Mitattua tutkimustietoa ekosysteemipalveluista metropolialueen kestävän kasvun tueksi (EKO-HYÖTY)

Transkriptio

1 Mitattua tutkimustietoa ekosysteemipalveluista metropolialueen kestävän kasvun tueksi (EKO-HYÖTY) Vesa Yli-Pelkonen, Heikki Setälä ym. Helsingin yliopisto, Ympäristötieteiden laitos

2 EKO-HYÖTY-hanke (rahoitus 25-6) Hankkeen tutkimustiimi HY, ympäristötieteiden laitos prof. Heikki Setälä, FT Vesa Yli-Pelkonen, FT Anna-Lea Rantalainen, FM Sveta Silvennoinen, FM Viljami Viippola HY, metsätieteiden laitos prof. Markus Holopainen, FM Topi Tanhuanpää THL Arto Pennanen Ulkomaiset yhteistyötahot, mm. Cornell University (USA) Hankkeen ohjausryhmä Saara Vauramo (Lahti), Juha Raisio (Helsinki), Jaakko Vähämäki (Vantaa), Anu Kousa (HSY)

3 EKO-HYÖTY-hanke Hankkeemme tavoitteena on tuottaa kaupunkiympäristössä tehtävien tarkkojen mittausten avulla uutta tutkimustietoa kaupunkien ekosysteemipalveluista Kasvillisuuden kyky vaikuttaa kaupunki-ilman laatuun tiheän puuston vaikutus ilmansaasteiden leviämiseen liikenneväyliltä puuston vaikutus korttelisisäpihojen ja katukanjonien saastetasoihin Kaupunkipuiden kyky sitoa ja varastoida ilmakehän hiilidioksidia lento- ja maastolaserkeilaus, katupuut, puistopuut puulajikohtaisten biomassamallien kehitys Viheralueiden vaikutus hulevesien määrään ja laatuun (automatisoidut mittausasemat) Kaupunkiviheralueiden tuottamien ekosysteemipalveluiden taloudellinen merkitys hulevesien käsittely, hiilensidonta

4 Kasvillisuuden vaikutus ilmanlaatuun - taustaa Euroopassa ilmansaasteiden määrä vähentynyt, mutta hiukkasten, typpidioksidin (NO 2 ) ja alailmakehän otsonin (O 3 ) pitoisuudet edelleen korkeita merkittävä riski ihmisten terveydelle Myös haihtuvat orgaaniset yhdisteet (VOC) ja polyaromaattiset hiilivedyt (PAH) voivat aiheuttaa merkittäviä terveysriskejä Suurin osa näistä ilmansaasteista tulee energiantuotannosta ja maantieliikenteestä Päästöjen vähentäminen avaintekijä parempaan ilmanlaatuun, mutta kasvillisuuden hyödyntämistä ehdotettu osaratkaisuksi ilmansaasteongelmiin, koska kasvit voivat sitoa ja imeä ilmansaasteita lehtipinta-alansa avulla Tutkimukset aiheesta perustuvat yleensä mallinnukseen, mutta mittauksiin perustuva paikallisen mittakaavan tieto esim. puiden vaikutuksesta ilmanlaatuun on vähäistä ja osin ristiriitaista 4

5 Kasvillisuuden vaikutus kaupungin ilmanlaatuun Mittasimme passiivikeräimillä NO 2, O 3, VOC ja PAH -pitoisuuksia, sekä hiukkasten massakertymiä verraten puustoisia alueita ja viereisiä avoimia, puuttomia alueita puhdistavatko puut ilmaa? Mittaukset eri etäisyyksillä saastelähteestä ja eri vuodenaikoina vilkkaasti liikennöityjen teiden varsilla, katukanjoneissa ja korttelisisäpihoilla (mittausaika n. kk) AVOIN PUUSTOINEN

6 NO 2 (µg/m 3 ) NO 2 Lahti, Huhtikuu 23 Gradienttitutkimus etäisyys tiestä, havupuuvaltaiset metsät n = 8 AVOIN PUUSTOINEN TIE 2 m 35 m 55 m Etäisyys tien reunasta Merkitsevästi korkeammat NO 2 - pitoisuudet metsässä kuin avoimella x Avoin x x Metsä x x x

7 Hiukkasten massakertymä (µg/cm 2 *kk-) Hiukkaskertymät Lahti, Huhtikuu 23 Gradienttitutkimus etäisyys tiestä, havupuuvaltaiset metsät 45 Suurikokoiset hiukkaset, kuten katupöly AVOIN PUUSTOINEN TIE 2 m 35 m 55 m Etäisyys tien reunasta

8 a 3 b 4, NO 2 (µg/m 3 ) P =.47 AVOC (µg/m 3 ) 3,5 3, 2,5 2,,5,,5 P =.78 open tree-cover c, 6 open tree-cover Hiukkaset (µg/cm 2 *month-) 5 4 P = open tree-cover Kesä 23/4, Helsinki, n= (avoin/lehtipuupeitteinen), etäisyys 25 m tiestä

9 PAH-yhdisteet (polyaromaattiset hiilivedyt) A ja B Puupeitteen suhteellinen vaikutus (%) havaittuihin PAH-pitoisuuksiin nollataso (X-akseli) edustaa avointen mittausalueiden PAH-pitoisuuksia C ja D PAH-pitoisuudet avoimilla ja puupeitteisillä mittausalueilla (N=2), Lahden ja Helsingin yhdistetyllä aineistolla 9

10 6.6.26

11 Korttelisisäpihat Helsinki Korttelisisäpihat Helsinki 2 6 NO 2 (µg/m 3 ) 5 5 7,5 6,8 O 3 (µg/m 3 ) ,5 42,8 Kesä 24 pihaa kanjonia open tree-cover 2. % ero; t-testi, p =.325 Katukanjonit Helsinki open tree-cover. % ero; t-testi, p =.24 Katukanjonit Helsinki NO 2 (µg/m 3 ) , 27,3 O 3 (µg/m 3 ) ,7 39,5 open tree-cover open tree-cover 3.9 % ero; t-testi, p = % ero; t-testi, p =

12

13 Hiukkaslukumäärä (PNC) Keskimääräinen hiukkaslukumäärä (PNC) eri etäisyyksillä tieltä (Nordenskiöldinkatu ) Avoin Metsä Etäisyys tieltä (m)

14 Nordenskiöldinkatu Open HY Forested HY2 Hiukkaslukumäärä (PNC) Kellonaika

15 Kasvillisuuden vaikutus ilmanlaatuun - johtopäätöksiä Puustolla odotettua vaatimattomampi rooli suorassa ilmansaasteiden sidonnassa, mutta puustolla voi olla suurempi merkitys ilmavirtojen ohjauksen kannalta esim. tutkimukset katukanjoneissa muualla, erittäin tiheät viheraidat /meluvallit, turbulenssit, altistuminen Kuinka viherrakenteita tulisi sijoittaa saastelähteiden läheisyyteen siten, että kaupunkivihreän esteettiset ja virkistykselliset hyödyt pääsevät myös oikeuksiinsa? Riittävän suuret kaupunkipuistot- ja metsät tärkeitä, jotta asukkaat pääsevät virkistymään kauemmaksi saastelähteistä ekosysteemipalvelu

16 Hulevesien määrää ja laatua tutkittiin Helsingissä ja Lahdessa maankäyttöintensiteetiltään erilaisilla pienvaluma-alueilla (3+3) automatisoitujen mittausasemien avulla HELSINKI LAHTI virtaama sameus sähkönjohtokyky ravinteet raskasmetallit DOC lämpötila - Itä-Pasila tiivis kerrostaloalue - Pihlajamäki väljähkö kerrostalo/rivitaloalue - Veräjämäki väljä pientaloalue viherpihoineen ja metsineen Biotieteellinen tiedekunta / Henkilön nimi / Esityksen nimi -Taapelipolku tiivis kerrostaloalue, lähes 9% pinnoitettu - Paavola väljähkö pienkerrostaloalue, myös viheralueita -Kilpiäinen väljä pientaloalue, viherpihat ja metsää 6

17 Hulevesien määrä ja laatu (Helsinki ja Lahti) Viheralueet ja muut vettä läpäisevät alueet vähensivät huomattavasti hulevesien määrää vuositasolla, etenkin tiiviisti rakennetuilla alueilla viherpintojen lisäämisellä on merkitystä Tuloksemme antavat viitteitä, että viheralueiden merkitys varsinaisten tulvaa tuottavien sateiden imeytyksessä vaatimaton Sen sijaan viheralueet läpäisevine maaperineen merkittäviä puhdistuslaitoksia silloin, kun sateiden volyymi pieni tai korkeintaan kohtalainen (valtaosa vuosittaisesta sadannasta) pintavesien laatu Kaupunkien viheralueilla kiistämätön rooli hulevesiin liittyvien ongelmien vähentämisessä Tiiviiseen kaupunkirakenteeseen tähtäävissä suunnitelmissa tulee entistä paremmin huomioida viheralueiden määrä, laatu ja niiden sijoittelu valuma-alueilla

18 Hulevesien käsittelyn rahallinen arvo Arvioimme myös hulevesien käsittelyn säätelypalvelun rahallista arvoa vältettyjen kustannusten menetelmällä (pienvaluma-alueet Helsingissä ja Lahdessa) Perinteinen hulevesijärjestelmä vs. viheralueiden tuoma ekosysteemipalvelu Tulostemme mukaan hulevesiputkistojärjestelmän rakentamisen ja kunnossapidon vuotuiset kustannukset esim. Helsingissä 24 /m hyvin tiivisti rakennetulla valuma-alueella ja 75 /m väljästi rakennetulla valumaalueella Viheralueneliömetrin rahallinen arvo hulevesien säätelypalvelun kannalta hyvin tiiviisti rakennetulla valumaalueella huomattavasti korkeampi kuin väljemmän rakentamisen valuma-alueella

19 Kiitos kuulijoille! Setälä H, Viippola V, Rantalainen A-L, Pennanen A & Yli-Pelkonen V (23) Does urban vegetation mitigate air pollution in northern conditions? Environmental Pollution Yli-Pelkonen V, Setälä H, Viippola (24) Mitattua tietoa kaupunkiviheralueiden ekosysteemipalveluista. Ympäristö ja terveys 45(4) Valtanen M, Sillanpää N & Setälä H (24) Effects of land use intensity on stormwater runoff and its temporal occurrence in cold climates. Hydrological Processes Viippola V, Rantalainen A-L, Yli-Pelkonen V, Tervo P & Setälä H (26) Gaseous polycyclic aromatic hydrocarbon concentrations are higher in urban forests than adjancent open areas during summer but not in winter - Exploratory study. Environmental Pollution