Mitattua tutkimustietoa ekosysteemipalveluista metropolialueen kestävän kasvun tueksi (EKO-HYÖTY) Vesa Yli-Pelkonen, Heikki Setälä ym. Helsingin yliopisto, Ympäristötieteiden laitos www.helsinki.fi/yliopisto
EKO-HYÖTY-hanke (rahoitus 25-6) Hankkeen tutkimustiimi: HY, ympäristötieteiden laitos: prof. Heikki Setälä, FT Vesa Yli-Pelkonen, FT Anna-Lea Rantalainen, FM Sveta Silvennoinen, FM Viljami Viippola HY, metsätieteiden laitos: prof. Markus Holopainen, FM Topi Tanhuanpää Ulkomaiset yhteistyötahot, mm. Cornell University (USA) Hankkeen ohjausryhmä: Saara Vauramo (Lahti), Juha Raisio (Helsinki), Jaakko Vähämäki (Vantaa), Anu Kousa (HSY) www.helsinki.fi/yliopisto 7..26 2
EKO-HYÖTY-hanke Hankkeemme tavoitteena on tuottaa kaupunkiympäristössä tehtävien tarkkojen mittausten avulla uutta tutkimustietoa kaupunkien ekosysteemipalveluista: Kasvillisuuden kyky vaikuttaa kaupunki-ilman laatuun tiheän puuston vaikutus ilmansaasteiden leviämiseen liikenneväyliltä puuston vaikutus korttelisisäpihojen ja katukanjonien saastetasoihin Kaupunkipuiden kyky sitoa ja varastoida ilmakehän hiilidioksidia lento- ja maastolaserkeilaus, katupuut, puistopuut puulajikohtaisten biomassamallien kehitys Viheralueiden vaikutus hulevesien määrään ja laatuun (automatisoidut mittausasemat) Kaupunkiviheralueiden tuottamien ekosysteemipalveluiden taloudellinen merkitys hulevesien käsittely, hiilensidonta www.helsinki.fi/yliopisto 7..26 3
Kasvillisuuden vaikutus ilmanlaatuun - taustaa Euroopassa ilmansaasteiden määrä vähentynyt, mutta hiukkasten, typpidioksidin (NO 2 ) ja alailmakehän otsonin (O 3 ) pitoisuudet edelleen korkeita merkittävä riski ihmisten terveydelle Myös haihtuvat orgaaniset yhdisteet (VOC) ja polyaromaattiset hiilivedyt (PAH) voivat aiheuttaa merkittäviä terveysriskejä Suurin osa näistä ilmansaasteista tulee energiantuotannosta ja maantieliikenteestä Päästöjen vähentäminen avaintekijä parempaan ilmanlaatuun, mutta kasvillisuuden hyödyntämistä ehdotettu osaratkaisuksi ilmansaasteongelmiin, koska kasvit voivat sitoa ja imeä ilmansaasteita lehtipinta-alansa avulla Tutkimukset aiheesta perustuvat yleensä mallinnukseen, mutta mittauksiin perustuva paikallisen mittakaavan tieto esim. puiden vaikutuksesta ilmanlaatuun on vähäistä ja osin ristiriitaista www.helsinki.fi/yliopisto 4
Kasvillisuuden vaikutus kaupungin ilmanlaatuun Mittasimme passiivikeräimillä NO 2, O 3, VOC ja PAH -pitoisuuksia, sekä hiukkasten massakertymiä verraten puustoisia alueita ja viereisiä avoimia, puuttomia alueita puhdistavatko puut ilmaa? Mittaukset eri etäisyyksillä saastelähteestä ja eri vuodenaikoina vilkkaasti liikennöityjen teiden varsilla, kauempana teistä, katukanjoneissa ja korttelisisäpihoilla (mittausaika n. kk) AVOIN PUUSTOINEN www.helsinki.fi/yliopisto 7..26 5
7..26 6
Yli-Pelkonen V, Setälä H, Viippola V (27) Urban forests near roads do not reduce gaseous air pollutant concentrations but have an impact on particles levels. Landscape and Urban Planning 58: 39-47. a NO 2 (µg/m 3 ) 3 EI EKOSYSTEEMIPALVELUA! 25 P =.47 2 5 5 AVOC (µg/m 3 ) b 4, 3,5 3, 2,5 2,,5,,5 EI EKOSYSTEEMIPALVELUA! P =.78 open tree-cover c Hiukkaset (µg/cm 2 *month-), 6 5 4 3 2 open open P =.23 tree-cover EKOSYSTEEMIPALVELU! tree-cover Kesäkuu, Helsinki, n= (avoin/lehtipuupeitteinen), etäisyys 25 m tiestä Suurikokoiset hiukkaset, kuten katupöly
Viippola V, Rantalainen A-L, Yli-Pelkonen V, Tervo P & Setälä H (26) Gaseous polycyclic aromatic hydrocarbon concentrations are higher in urban forests than adjancent open areas during summer but not in winter - Exploratory study. Environmental Pollution 28: 233-24. EI EKOSYSTEEMIPALVELUA! PAH-yhdisteet A ja B: Puupeitteen suhteellinen vaikutus (%) havaittuihin PAH-pitoisuuksiin: nollataso (X-akseli) edustaa avointen mittausalueiden PAH-pitoisuuksia C ja D: PAH-pitoisuudet avoimilla ja puupeitteisillä mittausalueilla (N=2), Lahden ja Helsingin yhdistetyllä aineistolla 8
7..26 9
Korttelisisäpihat Helsinki Korttelisisäpihat Helsinki 2 6 NO 2 (µg/m 3 ) 5 5 7,5 6,8 O 3 (µg/m 3 ) 5 4 3 2 48,5 42,8 Kesä 24 pihaa kanjonia open tree-cover 2. % ero; t-testi, p =.325 Katukanjonit Helsinki open tree-cover. % ero; t-testi, p =.24 Katukanjonit Helsinki 35 5 NO 2 (µg/m 3 ) 3 25 2 5 5 28, 27,3 O 3 (µg/m 3 ) 4 3 2 4,7 39,5 open tree-cover open tree-cover 3.9 % ero; t-testi, p =.276 5.3 % ero; t-testi, p =.56 7..26
7..26
Hiukkaslukumäärä (PNC) Keskimääräinen hiukkaslukumäärä (PNC) eri etäisyyksillä tieltä (Nordenskiöldinkatu 2.6.25) 2 8 6 4 2 Avoin Metsä 8 6 4 2 2 3 4 5 6 7 8 9 Etäisyys tieltä (m) www.helsinki.fi/yliopisto 7..26 2
www.helsinki.fi/yliopisto Nordenskiöldinkatu 2.6.25 7..26 3 5 5 2 25 3 35 : : 3 : : 3 2 : 2 : 3 3 : 3 : 3 4 : 4 : 3 5 : Open HY Forested HY2 Hiukkaslukumäärä (PNC) Kellonaika
NO2-mittaukset aitamaisilla metsäkaistaleilla Viikinmäki, Lahdenväylä Pukinmäki, Kehä I Voudintie, Kehä III Petikko, Kehä III Kakolanmäki, Kehä III Hämeenkylä, Kehä III Sepänkylä, Turunväylä Nuijala, Turunväylä Lippajärvi, Turuntie Hakunila, Kehä III Kesä-heinäkuu 26, n. 6 viikkoa, mittausparia = 3 m tien reunasta 2 = m metsäkaistaleen etureunasta metsään päin 3 = m metsäkaisteleen takareunasta www.helsinki.fi/yliopisto 7..26 4
NO2-mittaukset aitamaisilla metsäkaistaleilla Helsinki, Vantaa, Espoo 26 www.helsinki.fi/yliopisto 7..26 5
NO2-mittaukset aitamaisilla metsäkaistaleilla (n=) Helsinki, Vantaa, Espoo 26 4 35 Etäisyys 4 35 Etäisyys 2 4 35 Etäisyys 3 3 3 3 25 25 25 2 2 2 5 5 5 5 open tree-cover 5 open tree-cover 5 open tree-cover 4,% korkeammat NO2- pitoisuudet (µg/m 3 ) puustoisella transektilla Parittainen t-testi: p=.7 2,% korkeammat NO2- pitoisuudet (µg/m 3 ) puustoisella transektilla Parittainen t-testi: p=.6 2,7% korkeammat NO2- pitoisuudet (µg/m 3 ) puustoisella transektilla Parittainen t-testi: p=.662 NO2-mittaukset tehdään myös nyt marras-joulukuussa lehdettömään aikaan. www.helsinki.fi/yliopisto 7..26 6
Baltimore, USA Toukokuu 26 NO2 ja O3 www.helsinki.fi/yliopisto 7..26 7
Baltimore, puusto vs. avoin Toukokuu 26, n. 3 viikkoa, 25 mittausparia Selkeästi erilaiset mittauskohteet kuin Suomessa, jossa oltiin aivan teiden varsilla Eli sen verran kaukana lähimmästä isosta tiestä, että tasojen pitäisi olla ns. taustatasoja Myös lämpötila- ja ilmankosteus (RH) -anturit www.helsinki.fi/yliopisto 7..26 8
Baltimore, puusto vs. avoin (n=25) Bio-tieteellinen tiedekunta / Henkilön nimi / Esityksen nimi www.helsinki.fi/yliopisto 7..26 9
NO 2 (µg/m 3 ) O 3 (µg/m 3 ) Baltimore, puusto vs. avoin (n=25) 3 7 25 2 2,45 NO 2 9,47 6 5 55,8 O 3 5,48 5 4 3 2 5 open tree-cover open tree-cover 9,2% alemmat NO2-pitoisuudet puustoisessa mittauspisteessä, parittainen t- testi: p<. 9,5% alemmat O3-pitoisuudet puustoisessa mittauspisteessä, parittainen t-testi: p<. www.helsinki.fi/yliopisto 7..26 2
Kasvillisuuden vaikutus ilmanlaatuun - johtopäätöksiä Puustolla odotettua vaatimattomampi rooli suorassa ilmansaasteiden sidonnassa, mutta puustolla voi olla suurempi merkitys ilmavirtojen ohjauksen kannalta esim. tutkimukset katukanjoneissa muualla, erittäin tiheät viheraidat /meluvallit, turbulenssit, altistuminen Kuinka viherrakenteita tulisi sijoittaa saastelähteiden läheisyyteen siten, että kaupunkivihreän esteettiset ja virkistykselliset hyödyt pääsevät myös oikeuksiinsa? Riittävän suuret kaupunkipuistot- ja metsät tärkeitä, jotta asukkaat pääsevät virkistymään kauemmaksi saastelähteistä ekosysteemipalvelu www.helsinki.fi/yliopisto 7..26 2
Hulevesien määrää ja laatua tutkittiin Helsingissä ja Lahdessa maankäyttöintensiteetiltään erilaisilla pienvaluma-alueilla (3+3) automatisoitujen mittausasemien avulla HELSINKI LAHTI virtaama sameus sähkönjohtokyky ravinteet raskasmetallit DOC lämpötila - Itä-Pasila: tiivis kerrostaloalue - Pihlajamäki: väljähkö kerrostalo/rivitaloalue - Veräjämäki: väljä pientaloalue viherpihoineen ja metsineen Biotieteellinen tiedekunta / Henkilön nimi / Esityksen nimi -Taapelipolku: tiivis kerrostaloalue, lähes 9% pinnoitettu - Paavola: väljähkö pienkerrostaloalue, myös viheralueita -Kilpiäinen: väljä pientaloalue, viherpihat ja metsää 22
Hulevesien määrä ja laatu (Helsinki ja Lahti) Viheralueet ja muut vettä läpäisevät alueet vähensivät huomattavasti hulevesien määrää vuositasolla, etenkin tiiviisti rakennetuilla alueilla viherpintojen lisäämisellä on merkitystä Tuloksemme antavat viitteitä, että viheralueiden merkitys varsinaisten tulvaa tuottavien sateiden imeytyksessä vaatimaton Sen sijaan viheralueet läpäisevine maaperineen merkittäviä puhdistuslaitoksia silloin, kun sateiden volyymi pieni tai korkeintaan kohtalainen (valtaosa vuosittaisesta sadannasta) pintavesien laatu Kaupunkien viheralueilla kiistämätön rooli hulevesiin liittyvien ongelmien vähentämisessä Tiiviiseen kaupunkirakenteeseen tähtäävissä suunnitelmissa tulee entistä paremmin huomioida viheralueiden määrä, laatu ja niiden sijoittelu valuma-alueilla www.helsinki.fi/yliopisto 7..26 23
Kiitos kuulijoille! Yli-Pelkonen V, Setälä H, Viippola V (27) Urban forests near roads do not reduce gaseous air pollutant concentrations but have an impact on particles levels. Landscape and Urban Planning 58: 39-47. Viippola V, Rantalainen A-L, Yli-Pelkonen V, Tervo P & Setälä H (26) Gaseous polycyclic aromatic hydrocarbon concentrations are higher in urban forests than adjancent open areas during summer but not in winter - Exploratory study. Environmental Pollution 28: 233-24. Setälä H, Viippola V, Rantalainen A-L, Pennanen A & Yli-Pelkonen V (23) Does urban vegetation mitigate air pollution in northern conditions? Environmental Pollution 83: 4-2. Valtanen M, Sillanpää N & Setälä H (24) Effects of land use intensity on stormwater runoff and its temporal occurrence in cold climates. Hydrological Processes 28: 2639-265. Yli-Pelkonen V, Setälä H, Viippola (24) Mitattua tietoa kaupunkiviheralueiden ekosysteemipalveluista. Ympäristö ja terveys 45(4): 8-22.