja profiilin eri kohdista, joista hän oli tunnistanut lajit ja määrittänyt kasvillisuuden peittävyyden. Näyteruudut Kaila oli jakanut 10cm x 10cm ruutuihin narun avulla, jolloin kasvien peittävyys saatiin tarkasti määritettyä. Lisäksi arviointia oli täydennetty valokuvaamalla ruutu ylhäältä päin. Profiilien ja näyteruutujen sijainnin Kaila merkitsi GPS:n avulla kartalle ja merkitsi ne maaston maahan työnnetyillä punaisilla muoviputkilla. Tutkimme uudelleen kesän 2007 tutkimuksissa Kailan kolme profiilia (linjat 5, 8 ja 16) ja teimme lähes kaikista Kailan profiilien kasvillisuusruuduista uudet kasvilajien peittävyyden määritykset. Käytimme määrityksissä Kailan tavoin neliömetrin suuruista kasvillisuuskehikkoa, jota emme kuitenkaan jakaneet Kailan tavoin 10cmx 10 cm ruutuihin, vaan pyrimme arvioimaan silmämääräisesti eri kasvilajien peittävyyttä kehikon sisällä. Kailan käyttämät ruudut pyrimme paikantamaan hänen maastoon jättämiensä muoviputkien avulla, joita valitettavasti oli paikoin revitty irti ja linjalla 8 muutama oli sulanut kasvillisuuspalossa. Kailan profiilien lisäksi laadimme myös uusia profiileja laidunnetulla alueella sekä jäkäläpeitteisillä harmailla dyyneillä. 15

16 2.3. Vattajanniemi kasvupaikkana Ilmasto Säät vaihtelevat voimakkaasti alueella vuodenajan mukaan ja niinpä kasvien on selvittävä tuulisissa, kuivissa ja ajoittain myös kuumissa olosuhteissa. Suuri osa Vattajanniemen dyynikasveista onkin kuivuuteen sopeutuneita kseromorfisia lajeja (Hellemaa 1998:181). Tuuli vaikuttaa kasvien elämään ajoittain paljastaen kasvien juuret ja ajoittain kasautuen kasvien päälle tukahduttavaksi kerrokseksi. Dyynikasvien juurien ja varsien on oltava vahvoja kestääkseen tuulen taivuttelua. Alueella sataa tyypillisesti vähän, vuosisadannan ollessa mm. Paljailla dyyneillä sade aiheuttaa eroosiota. Kailan tehdessä kenttätöitä kesällä 2006 säät olivat aurinkoiset ja vähäsateiset. Kuivuus näkyi tällöin kasvillisuuden kulottumisena ja sammalien vähäisenä peittävyytenä. Heinäkuun 2007 tutkimusten aikaan säät olivat edellisvuoteen verrattuna selkeästi sateisemmat ja kylmemmät (vrt. Kaila 2007) Maankohoaminen Maankohoaminen vaikuttaa Vattajanniemellä rannan kasvillisuuden kehitykseen. Vattajanniemen vanhat metsittyneet dyynit ovat jääneet kauaksi rantaviivasta. Näistä esimerkkinä Tarkastajanpakka ja Vonganpakka. Maankohoamisesta johtuen humus- ja turvekerrosta ei ole juuri kerinnyt muodostua alueelle ja se on paksuimmillaan vain 6-7 cm. Maankohoaminen myös johtaa alueiden kuivumiseen ja pohjaveden pinnan laskemiseen (Kaila 2007) Maaperä Vattajanniemen dyynihiekka on pääasiassa kvartsia ja maasälpää, mikä on kasvualustana karua. Hiekan raekoko vaihtelee alueella siten, että suojaisella koillis- ja itäpuolella hiekka on hyvin hienoa ja länsipuolella karkeus vaihtelee hiedasta karkeaan hiekkaan. Kasvupaikan karuuteen vaikuttaa myös alhainen ravinnetaso. Alueet, jotka saavat jatkuvasti uutta hiekkaa rannalta saavat hiekan mukana myös ravinteita, kuten kalsiumia, suoloja ja typpeä. Kauempana rantaviivasta sijaitsevat vanhemmat dyynit eivät kuitenkaan saa välttämättä enää uutta materiaalia rannalta ja ne

17 ovat köyhtyneitä ravinnetasoltaan ja happamia. Tällaisissa oloissa dyyniheinät muuttuvat usein kituliaiksi ja sammaleet ja jäkälät ryhtyvät hallitsemaan alueella (Hellemaa 1995: 35, Kaila 2007) Ihmisten ja eläinten aiheuttama kulutus Vattajanniemeä on aikoinaan laidunnettu voimakkaasti ennen armeijan tuloa 1950-luvulla, jolloin armeijasta tuli alueen pääkäyttäjä. Alueilla, joilla on ollut paljon armeijan toimintaa, kulutus on ollut voimakasta. Kulutus on vaikuttanut sukkessiokehitykseen pitäen pioneerilajit elinvoimaisina. Armeijan alueita on pidetty hakkuilla avoimina. Vattajanniemen hiekkarannat vetävät puoleensa etenkin kesäisin lähiasukkaita ja muita vapaa-ajan matkailijoita. Virkistyskäyttöalueiden osuus koko alueen pinta-alasta on kuitenkin vain alle 10 prosenttia ja ne keskittyvät pääasiassa kolmelle alueelle: eteläiseen Hakuntiin, Lahdenkroopin mökkialueelle sekä Pohjoisen uimarannan läheisyyteen, joka on rannoista käytetyin (Oilinki 2006). Lisäksi alueella liikkuu paljon hirviä, jotka voivat aiheuttaa pienimuotoista eroosiota. Ihmisen ja eläinten eroosiovaikutus alueella on ollut merkittävä, mutta vähäinen verrattuna useisiin muihin Suomen dyynirantoihin (Kaila 2007) Tarkastellut dyynityypit ja niiden kasvillisuus Vattajanniemessä tavataan kasvillisuudeltaan ja geomorfologialtaan toisistaan eroavia dyynejä. Seuraavassa käyn läpi Vuoden 2007 kasvillisuusruutujen avulla tarkasteltuja dyynityyppejä ja niille tyypillistä kasvillisuutta Alkiodyynit Dyynien muodostumisen ensimmäistä vaihetta kutsutaan alkiodyyniksi (kuva 6). Ne ovat kasvillisuuden ympärille kehittyneitä matalia hiekkakumpuja. Niiden kasvillisuus on tyypillisesti vähäistä ja laikuittaista. Alkiodyyneillä esiintyviä lajeja ovat suola-arho, rönsyrölli, merisinappi, rantavehnä, merivihvilä ja jokapaikansara. Vattajan kuva 6. alkiodyynejä (kuvat: Hellemaa 2007) alueella valtalajina on suola-arho ja rantavehnä. Alkiodyynit puuttuivat lähes kokonaan maalialueen keskiosasta ja uimarannan alueelta, johtuen meren ja ihmisen aiheuttamasta eroosiosta. Alkiodyynivyöhyke ulottuu yleensä esidyynin 17

18 edustalle, jossa rantavehnän peittävyys lisääntyy (Kaila 2007) Valkeat dyynit Valkeat dyynit (kuvat 7 ja 8) ovat Suomessa 0,5-8 metriä korkeita, liikkuvia tai kiinteitä dyynejä. Kasvillisuuden välistä näkyy paljasta hiekkaa, josta valkeiden dyynien nimityskin tulee. Rantavehnä hallitsee tyypillisesti kasvillisuutta. Muita valkeilla dyyneillä tavattavia lajeja ovat lampaannata, sarjakeltano ja suola-arho. Vattajalla valkeita dyynejä hallitsee etenkin rantavehnä, mutta myös merinätkelmä ja suola-arho. Valkeat dyynit on hyvin edustettuna lähes koko Vattajanniemen alueella lukuun ottamatta Vattajan koillis-itä osaa sekä ruovikoituneilta alueita (Kaila 2007). Kuvat 7 ja 8. Valkeita esidyynejä Harmaat dyynit Valkeiden dyynien takana sijaitsevia matalampia ja loivasti kumpuilevia dyynikenttiä kutsutaan harmaiksi dyyneiksi (kuvat 9 ja 10). Harmaa dyyni voi olla kasvillisuudeltaan monentyyppinen, mutta tyypillisesti niitä hallitsevat heinät ja ruohot. Kasvillisuutta voivat toisinaan hallita myös pohjakerroksen sammaleet ja erilaiset jäkälät. Jäkäläpeitteisiä harmaita dyynejä syntyy kasvillisuuden saadessa kasvaa häiriöttömässä ympäristössä. Vattajalla esiintyy kiinteitä ruohokasvillisuuden peittämiä dyynejä, jotka ovat voimakkaan kulutuksen kohteena. Liitteenä olevissa taulukoissa tämä kasvillisuustyyppi on merkitty heinittyneeksi dyyniksi (hein.dyyni). Jäkäläpeitteisiä harmaita dyynejä on alueella niukasti (Kaila 2007). Jäkäläpeitteisen harmaan dyynin kasvillisuustyypiksi on merkitty liitteissä jäkälädyyni.

19 Kuvat 9 ja 10. Kulumattomia ja kuluneita harmaita dyynejä Variksenmarjadyynit Variksenmarjadyynejä (kuva 11) esiintyy yleensä laikkumaisina kuvioina harmaan ja metsäisen dyynin yhteydessä. Ne ovat tyypillisesti matalia ja pyöreitä variksenmarjakumpareita, joiden välissä on avoimia hiekkapintoja, deflaatiolaikkuja. Variksenmarjan lisäksi dyyneillä esiintyy usein sianpuolukkaa, hanhenpajua ja katajaa. Variksenmarjadyynejä tavataan Vattajan alueella rantaa reunaavien dyynien takana. Uimarannalla ja Kalsonpauhan etelä- ja itäpuolella on löydettävissä suurimmat esiintymät. Variksenmarjadyynien väleissä esiintyy runsaasti hietikkotierasammalta (Kaila 2007). Kuva 11. Variksenmarjadyynejä Hakamaat Laidunnetut hakamaat (kuva 12) Vattajalla vaihtelevat avoimesta metsästä niittylaikkuihin. Viime 19

20 aikoina laidunnetun alueen puusto on lisääntynyt, mutta ne erottuvat suuresta niittykasvien määrästä johtuen. Niittylajisto on kuitenkin monipuolista eikä laidunmaalle ole määritettävissä varsinaista indikaattorilajia. Perinteisillä laidunmailla on tavallista talousmetsää vaihtelevampi puustorakenne. Koko Vattajanniemen ranta-aluetta laidunnettiin ennen armeijan tuloa ja tämä piti hietikkoalueen luonnollista tilaa avoimempana. Tällä hetkellä laidunnetaan niemen itäpuolen rannikkoa ja laidunnusta on harkittu myös muilla alueilla (Kaila 2007) Kuva 12. Hakamaat Avoin deflaatioalue Deflaatioalueet ovat karuja ja kuluneita hiekkatasanteita, joissa kasvillisuus on vähäistä. Tyypillisesti alueilla kasvaa vahvoja heiniä kuten metsälauhaa ja lampaannataa sekä sammaleita ja jäkäliä. Armeijan nykyisestä toiminnasta ja sitä aikaisemmasta laidunnuksesta johtuen avointa deflaatioaluetta on Vattajalla runsaasti. Vattajan deflaatioalueita vallitsevat putkilokasvit, sammaleet ja jäkälät sekä sienirihmastot (Kaila 2007) Tulosten tarkastelu Kunkin profiilin kasvillisuuspeittävyys eri lajien osalta vuosina 2006 ja 2007 on löydettävissä liitteistä 1-4. Lisäksi liitteissä on kullekin profiilille oma taulukko, johon on laskettu vuoden 2007 tutkimuksissa ilmenneet kasvillisuuden muutokset verrattuna vuoteen Koko kasvillisuuden kokonaispeittävyyttä on vaikea vertailla suoraan, sillä meidän tuloksissa myös karikkeen peittävyys sisältyy kokonaispeittävyyden määrään. Kaila sen sijaan on merkinnyt karikkeen määrän erikseen eikä ole huomioinut sitä kokonaispeittävyyden arvioinneissa. Jos haluamme vertailla vuosien peittävyyttä, tulee vuoden 2007 tuloksista vähentää karikkeen määrä Laidunalue Laidunalueen kasvillisuutta tarkasteltiin Lahdenkroopin laidunalueella, jossa laidunnus oltiin

21 vuoden 2007 kesän osalta aloitettu 2 viikkoa ennen kasvillisuusruutujen tekoa. Laidunalueen kasvillisuustiedot löytyvät liitteen 1 taulukosta. Analysoimme kasvillisuutta sekä metsälaitumella että rantaniityllä tekemällä molemmissa paikoissa kasvillisuuden määritykset kahdesta kasvillisuusruudusta. Uudet ruudut merkittiin maastoon punaisella muoviputkella. Ensimmäisen metsälaitumelle tehdyn kasvillisuusruudun (R1) löytää seuraamalla Kroopin laskuojalta lähtevää laidunalueen aitaa 8:nnen pylväsvälin kohdalle ja siirtymällä siitä noin 10 metriä metsään päin. Sen koordinaatit KKJ3-koordinaatistossa on E, N. Toinen ruutu (R2) sijaitsee vastaavan aidan 15. välissä, 16 metrin päästä aidasta metsään päin. Sen koordinaatit ovat E, N. Ensimmäisessä metsäisen laidunalueen kasvillisuusruudussa (R1) oli selkeästi vallitsevimpana lajina metsälauha (95%). Toista metsäisen laitumen kasvillisuusruutua (R2) hallitsivat isotalvikki (20%) ja metsämaitikka (20%). Molempien ruutujen ympäristössä kasvoi koivua, harmaaleppää, pihlajaa, katajaa ja mäntyä. Ruutu R2 oli selkeästi enemmän puiden varjossa (varjostavuus 90%) toisin kuin ruutu R1 (varjostavuus 8%). Rantaniityllä tehdyt kasvillisuusruudut sijoitettiin jälleen laitumen aidan läheisyyteen. R3 sijaitsee Kroopin rannasta päin laskettuna 18. aidan välissä, noin 14 metrin päästä aidasta laitumelle päin. R4 sijaitsee 7. aidanvälissä 6,4 metrin päästä aidasta. Molemmat ruudut sijoittuvat KKJ3-koordinaatistossa E, N tuntumaan. R3-kasvillisuusruudussa erottuivat hallitsevimpina lajina suikerosammal (55%) ja kurjenjalka (25%). Lähempänä rantaa sijaitsevan R4-ruudun kasvillisuutta hallitsi paju (50%) Jäkäläpeitteiset harmaat dyynit Analysoimme kuusi uutta kasvillisuusruutua Vattajan jäkäläpeitteisiltä harmailta dyyneiltä. Myös jäkäläpeitteisten dyynien kasvillisuustaulukko on liitteessä 1. Kolme ruutua (R1 - R3, joista R1 oli pohjoisin ja R3 eteläisin) sijaitsevat pohjois-etelä-suuntaisella linjalla tuliasema 8:n ja Hakuntin välillä. Lisäksi kolme kasvillisuusruutua (R4 - R6, joista R4 oli läntisin ja R6 itäisin) sijoitettiin pohjois-eteläsuuntaiselle linjalle tuliasema 8:n eteläpäässä. Uudet ruudut merkittiin maaston punaisilla muoviputkilla. Kasvillisuusruudut R4-R6 sijaitsevat uloimpana rannasta verrattuna kolmeen edelliseen ruutuun ja niiden kasvillisuus on saanut kehittyä pidempään rauhassa häiriöiltä. Ruutujen välillä olikin havaittavissa tästä syystä eroa eri jäkälälajien edustavuudessa. Ruuduissa R1-R3 esiintyi selvästi kattavimmin torvijäkälää (60-80 % kokonaispeittävyydestä), kun taas ruutuja R4-R6 hallitsi poronjäkälä (55-90 % kokonaispeittävyydestä). 21

22 Kasvillisuuslinja 5 Linja 5 (L5) uimarannalla on yksi Kailan vuonna 2006 tutkimusta kasvillisuuslinjoista. Vuosien 2006 ja 2007 kasvillisuusmääritykset sekä vuosien välillä kasvillisuuden peittävyydessä tapahtunut muutos on luettavissa taulukosta 2. Teimme L5-linjalla neljä kasvillisuusruutua heinäisen harmaan dyynin alueelta sekä yhdeksän ruutua variksenmarjadyyneiltä. Metsälauha hallitsee molempina vuosina L5-linjan heinäisten dyynien kasvillisuutta. Rantavehnän ja merinätkelmän osuus on myös merkittävä. Vertailtaessa vuosien 2006 ja 2007 tuloksia on havaittavissa heinäisten dyynien osalta metsälauhan määrässä vähentymistä. Variksenmarja ja hietikkotiarasammal ovat vallitsevimmat lajit harmaan dyynin takana olevalla variksenmarjadyynillä. Linjan 5 variksenmarjadyyneillä on kuitenkin havaittavissa vuonna 2007 variksenmarjan peittävyyden laskua verrattuna vuoteen Hietikkotiarasammaleen peittävyys on sen sijaan jopa hieman lisääntynyt Kasvillisuuslinja 8 Linja 8 on myös yksi Kailan laatimista kasvillisuuslinjoista. Vuosien 2006 ja 2007 kasvillisuustiedot ja vuosien välillä tapahtuneet kasvillisuuden muutokset löytyvät taulukosta 3. L8-linjalla löytyy kasvillisuusruutuja alkiodyynin, heinittyneen harmaan dyynin, deflaatioalueen ja variksenmarjadyynin luontotyypeiltä. Linjalla havaittiin osan harmaan dyynin heinäisistä alueista palaneen kesän 2006 kasvillisuusmääritysten ja kesän 2007 määritysten välisenä aikana. Kulottuneet alueet osuivat linjalla R6- ja R14-kasvillisuusruutujen väliselle alueelle. Kulottuneet ruudut on alleviivattu liitteen 3 taulukossa. Alkiodyyneillä kokonaispeitto on hieman pienentynyt viime vuodesta suola-arhon vähentymisestä johtuen, koska aallokko on kasannut rannalle uuden hiekkavallin. Kulottuneen alueen karikkeen määrä kasvillisuusruuduissa on nyt selkeästi suurempi kuin edellisvuonna. Alueen kasvillisuutta vuonna 2006 selkeästi hallinnutta metsälauhaa ei palaneilla alueilla esiinny vuonna 2007 lainkaan. Myös rantavehnän ja merinätkelmän määrissä on havaittavissa vähenemistä edellisvuoteen verrattuna, mutta siitä huolimatta kyseiset kasvilajit hallitsevat yhä yhdessä lampaannadan kanssa kulottuneita alueita. Deflaatioalueella metsälauhan määrä on lisääntynyt edellisvuodesta, mikä näkyy deflaatioalueen ruuduissa myös kokonaispeittävyyden kasvuna. L8-linjan variksenmarjadyynien kasvillisuuden peittävyydessä on tapahtunut jonkin verran muutosta vuosien välillä. Kahdessa kasvillisuusruudussa (R26 ja R27), joissa ei vuonna 2006 havaittu hietikkotiarasammalta, on vuonna 2007 kasvanut lähes aukoton sammalmatto. Ruudussa R22 hietikkotiarasammal on sen sijaan vähentynyt. Variksenmarjan esiintymisen osalta eri ruuduissa oli havaittavissa suurta vaihtelua eri vuosien välillä. Paikoin variksenmarja oli vähentynyt ja paikoin lisääntynyt.

23 Kasvillisuuslinja 16 L16-linja on myös yksi Kailan vuonna 2006 tutkimista linjoista. L-16-linjan tulokset on taulukoitu liitteeseen 4. Linjalle sijoittui kaksi valkoisen dyynin, kolme heinäisen dyynin ja kuusi deflaatioalueen kasvillisuusruutua. Valkoisten dyynien kokonaispeittävyys on selkeästi kasvanut, mikä johtuu rantavehnän ja merinätkelmä määrän lisääntymisestä. Rantavehnän osalta peittävyys on kasvanut myös heinäisillä dyyneillä. Myös sarjakeltanon ja torvijäkälän peittävyys oli näissä pisteissä lisääntynyt vuoden aikana. Metsäkulosammaleen ja merinätkelmän osalta oli nähtävissä heikkoa peittävyyden pienenemistä. Deflaatioalueilla ei ollut tapahtunut merkittäviä muutoksia kasvillisuuspeitteessä Johtopäätökset Suurimmaksi osaksi vaihtelu kasvillisuusruuduissa johtunee kesien välisistä sääolojen vaihteluista. Vuoden 2006 kesä oli lämmin, vähäsateinen ja tuulinen. Tämä näkyi kyseisenä vuonna mm. sammaleen käpertymisenä ja vaalenemisena, sitä myös peittyi hiekkaan. Tänä vuonna kesän alku oli selkeästi runsassateisempi ja tämä olisi antanut olettaa sammaleen määrässä lisääntymistä vuodesta Vuosien 2006 ja 2007 välisten tulosten vertailemiseen liittyy joitain epävarmuustekijöitä. Vuoden 2007 tutkimuksissa ei käytetty yhtä tarkkoja menetelmiä kuin Kailan vuonna 2006 suorittamissa tutkimuksissa ja kasvillisuuden arviointia laativat viisi työhön harjaantumatonta opiskelijaa. Kailan maastoon jättämiä muoviputkia, jotka merkitsivät hänen edelliskesän mittauksia, oli paikoin revitty irti ja myös rantavoimat olivat hävittäneet niitä. Tämä saattoi aiheuttaa erehdyksiä vanhojen mittauspaikkojen löytämisessä etenkin mitä kauemmaksi rannasta edettiin. Koska variksenmarjadyynit sijaitsevat tyypillisesti kaukana rannasta, erot vuosien 2006 ja 2007 kasvillisuudenpeittävyydessä voivat johtua osaksi siitä, että ruudut eivät vastanneet toisiaan. Variksenmarjadyynien osalta olisi ollut hyvä analysoida useampia kasvillisuusruutuja. Nyt jäi hieman epäselväksi onko variksenmarjan määrä todella vähentymään päin, mihin tulokset linjalla viisi viittasivat. Kasvillisuuteen vaikuttavat monet tekijät vuosittaisista sääolosuhteista kulutuksen aiheuttamaan eroosioon ja parin vuoden tutkimuksen perusteella on vaikea sanoa mistä havaitut muutokset kasvillisuudessa johtuvat. Olisikin tärkeää jatkaa kasvillisuuden ja sukkession tutkimusta, jotta pystyisimme erottamaan ihmisen aiheuttamat ja luonnollisen vaihtelun aikaansaamat muutokset Vattajanniemellä. Palaneella alueella kulo oli hävittänyt metsälauhan, jolloin sukkessio oli taantunut varhaisempaan vaiheeseen. 23

24 Lähteet: Hellemaa, Pirjo (1995) Suomen hiekkarantojen sukkessio. Julkaisematon lisensiaattitutkimus. Maantieteen laitos, Helsingin yliopisto. 232s. Hellemaa, Pirjo (1998). The development of coastal dunes and their vegetation in Finland. Fennia 176:1, Kaila, Aino (2007).Vattajanniemen dyynien luontotyypit ja kasvillisuussukkessio. Pro gradututkielma. Maantieteen laitos, Helsingin yliopisto. 94 s. Oilinki, Lauri (1963). Uber den Einfluss der Landhebung als ökologischer Faktor in der Flora flacher Inseln. Fennia 88:2. Vattajan dyyni-life (2007). Metsähallitus <

25 3. Vattajanniemen maaperätutkimus Nona Paavolainen 3.1. Johdanto Tässä tutkimuksessa tarkastellaan maaperän eri tekijöiden vaikutusta dyynien kasvillisuuspeitteen kehitykseen. Tapaustutkimuksia on kaksi. Toisessa tapauksessa tutkitaan ns. harmaiden dyynien eli kiinteiden, ruohokasvillisuuden peittämien dyynien kasvillisuuteen vaikuttavia muuttujia. Tutkimuksessa on huomioitu maaperän ph, sähkönjohtavuus, fosforipitoisuus, hiili-typpi suhde sekä hydrofobisuus. Osa näytteistä on otettu hiljattain palaneilta dyyneiltä ja tarkastelun kohteena on myös palon vaikutus maaperän ominaisuuksiin ja kasvillisuuden kehitykseen. Toisessa tapauksessa tutkimuskohteena ovat vanhat, metsittyneet dyynit, jotka ovat jo pitkään olleet stabiloituneita ja sijaitsevat noin kilometrin päässä nykyisestä rantaviivasta. Metsäisten dyynien näytteistä on määritetty raekoko, hydrofobisuus, ph, sähkönjohtavuus sekä orgaanisen hiilen määrä. Tarkoituksena on löytää eroja näissä tekijöissä, jotka selittäisivät syitä toisaalla rehevän ja toisaalla karun metsäkasvillisuuden kehittymiseen Tutkimusalue Vattajanniemi sijaitsee Keski-Pohjanmaalla Lohtajan kunnassa. Harmaiden dyynien näytteet on otettu alueen pohjoisosista Kalsonnokasta, Kalsonpauhasta ja uimarannan läheisyydestä sekä R5- ja R8-tuliasemien läheisyydestä. Metsäisten dyynien näytteet on otettu alueen pohjoisosan kulkudyynimuodostumilta; Tarkastajanpakalta sekä siihen etelässä liittyvältä Kommelipakalta (kuva 13) Näytteet ja esikäsittely Näytteet on otettu heinäkuussa 2007 Helsingin yliopiston Maantieteen laitoksen Vattajanniemelle suuntautuneen tutkimusretken yhteydessä. Harmailta dyyneiltä otettiin yhteensä 40 näytettä. Näistä 25

26 näytteenottopaikoista kymmenellä kasvoi merinätkelmää, kolmellatoista pääasiassa poronjäkäliä ja torvijäkäliä, kymmenen on otettu palaneilta dyyneiltä ja kolme dyynien välisistä deflaatiopainanteista. Lisäksi yhdellä näytteenottopaikalla kasvoi rantavehnää ja yhdellä sienirihmastoa. Kahden näytteen kohdalla kasvillisuus ei käynyt ilmi merkinnöistä ja nämä näytteet on huomioitu ainoastaan kaikkien tulosten keskiarvoissa. Metsäkasvillisuuden peittämiltä dyyneiltä analysoitiin yhteensä 30 näytettä. Näistä 15 oli rehevältä, lehtomaisen kasvillisuuden peittämältä Kommelipakan rinteeltä ja 15 karulta, mäntyvaltaiselta Tarkastajanpakan rinteeltä. Kaikki näytteet on otettu dyynien distaalipuolilta, eli suojan puoleisilta rinteiltä. Näytteet on ennen käsittelyä kuivattu lämpökaapissa 55 C-asteessa vuorokauden ajan tai 50 C-asteessa yli viikonlopun. Kalsonnokka Uimaranta Kalsonpauha Tarkastajanpakka Kommelipakka Vattajanniemi R5 tuliasema R8 tuliasema Kuva 13. Vattajanniemen sijainti ja näytteiden ottopaikat. Harmaiden dyynien näytteet on otettu Kalsonnokan, Kalsonpauhan, uimarannan sekä R5 ja R8 tuliasemien läheisyydestä. Metsäisten dyynien näytteet on otettu Tarkastajanpakan ja Kommelipakan suojanpuoleisilta rinteiltä. Muokattu Kailan (2007) mukaan km

27 3.4. Tutkimusmetodit Kaikista näytteistä on mitattu orgaanisen aineen pitoisuus (Tie- ja vesirakennushallitus 1973: 25), hydrofobisuus (Dekker & Jungerius 1990: )), ph (ISO 10390: 1994) ja sähkönjohtokyky (ISO 11265: 1994). Lisäksi ns. harmaiden dyynien näytteistä on määritetty uuttamisen jälkeen typpi- (Reijola 2007a) ja fosforipitoisuudet (Reijola 2007b) ja metsäisten dyynien näytteet on seulottu Orgaanisen aineen pitoisuus Maan orgaaninen aines muodostuu kuolleiden kasvien ja eläinten jäänteistä, jotka kertyvät karikkeena maan pinnalle ja maan sisälle juuristokerrokseen. Hajoamisprosessin tuloksena karike muuttuu ja sekoittuu mekaanisesti ja kemiallisesti kivennäismaahan muodostaen kestäviä humusaineyhdisteitä. Muodostuvan karikkeen määrä riippuu ensisijaisesti kasvupaikan laadusta. Maan orgaanisen aineen määrä ja laatu vaikuttavat määräävästi maan fysikaalisiin ja kemiallisiin ominaisuuksiin (Kuusisto 2005: 73). Maan orgaanisen aineksen määrä on määritetty kaikista näytteistä, mutta laadun määrittäminen on vaikeampaa. Maaperän hiili-typpi suhde antaa jonkinlaisen kuvan orgaanisen aineen laadusta ja tämä suhde on määritetty harmaiden dyynien näytteistä. Maaperän C/N-suhteella on merkitystä mm. mikrobien mahdollisuuksiin käyttää ravintoaineita. Typpeä on sitä enemmän tarjolla kasvillisuuden käyttöön, mitä pienempi maaperän C/N-suhde on Hydrofobisuus Näytteiden hydrofobisuus eli vedenhylkivyys määritettiin käyttämällä WDPT-testiä (Water Drop Penetration Time). Homogenisoidun, petrimaljalle tasoitetun näytteen pinnalle tiputettiin kolme pisaraa tislattua vettä ja mitattiin niiden keskimääräinen imeytymisaika. Tulokset jaettiin viiteen luokkaan seuraavasti: sekuntia sekuntia 27

28 sekuntia sekuntia 5. yli 1800 sekuntia Maaperän hydrofobisuus on monen tekijän summa. Siihen mahdollisesti vaikuttavia tekijöitä ovat kasvien juurten eritteet, tietyt sienilajit, kasvien pintaosien vahamaiset yhdisteet ja maaperän hajoava orgaaninen aines (Hallett 2007; Dekker & Jungerius 1990: ). Suuri hydrofobisuuden aste lisää pintavaluntaa ja altistaa maaperän eroosiolle (Jungerius & Dekker 1990). Se vaikuttaa myös kasvien vesitalouteen heikentämällä veden pääsyä juurten ulottuville ph ja sähkönjohtavuus Maaperän ph, eli vetyionikonsentraatio ilmaisee sen happamuutta. Happamassa maaperässä eloperäisen aineen hajoaminen hidastuu, jolloin kasvien ravinnonotto vaikeutuu (Metsämaan happamoituminen 2006). Sähkönjohtavuus syntyy liukenevista suoloista ja korkeat arvot kertovat maan ravinteikkuudesta ja rehevyydestä Fosfori Kiinteän ruohokasvillisuuden peittämistä dyyneistä eli ns. harmaista dyyneistä on määritetty liukoinen fosfori. Fosforia tarvitaan solussa mm. ATP:n, nukleiinihappojen ja fosfolipidien rakenneosana. Fosfori on myös osallisena monissa solun reaktioissa. Suurin osa maaperän fosforista on voimakkaasti maahan sitoutuneena eikä siten ole kasvien käytössä Hiekan raekokojakauma Metsäisten dyynien näytteet seulottiin ja jokaisen näytteen tuloksista piirrettiin raekokojakaumaa kuvaava rakeisuuskäyrä. Käyrän avulla näytteille määritettiin mediaani (Md), eli keskimmäinen arvo ja laskettiin Folkin ja Wardin (1957) fi-asteikkoon perustuvan menetelmän mukaiset tunnusluvut: keskiläpimitta (mean size), Mz, ilmaisee raekoon aritmeettisen keskiarvon )/3 lajittuneisuus (sorting), Sd, kuvaa kuinka hyvin aines on keskittynyt yhteen raekokoluokkaan

29 (( 84-16)/4)+(( 95-5)/6,6) vinous (skewness), Sk, kuvaa raekokojakauman mahdollisen venymisen kohti karkeaa tai hienoa ainesta (( )/2( 84-16))+(( )/2( 95-5)) huipukkuus (kurtosis), K, kuvaa kuinka hyvin aines on kasautunut moodiluokkaan ( 95-5)/2,44( 75-25) 3.5. Tutkimustulokset, harmaat dyynit Harmaiden dyynien tutkimustulokset olivat pitkälti odotetun kaltaisia. Rehevyyttä ja ravinteisuutta indikoivat muuttujat saivat korkeampia arvoja paikoissa, joissa kasvillisuuskin oli vaateliaampaa. Palaneilta dyyneiltä otettujen näytteiden tuloksissa palon vaikutukset olivat selvästi havaittavissa. Seuraavissa kappaleissa harmaiden dyynien tutkimustuloksia on käsitelty muuttuja kerrallaan ph ja sähkönjohtokyky Kaikkien harmaiden dyynien ph-arvojen keskiarvo oli 5,73 (taulukko 1). Kaikkein happamimpia olivat näytteet, jotka on otettu jäkäläpeitteisistä dyyneistä. Näiden näytteiden keskimääräinen ph oli 5,38. Jäkäläpeitteisiä dyynejä korkeammat ph -arvot oli näytteillä, joiden ottokohdassa vallitsevana kasvillisuutena oli merinätkelmä. Näiden näytteiden keskiarvo oli 5,83. Palaneiden alueiden näytteet olivat ph-arvoiltaan kaikkein korkeimpia ja saivat keskiarvolukemaksi 6,25. Näytteiden sähkönjohtokyky oli alhainen. Keskiarvo kaikista harmaiden dyynien näytteistä oli 8,10 µs/cm. Korkeimmillaan sähkönjohtokyky oli palaneiden dyynien näytteissä, joiden keskiarvo oli 16,91 µs/cm. Alhaisimmat sähkönjohtokyvyt olivat deflaatiopainanteiden ja jäkälävaltaisten dyynien näytteissä (keskiarvot 1,47 ja 3,42 µs/cm). Jylhänkankaan ja Esalan (2002) mukaan luonnonniittyjen maat ovat Suomessa happamia (ph 4,6 6). Vattajalla palaneiden alueiden ph oli tätä korkeampi Fosfori Fosforipitoisuus mitattiin näytteistä uuttamisen jälkeen. Tulokset ovat muodossa mg/l. Kaikkien näytteiden fosforipitoisuuksien keskiarvo oli 0,297 mg/l. Deflaatiopintojen fosforipitoisuuksien 29

30 keskiarvo oli 0,213, jäkäläpeitteisten 0,301, merinätkelmävaltaisten 0,262 ja palaneiden dyynien 0,377 mg/l. Fosforinmäärityksen yhteydessä viiden näytteen tulokset neljästäkymmenestä oli hylättävä, sillä ne olivat liian korkeita luettavaksi luotettavasti standardisuoran avulla. Nämä kaikki viisi näytettä olivat palaneilta dyyneiltä. Maastopalot vapauttavat ravinteita Hydrofobisuus Näytteiden hydrofobisuudessa oli suuria eroja (kuva 14). Kaikkiin deflaatiopintojen näytteisiin vesipisarat imeytyivät välittömästi, mutta ei yhteenkään muuhun näytteeseen. Suurimmalla osalla näytteistä, joiden ottopaikoilla kasvoi merinätkelmää, kesti pisaroiden imeytyminen 1-10 minuuttia. Jäkäläpeitteisten dyynien näytteillä WDPT oli huomattavasti pidempi. Hydrofobisuus 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % luokka 5 (yli 1800s.) 4 ( s.) 3 (60-600s.) 1 (0-5s.) 20 % 10 % 0 % deflaatio merinätkelmä poronjäkälä palanut 5 (yli 1800s.) ( s.) (60-600s.) (0-5s.) Kuva 14. Näytteiden hydrofobisuus. Pylväiden alla on kuhunkin luokkaan kuuluvien näytteiden lukumäärä. Palamisen vaikutusta näytteiden hydrofobisuuteen on vaikea arvioida, koska palaneiden alueiden näytteiden tulokset olivat keskenään poikkeavia. Puolet palaneista näytteistä (5kpl) oli erittäin

31 hydrofobisia, mutta kolmeen näytteeseen vesipisarat imeytyivät alle 10 minuutissa. Luokkiin 3 ja 4 ( s. ja s.) kuuluneet palaneiden dyynien näytteet oli otettu Kalsonnokasta ja niiden ottopaikoilla kasvoi merinätkelmää. Näiden näytteiden tulokset ovat yhteneviä palamattomien alueiden merinätkelmävaltaisten näytteiden kanssa. Tämä viittaisi siihen, ettei palaminen ratkaisevasti vaikuta maaperän hydrofobisiin ominaisuuksiin. Kuitenkin viidellä palaneella näytteellä todettiin erittäin korkea hydrofobisuuden aste (luokka 5, yli 1800 s.). Jokainen näistä näytteistä on otettu Kalsonpauhan alueelta. Samalta alueelta on otettu deflaatiopainanteiden näytteet, joihin vesipisarat imeytyivät välittömästi. Vain 15 metrin päässä toisistaan sijaitsevissa paikoissa hydrofobisuuden aste muuttui luokasta 1 luokkaan 5. Voimakkaimmin hydrofobisilla näytteillä myös orgaanisen aineen pitoisuus oli suuri. Kuitenkaan orgaanisen aineksen määrä ei yksin selitä eroja näytteiden hydrofobisuudessa. Palossa syntyvät pienet hiukkaset saattavat tukkia huokostilaa ja siten heikentää veden imeytymistä. Myös hiekan rapautuminen lisää hydrofobisuutta (Hellemaa 1998: 181) C/N - suhde Näytteistä määritettiin orgaaninen hiili ja liukoinen eli orgaaninen typpi, joiden suhdetta verrattiin eri kasvillisuustyypeiltä otettujen näytteiden välillä. Suhdeluku kaikilla näytteillä oli erittäin korkea, koska kokonaistypen sijaan näytteistä määritettiin ainoastaan liukoinen typpi. Paras, eli pienin hiili/typpi-suhde oli näytteillä, joiden ottopaikoilla kasvoi merinätkelmää. Näiden näytteiden suhdelukujen keskiarvo oli 351. Palaneilla näytteillä suhde oli hieman suurempi, keskimäärin 403. Jäkäläpeitteisten dyynien C/N-suhde oli suuri; 615 ja deflaatiopainanteista otettujen näytteiden vielä suurempi 686. Joistakin näytteistä suhdetta ei voinut selvittää epäluotettavien tulosten johdosta. Kolmen näytteen kohdalla typenmääritys epäonnistui, koska orgaanisen aineksen pitoisuus häiritsi liikaa määritystä. Näiden näytteiden kohdalla edes suodatus ja sentrifugointi eivät poistaneet häiriötä luotettavien tulosten saamiseksi. Orgaanisen hiilen osuus näytteissä oli pieni, keskimäärin 0,54 %. Jylhänkankaan ja Esalan (2002) mukaan luonnonniittyillä on humusta yleensä yli 6 %. Vähämultaisilla mailla typen puutteella voi olla vaikutusta kasvien hitaaseen alkukehitykseen. Tällöin jäkälillä on paremmat edellytykset kasvien välisessä kilpailussa. Karujen paikkojen ketokasvien säilymisen kannalta typen määrän lisääntyminen on todettu toistuvasti riskitekijäksi (Mountford ym. 1996; Kooijman & van Til 2006). 31