Tilakohtaisten vesiensuojelutoimenpiteiden

Transkriptio

1 Tilakohtaisten vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutukset? Ravinteista rahoiksi , Utran Uittotupa, Joensuu Jukka Koski-Vähälä Toiminnanjohtaja, MMT Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry.

2 Esityksen sisältö Taustaa, aikaisemmat selvitykset Arvioinnin perusteita ja reunaehtoja Tilakohtainen ja alueellinen tarkastelu Vaikutukset vesistöissä Johtopäätökset 2

3 Taustaa, aikaisemmat selvitykset 1 Maatalouden vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutuksia ja kustannuksia on arvioitu aiemmin vuosina Iisalmen reitin kunnostushankkeen toimesta koko reitin alueella Tarkasteltavat toimenpiteet olivat Pellosta huuhtoutuneen fosforin sitominen ennen vesistöä Kosteikko Suojavyöhyke Peltomaan fosforipitoisuuden alentaminen Nurmiviljely ilman fosforilannoitusta (> 12 mg viljavuus-p /l lohkoilla) Nurmiviljely vähennetyllä fosforilannoituksella (fosforilannoitus ainoastaan 2. ja 3. nurmivuotena) Syväkyntö (yli 20 mg viljavuus-p /l lohkoilla, n. 15% kaikista peltolohkoista) Viljelytekniset toimenpiteet eli talviaikainen kasvipeitteisyys Kaltevuusluokat <0,5 1,5 ; 1,5 - > 6,0 ; > 6 Ruokohelpi, luonnonhoitopellot Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry

4 Taustaa, aikaisemmat selvitykset 2 Iisalmen reitin tarkastelussa maatalouden fosforikuormitusta arvioitiin usealla eri menetelmällä (kuva alla) Eläinyksikkömäärän perusteella arvioidut kuormitukset olivat muita laskentatapoja korkeampia, näitä ei käytetty jatkotarkasteluissa Muutoin lohkokohtaisten tietojen sekä painotettujen kuntakohtaisten erot pienet Keskimääräinen ominaiskuormitus oli 0,91 kg P / ha / a

5 Taustaa, aikaisemmat selvitykset 3 Koko Iisalmen reitin alueella toteutettavien toimenpiteiden arvioitiin vähentävän maatalouden kokonaisfosforikuormitusta noin 40 kg P / d, joka on noin 30 % maatalouden kuormituksesta Käytännössä vaikea saavuttaa, mutta yhdessä muiden toimenpiteiden kanssa osoittaa positiivisia mahdollisuuksia Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry

6 Arvioinnin perusteita ja reunaehtoja Tila- ja vesistökohtainen toimenpiteiden vaikutusarvio Kirman alueella Lähtökohtana aiempi Iisalmen reitin arviointi Tarkasteltavia toimenpiteitä lisättiin ja täsmennettiin tutkimustiedon perusteella: Pellosta huuhtoutuneen fosforin sitominen ennen vesistöä Kosteikko (ala 1 % valuma-alueesta, reduktio 20%) Suojavyöhyke (vaikutusvyöhykkeenä 150 m, reduktio 30%) Peltomaan fosforipitoisuuden alentaminen Nurmiviljely vähennetyllä fosforilannoituksella (P-luku 10-14, fosforilannoitus ainoastaan 2. ja 3. nurmivuotena, kuormitusalenema 30%) Nurmiviljely ilman fosforilannoitusta (P-luku 14-25, kuormitusalenema 50%) Syväkyntö (P-luku > 25, kuormitusalenema 20%) Lietteen sijoittaminen (P-luku < 25, kuormitusalenema 40%) Viljelytekniset toimenpiteet eli talviaikainen kasvipeitteisyys Kaltevuusluokat <0,5 1,5 sekä > 1,5 Pellonkäyttömuoto; nurmi (uusiminen joka 4.vuosi), vilja/sänki, syyskyntö Nurmen uusimisessa sekä viljalla kasvipeitteisyys kaltevuudella > 1,5 Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry

7 Nurmiviljely ilman P-lannoitusta ja vähennetyllä lannoituksella Pintalannoituksesta luopumisen vaikutus fosforin huuhtoutumiseen (MTT Maaninka Fokus-hanke) Minimointi kaikki P perustamisvaiheessa; kontrolli/normaali P lietteessä 2 sadolle pintaan Nurmen perustaminen kg/ha Nurmivuosi 2. Nurmivuosi 3. Nurmivuosi Normaali Minimoitu Normaali Minimoitu Normaali Minimoitu Normaali Minimoitu Normaali Minimoitu TotPha LiukPha Nurmen sadontuotossa ei eroa Huuhtoutumisen taso selvästi matalampi kuin laiduntutkimuksissa samalla kentällä Käsittelyjen välinen ero/kentän sisäinen vaihtelu = maan Al- ja Fe-oksidit 7

8 Lietteen levitysmenetelmän merkitys Uusi-Kämppä & Heinonen-Tanski Maahan: P-luku 2. P huuhtoutumiseen Viljavuus-P, mg/l Levitysmäärä P kg/ha/vuosi cm 20 kg/ha/vuosi Pintalevitys Sijoitus Väkilannoitus 0.2 1) Asiallinen lietemäärä (jossa 15 kg/ha P) lyhytaikaisessa kokeessa ei ole ollut ongelma 2) Sijoittaminen estää tehokkaasti P huuhtoutumista (80%) ja vähentää maan pintakerroksen P-lukua 3) Huom! kaikki nautakarjatilat eivät sijoita lantaa (kuivalanta, muut syyt) Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Pintalevitys Sijoitettu äkilannoitus Lieteen levitysmenetelmä 1 levityskerta per vuosi 2 levityskertaa per vuosi 8

9 Maan pintakerroksen P ja kokonaisfosforin huuhtoutuminen pintavalunnassa Pintavalunnan P kg /ha Pintavalunnan P kg /ha Maan P mg/l Säilörehu Laidun Kyntövuosi (Vanha ennuste) Maan P mg/l Säilörehu Laidun Kyntövuosi (Vanha ennuste) Uusissa tutkimuksissa taso selvästi matalampi kuin laiduntutkimuksissa Maaningalla TAI säilörehututkimuksissa Toholammilla muitakin vaikuttavia tekijöitä kuin maan pintakerroksen P Kasvusto, karjanlanta, hydrologia, maan Al- ja Fe-oksidit 9

10 Arvioinnin perusteita ja reunaehtoja 2 Maatalouden kokonaiskuormitus arvioitu pääasiassa perustuen lohkokohtaisiin viljavuus-p:n lukuihin: Tot-P-kuormitus (kg/ha/a) = 0,0654 x P-luku + 0,1786 (Turtola ja Kemppainen 1998 sekä Saarijärvi ym. 2006) Viljelyteknisten toimenpiteiden vaikutus sekä ko. alueiden kuormitus arvioitu tiivistetyllä Vihmalla Alkuperäisessä mallissa (Puustinen ym.) käytetään: P-lukujen luokkina < 8 ; 8 14 ; > 14 Kaltevuusluokkina < 0,5 ; 0,5 1,5 ; 1,5 3,0 ; 3,0 6,0 ; > 6 Kasvilajeina/pellonkäyttömuotoina 8 / 15 eri vaihtoehtoa Maalajiryhmiä 4 Tiivistetyssä Vihmassa on käytetty P-lukujen luokkina < 14 ja > 14 Kaltevuusluokkina < 0,5 1,5 ja 1,5 - > 6 (88% ja 12% / 61% ja 39%) Pellonkäyttömuotoina syyskyntö, sänki ja nurmi Maalajiryhmänä karkeat maalajit Testauksen perusteella (192 lohkoa) tiivistetyn Vihman tulokset olivat vertailukelpoiset laajempaan verrattuna Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry

11 Arvioinnin perusteita ja reunaehtoja 2 Peltojen viljavuus-p:n jakauma Pohjois-Savossa sekä Kirmanjärven alueella Pilottitilojen lohkojen P-luvun jakauma (n=273) % havainnoista P-luku Lähde: Pelto tuottamaan hanke, Maa ja elintarviketalouden tutkimuskeskus Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry

12 Arvioinnin perusteita ja reunaehtoja 3 Toimenpiteiden ominaiskustannukset Kosteikko euroa/ha/a Suojavyöhyke Nurmiviljely vähennetyllä P-lannoituksella Nurmiviljely ilman P-lannoitusta Kynnön syventäminen (varauduttava kalkituskustannukseen) Lietelannan sijoittaminen Talviaikainen kasvipeitteisyys Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry

13 Tilakohtainen ja alueellinen tarkastelu Arvio tilatason toimenpiteiden vaikutuksista ja kustannuksista, lohkoja 36 kpl ja peltopinta-ala 61 ha Toimenpide Reunaehto Toimenpideala Kuormitus Osuus kohteen Kustannus Ominaiskuormituksesta yhteensä kustannus ha kg P/a % euroa / a euroa/kg P Lähtötilanne Ei toimenpiteitä P-luku < Vaikutus - kg P / a Vähennetty P-lannoitus (nurmet) P-luku , ,1 134 Lannoitus ilman fosforia (nurmet) P-luku >14 6, ,2 83 Kynnön syventäminen P-luku >25 3, ,0-92 Lietteen sijoittaminen (nurmet) Nurmet P-luku < 25 33, ,6-172 Talviaikainen kasvipeitteisyys kaltevuus > 1,5 % 16, ,0-117 Suojavyöhykkeet yleissuunnitelma 1, ,8-215 Kosteikot yleissuunnitelma 0, ,0-191 Yhteensä (arvio, 3/4 toteutuu) Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry

14 Tilakohtainen ja alueellinen tarkastelu 2 Arvio koko Kirmanjärven valuma-alueen maatalouden toimenpiteiden vaikutuksista ja kustannuksista, lohkoja noin 430 ja peltopinta-ala 830 ha Toimenpide Reunaehto Toimenpideala Kuormitus Osuus kohteen Kustannus Ominaiskuormituksesta yhteensä kustannus ha kg P/a % euroa / a euroa/kg P Lähtötilanne Ei toimenpiteitä P-luku < Vaikutus - kgp/vuosi Vähennetty P-lannoitus (nurmet) P-luku ,4 37, ,0 134 Lannoitus ilman fosforia (nurmet) P-luku >14 93,3 62, ,8 83 Kynnön syventäminen P-luku >25 41,0 19, ,3-92 Lietteen sijoittaminen (nurmet) Nurmet P-luku < ,0 145, ,7-172 Talviaikainen kasvipeitteisyys kaltevuus > 1,5 % 219,6 34, ,4-117 Suojavyöhykkeet yleissuunnitelma 17,3 30, ,5-215 Kosteikot yleissuunnitelma 11,2 70, ,6-191 Yhteensä (arvio, 3/4 toteutuu) Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry

15 Tilakohtainen ja alueellinen tarkastelu 3 Arvio Suuri-Onkamon ja Pieni-Onkamon valuma-alueiden maatalouden toimenpiteiden vaikutuksista ja kustannuksista, peltopinta-ala 630 ha Toimenpide Reunaehto Toimenpideala Kuormitus Osuus kohteen Kustannus Ominaiskuormituksesta yhteensä kustannus ha kg P/a % euroa / a euroa/kg P Lähtötilanne Ei toimenpiteitä P-luku < Vaikutus - kgp/vuosi Vähennetty P-lannoitus (nurmet) P-luku ,7 28, ,1 134 Lannoitus ilman fosforia (nurmet) P-luku >14 70,8 47, ,7 83 Kynnön syventäminen P-luku >25 31,1 14, ,4-92 Lietteen sijoittaminen (nurmet) Nurmet P-luku < ,3 110, ,4-172 Talviaikainen kasvipeitteisyys kaltevuus > 1,5 % 166,7 26, ,3-117 Suojavyöhykkeet yleissuunnitelma 13,2 23, ,9-215 Kosteikot yleissuunnitelma 8,5 53, ,2-191 Yhteensä (arvio, 3/4 toteutuu) Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry

16 Tilakohtainen ja alueellinen tarkastelu ha 97 ha 296 ha Peltojen jakautuminen Kirmanjärven osavaluma-alueille, yht. 830 ha 310 ha Muokattu: Kirmanjärven kunnostussuunnitelma 2006, Vesi-Eko Oy Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry

17 Vaikutukset vesistössä, yksi tila Iso-Ahmon alueella Kangaslampi Toimenpiteiden jälkeen Pidätty mis-% Järvestä alapuoliseen järveen siirtyvä fosfori, kg/a Järven P- pitoisuus, µg/l Järven P- määrän muutos, kg/a 15,3 46 % 8, Järveen tuleva, P kg/a Iso-Ahmo Muokattu: Kirmanjärven kunnostussuunnitelma 2006, Vesi-Eko Oy Järven P- pitoisuuden muutos, µg/l 195,9 66 % 65,9 49,8-6,1-1,6 Pikku-Ahmo 191,5 18 % 157,1 79,3-5,0-2,1 Pieni-Kirma 525,1 61 % 202,6 54,6-2,0-0,2 Kirmanjärvi 599,7 48 % 239,9 40,3-1,0-0,1

18 Vaikutukset vesistössä, toimenpiteet koko alueella Kangaslampi Toimenpiteiden jälkeen Pidätty mis-% Järvestä alapuoliseen järveen siirtyvä fosfori, kg/a Järven P- pitoisuus, µg/l Järven P- määrän muutos, kg/a 15,3 46 % 8, Järveen tuleva, P kg/a Iso-Ahmo Muokattu: Kirmanjärven kunnostussuunnitelma 2006, Vesi-Eko Oy Järven P- pitoisuuden muutos, µg/l 195,9 66 % 65,9 49,8-14,3-3,6 Pikku-Ahmo 191,5 18 % 157,1 79,3-35,5-14,7 Pieni-Kirma 525,1 61 % 202,6 54,6-47,8-5,0 Kirmanjärvi 599,7 48 % 239,9 40,3-72,7-4,9

19 Vaikutukset vesistössä, toimenpiteet koko alueella Kirmanjärven pinta-ala 2,8 km 2 Peltopinta-alaa Kirmajärven alueella 830 ha, 31,2 % Maatalouden osuus fosforikuormituksesta Kirmanjärven alueella % Haja-asutuksen osuus 15 % Kirmanjärveen kohdistuva ulkoinen kuormitus ylittää rehevien järvien sietorajan, mutta ei ole yli sallitun 10,0 Kriittiset kuormitukset Vollenweiderin (1975) mukaan 1,0 Rehevät järvet Ulk. kuorm. kriittinen raja Kuormitustaso: Nykytilanne A (-25%) Lc g m -2 a -1 P L (0) = 0.30 L (0) = ,1L (0) = 0.10 B (-50%) C (-75%) Karut järvet D (+50 %) 0,0 0, Q/A (Hydraulinen pintakuorma)

20 Vaikutukset vesistössä, toimenpiteet koko alueella Maatalouden toimenpiteet alentavat Kirmanjärveen kohdistuvaa ulkoista kuormitusta 140 kg, mikä on noin 23 % järveen tulevasta fosforimäärästä Toteuttamalla arvioinnissa esitetyt toimenpiteet Kirmanjärven fosforipitoisuus alenisi noin 10 % eli 5 µg/l Kirmanjärven järviketju alentaa tehokkaasti ulkoista kuormitusta, mutta vastaavasti myös kuormituksen alentamisen vaikutuksia Kartta: Kirmanjärven kunnostussuunnitelma 2006, Vesi-Eko Oy

21 Vaikutukset vesistössä, toimenpiteet koko alueella Kirmanjärvi, klorofylli-a (µg/l) Hoitokalastusta Kirmanjärvi on tyypiltään rehevä järvi Kesäaikainen pintaveden kokonaisfosforipitoisuus on noin 40 µg/l eli rehevän veden tasoa Ekologisen luokituksen mukaisesti alle 40 µg/l pitoisuus olisi erinomaisella tasolla ja pitoisuus 30 µg/l olisi jo luonnontilainen Siten maatalouden kuten muullakin ulkoisen kuormituksen alentamisella järven tilaa on mahdollista parantaa Klorofyllipitoisuudet ovat olleet keskimäärin noin 30 µg/l eli erittäin rehevän veden tasoa Mikäli kokonaisfosforipitoisuus olisi noin 35 µg/l, klorofyllipitoisuus olisi tasapainoisessa tilanteessa tasolla 15 µg/l

22 Vaikutukset vesistössä, Suuri-Onkamo Suuri-Onkamo on tyypiltään vähähumuksinen järvi Kesäaikainen pintaveden kokonaisfosforipitoisuus on noin 18 µg/l eli lievästi rehevän veden tasoa Ekologisen luokituksen mukaisesti alle 18 µg/l fosforipitoisuus olisi erinomaisella tasolla Jotta pitoisuus olisi noin 16 µg/l vaaditaan kuormituksen alenemista noin 200 kg eli 20 % Ulkoisen kuormituksen lisäksi tarvitaan toimenpiteitä sisäisen kuormituksen alentamiseksi Klorofyllipitoisuudet ovat olleet keskimäärin noin 8 µg/l eli lievästi rehevän veden tasolla Mikäli kokonaisfosforipitoisuus olisi alle 16 µg/l, klorofyllipitoisuus olisi tasapainoisessa tilanteessa tasolla 6 µg/l eli hieman alempi kuin nykytilanteessa Ajoittain kohonneet pitoisuudet ilmentävät sisäisen kuormituksen merkitystä, mutta keskimäärin chl/p suhde tasapainoinen

23 Vaikutukset vesistössä, Suuri- ja Pieni-Onkamon alueet Maatalouden kokonaisvaikutus Suuri- Onkamon fosforipitoisuuteen on noin 10%, mutta Pieni-Onkamolla 15% Maatalouden vaikutus Järveen tuleva, P kg/a Pidättymis- % Järvestä alapuoliseen järveen siirtyvä fosfori, kg/a Järven P- pitoisuus, µg/l Järven P- määrän muutos, kg/a Järven P- pitoisuuden muutos, µg/l Suuri-Onkamo 1107,0 55 % 498,2 18,0-132,3-2,2 Pieni-Onkamo 970,0 33 % 649,9 15,0-305,1-4,7 Maatalouden vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutus Suuri-Onkamon fosfori-pitoisuuteen on vastaavasti noin 4% ja Pieni-Onkamolla 10% Toimenpiteiden jälkeen Järveen tuleva, P kg/a Pidättymis- % Järvestä alapuoliseen järveen siirtyvä fosfori, kg/a Järven P- pitoisuus, µg/l Järven P- määrän muutos, kg/a Järven P- pitoisuuden muutos, µg/l Suuri-Onkamo 1107,0 55 % 498,2 18,0-40,1-0,7 Pieni-Onkamo 970,0 33 % 649,9 15,0-91,8-1,4 Kartta: Vedet Puhtaiksi hanke, Pkympäristökeskus 2009.

24 Johtopäätökset Maatalouden kuormituksen alentaminen olisi mahdollista kustannustehokkaasti Kuormituksen alentamisen hinta on alle 150 euroa / kg P Hoitokalastuksen vastaavasti 150 euroa / kg P Helcomin suositus jätevesien käsittelystä 150 euroa / kg P Yhdyskuntien puhdistamoiden tehostamiskustannus 500 euroa / kg Kirmanjärven alue on esimerkki kohteesta, jossa vesistö on rehevä, mutta järven tilaa on mahdollista parantaa jopa erinomaiseksi ulkoista kuormitusta alentamalla ja yhdistämällä siihen sisäisen kuormituksen alentaminen Onkamojärvillä ulkoisen kuormituksen alentaminen tukee sisäisen kuormituksen alentamistoimenpiteitä sekä järven kunnostustoimintaa Huomiota on kiinnitettävä eri alueiden eroihin Molemmissa kohteissa vaaditaan sitoutumista vesienhoitotoimenpiteisiin sekä tavoitteiden täsmentämistä Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry

25 Vesiensuojelua vuodesta