Ekologiset vaikutukset ja ennusteet Tiedon lähteitä ja työkaluja

Transkriptio

1 Ekologiset vaikutukset ja ennusteet Tiedon lähteitä ja työkaluja Markus Huttunen, Suomen ympäristökeskus

2 Ekologiset vaikutukset ja ennusteet järvelle tai vesistölle Järveen tuleva ravinnekuormitus ja sen muutokset Toimenpiteiden ja/tai ilmastonmuutoksen aiheuttamat muutokset Kuormituksen muutosten vaikutus järven tilaan Gisbloom projektissa osittain tai kokonaan kehitetyt työkalut: Vemala (ravinnekuormitusmalli) Kuormituskaavio (toimenpiteiden alueellinen kohdistaminen) Vihma (peltokuormitusmalli) Tilastollinen hajakuormitusmalli LLR: Kuormitusvaikutusmalli NN SYKEn vesikeskus 2

3 Vemala työkalu Fosforin, typen ja kiintoaineksen huuhtoutuminen pelloilta ja metsistä Pistekuormitus, haja-asutuksen kuormitus ja laskeuma vesiin Ravinteiden eteneminen ja pidättyminen joissa ja järvissä Ravinnelaskenta vuorokauden aika-askeleella jaksolle Kattaa koko Suomen. Peltolohkotason laskenta, kaikki 1 ha järvet. Toimenpideskenaarioissa voidaan huomioida: Viljelykasvit, muokkausmenetelmät, lannoitusmäärät pistekuormituksen, haja-asutuksen kuormituksen ja laskeuman muutokset Ilmastonmuutoksen vaikutus Skenaariot työläähköjä, voidaan toteuttaa vain Vemala ryhmässä

4 Vemalan tuottamat tiedot Järveen tuleva kuormitus ja pitoisuus järvessä Kuormituksen jakaantuminen eri lähteisiin: pelto, metsä, haja-asutus, pistekuormitus Nykytilanne verrattuna toimenpideskenaarion tilanteeseen Toimenpiteiden vaikutus koko vesistön tasolla ja vesistöstä mereen kulkeutuvaan kuormaan Tulokset Vemala käyttöliittymässä ja osittain vesinetissä Järvi Nimi Fosfori Tuleva Pelto Metsä Haja- Piste- Lähtevä pitoisuus P kuorma asutus kuorma P kuorma ug/l kg/a kg/a kg/a kg/a kg/a kg/a Vinkuanlahti Sulkavanlahti Vehkalampi Kivilampi Rajalahti Pentanlahti

5 Vemalassa koko vesistöalue mereen saakka Kaltevuus Ala Fosfori huuhtouma Lohko Nimi % ha kg/ha/a Pihantaus Rikkasuo Nivonniska Inganmäki Koskenniska Väliaho Paskosuo Vinkuanlahti

6 Vemalan kehittäjät: Markus Huttunen Inese Huttunen (typen huuhtouma) Vanamo Seppänen (peltojen fosforihuuhtouma) Marie Korppoo (ravinneprosessit vesistöissä) Sofia Airola (huuhtouma metsistä) Vemala koulutus: Vuosittain sykessä helmikuussa Vesistömallijärjestelmän käyttäjäpäivät ELY keskuksissa, muutamassa vuosittain toiveiden mukaan

7 Kuormituskaaviot Microsoft Excel tiedosto, jonka avulla voidaan arvioida missä ja mitä kuormitusta kannattaa vähentää miten kuormitusvähennys vaikuttaa Perustuu VEMALAn simuloimaan pitkän ajanjakson keskimääräiseen vuositaseeseen Kokonaisfosfori ja typpi, kiintoaine Kuormituslähteet: pellot metsät haja-asutus Vesijärven fosforikuormituskaavion ensimmäinen sivu: keskimääräiset kuormitukset ja pidättymiskertoimet alueittain ja altaittain. Arvoja muuttamalla voidaan tutkia kuormitusmuutosten vaikutuksia.

8 Kuormituskaaviot Voidaan simuloida nykytilannetta tai tulevaisuutta Voidaan käyttää ns. malliketjussa yhdessä muiden mallien (LLR, VIHMA, KUTOVA) kanssa Käytetään Vesinetissä aukaisemalla järven infoikkuna ja valitsemalla: Vesistökuormitukset Ulkoinen kuormitus Ulkoisen kuormituksen yhteenvetotiedot avaa taulukko Lisätietoa: Vesijärven fosforikuormituskaavion toinen sivu: osa-alueet ja - altaat esitetään kaaviona, nuolet osoittavat kuormituksen kulkusuunnan ja määrän. Ensimmäisen sivun taulukkoon tehdyt muutokset päivittyvät automaattisesti.

9 VIHMA- Viljelyalueiden hallintamalli Koekenttämittauksiin perustuva excel-työkalu, joka auttaa arvioimaan pelloilta tulevaa eroosiota ja P & N kuormitusta erilaisilla toimenpideyhdistelmillä Mahdollista vertailla erilaisia toimenpideyhdistelmiä ja niiden vaikutuksia keskenään, esim. nykyinen tilanne vs. Vesienhoidonsuunnittelun mukainen tilanne Malliin tarvittavia lähtötietoja: peltojen maalaji, kaltevuus, P-luku, kasvilajit ja muokkaustavat Toimenpiteitä mallissa: erilaiset muokkaustavat mm. suorakylvö, sänkimuokkaus ja kyntö keväällä tai syksyllä sekä suojavyöhykkeet ja kosteikot Malli tulossa SYKEn nettisivuille ladattavaksi, lisätietoja Markku Puustinen (SYKE) NN SYKEn vesikeskus 9

10 Tilastollinen kuormitusmalli (GISBloom subaction 2.3) Vedenlaatu- ja virtaamahavaintoihin sekä valuma-alueen ominaisuuksiin perustuva kuormituksenarviointimenetelmä kokonaistypelle ja -fosforille Kriteerit valuma-alueiden valinnalle Päivittäiset virtaamatiedot v , vain yhdeltä vuodelta sai olla puuttuvaa dataa Vähintään 3 vuodelta vähintään 12 vesinäytettä 70 havaintopistettä Havaintopisteille laskettiin N- ja P-ainevirtaamien vuosikeskiarvot koko 12 v. kaudelle ja ainevirtaamia selitettiin yläpuolisen valuma-alueen ominaisuuksilla Ravinnekuormitusta selittäviä valumaalueominaisuuksia: Peltoisuus (selvästi tärkein!) Järvisyys (toiseksi tärkein) Metsäisyys Pintamaan savisuus Lannan mukana tuleva fosfori Sadanta Lisätietoja: sirkka.tattari@ymparisto.fi petri.ekholm@ymparisto.fi jari.koskiaho@ymparisto.fi 5 erillistä yhtälöä sekä N:lle että P:lle valittiin lopullisiksi kuormitusmalleiksi (ks.

11 Tilastollisen kuormitusmallin soveltaminen, esimerkkinä Lahden Vesijärvi Vesijärven valuma-alueen ja GisBloom -alueiden ominaisuuksia 1,1 61 Vertailu muihin valuma-alueisiin Vesijärven savipeltojen osuus koko peltoalasta Vesijärven peltojen kaltevuus Kuormitusherkimpien alueiden kartoitus 5 mallin antamien kuormitusten mediaaniarvot: 19 kgp/ha v 366 kgn/ha v Peltoalan 20% kasvu 25% N-kuormituksen kasvu 28% P-kuormituksen kasvu Järvialan 1% kasvu 5% N-kuormituksen alenema (tällä simuloitiin n. 100 ha 6% P-kuormituksen alenema kosteikkoalan rakentamista) Kuormitustulokset Skenaariot

12 TotP-pitoisuus järvessä [ug/l] Kuormitusvaikutusmalli LLR LLR:llä voidaan arvioida, kuinka paljon järveen tulevaa kuormitusta tulisi vähentää hyvän vedenlaadun saavuttamiseksi (kuva) TotP-ennuste kuormituksen funktiona Välttävä/huono Tyydyttävä/välttävä Kuortaneenjärvi Keskimääräinen ennuste 90% luottamusväli Ulkoinen kuormitus (nykytila) Pitoisuus nykykuormalla (65 ug/l) H/Traja=tavoitetila (45 ug/l) Hyvä/tyydyttavä Vedenlaadun mittareina kokonaisravinteet ja a- klorofylli Erinomainen/hyvä TotP-pintakuorma [g/m2/a] Kriittinen kuorma / tavoitekuorma (1.0 g/m2/a) Kuormitusvähennys 30 % LLR-esimerkkitulos 1: Kuortaneenjärven P-pitoisuuden ennuste on 65 µg/l ja tavoitetila olisi 45 µg/l. Tällöin ulkoisen P-kuormituksen vähennyksen tulisi olla n. 30 % nykyisestä.

13 Kuormitusvaikutusmalli LLR LLR ottaa huomioon sekä ulkoisen että sisäisen kuormituksen vaikutuksen vedenlaatuun (kuva) Laskenta perustuu tunnettuihin vedenlaatumalleihin ja todennäköisyyslaskentaan LLR:ää voi käyttää Vesinetissä aukaisemalla järven tai vesimuodostuman infoikkunan ja valitsemalla: Ekologiset vaikutukset Laskenta malleilla Mallit Valitse malli LLR_2013. Lisätietoa: ja LLR-esimerkkitulos 2: Hiidenveden Kirkkojärven sisäisen kuormituksen puolittamisella saavutettaisiin keskimäärin riittävän alhainen P-pitoisuus.

14 Mallien epävarmuuksista ja soveltuvuudesta Kaikki mallit yksinkertaistuksia todellisuudesta Malli perustuu tiettyihin lähtötietoihin Yleensä luotettavampia suuremmilla alueilla Pienillä alueilla, esim. pienellä järven valuma alueella epävarmuus lähtötietojen tarkkuudessa: Miten yksittäisiä peltolohkoja viljellään Millaiset jätevesiratkaisut taloissa sen järven rannalla on Jos on epävarma mallin soveltuvuudesta tiettyyn tilanteeseen, kannattaa kysyä mallin kehittäjiltä Jos mallissa ilmenee virheitä tai se ei tuota tarvittavia tietoja, kannattaa lähettää palautetta kehittäjille. Palautteen perusteella malleja pystytään kehittämään niin että ne tuottavat vesienhoitotyössä tarvittavat tiedot NN SYKEn vesikeskus 14