Tilakohtaisten vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutukset? Ravinteista rahoiksi 20.11.2014, Utran Uittotupa, Joensuu Jukka Koski-Vähälä Toiminnanjohtaja, MMT Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry.
Esityksen sisältö Taustaa, aikaisemmat selvitykset Arvioinnin perusteita ja reunaehtoja Tilakohtainen ja alueellinen tarkastelu Vaikutukset vesistöissä Johtopäätökset 2
Taustaa, aikaisemmat selvitykset 1 Maatalouden vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutuksia ja kustannuksia on arvioitu aiemmin vuosina 2008-2011 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 www.skvsy.fi Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry
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
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 www.skvsy.fi Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry
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 www.skvsy.fi Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry
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 2.5 2.0 Nurmen perustaminen kg/ha 1.5 1.0 1. Nurmivuosi 2. Nurmivuosi 3. Nurmivuosi 0.5 0.0 Normaali Minimoitu Normaali Minimoitu Normaali Minimoitu Normaali Minimoitu Normaali Minimoitu TotPha LiukPha 2005-2006 2006-2007 2007-2008 2008-2009 2009-2010 Nurmen sadontuotossa ei eroa Huuhtoutumisen taso selvästi matalampi kuin laiduntutkimuksissa samalla kentällä Käsittelyjen välinen ero/kentän sisäinen vaihtelu = maan Al- ja Fe-oksidit 7
Lietteen levitysmenetelmän merkitys Uusi-Kämppä & Heinonen-Tanski 2008 1. Maahan: P-luku 2. P huuhtoutumiseen Viljavuus-P, mg/l 0 5 10 15 20 25 30 0 5 1.2 1 0.8 44 Levitysmäärä P kg/ha/vuosi 10 15 cm 20 kg/ha/vuosi 0.6 0.4 25 30 35 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) 21.11.2014 0 Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 48 23 15 15 8 Pintalevitys Sijoitettu äkilannoitus Lieteen levitysmenetelmä 1 levityskerta per vuosi 2 levityskertaa per vuosi 8
Maan pintakerroksen P ja kokonaisfosforin huuhtoutuminen pintavalunnassa Pintavalunnan P kg /ha 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 Pintavalunnan P kg /ha 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 5 10 15 20 25 30 0 0 5 10 15 20 25 30 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
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 www.skvsy.fi Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry
Arvioinnin perusteita ja reunaehtoja 2 Peltojen viljavuus-p:n jakauma Pohjois-Savossa sekä Kirmanjärven alueella Pilottitilojen lohkojen P-luvun jakauma (n=273) 18 16 14 % havainnoista 12 10 8 6 4 2 0 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 P-luku Lähde: Pelto tuottamaan hanke, Maa ja elintarviketalouden tutkimuskeskus www.skvsy.fi Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry
Arvioinnin perusteita ja reunaehtoja 3 Toimenpiteiden ominaiskustannukset Kosteikko - 1200 euroa/ha/a Suojavyöhyke - 380 --- Nurmiviljely vähennetyllä P-lannoituksella + 38 --- Nurmiviljely ilman P-lannoitusta + 55 --- Kynnön syventäminen - 98 --- (varauduttava kalkituskustannukseen) Lietelannan sijoittaminen - 56 --- Talviaikainen kasvipeitteisyys - 11 --- www.skvsy.fi Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry
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 61 60 Ei toimenpiteitä P-luku <10 27 17 Vaikutus - kg P / a Vähennetty P-lannoitus (nurmet) P-luku 10-14 9,7 3 5 368,1 134 Lannoitus ilman fosforia (nurmet) P-luku >14 6,9 5 8 378,2 83 Kynnön syventäminen P-luku >25 3,0 1 2-130,0-92 Lietteen sijoittaminen (nurmet) Nurmet P-luku < 25 33,0 11 18-1845,6-172 Talviaikainen kasvipeitteisyys kaltevuus > 1,5 % 16,2 3 4-302,0-117 Suojavyöhykkeet yleissuunnitelma 1,3 2 4-485,8-215 Kosteikot yleissuunnitelma 0,8 5 9-987,0-191 Yhteensä (arvio, 3/4 toteutuu) 18 30-2253 -125 www.skvsy.fi Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry
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 830 812 Ei toimenpiteitä P-luku <10 371 236 Vaikutus - kgp/vuosi Vähennetty P-lannoitus (nurmet) P-luku 10-14 131,4 37,4 5 4992,0 134 Lannoitus ilman fosforia (nurmet) P-luku >14 93,3 62,0 8 5129,8 83 Kynnön syventäminen P-luku >25 41,0 19,2 2-1763,3-92 Lietteen sijoittaminen (nurmet) Nurmet P-luku < 25 447,0 145,4 18-25029,7-172 Talviaikainen kasvipeitteisyys kaltevuus > 1,5 % 219,6 34,9 4-4096,4-117 Suojavyöhykkeet yleissuunnitelma 17,3 30,7 4-6588,5-215 Kosteikot yleissuunnitelma 11,2 70,0 9-13385,6-191 Yhteensä (arvio, 3/4 toteutuu) 245 30-30556 -125 www.skvsy.fi Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry
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 630 617 Ei toimenpiteitä P-luku <10 282 179 Vaikutus - kgp/vuosi Vähennetty P-lannoitus (nurmet) P-luku 10-14 99,7 28,4 5 3789,1 134 Lannoitus ilman fosforia (nurmet) P-luku >14 70,8 47,0 8 3893,7 83 Kynnön syventäminen P-luku >25 31,1 14,6 2-1338,4-92 Lietteen sijoittaminen (nurmet) Nurmet P-luku < 25 339,3 110,3 18-18998,4-172 Talviaikainen kasvipeitteisyys kaltevuus > 1,5 % 166,7 26,5 4-3109,3-117 Suojavyöhykkeet yleissuunnitelma 13,2 23,3 4-5000,9-215 Kosteikot yleissuunnitelma 8,5 53,1 9-10160,2-191 Yhteensä (arvio, 3/4 toteutuu) 186 30-23193 -125 www.skvsy.fi Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry
Tilakohtainen ja alueellinen tarkastelu 4 142 ha 97 ha 296 ha Peltojen jakautuminen Kirmanjärven osavaluma-alueille, yht. 830 ha 310 ha Muokattu: Kirmanjärven kunnostussuunnitelma 2006, Vesi-Eko Oy www.skvsy.fi Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry
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 % 8,2 37 0 0 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
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 % 8,2 37 0 0 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
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 60-70 % 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) = 0.15 0,1L (0) = 0.10 B (-50%) C (-75%) Karut järvet D (+50 %) 0,0 0,1 1 10 100 1000 Q/A (Hydraulinen pintakuorma)
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
Vaikutukset vesistössä, toimenpiteet koko alueella 60 50 40 30 20 10 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 0 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
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
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.
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 www.skvsy.fi Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry
Vesiensuojelua vuodesta 1963 25