VATTAJANNIEMEN DYYNIALUEEN KULUNEISUUS JA EOLINEN AKTIIVISUUS

VATTAJANNIEMEN DYYNIALUEEN KULUNEISUUS JA EOLINEN AKTIIVISUUS Satu Lehto Pro gradu tutkielma Helsingin yliopiston maantieteen laitos Kesäkuu 2007

Pro gradu -tutkielma Maantiede Luonnonmaantiede VATTAJANNIEMEN DYYNIALUEEN KULUNEISUUS JA EOLINEN AKTIIVISUUS Satu Lehto 2007 Ohjaaja(t): Matti Seppälä ja Pirjo Hellemaa HELSINGIN YLIOPISTO MAANTIETEEN LAITOS PL 64 (Gustaf Hällströmin katu 2) 00014 Helsingin yliopisto

HELSINGIN YLIOPISTO HELSINGFORS UNIVERSITET UNIVERSITY OF HELSINKI Tiedekunta/Osasto Fakultet/Sektion ) Faculty Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Tekijä Författare ) Author Satu Lehto Työn nimi Arbetets title ) Title Vattajanniemen dyynialueen kuluneisuus ja eolinen aktiivisuus Oppiaine Läroämne ) Subject Maantiede Työn laji Arbetets art ) Level Pro gradu -tutkielma Aika Datum Month and Year Kesäkuu 2007 Laitos Institution ) Department Maantieteen laitos Sivumäärä Sidoantal Number of Pages 105 s. + liitteitä 33 s. Tiivistelmä Referat ) Abstract Vuonna 2005 alkoi Vattajan dyyni Life -projekti, johon liittyy hankkeen puitteissa toteutettavien ennallistamis- ja hoitotoimenpiteiden vaikutusten seuranta. Tämä tutkimus on lähtötilanteen kartoitus myöhempiä kuluneisuusseurantoja varten. Vattaja on laajin dyynien luontotyyppejä sisältävä Natura-alue (1200 ha) boreaalisella vyöhykkeellä. Alue on ollut puolustusvoimien käytössä jo yli 50 vuotta. Myös virkistyskäyttö on ollut pitkäaikaista ja jatkuvaa. Tässä työssä on selvitetty kuinka pitkäaikaisen käytön aiheuttama kuluneisuus näkyy suojeltavilla luontotyypeillä. Lisäksi on tarkasteltu eri osa-alueiden käyttömääriä ja kuluneisuutta aiheuttavia tekijöitä sekä selvitetty eolista toimintaa ja dyynihiekan ominaisuuksia. Kuluneisuuden kartoituksessa käytettiin systemaattista ruuduittaista linja-arviointia ja ilmakuvatulkintaa. Linjaarviointi tehtiin heinäkuussa 2006. Maastoon sijoitettiin 54 linjaa noin 250 metrin välein rannan vastaisesti Naturaluontotyypeille sekä avoimille, selvästi kuluneille alueille. Yhteensä arvioitiin vajaa 8000 metriä. Linjat kattoivat hyvin ensisijaisesti suojeltavat luontotyypit. Linjoilta arvioitiin kasvillisuuden kokonaispeittävyys (%), kuluneisuusluokka ja kuluneisuustyyppi. Linjojen luontotyypit rajattiin maastohavaintojen, ilmakuvien sekä kasvillisuuskartoituksen perusteella. Tuloksia tarkasteltiin tilastollisin menetelmin. Linjojen perusteella arvioitiin eri kuluneisuusluokkien pinta-alat Natura-luontotyypeillä ja määritettiin eräille luontotyypeille sijoittuvien levykulutusalueiden laajuus. Ilmakuvatulkinnan avulla tarkasteltiin eri kulutustyyppien pinta-aloja ja sijoittumista alueelle. Eolista toimintaa tutkittiin mittaamalla kulkeutuvan hiekan määrää pyydyksin Kalsonnokan eteläpuoleisella rantaalueella sekä Tarkastajanpakan kulkudyynin tuulisivulla. Näytteiden raekokojakautumat tutkittiin kuivaseulonnalla. Heinäkuun tuuli ja muut säätiedot mitattiin Kalsonnokan lähelle pystytetyn Milos-sääaseman avulla. Vesieroosioon liittyvän hydrofobisuuden mittaamiseksi alueelta kerättiin ja analysoitiin 36 hiekkanäytettä. Kuluneimpia Natura-luontotyyppejä ovat variksenmarjadyynit ja metsäiset dyynit. Paikoitellen kuluneisuus on voimakasta myös kiinteillä ruohokasvillisuuden peittämillä eli harmailla dyyneillä. Kaikkein voimakkaimmin kuluneita ovat avoimet deflaatioalueet, jotka eivät kuulu suojeltaviin luontotyyppeihin. Ajoneuvojen aiheuttama kuluneisuus on voimakkainta variksenmarjadyyneillä ja deflaatioalueilla. Tallaus on voimakkainta harmailla ja metsäisillä dyyneillä. Laidunnuksen aiheuttama kuluneisuus on vähäistä eikä yleensä riko maanpintaa, mutta dyyneillä pinta kuitenkin rikkoontuu helposti myös laidunnuksen seurauksena. Maastopalot ovat armeijan käytössä olevalla alueella yleisiä. Natura-luontotyypeistä kulottuneita alueita oli vain harmailla dyyneillä. Kuluneisuus on alueella merkittävää. Puolustusvoimien tuliasema- ja maalialueet sekä käytetyimmät virkistysalueet ovat voimakkaasti kuluneita. Tutkimuksen perusteella etenkin harmaiden dyynien, variksenmarjadyynien ja metsäisten dyynien kuluneisuutta tulisi tarkkailla jatkossa. Muilla luontotyypeillä kuluneisuus ei ole niin merkittävää tai sen haittavaikutukset ovat vähäisemmät. Myös deflaatioalueiden kehitys on seurannan kannalta tärkeää. Maaperän hydrofobisuus vaihtelee Vattajalla alueellisesti ja myös eri luontotyyppien sisällä. Vettä hylkiville näytteille on ominaista metsävaltainen kasvillisuus, runsas orgaanisen aineksen määrä, sienirihmastot ja hiekkarakeiden runsas rapautuneisuus. Erityisen hydrofobisina alueina erottuivat vanhat metsäiset dyynit. Vedenhylkivyyden vuoksi eroosioalttiuteen ja kulumiseen tulisi kiinnittää huomiota etenkin metsäisten dyynien jyrkillä rinteillä. Lisätutkimuksia tarvittaisiin harmailla dyyneillä, etenkin niiden kulottuneilla alueilla. Eolinen toiminta on alueella voimakasta. Hiekan kuljetus on suurinta hiekkaisella rannalla. Kuljetuksen määrän vähenee heti kasvillisuuden tihentyessä valkoisten dyynien vyöhykkeessä. Kauempana rannasta Tarkastajanpakan kulkudyynillä kuljetus on selvästi vähäisempää kuin rannalla. Kulkeutuva aines on lajitteeltaan hienoa hiekkaa, jonka keskimääräinen raekoko on Kalson alueella 0,21 ja Tarkastajanpakalla 0,24 mm. Avainsanat Nyckelord ) Keywords eolinen aktiivisuus, dyyni, hydrofobisuus, kuluneisuus, vedenhylkivyys, Vattajanniemi Säilytyspaikka Förvaringställe Where deposited Kumpulan tiedekirjasto Muita tietoja ) Övriga uppgifter ) Additional information

HELSINGIN YLIOPISTO HELSINGFORS UNIVERSITET UNIVERSITY OF HELSINKI Tiedekunta/Osasto Fakultet/Sektion ) Faculty Faculty of Science Tekijä Författare ) Author Satu Lehto Työn nimi Arbetets title ) Title Erosion and aeolian activity in the Vattajanniemi dune area Oppiaine Läroämne ) Subject Geography Työn laji Arbetets art ) Level Master s Thesis Aika Datum Month and Year June 2007 Laitos Institution ) Department Department of Geography Sivumäärä Sidoantal Number of Pages 105 + appendices 33 p. Tiivistelmä Referat ) Abstract The Vattaja dune LIFE project was established in 2005 to monitor the effects of restoration and management conducted as part of the project. The purpose of this baseline study is to enable the subsequent monitoring of erosion. Vattaja is the largest (1,200 hectares) Natura area containing dune habitats in the boreal zone. The area has been used by the Finnish Defence Forces for over 50 years. It has also been used for recreational purposes for a long time. This study examines the erosion caused by long-term use on protected habitat types. In addition, the amount of use of various areas and the factors that cause erosion are investigated, and aeolian activity and the characteristics of dune sand are analysed. To assess erosion, a systematic transect survey involving quadrats and aerial photographs was conducted in July 2006. A total of 54 transects were placed about 250 metres apart from each other perpendicular to the shoreline both in the Natura habitat types and in open, clearly eroded areas. The transects covered priority habitat types. An area of almost 8,000 metres was surveyed for total vegetation cover (%), erosion class and erosion type. Habitat types were determined on the basis of field observations, aerial photographs and a vegetation survey, and the results were statistically analysed. Based on the transects, the areas of various erosion classes were assessed in the Natura habitat types, and the extensive, discontinuous erosion sites were determined in some habitat types. Aerial photographs were interpreted to examine the areas and location of various erosion types. Aeolian activity was studied with traps used for measuring the amount of transported sand in the coastal area south of Kalsonnokka and the windward slope of the transgressive Tarkastajanpakka dune. The grain-size distributions of samples were studied with dry sieving. The July wind and other meteorological information were measured at the Milos weather station near Kalsonnokka. To measure hydrophobicity related to water erosion, 36 sand samples were collected and analysed. The most eroded Natura habitat types are dunes with Empetrum nigrum and wooded dunes. In places, erosion is also heavy on fixed dunes covered with herbaceous vegetation, also known as grey dunes. Erosion is heaviest on open deflation surfaces, which are not protected habitat types. The erosion caused by motor vehicles is heaviest on dunes with Empetrum nigrum and on deflation surfaces. Trampling is most intense on grey and wooded dunes. The erosion caused by grazing is minor and does not usually break the surface of the land, although the surface of dunes is easily broken as a result of grazing. Fires are common in the site used by the military. Of the Natura habitat types, only grey dunes included burnt areas. Erosion is considerable in the area. The firing stations and target areas of the defence forces and the most popular recreational areas are highly eroded. This study suggests that the erosion of especially grey dunes, dunes with Empetrum nigrum and wooded dunes should be monitored in future. The erosion is not as significant in other habitat types, or its negative impacts are not as significant. Deflation surfaces should also be monitored. The hydrophobicity of the soil varies at Vattaja both on specific sites and within habitat types. Hydrophobic samples are characterised by forested vegetation, a large amount of organic material, fungal hyphae and the considerable weathering of sand grains. Old wooded dunes emerged as particularly hydrophobic sites. Because of hydrophobicity, susceptibility to erosion and actual erosion should be given due attention, especially on the steep slopes of wooded dunes. Further studies are needed concerning grey dunes, particularly their burnt areas. Aeolian activity is considerable in the area. Sand transport is heaviest on the sandy shoreline. The amount of transported sand immediately decreases as vegetation becomes thicker in the zone of white dunes. Further from the shoreline on the transgressive Tarkastajanpakka dune, sand transport is far less noticeable than on the shoreline. The transported material is fine sand, with an average grain size of 0.21 mm in the Kalso area and 0.24 mm at Tarkastajanpakka. Avainsanat Nyckelord ) Keywords aeolian activity, erosion, hydrophobicity, sand dune, Vattajanniemi, water repellency Säilytyspaikka Förvaringställe Where deposited Kumpula Science Library Muita tietoja ) Övriga uppgifter ) Additional information

SISÄLLYSLUETTELO 1 JOHDANTO... 3 1.1 TUTKIMUKSEN TAUSTAA... 3 1.2 TUTKIMUKSEN TARKOITUS... 3 1.3 AIKAISEMPI TUTKIMUS... 4 1.3.1 Kuluneisuuden tutkimus... 4 1.3.2 Eolisten prosessien tutkimus... 5 1.3.3 Maaperän hydrofobisuuden tutkimus... 6 2 LIFE, NATURA JA ARMEIJA-ALUEET... 6 3 NATURA-LUONTOTYYPIT... 7 4 KULUNEISUUTEEN VAIKUTTAVIA TEKIJÖITÄ... 10 4.1 KULUNEISUUS YLEENSÄ... 10 4.2 KASVILLISUUS... 11 4.3 MAAPERÄ... 14 4.4 TOPOGRAFIA... 14 4.5 VUODENAJAT... 15 4.6 KULUTUKSEN MÄÄRÄN JA LAADUN VAIKUTUKSET EROOSIOJÄLKIEN SYNTYYN... 16 4.6.1 Maastoajoneuvot... 16 4.6.2 Tallaus ja polkuuntuminen... 17 4.6.3 Kaivaminen... 19 4.6.4 Metsä - ja ruohopalot... 20 4.7 TUULEN JA VEDEN MERKITYS EROOSIOPROSESSEISSA... 20 4.8 EROOSIOJÄLKIEN KORJAUTUMINEN... 21 5 DYYNIEN AKTIIVISUUS JA LENTOHIEKAN OMINAISUUDET... 22 6 ALUEKUVAUS... 24 6.1 VATTAJANNIEMI... 24 6.2 KULUTUSTA AIHEUTTAVAT TEKIJÄT ALUEELLA... 26 6.2.1 Puolustusvoimat... 26 6.2.2 Virkistyskäyttö... 27 6.2.3 Laidunnus... 28 6.2.4 Luonnollinen eroosio... 29 7 AINEISTO JA MENETELMÄT... 29 7.1 KÄYTTÄJÄTIEDOT... 29 7.2 LINJOITTAINEN ARVIOINTIMENETELMÄ KULUNEISUUDEN KARTOITUKSESSA... 30 7.3 TILASTOLLISET MENETELMÄT... 33 7.4 LEVYKULUTUSALUEET... 33 7.5 KORKEUSPROFIILIT... 34 7.6 ILMAKUVAT... 34 7.7 MAA-AINEKSEN HYDROFOBISUUS... 35 7.8 SÄÄTIEDOT... 36 7.9 TUULEN KULJETTAMA HIEKKA JA SEN OMINAISUUDET... 37 7.9.1 Kalson koeala... 37 7.9.2 Tarkastajanpakan koeala... 38 7.9.3 Kuivaseulonta... 39 7.9.4 Raekokojakauma ja sen tunnusluvut... 39 1

8 TULOKSET... 40 8.1 ALUEIDEN KÄYTTÖ JA SEN JAKAUTUMINEN... 40 8.1.1 Virkistyskäyttö... 40 8.1.2 Puolustusvoimat ja leiritoiminta... 41 8.2 LINJA-ARVIOINTI... 45 8.2.1 Kasvillisuuden kokonaispeittävyys luontotyypeillä... 46 8.2.2 Kuluneisuuden aste luontotyypeillä... 47 8.2.3 Kulutustyypit... 49 8.2.3.1 Kulutustyyppien esiintyminen luontotyypeillä... 49 8.2.3.2 Kulutustyyppien suhde kuluneisuuden asteeseen... 53 8.2.4 Levykulutusalueet... 54 8.3 ILMAKUVATULKINNAN AVULLA KUVIOITUJEN KULUNEISUUSALUEIDEN JAKAUTUMINEN ERI LUONTOTYYPEILLE... 55 8.4 MAAPERÄN HYDROFOBISUUS... 56 8.5 TUULEN KULJETTAMAN HIEKAN MÄÄRÄ JA OMINAISUUDET... 58 8.5.1 Tutkimusjaksot sääolosuhteet... 58 8.5.2 Hiekan liikkeen määrä... 61 8.5.3 Lentohiekan ominaisuudet... 62 9 JOHTOPÄÄTÖKSET JA POHDINTA... 66 9.1 ALUEIDEN KÄYTTÖ JA KULUNEISUUS... 66 9.1.1 Tuliasemat... 66 9.1.2 Virkistysalueet... 71 9.2 KULUTUSTYYPEISTÄ... 76 9.2.1 Ajoneuvot... 76 9.2.1.1 Ajoneuvojen aiheuttama kuluneisuus ilmakuvatulkinnan ja linja-arvioinnin vertailu... 77 9.2.2 Tallaus... 78 9.2.3 Laidunnus... 78 9.2.4 Kaivaukset... 79 9.2.5 Kulo... 79 9.2.6 Luonnollinen eroosio... 80 9.3 LUONTOTYYPPIEN KULUNEISUUS... 81 9.4 HYDROFOBISUUS JA ALTTIUS VESIEROOSIOLLE... 90 9.5 HIEKAN MÄÄRÄLLINEN LIIKE JA RAEKOKOON LIITTYVÄT OMINAISUUDET... 91 9.6 TOPOGRAFIAN VAIKUTUS... 93 9.7 ARMEIJAN TOIMINTA JA LUONNONSUOJELU... 93 9.8 MENETELMISTÄ... 94 10 YHTEENVETO... 95 KIITOKSET LÄHTEET LIITTEET Liite 1: Tutkimuslinjat kartta Liite 2: Heinäkuussa 2006 tutkitut linjat profiilit, kokonaispeittävyys sekä kuluneisuusluokat Liite 3: Kokonaispeittävyydet taulukko Liite 4: Kuluneisuusluokat taulukko Liite 5: Levykulutusalueet taulukko Liite 6: Pinta-alat taulukko Liite 7: Kuluneisuuskartta Liite 8: Ajoneuvojen aiheuttama kuluneisuus kartta Liite 9: Tuulen kuljettaman hiekan määrä ja ominaisuudet 2

1 JOHDANTO 1.1 Tutkimuksen taustaa Tämä tutkimus on osa vuonna 2005 alkanutta Vattajan dyyni -Life projektia. Euroopan unionin Life rahaston tukema projekti kattaa Vattajan Natura -alueen, joka sijaitsee Lohtajan Vattajanniemellä. Alueen pinta-ala on 1200 ha ja se on laajin dyynien luontotyyppejä sisältävä Natura 2000-alue boreaalisella kasvillisuusvyöhykkeellä. Alueella esiintyy 6 ensisijaisesti suojeltavaa (*) ja 8 muuta luontotyyppiä. Vattaja kuuluu Naturaverkoston lisäksi valtakunnalliseen rantojensuojeluohjelmaan sekä harjujensuojeluohjelmaan. Vattajanniemi on myös toinen puolustusvoimien valtakunnallisesti kehitettävistä ampuma- ja harjoitusalueista. Vattajan dyyni -Life hankkeen päätavoitteita ovat puolustusvoimien harjoitustoimintojen ja virkistyskäytön sovittaminen dyynien suojelun edellyttämällä tavalla. Toimenpiteisiin kuuluvat muun muassa sotilaskäytön luontotyypeille aiheuttamien vaurioiden korjaaminen, ympäristöä kuluttavien toimintojen siirtäminen pois priorisoiduilta luontotyypeiltä sekä toiminnan ohjaus ja vakioiminen. Virkistyskäytön ohjaaminen toteutetaan pääosin opastein ja palveluvarustuksen avulla. Jalankulun ohjauksen lisäksi alueelle sijoitetaan kulutusta estäviä rakenteita (Metsähallitus 2005). Projektin aikana toteutetaan useita luontoseurantoja, joiden avulla selvitetään Vattajan dyyni -Life hankkeen puitteissa toteutettavien ennallistamis- ja hoitotoimenpiteiden toteutumista. Seurannat toteutetaan projektin puitteissa vuosittain vuoteen 2009 saakka. Tämä pro gradu -tutkielma on lähtötilannekartoitus tulevina vuosina toteutettavaa kuluneisuusseurantaa varten. 1.2 Tutkimuksen tarkoitus Tämän tutkimuksen tarkoituksena on kartoittaa puolustusvoimien ja virkistyskäytön aiheuttamaa kuluneisuuden määrää ja sen sijoittumista Natura-luontotyypeille. Tavoitteena on myös selvittää missä suhteessa erilaiset kulutustyypit (esimerkiksi ajoneuvot, tallaus, kaivaminen) esiintyvät eri alueilla ja luontotyypeillä. 3

Koska kuluneisuustutkimus on lähtötilannekartoitus seurantatutkimusta varten, on tutkimusmenetelmät pyritty kehittämään seurantoja silmällä pitäen. Tutkimuksen tulokset tulevat toimimaan tärkeänä vertailuaineistona tulevissa seurantatutkimuksissa. Lähtötilannekartoituksessa hankittuihin inventointitietoihin vertaamalla tulisi jatkoseurannoissa voida arvioida kasvillisuuden palautumista ja vaurioiden korjautumisen onnistumista. Muutosten havaitsemiseksi ennen ennallistamistoimenpiteitä tehtävän lähtötilanneselvityksen on oltava siten riittävän tarkka. Seurannan ja sopivien menetelmien avulla saadaan tietoa myös mahdollisesti epäonnistuneista toimenpiteistä tai tehdyistä virheistä, mikä auttaa ennallistamistoimenpiteiden kehittämisessä myös jatkossa. Seuranta on kuitenkin pitkä prosessi ja tietoa toimenpiteiden vaikutuksista saadaan usein vasta vuosien tai vuosikymmenten seurantajakson tuloksena, muutosten ollessa usein hyvin hitaita. Tämän hetkisestä kehityssuunnasta voidaankin saada tietoa vasta kun seurantaa jatketaan. Uusia käytäntöjä kuluneisuuden vähentämiseksi on alettu kehittää vasta kun alue on liitetty Natura-verkostoon vuonna 2002. Kuluneisuustutkimuksen lisäksi tässä tutkimuksessa on tarkasteltu Vattajan maa-aineksen vedenhylkivyyttä eli hydrofobisuutta. Tämän avulla saadaan lisätietoa maaston alttiudesta vesieroosiolle. Vattajan lentohietikon aktiivisuutta on arvioitu tutkimalla liikkuvan lentohiekan määrää ja sen ominaisuuksia. 1.3 Aikaisempi tutkimus 1.3.1 Kuluneisuuden tutkimus Vattajan aluetta on käsitelty useissa aikaisemmissa tutkimuksissa (esim. Leiviskä 1905a ja b; Fontell 1926; Lemberg 1933 1935; Lumme 1934; Mattila 1938; Alestalo 1971; Hellemaa 1995 ja 1998), mutta tutkimuskohteena on yleisimmin ollut dyynialueen kasvillisuus ja sen kehitys tai geomorfologia. Maaston kuluneisuutta ei Vattajanniemen alueella ole tutkittu ennen Life hanketta. Kuluneisuuteen liittyviä menetelmiä on kehitetty Suomessa ja ulkomailla muutenkin hyvin vähän ja ne ovat liittyneet yleensä kasvillisuusseurantoihin. Varsinaiset maaston kuluneisuustutkimukset ovat useimmiten koskeneet metsäkasvillisuutta, eikä dyynien kuluneisuutta koskevia selvityksiä ole Suomessa tehty kuin muutamia. Metsäalueiden maaston kuluneisuutta ovat arvioineet muun muassa Eeva Karjalainen (1994) Seitsemisen 4

kansallispuiston kuluneisuudesta tekemässään selvityksessä sekä Eeronheimo ja Siitonen (1993) Pallas-Ounastunturin kansallispuiston kuluneisuuden inventoinnissa. Tutkimuksissa keskityttiin polkuinventointiin. Dyynialueen kuluneisuutta ja sen arvioinnissa käytettäviä menetelmiä on tutkinut tarkemmin Jari Jämbäck (1995, 1997a, 1997b), jonka lisensiaattityössä käsiteltiin matkailun vaikutuksia Kalajoen hiekkasärkkien luonnonympäristöön. Tutkimusalueen kasvillisuuden ja maaperän kulutuskestävyyttä sekä kuluneiden alueiden laajenemissuuntia arvioitiin maastoinventoinnin avulla ja lisäksi ilmakuvia apuna käyttäen Jämbäck inventoi alueen polkuuntuneisuuden ja kuluneisuuden kartoittamalla polut leveysluokittain, laajemmat kuluneet alueet eli ns. levykulutusalueet sekä ns. tiheiden polkuverkostojen alueet. Voimakkaimmin kulunut alue tutkittiin käyttäen ruuduittaista linjaarviointimenetelmää. Tutkimuksessa vertailtiin myös edellä mainittuja maaston kuluneisuuden arviointiin käytettyjä menetelmiä. Rokuan harju- ja dyynimuodostuman virkistyskäyttöön liittyvää kulumista ja kulutuskestävyyttä on selvitetty Satu Ahon (2005) tutkimuksessa. Aho lähestyi maaston kulutuskestävyyttä ja kulumista mm. kasvillisuuden tallauskokeiden avulla, jolla tutkittiin karukkokankaan kasvillisuuden altistumista lyhytkestoiselle kulutukselle. Tutkimuksessa vertailtiin kulumista maaston eri kaltevuuksilla. Kulumisen indikaattoreina Ahon kokeissa toimivat kasvillisuuden peittävyys sekä linjoille syntyneiden polkujen leveys ja syvyys. Hankoniemen dyynialueen kuluneisuutta ovat tarkastelleet Roland Skyten (1978) sekä Katariina Salo (2001). 1.3.2 Eolisten prosessien tutkimus Eolista toimintaa on tutkittu runsaasti niin Suomessa kuin muuallakin. Merkittävä hiekan eolisia kuljetusprosesseja tutkinut henkilö oli Bagnold (1937, 1941), jonka teos The Physics of Blown Sand and Desert Dunes on ollut virstanpylväs geomorfologiassa. Suomessa aihetta ovat tutkineet muun muassa Seppälä (1974) ja Käyhkö (1991) Lapin Hietatievoilla. Eolisen materiaalin laatua ja sen ominaisuuksia ovat tutkimuksissaan selvittäneet esimerkiksi Seppälä (1974), Heikkinen & Tikkanen (1987) sekä Hellemaa (1998). 5

Eolisen kuljetuksen tutkimiseen on kehitetty useita tutkimusmenetelmiä. Kulkeutuvan hiekan määrää on tutkittu esimerkiksi tuulitunnelikokein ja erilaisten horisontaalisten tai vertikaalisten hiekkapyydysten avulla. Raekoostumusta voidaan tutkia muun muassa kuiva- ja märkäseulonnan avulla, elektro-optisilla tekniikoilla sekä tietokonepohjaisilla kuva-analyysilla (Pye & Tsoar 1990: 320). 1.3.3 Maaperän hydrofobisuuden tutkimus Maaperän vedenhylkivyys eli hydrofobisuus voi vaikuttaa veden pintavaluntaa lisäävästi ja edistää siten eroosiota. Vedenhylkivyyttä tutkittaessa käytetään usein WDPT -testiä (water drop penetration time), jossa mitataan kuinka kauan vesipisaran imeytyminen maaainekseen kestää. Tutkimuskohteena vedenhylkivyys ei ole uusi, mutta viime vuosina se on saanut osakseen paljon huomiota kansainvälisessä kirjallisuudessa. Vedenhylkivyyttä on alettu viime aikoina tutkia kuivien ilmastoalueiden lisäksi myös lauhkealla ilmastovyöhykkeellä. Boreaalisella ilmastovyöhykkeellä tutkimus on kuitenkin edelleen vähäistä (Rasa et al. 2006: 85). Maaperän vedenhylkivyyttä ovat tutkineet muun muassa Jungerius & Dekker (1990) sekä Dekker & Ritsema (1997), jotka ovat kartoittaneet ruohokasvillisuuden peittämien dyynien maa-aineksen hydrofobisuutta Hollannissa. Esimerkkinä mainittakoon myös De Bano (2000), jonka tutkimuksessa selvitetään maastopalojen ja vedenhylkivyyden yhteyttä. Suomessa maaperän vedenhylkivyyteen liittyvä tutkimus on ollut vähäisempää. Sitä ovat tutkineet muun muassa Pietola (1998), Pietola et al. (2005) sekä Rasa et al. (2006). 2 LIFE, NATURA JA ARMEIJA-ALUEET LIFE on ympäristöalan rahoitusjärjestelmä, jonka Euroopan unioni on perustanut vuonna 1992. Sen rahastoja ovat Nature, Environment sekä Third Countries, jotka tukevat luonnonsuojelu ja ympäristöhankkeita (Ympäristöministeriö 2006). Nature Life- rahoitusta on Suomessa käytetty luonnonsuojeluhankkeiden toteuttamiseen vuodesta 1995 lähtien. Euroopan Unionin Life-rahastoon kuuluvan Nature Life- rahaston avulla toteutetaan EU:n luonnonsuojelupolitiikkaa, joka perustuu luonnon monimuotoisuuden turvaamiseen tähtääviin lintudirektiiviin ja luontodirektiiviin (Ympäristöministeriö 2002: 26-27). Useita dyynien suojeluprojekteja on tuettu Life ohjelman puitteissa vuodesta 1992 lähtien Euroopan Unionin jäsenvaltioiden rannikoilla. Life-rahoitusta on käytetty turvaamaan 6

uhattuja alueita maanlunastusten avulla, Natura-2000 verkoston kehityksen tukemiseen, käytännön hoitotoimenpiteisiin sekä dyynien merkityksen esille tuomiseen (Houston 2005: 1). Kuuluminen Natura-verkostoon tarkoittaa sitä, ettei hiekkaisia dyyniluontotyyppejä ja muita arvokkaita luontokohteita saisi merkittävästi vaurioittaa. Suojeluarvoja heikentävä toiminta on Natura-alueella kiellettyä. Puolustusvoimien toiminta Vattajan alueella on mahdollista, koska valtioneuvosto on myöntänyt luvan tärkeän yleisen edun nimissä. Ehtona luvan myöntämiselle on ollut myös vaihtoehtoisen ratkaisun puuttuminen (Länsi- Suomen ympäristökeskus 2004). Useissa Euroopan maissa puolustusvoimat ovat merkittäviä maanomistajia. Euroopassa onkin Vattajan lisäksi monia muita sotilaskäytössä olevia alueita, jotka ovat mukana Natura-verkostossa. Pitkään armeijan käytössä olleilla alueilla ei muu ihmistoiminta ole ollut mahdollista, jolloin alueet ovat säästyneet intensiiviseltä maanviljelyltä, voimakkaalta rakentamiselta sekä hydrologisilta muutoksilta. Luonnolliset prosessit kuten lahopuun muodostuminen, sedimentaatio, vesieroosio ja dyynien muodostuminen ovat siten voineet edetä lähes koskemattomassa ympäristössä (European Comission 2005: 2-3). 3 NATURA-LUONTOTYYPIT Natura-luontotyypillä tarkoitetaan luontodirektiivin suojelemia Euroopan yhteisön tärkeinä pitämiä luontotyyppejä. Yhteisön tavoitteena on säilyttää luontotyyppien suojelutaso suotuisana, jolloin niiden luontainen levinneisyys, rakenne ja toiminta voivat säilyä ja niille tyypillisen lajiston säilyminen on turvattu. Luontotyypit voivat olla luonnonympäristöjä, elinympäristöjä, habitaatteja tai biotooppeja. Luontodirektiivin suojelemien luontotyyppien esiintymisalue on yleensä hyvin pieni tai ne ovat vaarassa hävitä yhteisön alueelta. Ne voivat olla myös hyviä esimerkkejä unionin kuudesta luonnonmaantieteellisestä alueesta. Luontodirektiivi suojelee Euroopan alueella yhteensä 200 luontotyyppiä, joista Suomessa esiintyy 69. Suomessa esiintyvistä luontotyypeistä 14 on ensisijaisesti suojeltavia eli priorisoituja luontotyyppejä, jotka ovat vaarassa hävitä. Niiden suojelussa yhteisöllä on erityinen vastuu. Priorisoidut luontotyypit ovat direktiivissä sekä tässä tutkimuksessa merkitty tähdellä (*) (Airaksinen & Karttunen 2001: 5-7). 7

Vattajanniemen alueella esiintyy 6 ensisijaisesti suojeltavaa ja 8 muuta luontotyyppiä. Tarkemmin Vattajan alueen luontotyypit on määritelty kasvillisuuskartoituksen yhteydessä (kuva 1). Avoin deflaatioalue ei ole varsinaisesti mikään Natura-luontotyypeistä, vaan se on enemmänkin geomorfologisesti määritettävä luontotyyppi. Tämän vuoksi sillä ei ole erillistä koodia. Tässä tutkimuksessa avoimet deflaatioalueet ovat mukana, koska niiden kehityssuunnan tarkkailu on kuluneisuusseurannan kannalta tärkeää. Luontotyypeistä käytetään seuraavia luontodirektiivin mukaisia koodeja (Airaksinen & Karttunen 2001). Ensisijaisesti suojeltavat luontotyypit: - merenrantaniityt* (1630) - kiinteät ruohokasvillisuuden peittämät dyynit* (harmaat dyynit) (2130) - variksenmarjadyynit* (2140) - maankohoamisrannikon primäärisukkessiovaiheiden luonnontilaiset metsät* (primäärimetsät) (9030) - metsäluhdat* (9080) - rannikon laguunit* (1150) Muita alueella esiintyviä luontotyyppejä: - liikkuvat alkiovaiheen dyynit (2110) - liikkuvat rantakauradyynit (valkoiset dyynit) (2120) - dyynien kosteat soistuneet painanteet (2190) - metsäiset dyynit (2180) - hakamaat ja kaskilaitumet (9070) - vaihettumissuot ja rantasuot (7140) - vedenalaiset hiekkasärkät (1110) - itämeren hiekkarannat (1640) - avoin deflaatioalue 8

Kuva 1. Natura-luontotyypit Vattajanniemellä (Kaila 2007). 9

4 KULUNEISUUTEEN VAIKUTTAVIA TEKIJÖITÄ 4.1 Kuluneisuus yleensä Maaston kuluneisuudella tarkoitetaan tässä tutkimuksessa kenttä- ja pohjakerroksen kasvillisuuden sekä maaperän pintarakenteen osittaista tai kokonaista tuhoutumista. Tämä voi olla seurausta luonnollisesta eroosiosta tai voimakkaasta alueen käyttöpaineesta, kuten tallauksesta. Sana maasto käsittää sekä maanpinnan että sen peitteen eli kasvillisuuden (Karjalainen 1994: 8). Maaston kuluminen eli eroosio alkaa yleensä kun vesi tai tuuli pääsee käsiksi maaperään esimerkiksi maan pinnan rikkoutuessa tallauksen seurauksena. Siihen voi vaikuttaa myös maaperän muuttunut kosteustasapaino. Yleisimpiä luonnollisen eroosion muotoja ovat tuulieroosio, vesipisaraeroosio sekä maanpäälliset vesivirrat kuten purot ja raviinit (Liddle 1997: 305). Kuluneisuutta tutkittaessa tärkeitä tekijöitä ovat kulutuskestävyys ja palautumiskyky (Hammitt & Cole 1998: 155). Ensin mainitulla tarkoitetaan maaperän tai kasvillisuuden kykyä sietää tallausta häiriintymättä. Kulutuskestävyyttä voidaan kutsua myös termillä ekologinen kapasiteetti, joka Kellomäen ja Saastamoisen (1975: 5) määritelmän mukaan tarkoittaa alueen fyysistä ja biologista kykyä sietää alueen käytön aiheuttamaa painetta. Palautumiskyvyllä tarkoitetaan sitä, kuinka nopeasti toipuminen muutoksista on mahdollista (Hammitt & Cole 1998: 155). Eri alueiden kulutuskestävyys ja palautumiskyky riippuvat useista tekijöistä, joita ovat muun muassa kasvillisuuden ja maaperän ominaisuudet. Kulutuskestävyyteen vaikuttaa suuresti se, miten hyvin kasvillisuuden mukautuminen muuttuviin olosuhteisiin on ehtinyt tapahtua. Esimerkiksi vanhahko vapaa-ajanalue, jolla heinäkasvityyppinen aluskasvillisuus on vallitsevana, on siten huomattavasti vastustuskykyisempi kulumiseen nähden kuin vasta käyttöön otettu alue. Vanhemmalla jatkuvasti kulutuksen kohteena olleella alueella kuluminen ja uusiutuminen ovat usein ehtineet saavuttaa tietynlaisen tasapainon, joka voi syntyä eriasteisesti riippuen kulutuksen voimakkuudesta ja kasvillisuuden uusiutumiskyvystä. Kasvupaikkatekijät ja maaperän tuottavuus määräävät taas vuorostaan uusiutumiskyvyn (Holmström 1970: 5,13). 10

4.2 Kasvillisuus Kasvillisuuden kulumisesta seuraa lajiston köyhtyminen ja biomassan vähentyminen, jolloin maanpinta altistuu eroosiolle (Kivi & Permanto 1991: 101). Kasvillisuuden kulumisen tullessa silmin nähtäväksi, on eroosio yleensä jo hyvin käynnissä ja maa on sopeutumassa ekologisin muutoksin suuremman maan häviämisen olosuhteisiin (Kellomäki & Saastamoinen 1975: 5; Liddle 1997: 339). Lajien lukumäärän on todettu vähenevän kulumisen lisääntyessä. Samanaikaisesti lisääntyvät peittävyyserot vallitsevan lajin ja muiden kasvien välillä (Holmström 1970: 14). Kasvillisuuden kulumistapahtumassa vaikuttavat kaksi vastakkaista tekijää: kasvibiomassan tuhoutuminen kulutuksen vaikutuksesta sekä biomassan korvautuminen kulutusta paremmin kestävällä ns. sekundäärilajistolla. Kasvillisuuden kulumisen ja uusiutumisen suhde riippuu esimerkiksi kulutuksen laadusta ja määrästä sekä kulutuksen ajoittumisesta. Kasvillisuuden uusiutumiseen vaikuttavat monet kasvupaikkatekijät, joista tärkeimpiä ovat maaperän ravinteisuus, kosteus ja rakenne sekä valo- ja lämpöolosuhteet (kuva 2) (Kellomäki & Saastamoinen 1975: 5). Kasvillisuus estää tehokkaasti sadepisaraeroosiota ja erityisesti rinteillä sillä on eroosiota ehkäisevä vaikutus. Tuulieroosiota kasvillisuus estää pysäyttämällä tuulen pintavirtauksia ja vähentämällä siten tuulen kuljetusta. Erityisesti pohjakerroksen tiheys sekä juurien tiheys ovat tekijöitä, jotka vaikuttavat kasvillisuuden mahdollisuuksiin estää eroosiota. 11

Kuva 2. Maan pintakasvillisuuden kulutuskestävyyteen vaikuttavia tekijöitä. (Kellomäki & Saastamoinen 1975, kuvan 1 pohjalta). Kasvillisuuden kulutuskestävyyteen vaikuttavia tekijöitä ovat eri lajien kulutuskestävyys, kasvipeitteen lajisto, kokonaispeittävyys sekä kasvillisuuden ja yksittäisten kasvien rakenne (Hammitt & Cole 1998: 156). Myös kasvillisuustyypillä on tärkeä rooli. Yleensä parhaiten kulutusta kestävät lajit ovat rakenteeltaan sellaisia, että ne pystyvät vastustamaan tallaamisen, autolla ajamisen jne. synnyttämää abraasiota. Lisäksi ne sietävät jaksottaista kuivuutta sekä epänormaalin tiivistä maaperää. Voimaperäisesti käytetyllä alueella on alkuperäisellä kasvillisuudella harvoin mahdollisuuksia säilyä, sillä uusiin olosuhteisiin parhaiten sopivan kasvit saavat nopeasti hallitsevan aseman. Melkein kaikilla alueilla heinäkasvillisuus selviää parhaiten ja se toimii tehokkaana puskurina kulutusta vastaan. Heinien prosentuaalinen osuus koko aluskasvillisuudesta lisääntyy voimakkaasti kuluttavien voimien kasvaessa (Holmström 1970: 13,14,26). Kaikkein herkimpiä kulutukselle ovat jäkälät, joiden kulutuskestävyys on erittäin alhainen (Hammitt & Cole 1998: 156). Maapohjan laadusta ja palon voimakkuudesta riippuen jäkälikön toipuminen voi kestää 50:stä yli sataan vuoteen (Kärenlampi 1977: 123). On kuitenkin huomioitava, että samankin kasvilajin kulutuskestävyys voi vaihdella 12

kasvupaikasta riippuen. Kuivilla kasvupaikoilla saman kasvin kulutuskestävyys on yleensä heikompi kuin kosteilla paikoilla. (Kellomäki & Saastamoinen 1975: 11). Kasvillisuustyypeistä kulutuksen kannalta melko kestäviä ovat tuoreet (MT), (VMT) tai kuivahkot (VT) kangasmetsät, mikä johtuu niiden viljavuudesta. Kulutuskestävyys kuitenkin lisääntyy siirryttäessä VT- metsästä kohti MT- metsätyyppiä. Näille metsätyypeille ominainen sammalpeite kestää kulutusta melko hyvin, mutta kenttäkerroksen varvut huonommin. Hidaskasvuiset varvut kärsivät selvästi kulutuksesta ja intensiivisen käytön seurauksena kenttäkerros heinittyy. Sammalpeitteenkin lajisuhteissa voi tapahtua muutoksia, jos kulutus on jatkuvaa. Karuimmilla kankailla, kuten kanervatyypin (CT) ja variksenmarjatyypin (ET) metsissä kulutuksen vaikutukset ovat edellisen kaltaisia. Tallausta paremmin kestävät heinät korvaavat varvut ja pohjakerroksen sammalet valtaavat alaa. Kalliometsät ovat kulutuksen suhteen arimpia. Yleensä kulutuskestävyys lisääntyy paremman laadun ja viljavuuden johdosta. Kuitenkin ravinteisuusasteen ääripäässä olevat lehtojen ruohot kestävät tallausta melko huonosti. Joutuessaan kulutukselle alttiiksi, lehtojen kasvipeite muuttuu kestävämpien heinien syrjäyttäessä ruohomaisen kasvillisuuden (Holmström 1970: 24,25; Kivi & Permanto 1991: 101). Avosoita ja korkeakasvuisia merenrantaniittyjä voidaan pitää herkästi vaurioituvina. Rantaniityistä matalat, kovapohjaiset niityt ovat kestävämpiä kuin märät korkeakasvuiset niityt. Yleensä laidunnus ajan myötä vaikuttaa rantaniityn kulutuskestävyyttä lisäävästi maaperän kovenemisen ja kuivumisen kautta (Kukko-oja et al. 1990, cit. Jämbäck 1995: 33). Myös suokasvillisuuden kulutuskestävyys määräytyy kosteuden mukaan. Kosteat rimpinevat- ja letot sekä lähteiköt ovat kulutukselle herkimpiä (Kaakinen et al. 1982, cit. Jämbäck 1995: 33). Pellot, niityt ja hakamaat ovat parhaiten kulutusta kestäviä kasvupaikkoja. Viljavan maaperän lisäksi niiden kasvillisuus on muodostunut ns. puolikulttuuri- ja kulttuurikasveista, jotka ovat nimenomaan sopeutuneet tietynasteiseen kulutukseen (Kivi & Permanto 1991: 101). Kasvupaikkoina lentohiekka- ja dyynialueet ovat kulutuskestävyydeltään erittäin heikkoja, johtuen pääasiassa niiden herkästä kasvillisuudesta, ohuesta humuskerroksesta sekä erittäin hyvin lajittuneesta maa-aineksesta (Jämbäck 1995: 29). 13

4.3 Maaperä Tallaus vaikuttaa sekä suoraan kasvillisuuteen raapimalla ja rutistamalla kasveja sekä epäsuorasti muuttamalla maaperän ominaisuuksia kuten huokostilaa sekä vesipitoisuutta. Jälkimmäisillä, maaperään kohdistuvilla muutoksilla on pidempiaikaiset vaikutukset kasvillisuuteen. Muutokset kasvillisuudessa ovat siten herkempiä kulutuksen indikaattoreita kuin maaperän ominaisuudet (Burden & Randerson 1972: 454). Kasvipeitteen rikkoutuessa, vaikuttavat maaperän kulutuskestävyyteen useat tekijät. Näitä ovat muun muassa maannoksen paksuus, sedimentin rakenne sekä maaperän kosteus ja ravinteisuus (Hammitt & Cole 1998: 162). Maaperän koostumukseen liittyviä tekijöitä ovat lajittuneisuus, raekoko ja kosteus, maaperän vedenläpäisykyky, orgaanisen aineksen määrä sekä maaperän kemialliset ominaisuudet. Heikointa kulutuskestävyydeltään on herkästi erodoituva dyynihiekka. Dyynien aines on erittäin lajittunutta karkeaa hietaa tai hienoa hiekkaa, joka muuttuu helposti tallauksen seurauksena pehmeäksi ja heikosti kantavaksi. Tallaus estää myös luontaista kasvittumista, koska kuivassa hiekkamaassa kasvillisuuden kehittymismahdollisuudet ovat hyvin heikot. Laakeat rantahietikot ja deflaatiotasanteet, joissa hiekka on selkeästi lentohiekkaa karkeampaa, kestävät kulutusta suhteellisen hyvin (Jämbäck 1995: 29). 4.4 Topografia Topografia ja rinteen jyrkkyys vaikuttavat eroosioherkkyyteen ja siten kulutuskestävyyteen. Yleistäen voidaan sanoa, että jyrkemmillä rinteillä aiheutuu enemmän vahinkoa. Colemanin (1981) mukaan rinne-eroosiota esiintyy yli 9 astetta jyrkissä rinteissä, sen ollessa voimakkainta yli 18 astetta kaltevissa rinteissä, joilla sijaitsevista poluista suurin osa erodoituu hyvin herkästi (Hammitt & Cole 1998: 165). Polun leveydellä ja syvyydellä on myös taipumusta kasvaa rinteen jyrkentyessä. Rinteen jyrkkyys on tärkein fyysinen tekijä polun kuntoon liittyen (Liddle 1997: 339). Sen on todettu korreloivan positiivisesti vesieroosion määrän, pyörän kulutusjälkien määrän ja paljastuneiden juurien määrän kanssa (Liddle 1997: 311, 312). Tasaisella maalla kasvillisuuden peittävyys syntyneellä polulla putoaa alle 50 % vasta 75 tallauskerran jälkeen. Loivassa rinteessä kyseiseen pudotukseen tarvitaan reilu 25 tallauskertaa, kun taas rinteessä 25 tallauskerran jälkeen kasvillisuuden peittävyys on enää vain 12 %. Rinteessä 14

riittää siis jo muutama askel rikkomaan ohuen humuskerroksen ja paljastamaan pehmeän dyynihiekan (Aho 2005: 88). 4.5 Vuodenajat Maaperän ja kasvillisuuden kulutuskestävyydessä esiintyy kausittaista vaihtelua. Maaperä on erityisen altis eroosiolle keväällä, jolloin maaperä kyllästyy lumen sulamisvesistä ja sateista. Keväällä kostea maa on myös altis tiivistymiselle. Kasvukauden alussa seuraukset voivat olla voimakkaita myös kasveille. Tallauksesta kärsivät keväällä erityisesti nuoret ja hennot versot, sillä fotosynteettisten kudosten tuhoutuessa jo kasvukauden alussa, voi ravinteiden saanti olla vaikeaa koko kasvukauden. Monivuotiset kasvit ovat herkkiä tässä vaiheessa, sillä ne käyttävät vielä hyödykseen hiilihydraattivarantojaan kasvun apuna. Toisaalta yksivuotiset kasvit eivät vielä tässä vaiheessa ole ehtineen tuottaa siemeniä (Hammitt & Cole 1998: 170, 171). Kesällä kasvillisuutta verottaa usein keskikesälle tyypilliset pitkät kuivuusjaksot. Kuivuudesta kärsivät erityisesti karuimpien kasvupaikkojen kasvit. Sammalpeitteet voivat kuivua kokonaan, jonka seurauksena ne voivat irrota kasvualustastaan ja käpertyä reunoiltaan (kuva 3). Jäkälät kestävät muuten kuivuutta, mutta ne murskautuvat kuivina helposti askeleen alla, jolloin osa kasvustosta saattaa tuhoutua kokonaan. Märkinä jäkälät kestävät paremmin tallausta (Kivi & Permanto 1991: 101). Myös kasvukauden lopussa kasvien kulutuskestävyyttä heikentävät niiden kuivuus ja hauraus (Hammitt & Cole 1998: 170, 171). Syksyn myrskyjen aikana tuulen voimakkuudet ovat suuria ja hiekan kuljetus tehokasta. Tällöin luontainen deflaatio pääsee käsiksi irtaimeen ainekseen voimistaen eroosiota. Talvella kulutuskestävyys riippuu paljon suojaavasta lumipeitteestä. Paksu lumipeite suojaa kasvillisuutta ja maaperää. Toinen kulumista hidastava tekijä on routa. Lopputalvesta sublimaatio kuitenkin vapauttaa dyyniharjanteiden hiekanjyväsiä tuulen kuljetettavaksi. Lumeen voi myös muodostua hiekkakielekkeitä virtaavan sulamisveden kuljettaessa hiekkaa alas jäistä distaalirinnettä (Hellemaa 1998: 205). 15

Kuva 3. Tallattua ja osin kuivuuden käpertämää sammalta ja jäkälää R7 tuliaseman harmailla dyyneillä (kuvat tekijän ottamia heinäkuussa 2006, ellei toisin mainita). 4.6 Kulutuksen määrän ja laadun vaikutukset eroosiojälkien syntyyn Kasvillisuuden heikkeneminen on suhteellinen käsite. Kullekin alueelle sopiva käyttömäärä, jolloin kasvillisuus ei huonone, on riippuvainen: 1) valitusta hoidon kohteesta ja 2) halutusta luonnollisuuden asteesta. Alueilla voi olla kantokyvyltään erilaisia sisäisiä alueita esimerkiksi kasvillisuuden eroista riippuen. Kantokykyyn vaikuttaa myös käytön luonne ja intensiteetti. Alueen hoidolla voidaan vaikuttaa kantokykyyn. Burdenin ja Randersonin (1972: 440) mukaan kantokyky kuvaa sitä käytön paineen intensiteettiä, jonka alue voi kestää ilman että syntyy pysyviä muutoksia bioottisessa ympäristössä, tietyn alueen hoitojärjestelyiden puitteissa. Tietyn intensiteetin käytön aiheuttaman paineen vaikutukset riippuvat sekä fyysisen että bioottisen ympäristön luonteesta, esim. geologiasta, maannostyypistä, rinteen kaltevuudesta, lajikoostumuksesta, tehdyistä hoitotoimenpiteistä ja käytön aikaisista sääolosuhteista. 4.6.1 Maastoajoneuvot Erityyppisellä käytöllä on erilaisia vaikutuksia kasvillisuuteen ja maaperään. Käytöstä seuraava kulutus on hyvin erilaatuista ja tasoista. Maastoajoneuvojen mahdollisuus aiheuttaa maaston kulumista on erityisen suuri. Moottoriajoneuvoilla voidaan kulkea pidempiä matkoja, kuin jalan, jolloin niiden vaikutusalue on siten suurempi lyhyessä ajassa. Moottoriajoneuvojen aiheuttava eroosio on huomattavasti haitallisempaa kuin ei- 16

moottoroitu käyttö, sillä moottoriajoneuvojen vaikutuksilla on taipumus muuttua progressiivisesti huonompaan suuntaan, vaikka käyttö ei olisi jatkuvaa. Kasvillisuuteen moottoriajoneuvot vaikuttavat erityisesti pohjakerrosta tuhoamalla (Hammitt & Cole 1998: 53, 194, 199). Maastoajoneuvojen vaikutukset voivat olla tuhoisia erityisesti kumpuilevassa, rinteisessä maastossa, paikoilla, joissa maannos on ohut ja maaperä tiivistynyt. Tällaisilla paikoilla maastoajoneuvot vaikuttavat merkittävästi vesivirtojen käyttäytymiseen (Hinkley, Iverson & Hallet 1983 cit. Liddle 1997: 312, 313). Yleistäen voidaan sanoa, että mitä suurempi ja painavampi ajoneuvo, sitä voimakkaampaa eroosiota aiheutuu. Kasvipeitteettömillä dyynialueilla ajoneuvojen jäljet ovat lyhytaikaisia tuulen pyyhkiessä jäljet nopeasti. Hävikki dyynien kasvipeitteisillä alueilla on kuitenkin merkittävämpää kuin liikkuvilla hiekka-alueilla. Näin on esimerkiksi rannikkojen esidyynialueilla, jossa dyynit ovat suojana meren voimia vastaan. Rantaruohojen häviäminen voi johtaa tuulipurtojen syntyyn, jos tuulieroosio pääsee rikkomaan tätä suojavyöhykettä (Liddle 1997: 321, 325, 339). 4.6.2 Tallaus ja polkuuntuminen Tallaus voi aiheuttaa merkittävää eroosiota varsinkin jos tallaajien määrä on suuri. Tietyissä tilanteissa vähäiset tallausmäärä voivat olla jopa toivottavia, jotta tiettyjä ympäristön luonteenpiirteitä voitaisiin säilyttää. Tallauskokeilla ja monilla muilla metodeilla on useissa tutkimuksissa selvitetty tallauksen välittömiä vaikutuksia, mutta pitkän ajan vaikutukset voivat olla melko erilaisia. Maanpinnan tiivistymisen ja polkujen eroosion on todettu olevan yhteydessä tallauksen määrään (Burden & Randerson: 441, 453). Sen sijaan kasvillisuuden väheneminen ei ole verrannollinen nousevaan vierailulukumäärään. Tähän on mahdollisesti syynä vastustuskykyisten heinälajien muodostama kasvipeite. Heinäkasvillisuuden kuormituskin voi saavuttaa tietyn raja-arvon, jonka jälkeen uusiutumista ei voi enää esiintyä (Holmström 1970: 18, 19). Muun muassa Hylgaardin ja Liddlen (1981: 559-568) Tanskassa Empetrum nigrum- valtaisella dyynialueella suorittamassa tutkimuksessa saatiin tuloksia kulutuksen keston 17

vaikutuksista. Tutkimuksen mukaan jatkuvan tallauksen vaikutukset kasvipeitteeseen olivat suuremmat kuin hetkellinen vaikutus. Polut ja muut kulkureitit tarjoavat valmiin reitin uomaeroosiolle ja polun sijainnilla voi olla merkittävä vaikutus veden virtaukseen. Jyrkässä uomassa vesi virtaa nopeammin ja jos polku suuntautuu rinnettä alas, se on ihanteellinen kanava veden virtaukselle (Root & Knapik 1972, cit. Liddle 1997: 311). Hiekkaisissa ympäristöissä, kuten paljastuneilla dyyneillä, tuulen toiminnalla on erityisen voimakas vaikutus eroosion syntyyn. Esimerkiksi kun muodostuvat kulkuväylät ovat linjassa vallitsevaan tuulensuuntaan nähden, ne erodoituvat hyvin nopeasti (Liddle 1997: 312, 339). Kulku ohjautuu harvoille poluille yleensä ainoastaan jos ne ovat suhteellisen suoria ja helppokulkuisempia kuin ympäröivä maasto. Kuivalla tasamaalla, missä aluskasvillisuus on matalaa, maasto on kaikkialla yhtä helppokulkuista eikä poluilla yleensä pysytä. Mikäli aluskasvillisuus on korkeampaa, tehty polku pysyy varmemmin käytössä (Hoogesteeger 1974: 162). Kulkija valitsee yleisimmin helpoimman kulkureitin, jolloin kasvillisuuden edellytykset säilyä ovat yleensä paremmat jyrkillä rinteillä, hyvin kivikkoisilla ja louhikkoisilla alueilla sekä pensaikossa tai tiheissä metsiköissä (Kivi & Permanto 1991: 103). Vuolannon ja Tuhkasen (1982: 38) mukaan tallauksen aiheuttama kulutus ilmenee maastossa kaavamaisesti (kuva 4). Polkuuntumisella tarkoitetaan kanavoitunutta kulutusta. Levykulutusalueita sen sijaan syntyy etenkin metsiköissä, jossa tihenevät polut alkavat yhtyä. Polkujen kohdatessa, niiden risteävään kohtaan syntyy laajempi levykulutusalue. Levykulutusalueella tarkoitetaan voimakkaasti tallattua usean neliömetrin suuruista aluetta, jossa kivennäismaa on suurelta osin paljastunut. Kasvillisuuden peittävyys tällaisilla alueilla on korkeintaan 25 %. Levykulutusta laajempi kulutus on alueellista kulutusta, jonka seurauksena lajikoostumus muuttuu vähittäisesti, mutta se ei kuitenkaan aiheuta samalla tavalla kasvittomien, paljaiden alojen syntymistä kuin kohdentunut kulutus. 18

Kuva 4. Tallauksen aiheuttaman kuluneisuuden eri ilmenemismuodot: kanavoitunut kulutus, levykulutus ja alueellinen kulutus (Vuolanto & Tuhkanen 1982: kuva 6). 4.6.3 Kaivaminen Kaivamisen vaikutuksia ei ole paljoa tutkittu ainakaan virkistyskäyttöön liittyen. Sen suhteen vaikutukset eivät olekaan Liddlen (1997: 325) mukaan kovin merkittäviä. Yhtenä harvoista tähän liittyvistä tutkimuksista mainittakoon Etelä-Ruotsin Hallandin dyynialueella tehty tutkimus. Norrman et al. (1974) havaitsivat hiekan lähtevän uudestaan liikkeelle, kun auringonottajat kaivoivat itselleen tuulelta suojaavia kuoppia. Armeijan osalta tutkimuksia kaivausten vaikutuksista ei tiettävästi ole saatavilla. Kaivamisen vaikutukset voivat olla huomattavia, sillä kaivetut juoksuhaudat, poterot ja erityisesti ajoneuvopoterot ja muut ajoneuvokuopat ovat usein suurikokoisia (kuva 5 ja 6). Kaivaminen rikkoo kasvillisuuden ja paljastaa maaperän, muuttaen vesivirtojen kulkua ja altistaen maaston tuulieroosiolle. Kuva 5 ja 6. Ajoneuvopotero sekä puun juurelle kaivettu pienempi potero metsäisellä dyynillä. 19

4.6.4 Metsä - ja ruohopalot Metsä- ja ruohopalot voivat tuhota kasvillisuutta suureltakin alueelta ja siten altistaa maaperän eroosiolle. Palojen esiintymistiheyteen ja laajuuteen vaikuttavat viljavuus ja kosteus. Esimerkiksi hiekka- ja soramailla palot ovat laajempia kuin kosteilla kasvupaikoilla. Kasvillisuuden palautuminen entiselleen kulon jälkeen riippuu alueen paloa edeltäneen kasvillisuuden palautumiskyvystä, kasvupaikan olosuhteista, palon ajankohdasta, voimakkuudesta ja laajuudesta. Paloalalle ensimmäisenä nousevia kasveja ovat ruohot, heinät ja varvut, joita nousee kuloalueelle runsaasti. Pieneliöstön, mikrobien ja sienien toiminta on palaneella alueella vilkasta, mikä nopeuttaa kasvijätteiden hajoamista. Yleensä ottaen kulo lisää ravinnekiertoa ja luonnon monimuotoisuutta (Hannelius & Kuusela 1995: 81-83). 4.7 Tuulen ja veden merkitys eroosioprosesseissa Tuulen toiminta on voimakas eroosiota voimistava tekijä. Se on erityisen tehokas kuluttava voima alueilla, joilla vallitsevat jatkuvat ja voimakkaat tuulet sekä kasvillisuudelle epäedulliset kuivat olosuhteet (Skinner & Porter 1995: 348). Kuivilla hiekkaisilla rannikkoalueilla tuuli pystyy rikkomaan maanpinnan stabiiliutta (Summerfield 1999: 235; Reading 1998: 125). Ihanteellisimpia kohteita deflaatiolle ovat vanhat eolisesta hiekasta koostuvat dyynit, joiden kasvillisuus on tuhoutunut tai vähentynyt. Deflaatiota tapahtuu tuulen poistaessa irrallaan olevia partikkeleita. Se vaatii toimiakseen kovan tuulen ja tietynlaiset olosuhteet. Deflaatiota edistää tuulen kuljetukseen saatavilla oleva oikean kokoinen mineraaliaines, hyvin lajittunut aines, jossa ei ole liian suuria rakeita, vähäinen kasvillisuus sekä matala pohjaveden pinta (Seppälä 2004: 142-146). Tuuli pystyy siirtämään ainoastaan kuivaa ainesta ja se toimii kaikkialla, missä kasvillisuus ei suojaa irtainta ainesta. Dyyneihin kohdistuvaa vesieroosiota on tutkittu niukasti. Tutkimuksissa on kuitenkin ilmennyt, että vesieroosiolle alttiit dyynialueet ovat laajoja ja veden kuljettama sedimentin määrä korkea. Vesieroosioon vaikuttavia tekijöitä ovat muun muassa vesisateen ominaisuudet, maaperän ominaisuudet, kasvillisuuspeitteen luonne sekä maaston topografian piirteet, kuten rinteen jyrkkyys sekä pituus. Dyynit altistuvat vesieroosiolle rinteen kaltevuudeltaan ylittäessä 6 astetta. 20

Vesieroosioprosessit, pisaraeroosio sekä rinnehuuhtouma ovat seurausta veden maahan imeytymisen estymisestä. Maaperän vedenhylkivyys eli hydrofobisuus johtaa usein maanpäällisten vesivirtojen keskittymiseen, jolloin rinteille syntyy raviineja ja rinteen alle kasautuvia alluviaaliviuhkoja (kuva 7). Vesieroosio on voimakkainta kesällä rankkasateiden aikana, jolloin vedenhylkivyys on korkeimmillaan. Toisin kuin tuulen aiheuttama eroosio, vesieroosio tasoittaa dyynien topografiaa asteittaisesti. Merkittävintä rinnehuuhtouma on jo jonkun aikaa kasvillisuuden sitomina olleilla harmailla dyyneillä (Jungerius & Dekker 1990: 185). Kuva 7. Vesieroosion ja tallauksen syventämä uoma Kommelipakalla. 4.8 Eroosiojälkien korjautuminen Eroosiojälkien korjautuminen voi kestää yhdestä päivästä satoihin vuosiin (Liddle 1997: 339). Palautuminen riippuu muun muassa kasvillisuuden ja maaperän palautumiskyvystä, käytön määrän vähentymisestä ja ennallistamistoimenpiteistä. Käytön vähentäminenkään ei välttämättä vähennä kuluneisuusvaikutuksia olennaisesti, sillä käytön määrän ja sen vaikutusten välinen suhde ei ole lineaarinen. Vähäisestä käytöstäkin voi aiheutua jo huomattavia vaikutuksia ja käytön lisääntyessä lisävaikutukset ovat aina vähäisempiä. Tämän vuoksi jo kuluneilla alueilla voi olla, että kaikki käyttö tulee supistaa minimiin, ennen kuin elpymistä voi tapahtua. Joissakin voimakkaan eroosion paikoissa ei välttämättä kaiken käytön lopettaminenkaan auta, vaan tarvitaan aktiivisia kunnostustoimenpiteitä. Vähän käytetyillä alueilla sen sijaan käytön määrien muutoksilla voi olla merkittävämpi vaikutus kuluneisuuden määrään. Käyttörajoitukset ja kulunohjaus voivat olla riittävän 21

tehokkaita vaikutusten vähentämiseksi, mikäli käyttäjiä samalla informoidaan ja opastetaan käyttämään aluetta kulutusta vähentävällä tavalla (Hammitt & Cole 1998: 256, 257). 5 DYYNIEN AKTIIVISUUS JA LENTOHIEKAN OMINAISUUDET Dyynit ovat tuulen kuljetuksen muotoilemia hiekkakasaumia, joiden syntyyn vaaditaan riittävä määrä sopivaa sedimenttiä, voimakkaat tuulet sekä tarpeeksi suuri avoin alue, jossa tuuli pääsee puhaltamaan esteettömästi. Dyynien syntyä edistää vähäinen kasvillisuus, jonka lisäksi tarvitaan jokin hiekan kuljetusta hidastava ja kasautumista aiheuttava este. Muun muassa maanpinnan epätasaisuus vähentää tuulen nopeutta ja aiheuttaa pyörteisyyttä (Seppälä 2004: 197-198). Aktiivisella lentohietikolla hiekan kuluminen, kulkeutuminen ja kasautuminen ovat luonnollisia prosesseja, jotka pitävät sedimentaatiosysteemiä yllä. Aktiivisen lentohietikkoalueen sedimentaatiosysteemissä on eroteltavissa kolme vyöhykettä. Ensimmäisessä vyöhykkeessä tapahtuu tuulieroosiota eli hiekka lähtee liikkeelle. Toisessa vyöhykkeessä tapahtuu hiekan kulkeutumista ja kolmannessa hiekka kasautuu (Jämbäck 1995: 43, 54). Kun lähtöalueen hiekan määrä alkaa vähentyä, alkaa dyynien muodostuminen hidastua ja vähitellen kasvillisuus alkaa vallata alaa. Lähtöalueen aineksen määrän vähentyminen ja eolisen aktiivisuuden hiipuminen johtuu yleensä siitä, ettei rannan litoraalivyöhykkeelle kasaudu enää raekooltaan sopivaa hiekkaa siinä määrin kuin aiemmin. Dyynien vaelluksen hidastuminen voi olla yhteydessä myös dyynin saavuttamaan kokoon. Mattilan (1938: 16) mukaan dyynien liikkuminen on kääntäen verrannollinen niiden korkeuteen. Aktiivisia rannikkodyynejä esiintyy Suomessa nykyisillä rannoilla mm. Hailuodossa, Kalajoella, Lohtajalla, Yyterissä ja Hankoniemellä (Tikkanen 2005: 6). Kuitenkin monet näistä ovat saavuttaneet vaiheen, jolloin luontainen kasautuminen ja kulkeutuminen ovat vähentyneet huomattavasti entisestä. Esimerkiksi Heikkinen ja Tikkanen (1987: 259, 264) havaitsivat vuonna 1987 eolisen aktiivisuuden heikenneen Kalajoen lentohietikolla aiemmasta. Lentohietikon kasvittumista oli alkanut tapahtua oletettavasti sen jälkeen kun laidunnus alueella lopetettiin 1940-luvulla. Kalajoen lentohietikko olisikin jo tähän mennessä peittynyt kasvillisuudella ilman ihmisen vaikutusta. Nykyään jatkuva tallaus pitää hietikkoa avoimempana (Jämbäck 1995: 43). Samanlainen kehitys on havaittavissa 22