Lannoituksen pitkäaikaisvaikutukset

Transkriptio

1 Lannoituksen pitkäaikaisvaikutukset vähäravinteisten ja ravinneepätasapainoisten metsäojitusalueiden kasvihuonekaasupäästöihin Paavo Ojanen 1, Kari Minkkinen 2, Timo Penttilä 1, Anne Tolvanen 1 1 Luonnonvarakeskus (Luke) 2 Helsingin yliopisto, metsätieteiden laitos Paavo.ojanen@helsinki.fi en.htm Funded by LIFEPeatLandUse LIFE12ENV/FI/15

2 Taustaa ½ 1 miljoonaa hehtaaria vähätuottoisia ojitusalueita (1 2 % metsäojitusalueista) karuimmat rämeet ja nevat (yleinen ravinteiden vähyys) rehevät alun perin märät suot (joitain kivennäisravinteita puuttuu) Puuston kasvua voidaan huomattavasti lisätä (tuhka)lannoituksella Entä lannoituksen vaikutukset kasvihuonekaasupäästöihin? puuston kasvu paranee=> hiilidioksidin nielu kasvaa +++ ei havaittu maaperän typpioksiduulipäästöjen kasvavan ± maaperän metaanipäästöt voivat vähitellen vähentyä entisestään + maaperän hiilidioksidipäästöt kasvavat vähitellen => turpeen hävikkiä vai vain lisääntyneen kariketuotoksen seuraus???

3 Esim: rehevä kasvupaikka epätasapaino lannoittamaton lannoitettu 1985 koivulettokorpi ojitettu 1936 Könölä, Tornio

4 Esim: äärimmäinen karuus vähän ravinteita lannoittamaton lannoitettu 1967&75&91 rahkaräme ojitettu 1967 Alkkia, Karvia

5 6 koealaa peruslannoitus Lannoituskäsittelyt Nimi Alkuperäinen suotyyppi Ojitusvuosi (vuosi/lannoite/annos[kg/ha]) vuodet lannoitteet annokset[kg/ha] eutrofia meso oligotrofia Oligo ombrotrofia Ravinne epätasapainoiset Könölä koivulettokorpi /PK/ PK+Ksuola Jylkky rimpineva 1939 ei tiedossa 1967/73/84 PK/PK/PK 6/4/ Pelso ruohoinen rimpineva luku ei tiedossa 1997 puuntuhka 15 Karut Rantasuo Rahkaräme? 197 luku 197s/PK/ puuntuhka 6 5 Leppiniemi Lyhytkorsineva? 1932 ei 1947 puuntuhka 16 Lylynneva rahkaräme 1967 ei 1967/75/91 PK/PK+amm.nitr./ PK+amm.nitr. 2 /4+4/ 5+33

6 Menetelmät: mittaukset Hajotus mitattiin maaperästä hajotuksen seurauksena ilmakehään tulevan hiilidioksidin määrää (heterotrofinen maahengitys) kammiomenetelmällä Kariketuotos puuston maanpäällinen karike karikekeräimillä pintakasvillisuuden (pl. sammalet) kariketuotos kasvillisuuden biomassan perusteella sammalten kariketuotos niiden kasvun mittauksen perusteella juurten ja maavarsien kariketuotos niiden biomassan (eroteltu turvenäytteistä) perusteella Puuston hiilinielu koealojen puustot (läpimitat, pituudet latvusrajat) mitattiin ja puut kairattiin edeltäneen 5 vuoden kasvun määrittämiseksi hiilinielu nykyisten ja 5 vuotta sitten olleiden puustojen biomassamalleilla laskettujen biomassojen erotuksena

7 18 16 NIELU Kariketuotos, g CO 2 /m 2 /vuosi tasapaino Könölä Pelso Jylkky Leppiniemi Rantasuo Lylynneva Tyyppi, ojitus/lannoitus KoLK, 1936/1985 RhRiN, 195 6/1997 (tuhka) RiN?, 1939/1967 LkN?, 1932/1947 (tuhka) RaR?, 197 luku/1998 (tuhka) RaR, 1967/ LÄHDE Hajotus, g CO 2 /m 2 /vuosi Nuoli yhdistää lannoittamattoman ja lannoitetun (musta reuna) koealan.

8 sammalet muu aluskasv. puusto maanalainen JylkkyFR JylkkyDR PelsoFR PelsoDR KönöläFR KönöläDR LylynnevaFR LylynnevaDR RantasuoFR Karut RantasuoDR LeppiniemiFR LeppiniemiDR hajotus Ravinne epätasapainoiset Hajotus( )/kariketuotos(+), g CO2/m2/vuosi Hajotus( )/kariketuotos(+), g CO2/m2/vuosi

9 Vaikutukset nykyiseen taseeseen: maa puusto yht. 15 Ekosysteemin CO 2 tase +++ ±++ +± ±++ +± ± CO2 nielu, g CO2/m 2 /vuosi KönöläDR KönöläFR PelsoDR PelsoFR JylkkyDR JylkkyFR LeppiniemiDR LeppiniemiFR RantasuoDR RantasuoFR LylynnevaDR LylynnevaFR maaperä puusto yhteensä muutos

10 Pohdintaa ja johtopäätöksiä I Lannoitus kiihdyttää hajotusta maassa, koska kariketuotos lisääntyy (kaikki koealat) ja turpeen hajoaminen kiihtyy (2/6 alaa huomattavasti, 2/6 alaa hiukan) Lannoitus voi aiheuttaa suuren hiilidioksidipäästön maaperästä (2/6 koealaa)! nämä ovat lannoittamattomina ilmiasultaan hyvin karuja Yhdellä koealalla lannoitus aiheutti maaperään hiilidioksidinielun (rehevin koeala)! tämä on lannoittamattomanakin ilmiasultaan rehevä Jos maaperästä suuri päästö, puuston lisääntynyt kasvu pystyi juuri ja juuri korvaamaan maaperästä menetetyn hiilen (2/6 koelaa) => ei suoraa ilmastohyötyä lannoituksesta => pitkällä aikavälillä ekosysteemin hiilivarasto voi pienetä huomattavasti!

11 Pohdintaa ja johtopäätöksiä II Lannoitus ei ole ilmaston kannalta automaattisesti turvallinen toimenpide mutta yhdellä, erityisen rehevällä koealalla vaikutus oli ilmastoa viilentävä => lannoituksella voi olla sekä hyvin huonoja että hyviä ilmastovaikutuksia => maltti ja asian lisäselvitys tarpeen: aineistoa turvemaan lannoituksen vaikutuksesta turpeen hiilivarastoon on vielä niukasti (tämä tutkimus lienee ainoa tähän mennessä)! HUOM: tämä tutkimus käsittelee heikkotuottoisten ojitusalueiden hyödyntämistä tuloksia ei voi suoraan yleistää suometsätaloudessa tyypillisille mustikka ja puolukkaturvekangas II tyyppien lannoituksille tulosten valossa näitä olisi syytä tutkia, koska lannoituksella voi olla merkittävä vaikutus turpeen hiilivarastoon!

12 June September water table Nutrient imbalanced sites Nutrient poor sites Water table, cm Water table, cm Jylkky Könölä Pelso 5 Leppiniemi Lylynneva Rantasuo control control hummock fertilized control control hummock fertilized Clear WT lowering only at two sites

13 Method: tree stand measurements + increment coring Stem volume growth Stem volume increment, m 3 /year/ha Nutrient imbalanced sites Jylkky Könölä Pelso control fertilized Stem volume increment, m 3 /year/ha Nutrient poor sites Leppiniemi Lylynneva Rantasuo control fertilized WT lowering N fertilized WT lowering

14 Method: tree stand measurements + increment coring + biomass equations CO 2 sink of the growing tree stand biomass CO 2 sink, g CO 2 /year/m difference Nutrient imbalanced sites +113 control fertilized Jylkky Könölä Pelso CO 2 sink, g CO 2 /year/m Nutrient poor sites difference Leppiniemi Lylynneva Rantasuo control fertilized WT lowering N fertilized WT lowering

15 Method: closed chamber measurements, 6 measurement points/site (d = 3 cm), vegetation intact CH 4 and N 2 O Nutrient imbalanced sites, CH 4 Nutrient poor sites, CH 4 CH 4 source, g CH 4 /m 2 /year control fertilized WT lowering Jylkky Könölä Pelso CH 4 source, g CH 4 /m 2 /year WT lowering Leppiniemi Lylynneva Rantasuo Nutrient imbalanced sites, N 2 O Nutrient poor sites, N 2 O N 2 O source, g N 2 O/m 2 /year Jylkky Könölä Pelso N 2 O source, g N 2 O/m 2 /year N fertilized Leppiniemi Lylynneva Rantasuo