Kohti tehokkaampaa vesiensuojelua

Transkriptio

1 Kohti tehokkaampaa vesiensuojelua Sakari Sarkkola, Mika Nieminen, Hannu Hökkä, Anu Hynninen, Ari Laurén, Martti Vuollekoski, Hannu Marttila, Harri Koivusalo, Erkki Ahti, Jukka Laine

2 SUO-HYDRO -hanke Tavoitteena oli: - Saada parempi tietämys suometsätalouden vesistövaikutuksista - Eri toimenpiteiden kuormitusvaikutusten tarkentaminen - Kunnostusojitustarvekriteerien tarkentaminen - Vesiensuojelumenetelmien kehittäminen Yhteistyötahoina SYKE, TAPIO, Aalto-yliopisto, Helsingin yliopisto, Oulun yliopisto, GTK

3 Menetelmät Järjestetyt kokeet - hydrologiset koekentät * metsikkökokeet * pintavalutuskentät - laboratoriokokeet valunta- ja haihduntamittaukset vedenlaadun seurannat tilastollinen mallinnus ja simuloinnit laskentatyökalujen kehittäminen (mm. KALLEkuormituksen laskentamenetelmä)

4 Vuosikuorma, 1000 kg Vuosikuorma, 1000 kg Vuosikuorma, 1000 kg Metsätalouden vesistökuormitus Metsätalouden kuormitus verrattuna luontaiseen taustakuormitukseen koko maassa: - typpikuormitus 4% - fosforikuormitus 10% - kiintoainekuormitus 54% Typpikuorma (vuotuinen valtakunnallinen) Taustakuorma Metsätalous Typpikuorma Fosforikuorma (vuotuinen valtakunnallinen) Taustakuorma Metsätalous Suometsätalouden (kunnostusojitukset hakkuut) valtakunnalliset vaikutukset: - typen kokonaishuuhtoumat pieniä - n. 50% metsätalouden fosforikuormasta - lähes 100% kiintoainekuormituksesta Fosforikuorma Kiintoainekuorma (vuotuinen valtakunnallinen) Taustakuorma Metsätalous Kiintoainekuorma

5 Suometsätalouden kuormitus Kunnostusojitus lisää kiintoainekuormitusta - merkittävä metsätalouden kuormituslähde koko maan tasolla - suurimmat huuhtoumat ojien kaivun jälkeen 2-vuoden aikana - Liukoisen fosforin ja typen huuhtoumat pieniä Hakkuut (uudistushakkuut, maanmuokkaukset) lisäävät etenkin fosforin huuhtoutumista - huuhtoumat suurimpia 3 vuoden jälkeen hakkuusta, jolloin kuormitus ylittää kivennäismaiden vastaavat huuhtoumat - erityisesti karuimpien soiden ongelma (vähän alumiinia ja rautaa) - vettyminen voi lisätä fosforin huuhtoutumista - kokopuukorjuu voi lisätä typen huuhtoutumista

6 NH N, mg/l Typen huuhtoutuminen voi kasvaa hakkuutähteiden ja kantojen korjuun seurauksena 0,9 Control 0,8 0,7 Clear-cut 0,6 0,5 Clear-cut Clear-cut 0,4 0,3 Clear-cut + logging residue removal 0,2 0,1 Clear-cut + logging residue & stump removal 0 Oct-06 Apr-07 Nov-07 Jun-08 Dec-08 Jul-09 Jan-10 Aug-10 Sienet siirtävät maasta vapautuvaa typpeä hajoavaan karikkeeseen Ei hajoavaa kariketta Vapautuvalle typelle ei ottajia Huuhtoutuu

7 Lannoituksen vaikutukset - typpilannoituksia ei käytännössä tehdä turv la - lannoitteisiin lisätty rauta ehkäisee huuhtoutumista (rautapk) - iso merkitys ojiin joutuvalla lannoitteella - lentolevityksessä ojiin joutuva määrän todettu olevan n. 3% - tuhkalannoituksella ei havaittu merkittäviä huuhtoumia 60% lannoituksesta lentolevityksenä - fosforin sitoutuminen rauta- ja alumiiniyhdisteisiin - raskasmetallit vaikealiukoisia emäksisyyden takia - ojia pystytään varomaan paremmin maalevityksessä

8 Vesiensuojelun suuntaviivat Metsätalouden vesiensuojelua tulisi edelleen parantaa - EU:n vesipuitedirektiivi; Valtioneuvoston periaatepäätös ja vesienhoitolaki - Kemera-laki - Kansallisen suostragian linjaukset Tavoitteena vesien hyvän ekologisen ja kemiallisen tilan saavuttaminen v mennessä Millaisia vesiensuojeluratkaisuja? Niiden ekologinen ja taloudellinen tehokkuus?

9 Vesiensuojelun kaksi linjaa 1) Kuormituksen synnyn ehkäiseminen valumaalueella Metsänkäsittelyyn sidotut toimenpiteet 2) Liikkeelle lähteneen kuormituksen pienentäminen Vesiensuojeluratkaisut

10 Kunnostusojitus: Kuormituksen synnyn ehkäiseminen - Turhien ojitusten välttäminen alueilla, joilla puusto itse ylläpitää riittävää kuivatustilaa...puuston määrän lisääminen parantaa kuivatusta. Tuhkalannoitus vesiensuojelukeinona? - Valtaojien /eroosioherkkien ojien perkaamatta jättäminen

11 PO4 -P, mg/l Hakkuut: - Hakkuutähteiden korjuulla voi pienentää fosforikuormitusta - Kantojen noston vaikutukset selvitysvaiheessa - Hyvä kuivatustila periaatteessa pienentää fosforin huuhtoutumisriskiä turpeesta hakkuun jälkeen - Kokopuukorjuu myös ennallistamisalueilla huuhtoumia pienentävä toimenpide 0,45 0,4 0,35 0,3 Control Clear-cut Clear-cut Clear-cut + logging residue removal 0,25 Clear-cut + logging residue & stump removal 0,2 Clear-cut 0,15 0,1 0,05 0 Oct-06 Apr-07 Nov-07 Jun-08 Dec-08 Jul-09 Jan-10 Aug-10 Feb-11

12 Lannoitukset: - Rautafosfaatin ja apatiitin sekoitelannoitteen käytöllä voidaan merkittävästi ehkäistä fosforihuuhtoumaa - Tuhkalannoituksen käyttö - Levitystekniikoiden (maalevitys) kehittäminen Sekoitelannoitteella samanlaiset vaikutukset puun pituuskasvuun kuin pelkällä apatiitilla

13 Liikkeelle lähteneen huuhtouman 1) Pintavalutuskentät l. ennallistetut/luonnontilaiset suopuskurit - Pidättävät oikein mitoitettuna ja rakennettuna tehokkaasti * kiintoainetta (Nieminen ym.) * liukoista fosforia (Väänänen ym.) * liukoista typpeä (Hynninen ym.) pienentäminen - Typpilisäyskokeiden perusteella puskurit tehokkaimpia kun niiden pinta-ala >1% valuma-alueesta (epäorgaanisen N pidättyminen > 90%) - Puskurin pituus ja vedenvirtauksen tasainen levittyminen kuitenkin pinta-alaa tärkeämpiä ominaisuuksia

14 - Suopuskurit eivät ole tehokkaita pidättämään pieniä kuormia, jotka ovat lähellä taustakuormitusta. Puskurin itsensä aiheuttama kuormitus voi tällöin olla jopa suurempi (toimii kuten lt. suo) - Pintavalutuskentälle tuleva kuormitus voi aiheuttaa lyhytaikaisia typpioksiduulipäästöjä, mutta niiden merkitys pieni KHK-taseessa (< 1 kg/alue) - Luonnontilaisilta suopuskureilta metaanipäästöt selvästi suurempia kuin ennallistetuilta soilta

15 Pintavalutuskentät, yhteenveto - Pinta-ala mieluiten >1% valuma-alueesta ja pituus >50 m - Luonnontilaisia soita vältettävä (uhanalaiset suotyypit) -> kasvillisuusmuutokset - Paras menetelmä alueille, joilta on odotettavissa selkeää toimenpiteistä johtuvaa kuormitusta

16 2) Virtaamansäätömenetelmä: - Kustannustehokas tapa rajoittaa virtaamaa ja virtaavan veden eroosiovaikutusta (H. Marttilan väitöskirjatyö) - Periaate: Putkipatorakenne osa virtaamasta varastoidaan ojitusalueelle virtaamahuiput pois Riittävän pidätysajan vaatima varastotilavuus Tulvimisen estoon tarvittava varastotilavuus Ylivuotoputki Maa-aines Tukkeutumisen esto Läpivirtausputki Pysyvä varastotilavuus Lietetilavuus Alapuolinen oja

17 Esimerkki putkipadosta - Käytännön kokeilut Keski-Suomessa - Pienentää virtaamaa 10-91% - Merkittävä vähennys kiintoainekuormaan (86%) - Typestä ja fosforista pidättyi yli puolet (65-67%) Ylivuotoputki Läpivirtausputki - Ei vaikutusta puuston kasvulle - Ohjeet mitoitukselle - Kustannukset: suunnittelu E, putki 100E, rakentaminen E - Savimaat? Kestääkö rakenne?

18 Reduction in SS, mg l-1 3) Laskeutusaltaat paljon käytetty mutta usein tehoton menetelmä - Pidättää kiintoainetta 18-30% - Pidättää huonosti liukoista fosforia ja typpeä - Hienojakoisilla ja erodoituvilla mailla allas voi olla kuormituslähde Pond number

19 Johtopäätökset Vesiensuojelun edistämisen keskeinen keinovalikoima turv la tulevaisuudessa * Turhien toimenpiteiden minimointi * Metsänkäsittelytoimenpiteet huuhtoutumisriskin pienentämiseksi * Pintavalutuskenttien rakentaminen * Virtaamien säätely Mitä vielä voidaan keksiä...??

20 KIITOS!!