Metsätalouden ekologiset vesistövaikutukset: Pienvesien tilan seuranta ja luokittelun kehitystarpeet Jaana Rääpysjärvi, Jukka Aroviita, Satu Maaria Karjalainen, Minna Kuoppala, Jarno Turunen Suomen ympäristökeskus Metsätalouden vesiensuojelupäivät, Koli 22. 23.9.2015
Sisältö Seuranta metsätalousvaltaisilla valuma-alueilla Metsätalouden vaikutukset Veden laatuun Vesiluontoon Johtopäätökset ja yhteenveto: Metsätalouden vaikutukset pieniin jokiin Pienvesien tilan seurannan ja luokittelun haasteet Tulevaisuuden tutkimustarpeet
Seuranta metsätalousalueilla Valuma-aluetaso (VPD) Hyvin pienet valuma-alueet (< 10 km 2 ) MaaMet-seuranta: Fys-kem Haitalliset aineet Biologia Luken verkko Hydrologia Fys-kem Syken pienet valuma-alueet Hydrologia MEBI-hanke: Biologia (v. 2015) + useita hankkeita biologisista vaikutuksista* Metsätalouden vesistötarkkailua edellytetään vain suurissa metsätaloushankkeissa * mm. BioTar, KORPI, REffect
Seurannat ja metsätalous Seurantakohteet ovat yleensä vesistöjen alaosassa, ojitukset yläosassa Puhtaita vertailualueita vaikea löytää: metsätalouden kuormituksen vaikutuksia ei voida havaita, jos vertailualueet sisältävät ojituksia
Vedenlaadun vaihtelu turvevaltaisissa latvavesistöissä Verrattuna luonnontilaisiin turvemetsätalousalueilta tulee erityisesti orgaanista ainesta sekä kiintoaineena että liukoisena Metalleista alumiinia tulee turvemetsätalousalueilta selvästi luonnontilaisia alueita enemmän Raudassa ei eroa Turvetuotanto- (TT), turvemetsätalous- (TM) ja luonnontilaisten (LT) alueiden alapuoli (BioTar/Marttila & Karjalainen 2015).
Vedenlaadun vaihtelu turvevaltaisissa latvavesistöissä Valuma-alueen turvemaaojituksien määrällä oli vaikutusta humuksen koostumukseen ja laatuun (BioTar/Kuha ym. 2015) Ojitetuilta alueilta tuleva humus peräisin maa-alueelta. Ojittamattomilla kohteilla humus peräisin vesistössä tapahtuvasta mikrobitoiminnasta. Maa-alueelta (eli ojituksesta) tuleva humus jatkaa hajoamistaan vesistöissä ja vaikuttaa siten enemmän vesistöjen tilaan.
Metsäojitusten vaikutuksista pienvesiin: Esimerkkinä Koillismaan metsäpurot Ohut turvemaakerros, ojista valunut hiekkaa puroihin 33 puron tutkimus v. 2013 (SA ReFFECT) LT Mahdollisimman vähän ojitettujen alueiden mahdollisimman luonnontilaiset (12 kpl) Hiekoitt. Ojitettujen alueiden hiekoittuneet ja ei-kunnostetut (13 kpl) Kunn. Ojitettujen alueiden hiekoittuneet ja v. 2003-2010 kunnostetut purot (9 kpl) Iijoen va
Luonnontilaisilla valuma-alueilla purouomissa puuta paljon ja hiekan peittävyys uomassa alhainen Puun määrä (m 3 /m 2 ) m3/m2 0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 Ref Imp Res LT Hiekott. Kunn. Hiekan peittävyys (%) %Fines 20 40 60 80 100 Ref Imp Res LT Hiekott. Kunn. Ojituksia: ka 5 20-25 % valuma-alueen pinta-alasta
Puron pohjan hiekoittuminen vähentää selkeästi sammalten määrää Bryophyte Sammalten abundance% runsaus (%) 0 20 40 60 80 LTRef Hiekott. Imp Kunn. Res r =-0,55 p=0,001 20 40 60 80 100 Hiekan %Fines peittävyys (%)
ja vähentää biologista lajikirjoa (puron pohjan eliöstö) Hiekan peittävyys n. 30 % kipuraja. ~ n. 40 kg hiekkaa / m 2. Abundance Herkkien (EPT) pohjaeläinlajien runsaus (%) %EPT 20 30 40 50 60 70 Ref Imp Res LT Hiekoitt. Kunn. r= -0,55 p=0,001 Kunnostetut purot hyvässä tilassa, jos hiekan peittävyys alhainen. 20 40 60 80 100 %Fines Hiekan peittävyys (%) Caitlin Treuting
Metsätalouden vaikutukset pienten jokien ekologiseen tilaan Maa- ja metsätalouden kuormituksen ja sen vesistövaikutusten seurantaohjelma (MaaMet) v. 2007 alkaen Tässä esiteltävä aineisto: MaaMet-hanke (N=20) + ympäristöhallinnon seurantakohteita (N=20) Kohteet pieniä ja keskisuuria jokia (valuma-alue: 13 365 km 2 ) Valittu mahdollisimman edustava joukko kohteita: Suuri vaihteluväli metsätalouden osuudessa (metsien ojitus % valuma-alueella 3,5 55 %) Puhtaasti vain metsätalouskohteita (ei maatalouskohteita: peltoa keskimäärin 0,9 %, vaihteluväli 0 3,3 %)
Metsätalous ja ekologinen tila Tarkasteltiin vesikasvien tilaa ja metsätalouspaineen suhdetta Metsätalouspaineen mittana: metsätalousojitusten osuus valuma-alueella veden väriluku veden kokonaisfosforin ja kokonaistypen pitoisuudet Kokonaistypen pitoisuutta selittivät merkitsevästi valuma-alueen metsätalouden ojitusten sekä maatalouden peltojen ja laidunten osuudet (R 2 =0,43) Veden värilukua selittivät merkitsevästi metsätalouden ja turvemaiden osuus valumaalueesta (R 2 =0,61). Varianssin ositus kokonaistypelle: Jaettu selitysosuus Maatalous Metsätalous 0.07 0.18 0.18 Residuals = 0.56 Varianssin ositus väriluvulle: Jaettu selitysosuus Metsätalous Turvemaat % 0.33 0.15 0.13 Residuals = 0.39
Vesikasvit = vedessä kasvavat putkilokasvit ja sammalet Tärkeitä pienvesien rakenteelle ja toiminnalle Pohjaeläinten ja kalojen elinympäristö Pidättävät lehtikariketta ja kiintoainesta ja siten tarjoavat myös tärkeän ravinnonhankintapaikan em. eläimille
Metsätalouden vaikutukset vesikasvien tilaan Tila korreloi negatiivisesti mm. ojitus-%:n kokonaistypen ja väriluvun kanssa Tilaa heikentää metsä- ja maatalouden yhteisvaikutus eli kokonaistypen pitoisuuden nousu ja veden värin kasvu ja hydro-morfologiset muutokset Piilevien vaste muuttujiin hyvin samankaltainen Vesikasvien tila Vesikasvien tila 0.0 0.4 0.8 1.2 0.0 0.4 0.8 1.2 r S -0.53 p < 0.001 300 500 700 900 Kokonaistyppi µg/l 0 20 40 60 80 100 r S -0.21 p 0.202 Vesikasvien tila Vesikasvien tila 0.0 0.4 0.8 1.2 0.0 0.4 0.8 1.2 r S -0.3 p 0.059 0 10 20 30 40 50 60 Ojitus % r S -0.26 p 0.111 Turve Kangas 0 50 150 250 350 lajit ja niiden keskinäiset suhteet muuttuvat, kun veden väri tummuu ja ravinteet lisääntyvät Kokonaisfosfori µg/l Väriluku mgpt l Tilamuuttujana koskipaikkojen ABrunsausindeksi Katkoviiva = hyvän ja tyydyttävän tilan raja
Metsätalouden vaikutukset puroihin ja pieniin jokiin Metsätalous muuttaa uoman veden laatua hydro-morfologiaa Virtauksen luonnonmukaisuus Rakenne Pohjanlaatu eliöyhteisöjä Vaikutukset eliöyhteisöihin monen tekijät summana
Pienvesien ekologisen tilan seurannan ja luokittelun haasteet Pienvesiä suuri määrä, vähän kerättyä tietoa Suuri luonnollinen vaihtelu vaikeuttaa metsätalousvaikutusten havaitsemista Laaja-alaiset metsäojitukset luonnontilaisia tai lähellä luonnontilaista olevilta pienistä jokivesistä vähän olemassa olevaa vertailuaineistoa Seuranta keskittynyt koskipaikkoihin Koskipaikat saattavat puuttua: menetelmäkehityksen tarve Metsätalousvaikutukset voivat olla suhteellisen lyhytaikaisia -> Lyhytaikaista vai pysyvää seurantaa?
Tulevaisuuden tutkimus Maamet- seuranta Metsätalouden kuormituksen ja sen vesistövaikutusten seuranta MEBI-pilotti Seurataan biologisia vaikutuksia Luken metsätalouden vesistökuormituksen seurantaverkon kohteilla Optinen levämittari ja piilevien kivikori Tavoitteena kehittää purojen seurantaa ja luokittelua Vesistön alaosassa oleva seurantapaikka ei välttämättä reagoi latvavesistössä tehdylle toimenpiteelle Tarve myös tarkoille valuma-alueen metsätalouden toimenpidetiedoille LIFE IP -hanke: yhtenä päätavoitteena pienvesien tilan arvioinnin kehittäminen: seuranta, mallinnus, valuma-alueet, vaikutukset
Lähteitä Marttila, H, Karjalainen, S.M. 2015. Veden laatu tutkimuskohteilla. Julkaisussa Uusia menetelmiä turvemaiden käytön vesistövaikutusten arviointiin latvavesistöissä, BioTar-projektin loppuraportti (Karjalainen, Marttila, Hellsten toim.), Suomen ympäristökeskuksen raportteja 11, 32-35. Kuha, J., Roiha, T., Nieminen, M. Marttila, H. 2015. CDOM liuenneen orgaanisen hiilen laatu. Julkaisussa Uusia menetelmiä turvemaiden käytön vesistövaikutusten arviointiin latvavesistöissä, BioTar-projektin loppuraportti (Karjalainen, Marttila, Hellsten toim.), Suomen ympäristökeskuksen raportteja 11, 53-60. Turunen J.T., Muotka T., Aroviita J. ym. 2015. Effects of land-use -induced sedimentation restoration on ecosystem structure and function in boreal forest streams. Käsikirjoitus. Aroviita ym. 2014. Maa- ja metsätalouden kuormittamien pintavesien ekologinen tila ja sen seuranta. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 12/2014: 1 96. http://hdl.handle.net/10138/45017
Kiitos mielenkiinnostanne!