Vesiensuojelusta huolehtiminen päätehakkuiden yhteydessä Leena Finér Metsäntutkimuslaitos, Joensuu
Käsiteltävät asiat: Päätehakkuiden aiheuttama vesistökuormitus ja sen syntymekanismit Kuormituksen suuruus Vaikuttavat tekijät Mistä kuormittavat ravinteet lähtevät liikkeelle Suojavyöhykkeiden merkitys Keinot kuormituksen vähentämiseen
Typpi- ja fosforikuormitus luonnontilassa: N, kg/ha/a Rörstrand 5 Rörstrand 2 Kotinen Huosionkorpi 2 Lymlylampi Susimäki Pyhä-Häkki 2 Pyhä-Häkki 3 Pyhä-Häkki 1 Sidländet 1 Sidländet 2 Piilopirtinaho 1 Piilopirtinaho 2 Kivimäki Kortesuo Roninsuo Ritalehto Joutensuo Takkupuro 1 Takkupuro 2 Kivimäki P, kg/ha/a 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 Lähde: Mattsson ym. 2003
Kuormituksen lisäys 3 vuotta päätehakkuun jälkeen: N, kg/ha/a P, kg/ha/a Kangasvaara Rubbäck Vannessuonoja Porraskorvenoja Lehmikorvenoja Paroninkorpi Yli-Knuuttila Kivipuro Murtopuro 0 1 2 3 4 5 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Lähde: Lepistö ym. 1995, Ahtiainen ym. 2003, Haapanen ym. 2006, Mattsson ym. 2006
Vesistökuormitukseen vaikuttavat valuma-aluetason tekijät: Maantieteellinen sijainti ja ravinnelaskeuman suuruus Toimenpidealueiden koko suhteessa valuma-alueen kokoon Rinteiden kaltevuus Toimenpidealueen ja vesistön väliin jäävän vyöhykkeen pinta-ala suhteessa yllä olevan valuma-alueen pinta-alaan, sekä suojavyöhykkeen kasvillisuus ja maaperä Toimenpiteiden ajoitus Hakkuualueiden (vihreät) sijoittelu Kangasvaaran valuma-alueella, sininen ympyrä lasku-uoma
Vesistökuormitukseen vaikuttavat tekijät hakkuualalla: Kasvillisuus ja siinä tapahtuvat muutokset: poistettava puumäärä hakkuutähteet pintakasvillisuuden reaktiot Maaperä ja maaperässä tapahtuvat muutokset: fysikaaliset kemialliset Biologiset Maanmuokkausmenetelmä
VALU projekti 1990- Kangasvaara Intensiivisesti tutkitut valuma-alueet
1996 35% alueesta hakattiin, suojavyöhykettä 14% 1998
Typpi- ja fosforikuormituksen lisääntyminen avohakkuun ja maanmuokkauksen jälkeen N kg/ha/a P kg/ha/a 1.2 1.0 0.8 H HM H HM 0.030 0.025 0.020 0.6 0.015 0.4 0.010 0.2 0.005 0.0 Ennen 0-3 v. 4-6 v. Ennen 0-3 v. 4-6 v. Lähde: Ahtiainen ym. 2003 0.000
MISTÄ RAVINTEET LÄHTEVÄT LIIKKEELLE?
Kasvillisuudessa tapahtuvat muutokset Hakkuutähteet: 200 Juuret Oksat Lehdet 160 N, jäljellä % 120 80 40 0 120 80 P, jäljellä % 40 0 0 1 2 3 Mänty Kuusi Koivu 0 1 2 3 0 1 2 3 Vuotta hakkuun jälkeen Vuotta hakkuun jälkeen Vuotta hakkuun jälkeen Lähde: Palviainen ym. 2004
Kasvillisuudessa tapahtuvat muutokset Puusto ennen hakkuuta ja hakkuutähteet: Ennen hakkuuta, kg/ha Heti hakkuun jälkeen, kg/ha 3 vuotta hakkuun jälkeen, muutos, kg/ha N P N P N P 400 45 305 37 +0,6-9,8 Lähteet: Finér ym. 2003, Palviainen 2005
Kasvillisuudessa tapahtuvat muutokset Pintakasvillisuus:
Kasvillisuudessa tapahtuvat muutokset Pintakasvillisuus: N kg ha -1 60 P kg ha -1 6 50 Avohakkuu 5 Avohakkuu 40 4 30 3 20 10 0 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2 1 0 1996 Lähde: Palviainen ym. 2005, Palviainen ym. 2006 (osin julkaisematon aineisto) 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
Kasvillisuudessa tapahtuvat muutokset Pintakasvillisuus ja maanmuokkaus, 7 vuotta avohakkuun ja 5 vuotta muokkauksen jälkeen: N kg ha -1 50 40 Tasamaa Palle Vako P kg ha -1 6 5 45% 30% 25% 30 4 56 % 57 % 3 20 2 10 29 % 28 % 1 0 15 % 15 % Muokkaa- Muokattu Muokkaa- Muokattu maton maton 0 Lähde: Palviainen ym. 2006, julkaisematon aineisto
Maaperän typpivirrat ennen hakkuuta ja 3 vuonna hakkuun jälkeen, kg/ha/a 6 Humus E-kerros B-kerros Lähde: Piirainen 2002 Ennen Jälkeen
Maaperän fosforivirrat ennen hakkuuta ja 3 vuonna hakkuun jälkeen, kg/ha/a Humus E-kerros B-kerros Lähde: Piirainen 2002 Ennen Jälkeen
Maaperän typpivirrat viitenä maanmuokkauksen jälkeisenä vuonna kg/ha 14 12 10 8 Huuhtoutumiskerros 42% Rikastumiskerros Tasamaa Palle Vako 45% 30% 25% 6 4 42% 2 0 34% 16% 50% 16% Muokkaa- Muokattu Muokkaa- Muokattu maton maton Lähde: Piirainen ym. 2006, julkaisematon aineisto
Maaperän fosforivirrat viitenä maanmuokkauksen jälkeisenä vuonna kg/ha 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 Huuhtoutumiskerros 42% 42% Rikastumiskerros 16% 55% 50%16% Muokkaa- Muokattu Muokkaa- Muokattu maton maton Lähde: Piirainen ym. julkaisematon aineisto Tasamaa Palle Vako 45% 30% 25%
MISTÄ RAVINTEET LÄHTIVÄT LIIKKEELLE, ARVIO: Hakkuutähteet Pintakasvillisuus N 0-3 v 3-6v - + + + P 0-3 v 3-6 v ++ + + + Orgaaninen kerros ++ + ++ + Mineraalimaa - - - - --
Suojavyöhykkeen merkitys
Suojavyöhykkeen merkitys Avohakkuu 35% valuma-alueen pintaalasta ja suojavyöhyke oli n. 14% pinta-alasta (n. 90 m), suojavyöhyke pidätti 76 % sinne tulevasta typestä Hakkuualue Managed area Buffer zone Water body Suojavyöhyke Lähde: Laurén ym. 2005
Suojavyöhykkeen leveyden merkitys 30 m 60 m 90 m 120 m Lähde: Laurén ym. 2005 Femma -simulointituloksia
Typen pidättyminen, % 30 m 58 % 60 m 66 % 90 m 76 % 120 m 78 % Lähde: Laurén ym. 2005
Keinot kuormituksen vähentämiseen päätehakkuun yhteydessä: Vesiensuojelusuunnitelma ja valuma-aluetason tarkastelu Ei liian laajoja kuormittavia toimenpidealueita samalla valuma-alueelle, toimenpiteiden jaksotus useammalle vuodelle Riskialueiden tunnistaminen Suojavyöhykkeiden käyttö vesistöjen varrella Vähän maanpintaa rikkovan, mutta metsänhoidollisesti tehokkaan muokkausmenetelmän valinta kullekin kohteelle, muokkausjälkien suuntaaminen, kaivukatkot Uusi puusukupolvi mahdollisimman pian Ojitusmätästyksessä samat vesiensuojelutoimivalikoimat kuin kunnostusojituksissa Hakkuutähteiden korjuun vaikutus?
Kiitokset: Marketta Ahtiainen, PKA Leena Karvinen, Metla Ari Laurén, Metla Hannu Mannerkoski, JOY Marjo Palviainen, Metla Sirpa Piirainen, Metla Michael Starr, HY Metsähallitus