Hannu Mannerkoski Miten metsätaloustoimenpiteiden vaikutukset näkyvät pohjavedessä

Transkriptio

1 Hannu Mannerkoski Miten metsätaloustoimenpiteiden vaikutukset näkyvät pohjavedessä

2 Sisältö Johdanto Mitä pohjavesi on Miksi metsätalous voi vaikuttaa pohjaveteen Eri metsätaloustoimenpiteiden vaikutukset pohjaveteen Hakkuut Maanmuokkaus Lannoitus Kulotus Metsäojitus Yhteenveto

3 Johdanto Mitä pohjavesi on on osa veden (hydrologista) kiertoa maapallolla Muut osat yhteydessä siihen (sade, vajovesi, valunta) maa- ja kallioperässä olevaa vettä, jonka kulku on hidastunut niin, että koko huokostila on täyttynyt vedellä Yleensä kallioperän päällä Voi olla heikosti läpäisevän maakerroksen päällä pohjavedenpinnalla tarkoitetaan kyllästyneen kerroksen yläpintaa tärkeä uusiutuva luonnonvara Määrä ja laatu tärkeitä ihmisen kannalta

4 Hydrologinen kierto sadanta puustopidäntä haihdunta sadanta Pintakerrosvalunta Pohjavesivalunta Pintavalunta Valunta uomassa Maavesi, vajovesi pohjavedenpinta pohjavesi

5 Johdanto Pohjaveden käyttö Vesilaitosten jakamasta vedestä noin 60 % pohjavettä Otetaan yleensä varsinaisilta pohjavesialueilta (harjut, reunamuodostumat) Pohjavedenpinta syvällä ja vuotuinen vaihtelu pieni Haja-asutusalueiden kaivot Hyvin usein moreenimaalla Pohjavedenpinta lähellä maanpintaa ja vaihtelu suuri Pohjaveden laatu hyvin tärkeä Laatu yleensä parempi kuin pintavesissä

6 Johdanto Mitä metsätalous voi vaikuttaa pohjaveteen Pohjavesialueet yleensä metsän peitossa Metsät ja erityisesti puusto vaikuttavat veden kiertoon Sadevettä pidättyy latvuksiin maahan tuleva veden määrä vähenee Vesi liuottaa latvuksia ja latvukset pidättävät vedestä aineita veden laatu muuttuu Puiden juuristot luovat hyvin vettä johtavan pintamaan vesi imeytyy hyvin maahan ja pintavalunta vähenee Puut ottavat vettä maasta maa kuivuu syvälle

7 Johdanto Mitä metsätalous voi vaikuttaa pohjaveteen Metsätalouden toimenpiteet, jotka vaikuttavat puustoon tai maaperään, voivat myös vaikuttaa pohjaveteen Hakkuut vähentävät latvuspidäntää ja koneet voivat tiivistää maaperää Maanmuokkaus poistaa osalta aluetta humuskerroksen Lannoitus Kulotus Metsäojitus (nykyisin kunnostusojitusta)

8 Puuston hakkuun vaikutus Nurmes-projekti (Murtopuron lähde) Ahtiainen, M. & Huttunen, P Metsätaloustoimenpiteiden pitkäaikaisvaikutukset purovesien laatuun ja kuormaan. Teoksessa: Saukkonen, S. & Kenttämies, K. (toim.) Metsätalouden vesistölvaikutukset ja niiden torjunta. METVE-projektin loppuraportti. Suomen ympäristö 2: VALU-projekti (pohjavesikaivot) Mannerkoski, H., Finér, L., Piirainen, S. & Starr, M Effect of clear-cutting and site preparation on the level and quality of groundwater in some headwater catchments in eastern Finland. For. Ecol. Manage. 220: Suomen ympäristökeskuksen pitkäaikaisseuranta Rusanen, K., Finér, L. Antikainen, M., Korkka-Niemi, K., Backman, B. & Britschgi, R The effect of forest cutting on the quality of groundwater in large aquifers in Finland. Boreal Env. Res. 9: Metla, Muhos Kubin, E Leaching of nitrate nitrogen into the groundwater after clear felling and site preparation. Bor. Env. Res. 3: 3 8.

9 VALU-projektin valuma-aluetietoja Alue Ala Suo- Hak. A A B C ha % % A B C D E Hakkuu: A ja C syksy 1996 ja D D E kevät 2000 Muokkaus: A ja C syksy 1998 ja D syksy 2001

10

11 Kangasvaara 1,4 NO 3 - -N mg L -1 1,2 1,0 0,8 0,6 moreenimaa moreenimaa turpeen alla turve 0,4 0,2 0, Päivä

12 Iso-Kauhea

13 VALU-projektin valuma-aluetietoja Alue Ala Suo- Hak. A A B C ha % % A B C D E Hakkuu: A ja C syksy 1996 ja D D E kevät 2000 Muokkaus: A ja C syksy 1998 ja D syksy 2001

14 Porkkavaara

15 VALU-projektin valuma-aluetietoja Alue Ala Suo- Hak. A A B C ha % % A B C D E Hakkuu: A ja C syksy 1996 ja D D E kevät 2000 Muokkaus: A ja C syksy 1998 ja D syksy 2001

16 KLORIDI

17 Puuston hakkuun vaikutus Nitraattipitoisuudet alkavat nousta 3-4 vuoden kuluttua hakkuusta ja 1-2 vuoden kuluttua muokkauksesta Rinteillä nopeammin kuin tasaisella maalla Nousua havaittavissa myös moreenimaassa alapuolisten soiden turpeen alla, mutta ei turpeessa Nitraattipitoisuuden maksimin ajankohta vaihtelee olosuhteiden mukaan paljon Hakkuualueella ja lähellä aluetta 5-6 vuoden kuluttua hakkuusta (3-4 vuotta muokkauksesta) kauempana ja suon alla viivästyy Nitraattipitoisuudet ovat palautuneet hakkuualueella ja sen välittömässä läheisyydessä jo lähes ennalleen, mutta turpeen alla ja tasaisella maalla jatkui nousu vielä 8 vuoden kuluttua Nitraattipitoisuuden nousua on havaittu myös varsinaisilla pohjavesialueilla Maksimipitoisuudet VALUssa 1-1,2 mg L -1 NO 3 -N (4,4 5,3 mg L -1 NO 3 ) Aiemmin vaihdellut 0,6 0,7 (METLA) ja 0,2 1,3 (SYKE) mg L -1 NO 3 -N Nousu on näkynyt myös lähdevedessä (Nurmes-tutkimus) hyvin vastaavana kuin pohjavesikaivoissa

18 Puuston hakkuun vaikutus Hakkuu nostaa myös kloridipitoisuutta Nousu alkaa nopeammin ja kestää lyhyemmän aikaa kuin nitraatilla Suhteellinen nousu paljon pienempi kuin nitraatilla Maksimiarvot noin 1,5 2 mg L -1 Arvot vastaavat alueelta mitattuja kaivovesien pitoisuuksia

19 Lannoitus Suomessa tutkittu vähän Ruotsissa todettu nitraattipitoisuuksien nousevan nopeasti nitraattilannoituksella kangasmailla Turvemaiden fosforilannoitus nostaa pitoisuuksia suon pohjavedessä, mutta varsinaisilla pohjavesialueille ei vaikutusta Tuhkalannoitus vaikuttaa suon pohjaveteen Fosforipitoisuudet nousevat jo toisena vuonna lannoituksen jälkeen Kationipitoisuudet nousivat samana vuonna Myös ammoniumpitoisuudet nousevat (Piirainen, S. & Domisch, T Tuhkalannoituksen vaikutus pohja- ja valumavesien laatuun ja ainehuuhtoumiin ojitetuilla soilla. Metsätehon raportti s.)

20 Ojitus Vaikuttaa lähinnä pintavalumavesien kiintoainespitoisuuteen Ravinteiden huuhtoutumista on kyllä havaittu, joten suon pohjavedenkin pitoisuuksien pitää jonkin verran muuttua Varsinaisilla pohjavesialueilla ei ympäristön ohituksilla ole havaittu aikaansaavan selviä muutoksia

21 Yhteenveto Metsätalouden toimenpiteet aikaansaavat vaikutuksia pohjaveden laatuun Merkittävintä on nitraattipitoisuuksien nousu, mutta ne eivät kuitenkaan nouse lähelle hyvän käyttöveden pitoisuuden sallittua ylärajaa