Jatkuvatoiminen ravinnekuormituksen seurantaverkosto Kirmanjärven valumaalueella

Transkriptio

1 Jatkuvatoiminen ravinnekuormituksen seurantaverkosto Kirmanjärven valumaalueella Mari Räty 1, Kirsi Järvenranta 1, Perttu Virkajärvi 1, Erkki Saarijärvi 2 ja Hanna Kröger 3 1) MTT Maaninka, Kotieläintuotannon tutkimus 2) Vesi-Eko Oy Water-Eco Ltd 3) Savonia-ammattikorkeakoulu, Ympäristötekniikka Maataloustieteen Päivät Helsinki

2 Nurmiviljelyn vesistökuormitus Vuonna 2013 Suomen maatalousmaasta lähes kolmannes (29 %) eli noin ha oli nurmia sis. rehunurmet (säilörehu-, kuivaheinä- ja, tuorerehunurmet), laidun, siemenheinä. Josta n. 12 % Pohjois-Savossa Ja noin 12 % eli ha oli kesantoalaa (sis. luonnonhoitopellot, kesannot, viherlannoitusnurmet). Kuva: MTT/Perttu Virkajärvi Käytössä oleva maatalousmaa; ennakkotiedot Lainattu

3 Lumi ja routa (cm) P-pitoisuus (mg/l) valunta (mm) Pintavalunta keväällä (Järvenranta, K. & Virkajärvi, P.; MTT Maaninka) Pintavalunta mm Lumi cmpvm Routa cm Kokonais-P mg/l Kuva: MTT/Perttu Virkajärvi Pintavalunta muodostaa noin 30 % kokonaisvalunnasta. Jopa 80 % fosforin vuotuisesta kokonaishuuhtoumasta voi tulla 2 viikon aikana keväällä (Huom. Ilmastonmuutos ja muuttuvat syksyt/talvet). Valtaosa kuormituksesta tulee kasvukauden ulkopuolella (kevätpainotteinen). Jopa 90 % kokonaisfosforista voi olla liukoisessa muodossa.

4 Kirmanjärvi Ylä-Savon Vesi Oy:n varavesilähde, tekopohjaveden raakavesilähde Maatalous, sisäinen kuormitus, haja-asutus Pinta-ala: 2,8 km 2 ; keskisyvyys 3,9 m, maksimisyvyys 9,7 m Koko valuma-alue: 26,6 km 2 ; pelto-% n. 31, metsä-% n % 78 % 33 % 22 % Lainattu Lainattu

5 Tutkimusvaluma-alue Tutkimusvaluma-alue 3,0 km 2 Ruostepuron osavaluma-alue: pelto-% 32, metsä-% 50, suo-% 18 Kirmanjärvi ha 5 93 ha ha 54 ha Kuva: MTT/Perttu Virkajärvi

6 Sumppilammen kosteikko Kosteikko 1,7 ha, valuma-alue 99 ha; pelto-% 56 Kosteikko / valuma-alue -suhde: 1,7 % Sumppilampi on ollut vesijättöalue, joka on vuonna 1995 rakennettu omalla kustannuksella lintukosteikoksi. Paikallinen metsästysseura sai vuoden 2012 alussa myönteisen rahoituspäätöksen kosteikon kunnostamiseksi (ei-tuotannollisten investointien tuki). Kuva: MTT/Perttu Virkajärvi

7 Kuvat: MTT/Mari Räty

8 Kuvat: MTT/Mari Räty

9 Näytteenotto ja virtaamamittaus Liquiport 2000 RPT20 Kok.-P, liuk.-p, kok.-n, NH 4 -N, NO 3 -N, DOC, kiintoaines, ph, sähkönjohtokyky STS DL/N Series 70 Kuvat: MTT/Kirsi Järvenranta, Mari Räty Starflow Ultrasonic Doppler Instrument Model 6526

10 Kevätvalmistelut Kuvat: MTT/Mari Räty

11 Tarkastelujakson sää Sademäärä, mm Lämpötila, o C Lumen vesiarvo, kg m -2 ; mm Lumen syvyys, cm *Vuosi ,2 146 ( ) 66 (56 76) *Vuosi ,3 110 (60 180) 49 (31 71) **Pitkäaikainen ,2 Vuosi 2011 oli lämmin, ja vuoden keskilämpötila oli Maaningalla mitattua vertailukauden keskiarvoa korkeampi, sademäärä oli myös hieman keskiarvoa korkeampi. Vuonna 2012 keskilämpötila oli vertailukauteen verrattuna hieman keskiarvoa alhaisempi, mutta vuosi oli tavanomaista sateisempi, vaikka sademäärissä oli suuriakin paikallisia vaihteluita.

12 Virtaama (m 3 s -1 ) Alustavia tuloksia Kirmanjärveen laskeva Ruostepuro (Näytepiste 1) StarFlow Simuloitu; data poimittu FlowTracker Päivämäärä

13 Virtaaman summakäyrä, m Mittauspiste 1; vuosi 2011 Mittauspiste 1; vuosi 2012 VEMALA-malli; vuosi 2011 VAMALA-malli; vuosi 2012 SYKE-WSFS-VEMALA; Ruostepuro. Lainattu Vuosi Päivämäärä Keskivalunta oli vuonna 2011 noin 7 l s -1 km -2 ja vuonna 2012 noin 17 l s -1 km -1.

14 Virtaaman summakäyrä, m Vuosi Mittauspiste 3; vuosi 2011 Mittauspiste 3; vuosi 2012 Mittauspiste 4; vuosi 2011 Mittauspiste 4; vuosi 2012 Mittauspiste 5; vuosi 2011 Mittauspiste 5; vuosi Päivämäärä

15 Kokonaistypen keski-, minimi- ja maksimiarvot (mg l -1 ) mg mg l l Kokonais-N Mittauspiste Vuosi 2011 Vuosi 2012

16 Kokonaisfosforin keski-, minimi- ja maksimiarvot (mg l -1 ) Kokonais-P mg l l Mittauspiste Vuosi 2011 Vuosi 2012

17 Liukoisen fosforin keski-, minimi- ja maksimiarvot (mg l -1 ) mg l l Liukoinen-P Mittauspiste Vuosi 2011 Vuosi 2012

18 Ominaiskuormitusarviot (laskettu valuma-alueen pinta-alayksikköä kohti) Mittauspiste Pelto-% kg ha -1 a -1 Liukoinen-P Kokonais-P Kokonais-N DOC Kiintoaine ,1 0,4 0,3 0, ,2 0,4 1,0 0, ,1 0,2 0,3 0, < 1 0,3 0,3 0,4 0, Sisältää myös pistemäisen kuormituslähteen; koskee mittauspisteitä 5 ja 1. Peltovaltaiset (pelto-% ) valuma-alueet: Kokonaisfosforihuuhtouma keskimäärin 1,1 kg P ha -1 a -1 ja Kokonaistyppihuuhtouma keskimäärin 15 kg ha -1 a -1 (Vuorenmaa ym. 2002). Luonnontilaiset kivennäismaat ja suot: Kokonaisfosforille keskimäärin 0,049 kg ha -1 a -1 (0,02 0,15 kg ha -1 a -1 ) ja Kokonaistypelle keskimäärin 1,3 kg ha -1 a -1 (0,3 2,3 kg ha -1 a -1 ) (Finér ym. 2010).

19 Johtopäätökset Alustavat tulokset: Nurmiviljelyyn pohjautuvasta nautakarjataloudesta tulevan fosforikuormitus ei näytä olevan poikkeuksellisen suurta. Leville suoraan käyttökelpoisena olevan liukoisen fosforin varsin suuri osuus kokonaisfosforin huuhtoumasta. Pistemäisen kuormittajan havaitseminen mahdollista. Tulokset ovat kuitenkin vasta kahden vuoden ajalta ja nurmenviljelyn aiheuttaman ravinnekuormituksen luotettava arviointi edellyttää riittävää näytteenottotiheyttä sekä hydrologisen ja maankäytön vuosivaihtelun vuoksi pitkäaikaista seurantatutkimusta. Lisäksi leutojen ja sateisten talvien yleistyminen tulee muuttamaan valunnan ajallista jakautumista, Toistuvat sulamisjaksot Syys- ja talvikuukausien aikaisen valunnan ja siten myös ravinteiden huuhtoutumisriskin lisääntyminen talvikaudella.

20 Haasteita ja yllätyksiä Kuvat: MTT/Mari Räty

21 KIITOS! Kuvat: MTT/Mari Räty