Turvemaiden metsätalouden uudet vaihtoehdot tutkimuksen tavoitteet ja toteutus

Transkriptio

1 Turvemaiden metsätalouden uudet vaihtoehdot tutkimuksen tavoitteet ja toteutus Raija Laiho ja Sakari Sarkkola Luonnonvarakeskus (Luke)

2 Tutkimusryhmä Luke: Raija Laiho, Hannu Hökkä, Mika Nieminen, Meeri Pearson, Timo Penttilä, Markku Saarinen, Sakari Sarkkola, Sauli Valkonen Helsingin yliopisto: Kari Minkkinen, Paavo Ojanen, Markku Koskinen Ilmatieteen laitos: Annalea Lohila, Mika Korkiakoski, Mari Pihlatie

3 Metsänkäsittelyn vaikutukset turv la - mitä ongelmia? Turvemaiden käytöstä suurempi kuormitus ilmakehään ja vesistöihin kuin kivennäismailta Parhaat metsämaamme, runsasravinteiset, tuottoisat turvemaat: menettävät maaperän hiiltä koko ajan, sitä enemmän, mitä syvemmällä vedenpinnan taso on uudistamisvaiheessa, kun vedenpinta nousee lähelle maanpintaa, päästävät vesiin suuret määrät hiiltä ja ravinteita, mm. fosforia; kuormat moninkertaisia kangasmaihin verrattuina Myös heikkotuottoisemmilta turv ta pääsee uudistamisvaiheessa vesiin hiiltä ja fosforia Kunnostusojitusten aiheuttama fosforikuorma on n. 50%, ja kiintoainekuorma > 90% koko metsätalouden kuormituksesta

4 Avohakkuu nostaa vedenpinnan tasoa Avohakkuu Vedenpinnan taso kahdessa suometsikössä Keski-Suomessa. Vedenpinnan nousu avohakkuun jälkeen keskimäärin n. 18 cm kun puuta poistettu n. 150 m3/ha

5 Fosforikuorma g/ha/v Vedenpinnan nousu lisää huuhtoumaa Vedenpinnan syvyys, cm -> P-kuorman lisä: n. 1,5 kg/ha (3 v. aikana hakkuun jälkeen) - Orgaanisen hiilen lisä: kg/ha (3 v. aikana hakkuun jälkeen)

6 Lajisto- ja maisemamuutokset Suometsätalouden hyväksyttävyys. Euroopassa vastustetaan soiden käyttöä voimakkaasti Paludiculture ainoa hyväksyttävä käyttömuoto Kustannusvaikutukset - Investointitarpeita, joita ei kangasmaiden metsänkasvatuksessa - paine kustannusten alentamiseen metsänkasvatusketjuissa Suometsätalous

7 Hieskoivu runsastuu uudistushakkuun jälkeen edellyttää toistuvaa perkausta taimikkovaiheessa Kuvat: Markku Saarinen

8 Voidaanko jatkuvapeitteisellä metsänkasvatuksella välttää kunnostusojituksia, avohakkuita ja maanmuokkausta ojitetuissa turvemaametsissä? 8

9 Miksi jatkuvapeitteinen metsänkasvatus voisi soveltua juuri turv le? Puustoissa ennestään erirakenteisuutta etenkin korpikuusikoissa Hyödyntämiskelpoista alikasvosta usein runsaasti keskiravinteisilla ja sitä rehevämmillä kasvupaikoilla o Alkuperäisen suotyypin ominaispiirteiden vaikutus o Alikasvoksen muodostumista suosiva päällyspuuston rakenne ja uudistumisolosuhteet Kangasmaita edullisemmat uudistumisolosuhteet

10 Aika Puuston tilavuus Puuston tilavuus Avohakk. + maanm. + K-ojitus Harvennus + K-ojitus Perinteinen metsänkasvatusketju Harvennus + K-ojitus Avohakk. + maanm. + K-ojitus Jatkuvapeitteisen metsänkasvatuksen malli Osittaishakkuu Osittaishakkuu Osittaishakkuu Osittaishakkuu Osittaishakkuu

11 Jatkuvapeitteisen metsänkasvatuksen edut ja haitat - jos selvitään ilman kunnostusojituksia, uudistushakkuita ja maanmuokkauksia - Mahdollisia hyötyjä: - Pienempi ravinnekuormitus - Pienemmät kasvihuonekaasupäästöt - Kustannussäästöt (kunnostusojitukset ja uudistamiskulut jäävät pois) Mahdollisia haittoja: - Kalliimpi puunkorjuu ja pienemmät kokonaiskertymät - Uudistumistulos ja taimen varhaiskehitys ja niiden vaikutus metsikön jatkokäsittelyihin ja edelleen tulovirtaan - Lahottajasienten leviämisen hallinta Oleellista, että vedenpinta ei liian korkealla eikä liian syvällä

12 Kunnostusojituksen kasvunlisä (%) Mikä on optimaalinen vedenpinnan syvyys puuston kasvulle? - Kun vedenpinta cm syvyydellä loppukesän olosuhteissa, kunnostusojituksella ei kasvuvaikutuksia - Kunnostusojituksella selviä kasvuvaikutuksia, jos vedenpinta alle 30 cm syvyydellä ennen kunnostusojitusta (Sarkkola ym. 2012) The relative effect of DM-operations on tree grwoth (%) 100 y= /(1+e (-(x )/4.6817) ) 80 r 2 = Vedenpinnan syyvyys WTD, ennen cm k-ojitusta, cm

13 Puuston merkitys kuivatukselle ja päinvastoin? Puuston ja pintakasvillisuuden haihdunta säätelee dominoivasti kasvupaikan vesitasetta kasvukaudella Haihdunta 57%-107% kasvukauden sadannasta Haihdunta vaikuttaa suoraan valunnan määrään ja maan vesivaraston määrään eli vedenpinnan tasoon. Haihdunnan vaikutus suurin loppukesän olosuhteissa. Kosteusolojen vaikutus puiden kasvuun kriittisin loppukesällä ei esim. keväällä tai syksyllä!

14 Haihdunnan vaikutus suurin loppukesän olosuhteissa. Kosteusolojen vaikutus puiden kasvuun kriittisin loppukesällä ei esim. keväällä tai syksyllä! Vedenpinnan ja puuston tilavuuden ts. haihduntakapasiteetin välillä voimakas tilastollinen riippuvuus Puuston tilavuuden lisäys 10 m3/ha alentaa vedenpintaa cm. Pienemmästä haihdunnasta johtuen vedenpinta Pohjois-Suomessa n. 10 cm korkeammalla kuin etelässä samalla puuston määrällä.

15 Puuston vaikutus vesitalouteen Tasarakenteinen puusto Vedenpinnan taso maanpinnasta, cm Mittaushavainto Malliennuste Ennustettu havaintojen yläraja Puuston tilavuus, m 3 ha Sarkkola, Hökkä, Koivusalo, Nieminen, Ahti, Päivänen & Laine 2010

16 Vedenpinnan syvyyden vaihtelu samankokoisten puustojen välillä suurta Sadantaolosuhteet vaikuttavat merkittävästi vedenpinnan tasoon Hyvin sateisena kesänä (>100 mm/kk) vedenpinta on yleensä korkealla puuston määrästä ja ojaston kunnosta riippumatta. Puuston määrä ja sadanta ojien kuntoa tärkeämpiä tekijöitä Puuston haihdunnan vaikutus ulottuu turpeessa sitä syvemmälle mitä maatuneempaa turve on Vaikutus enimmillään 80 cm syvyyteen (keskimäärin 50-60cm)

17 Vedenpinnan syvyys, cm Puuston määrä vs. vedenpinta Southern Etelä-Suomi Finland Northern Pohjois-Suomi Finland Water table depth cm P 40 mm, ditch depth. 25 cm P 40 mm, ditch depth. 50 cm P 120 mm, ditch depth 25 cm P 120 mm, ditch depth. 50 cm Puuston tilavuus m 3 /ha Stand volume m 3 ha -1 Puuston tilavuus m 3 /ha Stand volume m 3 ha -1 Mallilla ennustettu puuston vaste loppukesän vedenpintaan erittäin märän ja kuivan kesän tilanteessa eri ojasyvyyksillä. (Sarkkola ym ja 2012)

18 Puuston vaikutus vesitalouteen Eri-ikäisrakenteinen puusto Vedenpinnan taso maanpinnasta, cm ? Puuston tilavuus, m 3 ha -1 Mittaushavainto Malliennuste Ennustettu havaintojen yläraja Sarkkola, Hökkä, Koivusalo, Nieminen, Ahti, Päivänen & Laine 2010

19 Miksi ja mitä täytyy tutkia? Tiedot puuston ja vedenpinnan tason vuorosuhteista ovat tasaikäisistä männiköistä Emme tiedä, mitä biologiselle kuivatukselle ja vedenpinnan tasolle tapahtuu, kun puusto hakataan eri pohjapinta-alatasoille Kuinka paljon puusto stressaantuu ja haihdunta muuttuu, kun olosuhteet muuttuvat äkillisesti? (alikasvos, välipuut..) Tuulituhot? Kuinka kasvu (ja tuotos) kehittyy? Voi haihduttaa suhteellisesti enemmänkin kuin tasakokoinen Tällä hetkellä toteutettuna ei perustu vielä tutkimukseen, ja ikäviä yllätyksiä voi tapahtua Hakkuiden jälkeiset vuodet kriittisimmät

20 Jatkuvapeitteisen metsänkasvatuksen tutkimus

21 Tavoitteena suometsien kasvatusvaihtoehtojen kokonaisvaltainen tarkastelu Pääkysymykset: Miten vedenpinnan taso vaihtelee erilaisten poimintahakkuukiertojen aikana tai vapautetun kuusialikasvoksen kehityksen eri vaiheissa (ilman kunnostusojituksia)? Miten puusto kasvaa ja uudistuu erilaisten poimintahakkuiden jälkeen? Miten paljon jatkuvapeitteisellä metsänkasvatuksella voidaan vähentää turvemaiden metsätalouden kasvihuonekaasu- ja vesistökuormitusta?

22 Miten tutkitaan? Tutkimushanke käynnistynyt Lukessa Hakkuut tehty 2016 ja Koealoja perustettu Metsähallituksen ja UPM:n maille Luken omalla rahoituksella, Tammelan koe Ilmatieteen laitoksen rahoituksella - Yläharvennus- ja poimintatyyppinen hakkuu eri ppa-tasoihin korpisoilla - Kaistale-/pienaukkohakkuu tai alikasvoksen vapauttaminen rämeillä Vedenpinnan tason ja puuston kehityksen seurannat kaikilla kohteilla, vedenlaatumittaukset ja KHK-päästömittaukset osalla kohteista

23 Suo-Erika kokeet: korpilähtöiset rämelähtöiset Tammela Paitsi tutkimukseen, voidaan käyttää koulutukseen ja demonstraatiokohteina 23

24 Runkoluku, kpl Eri-ikäisrakenteeseen siirtyminen Eri-ikäisrakenteen ainekset valmiina olemassa Korpilähtöiset kohteet Lähtöpuusto Rungon läpimitta, cm Jäävä puusto Laskennallinen runkolukujakauma säännöllisen eri-ikäisrakenteiselle puustolle tavoitellulla pohjapinta-alalla 24 Markku Saarinen

25 Runkoluku, kpl Eri-ikäisrakenteeseen siirtyminen Runkolukujakauma yksi- tai kaksihuippuinen Korpilähtöiset kohteet Lähtöpuusto Rungon läpimitta, cm Laskennallinen runkolukujakauma säännöllisen eri-ikäisrakenteiselle puustolle tavoitellulla pohjapinta-alalla Jäävä puusto 25 Markku Saarinen

26 Kuva: Hannu Hökkä Tervola 9 m

27 Kuva: Hannu Hökkä Tervola 17 m

28 Multia 28

29 29

30 Heinävesi 30 m 2 30

31 Orivesi Alikasvokset metsänviljelyn vaihtoehtona rehevimmissä 31 männiköissä

32 Tammela

33 Kaistale-/pienaukkohakkuu niukkaravinteisessa rämemännikössä (Vatkg I) Tuusula

34