1 UUDENMAAN YMPÄRISTÖKESKUS - MONISTEITA Nro 93 VIHTA-MALLIN SOVELTAMINEN VANTAANJOEN VALUMA-ALUEELLA Helena Äijö Kestävä maatalous njoella -projekti Helsinki 21
2 Maanmittauslaitos, lupa nro 7/MYY/1 Tekijät ovat vastuussa julkaisun sisällöstä eikä siihen voida vedota Uudenmaan ympäristökeskuksen virallisena kannanottona. Julkaisutilaukset: Uudenmaan ympäristökeskus / Tiedotus PL 36, 521 HELSINKI puh. (9) 14 8881 fax (9) 1488 8295 e-mail: kirjaamo.uus@vyh.fi ISBN 952-5237-98-2 (nid.) 952-5237-87-7 (pdf) ISSN 1238-7185 (nid.) Painopaikka: Uudenmaan ympäristökeskuksen monistamo, Helsinki 21
SISÄLLYSLUETTELO 3 ALKUSANAT...4 1 JOHDANTO...5 2 LÄHTÖAINEISTO...6 2.1 Tarkastelualue...7 2.2 Fosforiluku...8 2.3 Kaltevuus...8 2.4 Maalaji...9 2.5 Peitteisyys...9 2.6 Ojitus...1 2.7 Yhteenveto peltojen ominaisuuksista...1 3 TOIMENPITEET...11 3.1 Toimenpiteiden ominaisuudet...11 3.2 Eri toimenpiteiden vaikutukset...12 3.3 Toimenpiteiden toteutuma...15 4 TULOKSET...16 4.1 Tulosten luotettavuus...16 4.2 Peltojen jakautuminen eri peltoluokkiin...17 4.3 Kuormitus ilman toimenpiteitä...17 4.4 Kuormitusvähenemät tarkastelualueelta...19 4.5 Kustannukset...3 4.6 Toteutuma...36 4.7 Kustannukset suhteessa kuormitusvähenemään...41 5 YHTEENVETO JA KUNTAKOHTAISET TOIMENPIDESUOSITUKSET...48 VIITTEET...55 LIITTEET...55 KUVAILULEHTI...63 PRESENTATIONSBLAD... 64
ALKUSANAT 4 Kestävä maatalous njoella - Life -projektissa kehitettiin vuosina 1998-21 ympäristövaikutusten ja taloudellisten tekijöiden arviointimenetelmiä. Tavoitteena oli vähentää maataloudesta peräisin olevaa ravinnekuormitusta vesistöihin. Tässä julkaisussa esitellään tulokset njoen alueen kunnissa sovelletusta Vihta-mallista. Malli kehitettiin vesiensuojelutoimien tehokkuuden arviointiin pelloilta tulevien valumavesien käsittelyssä Viljelyalueiden valumavesien hallinta - Life -projektissa. njoella tarvittaisiin mallin antamien tulosten mukaan yli 4 km suojavyöhykkeitä ja lähes 7 kosteikkoa ja laskeutusallasta, jos haluttaisiin vähentää pelloilta tulevaa fosforikuormitusta 25 % ja typpikuormitusta 1 %. Alueelle oli vuonna 21 perustettu kaikkiaan vain noin 3 km suojavyöhykkeitä ja viisi kosteikkoa ja laskeutusallasta. Mallin soveltamisesta ja raportin kirjoittamisesta vastasi DI Helena Äijö 1Gen Oy:stä. Kiitos kaikille työhön ja tämän julkaisun tekemiseen osallistuneille. Helsingissä lokakuussa 21 Irmeli Ahtela projektisihteeri Uudenmaan ympäristökeskus
1 JOHDANTO 5 Suomen ympäristökeskuksessa on Vihta-projektin puitteissa kehitetty Vihta-malli (viljelyalueiden valumavesien hallinta). Malli kehitettiin valumavesien sopivan käsittelytavan ja tarpeen määrittelyä varten. Sen tarkoituksena on lisätä suunnittelijoiden ja tutkijoiden tietoisuutta valumavesien käsittelymenetelmistä ja mahdollisuuksista parantaa vesistöjen tilaa. Malli on Excel pohjainen. Mallissa tarkastellaan kosteikojen, laskeutusaltaiden, suojavyöhykkeiden ja säätösalaojituksen vaikutuksia viljelyalueiden ravinnehuuhtoumiin. Mallissa pellot ryhmitellään eri peltoluokkiin kuuden ominaisuuden (pellon kaltevuuden, maalajin, makrohuokosten, fosforiluvun, kasvipeitteisyyden ja ojituksen) mukaan. Eri peltoluokille on arvioitu pinta- ja salaojavalunnassa tulevan kiintoaineksen partikkelifosforin, partikkelitypen, liuenneen fosforin ja liuenneen typen määrä. Arvot on määritetty käytettävissä olevien mallien ja tehtyjen mittausten perusteella. Toimenpiteen aikaansaama kuormitusvähenemä saadaan kertomalla nykytilan kuormitus toimenpiteen vähenemäprosentilla. Jakamalla kustannukset kuormitusvähenemällä saadaan eri toimenpiteiden kustannustehokkuus eri peltoluokissa. Tarkasteltava alue voi olla yksi peltolohko, valuma-alue tai koko maa. Laskelmia varten tulee määrittää tarkasteltavan alueen peltojen jakautumisen eri peltoluokkiin. Mallin taustatiedot on esitetty Suomen ympäristökeskuksen raportissa Vihta-mallista (Äijö & Tattari, 2). Mallilla saadaan vastauksia seuraavanlaisiin kysymyksiin: - Mikä on toimenpiteen aikaansaama kuormitusvähenemä? - Mikä on toimenpiteen kustannustehokkuus? - Mitkä ovat kriteerit toimenpidesuositukselle? - Miten resurssit kannattaa kohdistaa erilaisilla budjeteilla? Työssä on laskettu Vihta-mallin avulla viljelyalueilta huuhtoutuva keskimääräinen vuosikuormitus ilman toimenpiteitä sekä kuormitus, kun toteutetaan eri toimenpiteitä. Tarkastelualueina ovat njoen valuma-alueen pellot, jotka sijaitsevat lla, llä, Nurmijärvellä, Riihimäellä ja ssa. Tarkastelun kohteena olivat: kiintoaines, partikkelityppi, partikkelifosfori, liukoinen typpi, liukoinen fosfori sekä kokonaisfosfori ja kokonaistyppi. Tämän työn tarkoituksena oli kokeilla miten Vihta-mallia voidaan soveltaa kuntatasolla. Lisäksi työn tarkoituksena oli tuottaa tietoa kuntien kestävän maatalouden toimintaohjelmien paikallisille laatijoille. Tulosten pohjalta kunnissa voidaan arvioida maatalouden kuormituksen suuruutta ja ympäristötuella rahoitettavien suojavyöhykkeiden, kosteikoiden, laskeutusaltaiden ja säätösalaojituksen merkitystä kuormituksen vähentäjinä.
2 LÄHTÖAINEISTO 6 Mallissa valunta jaetaan pinta- ja salaojavaluntaan. Alueen ominaisuuksiin liittyvät muuttujat, jotka vaikuttavat valunnan jakautumiseen pinta- ja salaojavaluntaan sekä alueelta tulevaan kuormitukseen ovat: - Fosforiluku ( 2.2) - Kaltevuus (2.3) - Maalaji (2.4) - Makrohuokosten esiintyminen (2.4) - Peitteisyys (2.5) - Ojitus (2.6) Näiden kuuden eri muuttujan yhdistelmiä saadaan 96 kappaletta, joita kutsutaan peltoluokiksi. Liitteessä 1 on esitetty eri peltoluokkien ominaisuudet. Jokaista luokkaa kohti on Vihta-mallissa arvio valumavesien mukana tulevasta kiintoaine- ja ravinnemäärästä. Arviointi on tehty erikseen pintavesivalunnan ja salaojavesivalunnan mukana tuleville kuormille peltohehtaaria kohti. Taulukossa 1a on esitetty eri peltoluokilta tuleva vuosittainen kokonaisfosforimäärä hehtaaria kohti suuruusjärjestyksessä, joita käytetään Vihta-mallissa sekä taulukossa 1b vastaavat luvut kokonaistypen osalta. Fosforikuormitus vaihtelee,3 ja 7,5 kg/ha välillä ja typpikuormitus vaihtelee 14,5 ja 31,5 kg/ha välillä. kg/ha kg/ha kg/ha Peltoluokka Peltoluokka Peltoluokka Peltoluokka kg/ha 88 7,49 27 2,53 89 1,7 29 1,1 92 7,34 36 2,44 35 1,56 25 1,8 4 6,43 74 2,43 3 1,56 61 1,8 44 6,35 31 2,4 26 1,55 41 1,8 76 5,22 78 2,39 62 1,55 34 1,1 8 5,3 2 2,38 5 1,5 65,96 87 4,59 16 2,37 54 1,5 57,88 96 4,46 83 2,33 59 1,5 11,82 91 4,28 63 2,15 66 1,47 14,79 28 4,19 72 2,12 81 1,39 18,79 32 4,6 38 2,3 15 1,39 6,77 39 3,71 42 2,1 71 1,39 33,77 48 3,53 67 1,99 24 1,31 23,77 43 3,48 51 1,98 19 1,31 69,75 75 3,41 47 1,94 7 1,21 2,72 84 3,35 6 1,93 93 1,21 45,64 64 3,31 55 1,93 3 1,2 5,6 68 3,25 94 1,87 49 1,18 1,55 79 3,22 85 1,87 53 1,18 13,5 86 2,92 73 1,82 37 1,17 22,49 9 2,82 82 1,78 58 1,15 1,47 95 2,69 77 1,78 46 1,12 17,46 52 2,68 8 1,77 7 1,11 9,35 56 2,64 4 1,75 12 1,11 21,31 Taulukko 1a. Pelloilta vuosittain huuhtoutuva kokonaisfosforimäärä hehtaaria kohti peltoluokittain suuruusjärjestyksessä Vihta-mallin mukaan. (kts. liite 1/1)
7 Pintavalunnan mukana kulkeutuu pääasiassa kiintoainesta ja siihen sitoutunutta partikkelifosforia ja typpeä sekä liuennutta fosforia. Salaojavesien mukana taas kulkeutuu pääasiassa liuennutta typpeä ja vähäisiä määriä liuennutta fosforia. Suurimmat kuormat tulevat pelloilta, joiden pintavalunta on suuri eli joiden kaltevuus on suuri, kasvipeitteisyys on huono ja ojitus on huono. Peltoluokkluokkluokkluokka kg/ha Pelto- kg/ha Pelto- kg/ha Pelto- kg/ha 44 31,5 35 18,7 33 17,1 24 16,1 92 31,5 83 18,7 81 17,1 72 16,1 4 31,3 47 18,6 19 17, 46 15,9 88 31,3 95 18,6 67 17, 94 15,9 32 25,3 8 18,5 11 16,9 23 15,6 8 25,3 56 18,5 59 16,9 71 15,6 28 25,2 42 18,4 5 16,9 1 15,6 76 25,2 9 18,4 53 16,9 58 15,6 39 23,5 3 18,2 15 16,7 45 15,5 87 23,5 78 18,2 63 16,7 93 15,5 43 23,3 38 18, 34 16,7 2 15,5 91 23,3 86 18, 82 16,7 5 15,5 48 22,6 29 17,9 12 16,6 17 15,4 96 22,6 77 17,9 6 16,6 65 15,4 31 21,1 4 17,9 41 16,6 21 15,3 79 21,1 52 17,9 89 16,6 69 15,3 27 21, 7 17,9 9 16,4 18 15,2 75 21, 55 17,9 57 16,4 66 15,2 36 2,3 26 17,6 37 16,4 13 15, 84 2,3 74 17,6 85 16,4 61 15, 2 19,2 3 17,3 6 16,2 14 14,7 68 19,2 51 17,3 54 16,2 62 14,7 16 18,7 25 17,3 1 16,2 22 14,6 64 18,7 73 17,3 49 16,2 7 14,6 Taulukko 1b. Pelloilta vuosittain huuhtoutuva kokonaistyppimäärä hehtaaria kohti peltoluokittain suuruusjärjestyksessä Vihta-mallin mukaan. 2.1 Tarkastelualue Tässä työssä tarkastellaan ravinne- ja kiintoainehuuhtoumia n, n, Nurmijärven, Riihimäen ja n kunnissa viljelyksessä olevilta pelloilta. Maa- ja metsätalousministeriön tietopalvelukeskuksen tietojen mukaan tarkastelualueen viljelyksessä olevien peltojen pinta-ala (ilman kesantona olevia peltoja) on yhteensä 25 98 hehtaaria ja niiden jakautuminen kunnittain näkyy taulukossa 2.
Kunta 8 Peltoala, ha 3 4 5 32 1 11 2 14 5 37 Yhteensä 25 98 Taulukko 2. Viljelyksessä oleva peltoalue (ha) kunnittain vuonna 1999. 2.2 Fosforiluku Peltojen fosforiluvun vaikutus huuhtoumiin on mallissa joko suuri tai pieni, sen mukaan onko P-luku pienempi (tai yhtä suuri) tai suurempi kuin 18 mg/l. P-luvulla tarkoitetaan tässä fosforipitoisuutta, joka on määritetty maatalouskäytössä olevan fosforin määritysmenetelmän (Vuorinen & Mäkitie 1955) mukaan käyttämällä ammoniumasetaattiuuttoa. Viljavuuspalvelu Oy:n antamien tietojen mukaan (%) fosforiluku tarkastelualueen kunnissa jakautuu siten, että 15 % pelloista ovat sellaisia, joiden P- luku on suurempi ja 85 % sellaisia, joiden P-luku on pienempi kuin 18 mg/l. P- luvun jakautuminen kunnittain näkyy taulukossa 3. P-luku Kunta pieni suuri,84,16,83,17,84,16,79,21,91,9 Taulukko 3. Peltojen fosforiluvun jakautuminen kunnittain (%) Viljavuuspalvelu Oy:ssä tehtyjen näytteiden perusteella vuosina 1995-1999. Näytteiden lukumäärä on 17 15 kpl. P-luku on pieni jos se on pienempi kuin 18 mg/l, muuten suuri. 2.3 Kaltevuus Pellot jaetaan kaltevuutensa perusteella kahteen luokkaan sen mukaan, onko peltojen kaltevuus suurempi tai pienempi kuin 3 %. Peltojen kaltevuus on saatu Kestävä maatalous njoella -projektissa kerätystä aineistosta, joka sisälsi noin 1 2 peltolohkoa (suurin osa Nurmijärvellä). Arvio on tehty yhdes-
9 sä maanviljelijöiden kanssa ravinnetaselaskelmien yhteydessä. Kaikissa kunnissa käytetään samaa jakaumaa. Tarkastelualueen pellot jakautuvat kaltevuuden suhteen siten, että 84 % alueen pelloista on loivempia kuin 3 % ja 16 % on kaltevuudeltaan 3 % tai sitä jyrkempiä. 2.4 Maalaji Pellot jaetaan Vihta-mallissa kolmeen maalajiluokkaan. - Luokkaan 1, hienot maalajit, kuuluvat pellot, joiden maalaji on As (aito savi), HsS (hiesusavi), HtS (hietasavi) tai LjS (liejusavi). - Luokkaan 2, keskikarkeat maalajit, kuuluvat pellot, joiden maalaji on HHs (hieno hiesu), KHs (karkea hiesu), He (hiue), HHt (hieno hieta) tai KHt (karkea hieta). - Luokkaan 3, karkeat maalajit, kuuluvat pellot, joiden maalaji on HHk (hieno hiekka), KHk (karkea hiekka), SiMr (silttimoreeni), HtMr (hietamoreeni) tai HkMr (hiekkamoreeni). Koska makrohuokosten esiintymistä on vaikea mitata tai arvioida, mallissa oletetaan, että maalajiluokkaan 1 kuuluvista pelloista 8 prosentilla esiintyy makrohuokosia. Maalajiluokkaan 2 kuuluvista pelloista 2 prosentilla esiintyy makrohuokosia ja maalajiluokkaan 3 kuuluvilla pelloilla ei esiinny makrohuokosia. Viljavuuspalvelu Oy:ssä analysoitujen näytteiden perusteella maalajit jakautuvat kunnittain taulukon 4 mukaisesti. Eloperäiset maat on luokiteltu luokkaan yksi. Maalaji Kunta lk1 lk2 lk3,59,37,4,58,39,4,55,42,3,55,39,6,44,52,4 Taulukko 4. Taulukossa 4 esitetään maalajijakautumat luokittain kuntakohtaisesti. Näytteet on tutkittu Viljavuuspalvelu Oy:ssä vuosina 1995-1999. Näytteiden lukumäärä on 17 15 kpl (1 1 %). 2.5 Peitteisyys Peitteisyys on mallissa määritelty hyväksi, jos pelto on ollut kasvukauden välisen ajan kasvipeitteisenä tai sängellä. Muun viljelyalan (myös kevyesti muo-
1 kattu pelto) peitteisyys kuuluu luokkaan huonosti peittävä. Pinta-alat nurmikasvien osalta on saatu maa- ja metsätalousministeriön tietopalvelukeskuksesta. Sängen osuus on arvioitu maatalouden ympäristötuen vaikuttavuus -tutkimuksen perusteella (Grönroos et al. 1998). Syysviljan osuus on saatu maatilatilastollisesta vuosikirjasta (MMM 1999a). Sängen ja syysviljan osuus peltoalasta oletetaan olevan tarkastelualueen kaikissa kunnissa sama. Peitteisyys Hyvä peitteisyys huono hyvä Nurmikasvit Syysvilja Sänki,84,16,9,5,2,79,21,14,5,2,82,18,11,5,2,83,17,1,5,2,81,19,12,5,2 Taulukko 5. Nurmikasvien, syysviljan ja sängen osuus viljelyalasta sekä peltojen kasvipeitteisyyden jakautuminen kunnittain. 2.6 Ojitus Ojituksen oletetaan olevan hyvä, mikäli kuivatushäiriöitä ei esiinny lainkaan tai vain keväällä. Muussa tapauksessa ojitus on huono. Tiedot peltojen kuivatuksesta on saatu Kestävä maatalous njoella -projektissa kerätystä aineistosta. Kaikissa kunnissa käytetään samaa jakaumaa. Arvio on tehty yhdessä maanviljelijöiden kanssa ravinnetaselaskelmien yhteydessä. Tarkastelualueen pellot jakautuvat kuivatuksen suhteen siten, että 85 % alueen pelloilla kuivatus on hyvä ja 15 % huono. 2.7 Yhteenveto peltojen ominaisuuksista Taulukon 6 mukaisesti jakautumia on käytetty, kun on arvioitu, kuinka suuri peltoala kuuluu eri peltoluokkiin (ks. kpl 4.2).
11 Kunta P-luku Kaltevuus Maalaji Peitteisyys Ojitus pieni suuri pieni suuri lk1 lk2 lk3 hyvä huono hyvä huono,84,16,84,16,59,37,4,16.,84,85,15,83,17,84,16,58,39,4,21,79,85,15,84,16,84,16,55,42,3,18,82,85,15,79,21,84,16,55,39,6,17,83,85,15,91,9,84,16,44,52,4,19,81,85,15 Taulukko 6. Peltojen jakautuminen eri muuttujien suhteen kunnittain (1=1 %). 3 TOIMENPITEET 3.1 Toimenpiteiden ominaisuudet Laskelmat on tehty olettaen, että toimenpiteet ovat seuraavanlaisia: Kosteikot - valuma-alueen koko 18 ha - valuma-alueen peltoisuus 53 % - pinta-ala on 1,2 ha - keskisyvyys,6 m - kosteikon ja valuma-alueen pinta-alojen suhde on,7 % - viipymä kevään keskiylivaluman (MHq) mukaan on,3 vrk - kustannukset ovat 42 mk eli 4 2 mk/vuosi, 44 mk/peltoha Laskeutusaltaat - valuma-alueen koko 1 ha - valuma-alueen peltoisuus 51 % - pinta-ala on,1 ha - keskisyvyys 2, m - altaan ja valuma-alueen pinta-alojen suhde on,1 % - viipymä kevään keskiylivaluman (MHq) mukaan on,15 vrk - kustannukset ovat 4 mk eli 4 mk/vuosi, 78 mk/peltoha Suojavyöhykkeet - leveys on keskimäärin 15 m - kaltevuus on 3-8 % - peltolohkon leveys 116 m - pituus 19 m - kustannukset ovat 25 mk/vuosi, 113 mk/peltoha (MMM 1999b) Säätösalaojitus - tehdään tasaisille pelloille (kaltevuus < 3 %) - kustannukset ovat 4 3 mk/ha eli 43 mk/vuotta ja peltohehtaaria kohti
12 Toimenpide Va ha Peltoisuus % Koko ha Syvyys m Ka/va % Viipymä vrk Kust. mk/v Kosteikko 18 53% 1,2,6,7 %,3 4 2 Lask. allas 1 51%,1 2,1 %,15 4 Kaltevuus % Leveys m Lohkoala ha Leveys m Pituus m Kust. mk/v Suojav. 4% (suojav.) 15 2.2 116 19 25 Säätös. < 3%, (pelto) 43 Taulukko 7. Laskelmissa käytettyjen toimenpiteiden ominaisuudet. Toimenpiteiden vuosittaiset kustannukset ovat kosteikon osalta 4 2 mk eli 44 mk kosteikon piirissä olevaa peltohehtaaria kohti (4 2 mk/(53% x 18 ha)), laskeutusaltaan osalta vastaavasti 4 mk ja 78 mk/peltoha (4 mk/ (51% x 1 ha). Suojavyöhykehehtaaria kohti vuosittaiset kustannukset ovat 1 43 markkaa. Edellämainitun suojavyöhykkeen pinta-ala on.174 ha (15 m x 116 m = 1 74 m 2 ) ja kustannukset ovat siten 25 mk (1 43 x.174 ha) ja 113 mk peltohehtaaria kohti (25 mk/2,2 ha). Säätösalaojituksen kustannukset ovat 43 mk/peltoha. Tulokset on laskettu näillä kustannuksilla. Vuonna 2 maksimitukitaso on kosteikoille ja laskeutusaltailla 2 675 mk vuodessa altaan (reuna-alueineen) pinta-alaa (ha) kohti. Suojavyöhykkeen maksimituki on myös vuosittain 2 675 mk/ha. Lisäksi suojavyöhykkeelle voi saada LFA-tukea. Mikäli niitetty heinä käytetään rehuna voi saada kansallista nurmitukea. Yhteensä tuen suuruus voi olla noin 4 markkaa vuodessa. Säätösalaojituksen maksimituki on 93 mk/ha. Säätösalaojituksen tuki maksetaan viitenä vuotena. Tulokset on esitetty toimenpiteiden kustannuksina. Tässä käytettyjen kosteikoiden ja laskeutusaltaiden kustannuksia ei saada peitetyksi ympäristötuella. Suojavyöhykkeiden tuen suuruus on 1,87-kertainen (2 675 mk/1 43 mk) ja säätösalaojituksen tuen suuruus 2,16-kertainen (93 mk/43 mk) tuloksissa esitettyjen kustannuksiin nähden. 3.2 Eri toimenpiteiden vaikutukset Seuraavaksi on verrattu eri toimenpiteiden vaikutuksia koko tarkastelualueella. Laskelmat on tehty taulukossa 7 kuvattujen toimenpiteiden mukaan. Jos toteutettavat toimenpiteet ovat erilaiset, niiden aikaansaama kuormitusvähenemäkin on erilainen. Luvut kuvaavat tilannetta, jossa toimenpiteet on sijoitettu mahdollisimman hyvin (optimi). Yksikkökustannus on hyvä mitta kuvaamaan kustannustehokkuutta. Mikä pienempi yksikkökustannus on, sitä parempi on kustannustehokkuus. Yksikkökustannus lasketaan jakamalla vuosikustannukset keskimääräisellä vuosittaisella kuormitusvähenemällä. Tässä tarkastellaan todellisia kustannuksia, joihin sisältyvät sekä investointi- että hoitokustannukset.
13 Yhteiskunnan maksama ympäristötuki on todellisia kustannuksia suurempi, koska se sisältää ns. kannustusosan. Ympäristötuen suuruus saadaan kertomalla tuloksissa olevia kustannuksia seuraavilla kertoimilla: suojavyöhyke 1,87 ja säätösalaojitus 2,16. Suurin osa tuloksista on esitetty kokonaisfosforin osalta. Kun järjestetään eri peltoluokat yksikkökustannuksen (mk/kg) suuruuden mukaan nähdään minkätyyppisille pelloille eri toimenpiteitä voidaan suositella. Taulukossa 8a ja 8b on esitetty kymmenen parhaan peltoluokan kustannustehokkuus (mk/kg) ja yksikkövähenemä (kg/ha). Kosteikko Laskeutusallas Luokka mk/kg kg/ha Luokka mk/kg kg/ha 92 42 1,1 92 5 1,6 44 44 1, 44 5 1,6 96 53,8 96 58 1,3 48 57,8 48 58 1,3 8 65,7 8 8 1, 32 7,6 32 8 1, 91 77,6 84 88,9 84 8,6 36 88,9 43 83,5 91 93,8 36 88,5 43 93,8 Suojavyöhyke Säätösalaojitus Luokka mk/kg kg/ha Luokka mk/kg kg/ha 88 36 3,1 64 866,5 92 37 3,1 68 882,49 4 38 3, 52 17,4 44 39 2,9 56 187,4 76 6 1,9 2 124,36 87 62 1,8 16 121,36 8 63 1,8 63 1335,32 96 65 1,7 72 1354,32 28 66 1,7 67 1437,3 91 66 1,7 51 1451,3 Taulukko 8a. Eri toimenpiteiden yksikkökustannus (mk/kg) ja kuormitusvähenemä (kg/ha) kokonaisfosforin suhteen eri peltoluokissa suuruusjärjestyksessä.
14 Kosteikko Laskeutusallas Luokka mk/kg kg/ha Luokka mk/kg kg/ha 44 12,3 3,6 44 15, 5,2 92 12,3 3,6 92 15, 5,2 48 15,5 2,8 48 17,6 4,5 96 15,5 2,8 96 23,6 4,5 32 18,2 2,4 32 23,6 3,3 8 18,2 2,4 8 25,7 3,3 43 21,3 2,1 36 25,7 3,1 91 21,3 2,1 84 28,2 3,1 36 21,6 2, 43 28,2 2,8 84 21,6 2, 91 33,6 2,8 Suojavyöhyke Säätösalaojitus Luokka mk/kg kg/ha Luokka mk/kg kg/ha 4 1,3 11, 2 149 2,9 88 1,3 11, 68 149 2,9 44 1,4 1,9 16 153 2,8 92 1,4 1,9 64 153 2,8 28 16,3 6,9 8 155 2,8 76 16,3 6,9 56 155 2,8 39 16,7 6,8 4 16 2,7 87 16,7 6,8 52 16 2,7 32 17, 6,6 7 16 2,7 8 17, 6,6 55 16 2,7 Taulukko 8b. Eri toimenpiteiden yksikkökustannus (mk/kg) ja kuormitusvähenemä (kg/ha) kokonaistypen suhteen eri peltoluokissa suuruusjärjestyksessä. Toimenpiteet vähentävät kuormitusta eniten niissä peltoluokissa, jotka kuormittavat eniten (vertaa taulukko 1), kuitenkin siten, että kosteikko ja laskeutusallas pidättävät huonosti hienoja maalajeja. Peltoluokkiin 88, 4, 76, 87, 28 kuuluvilta pelloilta fosforikuorma on suuri, mutta kuorman vähentäjinä eivät kosteikot eivätkä laskeutusaltaat ole kovin tehokkaita, koska näissä luokissa maalaji on hieno. Suojavyöhykkeet ovat hyviä niissä peltoluokissa, joissa pintavalunnassa tuleva fosforikuorma on suuri. Säätösalaojitusta ei tehdä pelloille, joiden kaltevuus on suuri (mallissa > 3 %). Lisäksi maalajin tulee olla pääosin hiekkaa, hietaa tai urpasavea. Tätä ei varsinaisesti oteta huomioon mallissa, mutta todellisuudessa säätösalaojitusta ei voida toteuttaa peltoluokissa 64, 52, 16, 63, 51, joissa maalaji on hieno, ellei maalaji ole urpasavea. Monessa peltoluokassa kosteikon, laskeutusaltaan ja suojavyöhykkeen vähentämä kokonaisfosforin yksikkökustannus on pienempi kuin 1 mk/kg. Säätösalaojituksen vähenemän yksikkökustannus on halvimmillaan noin 87 mk/ kg. Eri toimenpiteiden yksikkövähenemä eri kustannustehokkuuksilla on esitetty kuvassa 1a fosforin osalta ja kuvassa 1b typen osalta. Yksikkövähenemä ja kustannustehokkuus eri peltoluokissa riippuvat toimenpiteiden ominaisuuksista. Yksi piste vastaa yhtä peltoluokkaa. Jos sijoitetaan suojavyöhyke pelto-
15 luokkaan 88 kuuluvalle pellolle, jossa fosforiluku on suuri, kaltevuus on suuri, makrohuokosten esiintyminen on pieni, maalaji on hieno, kasvipeitteisyys on huono ja ojitus on huono, saadaan keskimääräisenä vuonna vähennettyä 3,1 kg fosforia peltohehtaaria kohti ja se maksaa 36 mk/kg. Mikäli toimenpiteiden ominaisuudet eroavat taulukossa 7 esitetyistä, niin niiden vaikutuksetkin muuttuvat. Jos perustetaan esim. kosteikko, jonka viipymä on suurempi kuin laskelmissa käytetyn kosteikon,3 vuorokautta, niin kosteikon yksikkövähenemät ovat suurempia kuin kuvassa on esitetty. Yksikkövähenemä, kg/ha 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1, Kosteikko Laskeutusallas Suojavyöhyke,5, 5 1 15 2 Kuva 1a. Kosteikon, laskeutusaltaan ja suojavyöhykkeen (taulukossa 7 olevilla ominaisuuksilla) aikaansaama vuosittainen kokonaisfosforivähenemä (kg/ha) eri kustannustehokkuuksilla mallin eri peltoluokissa. Säätösalaojituksen kustannustehokkuus on parhaimmillaan 87 mk/kg. 3.3 Toimenpiteiden toteutuma Kuormitusvähenemät on laskettu kunkin toimenpiteen toteutuman mukaan, jolla tarkoitetaan toimenpiteen vaikutuksen piirissä olevaa peltoalaa. Toimenpiteitä on vuosina 1995-1999 toteutettu seuraavasti: - Suojavyöhykkeitä: Nurmijärvellä noin 8 ha, v. 2 haettu 13 ha, llä 12 ha, v. 2 ei ole haettu, lla 5 ha, v. 2 ei ole haettu, ssa 5 ha, v. 2 haettu 26 ha. - Laskeutusaltaita: Nurmijärvellä 1, ssa 1 ja llä 1 - Kosteikkoja: llä 1 ja v. 2 haettu ssa 1 - Säätösalaojitusta: ssa 12,8 ha (1 kpl), llä 3,3 ha (1 kpl) ja v. 2 haettu lla 4 ha
16 12, Yksikkövähenemä, kg/ha 1, 8, 6, 4, 2, Kosteikko Laskeutusallas Suojavyöhyke, 1 2 3 4 5 6 7 Kuva 1b. Kosteikon, laskeutusaltaan ja suojavyöhykkeen (taulukossa 7 olevilla ominaisuuksilla) aikaansaama vuosittainen kokonaistyppivähenemä (kg/ha) eri kustannustehokkuuksilla mallin eri peltoluokissa. Säätösalaojituksen kustannustehokkuus on parhaimmillaan 15 mk/kg. Riihimäellä ei ole erityistuella toteutettuja suojavyöhykkeitä, kosteikkoja, laskeutusaltaita tai säätösalojituksia vuosina 1998-2. Tulokset on laskettu olettaen, että toimenpiteillä on tietyt ominaisuudet. Kun tiedetään kuinka suuri osuus pelloista nykyisin on, tai tulevaisuudessa tulee olemaan toimenpiteiden vaikutuksen piirissä, saadaan arvio aikaansaadusta ja tulevasta kuormitusvähenemästä. 4 TULOKSET 4.1 Tulosten luotettavuus Vihta-mallissa olevat taustatiedot ovat: 1) eri muuttujien vaikutus pelloilta tulevaan kuormitukseen, 2) toimenpiteiden vaikutukset ja 3) toimenpiteiden kustannukset. Nämä tiedot ovat keskimääräisiä asiantuntija-arvioita ja ovat suuntaa-antavia. Lähtötiedot, joiden perusteella peltojen määrä kussakin luokassa on arvioitu ovat peräisin eri tietolähteistä ja tilastoista, jotka on kuvattu kappaleessa 3. Niiden perusteella on muodostettu kuntakohtainen lähtöjakauma, jossa oletetaan, että peltomuuttujat ovat riippumattomia toisistaan. Peltojen jako eri pelto-
17 luokkiin ei aiheuta suuria vääristymiä karkeudestaan huolimatta. Mallissa ei tarkastella erikseen kuivia tai märkiä vuosia eikä vuoden sisällä tapahtuvia vaiheluita vaan kuormitukset ja reduktiot on arvioitu keskimääräiselle hydrologiselle vuodelle. Vihta-mallissa ei huomioda pellon sijaintia vesistöön nähden eikä myöskään kuormituksen aiheuttamaa haittaa vesistössä. Tulokset on esitetty sellaisessa tilanteessa, että toimenpiteet on sijoitettu parhaimmille paikoille (optimi). 4.2 Peltojen jakautuminen eri peltoluokkiin Peltojen jakautuminen eri peltoluokkiin on arvioitu taulukossa 6 esiintyvien jakaumien perusteella. Esimerkiksi luokkaan 1, jossa fosforiluku on pieni, kaltevuus pieni, makrohuokosten määrä on suuri, maalaji on hieno, kasvipeitteisyys on hyvä ja ojitus on hyvä, kuuluu lla 82 ha. Taulukossa 9 esiteltiin, kuinka suuri peltopinta-ala kuuluu kuhunkin luokkaan kunnittain. 4.3 Kuormitus ilman toimenpiteitä Mallilla lasketut pelloilta tulevan liukoisen typen (DN) ja fosforin (DP) sekä kiintoaineen ja siihen sitoutuneen partikkelitypen (PN) ja -fosforin (PP) kuormat on esitetty taulukossa 1 sekä hehtaaria kohti taulukossa 11. Hehtaaria kohti lasketut arvot eivät merkittävästi eroa toisistaan, koska peltojen ominaisuudet ovat lähtötiedoissa hyvin samankaltaiset. ssa pelloilta tulevan liukoisen fosforin arvioitu määrä on hieman pienempi kuin muissa kunnissa, johtuen lähtötiedoista, jonka mukaan fosforiluku on siellä hieman pienempi kuin muissa kunnissa.
18 Lk Van. Hyv. Nur. Riih. Tu.. Lk Van. Hyv. Nur. Riih. Tu. 1 82 188 28 52 119 49 16 38 53 14 12 2 15 33 49 9 21 5 3 7 9 2 2 3 55 8 1468 292 581 51 96 164 28 78 57 4 89 141 259 52 12 52 17 29 49 14 1 5 52 123 214 37 141 53 1 25 41 1 14 6 9 22 38 6 25 54 2 4 7 2 2 7 317 524 1121 27 686 55 6 17 214 55 68 8 56 92 198 37 121 56 11 19 38 1 12 9 6 13 15 6 11 57 1 3 3 1 1 1 1 2 3 1 2 58 1 11 34 55 8 32 53 59 7 11 15 8 5 12 6 1 14 6 9 6 1 2 3 1 1 13 68 16 254 48 142 61 13 33 48 13 14 14 12 28 45 8 25 62 2 6 9 2 2 15 42 681 1334 272 693 63 8 14 254 72 69 16 74 12 235 48 122 64 14 25 45 13 12 17 43 15 194 34 168 65 8 21 37 9 17 18 8 18 34 6 3 66 1 4 7 2 3 19 263 446 118 193 819 67 5 91 194 51 81 2 46 79 18 34 144 68 9 16 34 9 14 21 5 11 14 5 13 69 1 2 3 1 1 22 1 2 2 1 2 7 23 28 47 73 3 63 71 5 1 14 8 6 24 5 8 13 5 11 72 1 2 2 1 1 25 16 36 53 1 23 73 3 7 1 3 2 26 3 6 9 2 4 74 1 1 2 27 96 152 28 56 111 75 18 31 53 15 11 28 17 27 49 1 2 76 3 6 9 3 2 29 1 23 41 7 27 77 2 5 8 2 3 3 2 4 7 1 5 78 1 1 31 6 1 214 39 131 79 11 2 41 1 13 32 11 18 38 7 23 8 2 4 7 2 2 33 1 2 3 1 2 81 1 1 34 1 82 35 7 11 15 6 1 83 1 2 3 2 1 36 1 2 3 1 2 84 1 37 13 3 48 9 27 85 2 6 9 2 3 38 2 5 9 2 5 86 1 2 39 8 13 254 52 132 87 15 27 48 14 13 4 14 23 45 9 23 88 3 5 9 2 2 41 8 2 37 6 32 89 2 4 7 2 3 42 1 4 7 1 6 9 1 1 1 43 5 85 194 37 156 91 1 17 37 1 15 44 9 15 34 6 28 92 2 3 7 2 3 45 1 2 3 1 2 93 1 46 94 47 5 9 14 6 12 95 1 2 3 2 1 48 1 2 2 1 2 96 Taulukko 9. Arvio peltojen jakautumisesta eri peltoluokkiin (ha) kunnittain. Lk = peltoluokka, Van. =, Hyv. =, Nur. =, Riih. =, Tu. =. Luokkien selostus on liitteessä 1.
19 Kuormitus Kiintoaine PP DP PN DN Kok. P Kok. N 3 78 3,8 1,2 13 41 5, 54 6 38 6,4 2,2 22 73 8,6 95 12 51 12,5 4,1 43 138 16,6 181 2 64 2,6,9 9 29 3,6 38 6 67 6,7 1,9 23 73 8,5 96 Koko alue 31 98 32 1,3 19 355 42 464 Taulukko 1. Arvio peltojen vuosittaisesta ravinnehuuhtoumasta (tonnia/v) kunnittain ilman toimenpiteitä. PP = partikkelifosfori, DP = liukoinen fosfori, PN = partikkelityppi, DN = liukoinen typpi, Kok.P = kokonaisfosfori, Kok.N = kokonaistyppi. Alue Kiintoaine PP DP PN DN Kok. P Kok. N 1 24 1,24,41 4,26 13,65 1,65 17,91 1 2 1,2,41 4,11 13,7 1,61 17,8 1 24 1,24,4 4,24 13,66 1,64 17,89 1 23 1,23,44 4,22 13,65 1,67 17,87 1 24 1,24,35 4,24 13,65 1,59 17,88 Koko alue 1 23 1,23,4 4,21 13,66 1,63 17,87 Taulukko 11. Pelloilta tuleva vuosittainen kuormitusarvio kg/ha kunnittain ilman toimenpiteitä. PP = partikkelifosfori, DP = liukoinen fosfori, PN = partikkelityppi, DN = liukoinen typpi, Kok.P = kokonaisfosfori, Kok.N = kokonaistyppi. 4.4 Kuormitusvähenemät tarkastelualueelta Kuvassa 2a näkyy, kuinka paljon kokonaisfosforia saadaan vähennetyksi koko tarkastelualueen pelloilta tulevasta kokonaisfosforikuormasta eri toimenpiteillä eri kustannustehokkuuksilla. Esimerkiksi suojavyöhykkeiden perustaminen on tehokkainta luokassa 88 (taulukko 8), johon kuuluu arviolta noin 21 ha (taulukko 9). Suojavyökykkeiden perustaminen näille pelloille vähentää fosforikuormitusta vuosittain noin 65 kg (21 ha x 3,1 kg/ha) ja se maksaa noin 2 34 mk (65 kg x 36 mk/kg). Lisäämällä tähän seuraavaksi tehokkain peltoluokan pintaalalta saatava vähenemä jne. nähdään kuinka paljon on mahdollista vähentää kuormaa eri kustannustehokkuuksilla. Mallin heikkoutena on, ettei peltojen sijaintia valtaojiin tai vesistöön nähden oteta huomioon, vaan oletetaan, että kaikki pellot on mahdollista saada kunkin toimenpiteen vaikutuksen piiriin. Kuvissa 2b - 2e on esitetty kunnittain eri toimenpiteiden aikaansaama fosforin kuormitusvähenemä (kg/vuosi) eri kustannustehokkuuksilla.
2 Toteuttamalla toimenpiteitä niillä peltoluokilla, joissa yksikkökustannus on 7 mk/kg tai sitä pienempi, saataisiin suojavyöhykkeillä vähennetyksi kokonaisfosforia noin 2 6 kg vuodessa ja kosteikoilla ja laskeutusaltailla noin 2 kg vuodessa. Tämä johtuu siitä, että peltoluokkia, johon suojavyöhyke sopii on tällä alueella paljon. Vuosittaiset kustannukset, joita tarvittaisiin kaikkien suojavyöhykkeiden perustamiseksi, joiden yksikkökustannus on 7 mk/kg tai sitä pienempi on vastaavasti myös suuret, noin 15 mk, mikä vastaa ympäristötukea noin 28 mk (kuva 4a). Suhteelliset kokonaisfosforivähenemät ovat suuruusjärjestyksessä kosteikon, laskeutusaltaan ja suojavyöhykkeen osalta,,, ja. Säätösalaojituksen osalta vastava järjestys on:,,, ja. Absoluuttiset vähenemät ovat suhteessa alueen peltojen määrään paitsi säätösalaojituksen osalta, jonka vähenemä on paitsi Nurmijärvellä niin myös llä ja ssa määrällisesti melko suuri.
21 Kuormitusvähenemä, kg/vuosi 1 8 6 4 2 Kosteikko Laskeutusallas Suojavyöhyke 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 Kuormitusvähenemä, %/vuosi 2 15 1 5 Kosteikko Laskeutusallas Suojavyöhyke 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 Kuva 2a. Eri toimenpiteiden aikaansaama fosforin kuormitusvähenemä (ylempi kuva kg/ vuosi ja alempi kuva %) koko tarkastelualueella eri kustannustehokkuuksilla. Säätösalaojituksen kustannustehokkuus on parhaimmillaan 87 mk/kg.
22 Kuormitusvähenemä, kg/vuosi 4 3 2 1 5 1 15 2 Kuormitusvähenemä, % 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, 5 1 15 2 Kuva 2b. Kosteikon aikaansaama kuormitusvähenemä (ylempi kuva kg/vuosi ja alempi kuva %) kunnittain eri kustannustehokkuuksilla fosforin suhteen.
23 Kuormitusvähenemä, kg/vuosi 5 4 3 2 1 5 1 15 2 Kuormitusvähenemä, % 5, 4,5 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, 5 1 15 2 Kuva 2c. Laskeutusaltaan aikaansaama kuormitusvähenemä (ylempi kuva kg/vuosi ja alempi kuva %) kunnittain eri kustannustehokkuuksilla fosforin suhteen.
24 Kuormitusvähenemä, kg/vuosi 3 2 5 2 1 5 1 5 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 Kuormitusvähenemä, % 2 15 1 5 5 1 15 2 Kuva 2d. Suojavyöhykkeen aikaansaama kuormitusvähenemä (ylempi kuva kg/vuosi ja alempi kuva %) kunnittain eri kustannustehokkuuksilla fosforin suhteen.
25 Kuormitusvähenemä, kg/vuosi 8 7 6 5 4 3 2 1 5 1 1 5 2 Kuormitusvähenemä, % 5, 4,5 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, 5 1 1 5 2 Kuva 2e. Säätösalaojituksen aikaansaama kuormitusvähenemä (ylempi kuva kg/vuosi ja alempi kuva %) kunnittain eri kustannustehokkuuksilla fosforin suhteen.
26 Kuormitusvähenemä, kg/vuosi 5 Kosteikko 4 Laskeutusallas Suojavyöhyke 3 2 1 1 2 3 4 Kuormitusvähenemä, %/vuosi 2 Kosteikko 15 Laskeutusallas Suojavyöhyke 1 5 1 2 3 4 Kuva 3a. Eri toimenpiteiden aikaansaama typen kuormitusvähenemä (ylempi kuva kg/ vuosi ja alempi kuva %) koko tarkastelualueella eri kustannustehokkuuksilla. Säätösalaojituksen kustannustehokkuus on parhaimmillaan 15 mk/kg.
27 Kuormitusvähenemä, kg/vuos 16 14 12 1 8 6 4 2 1 2 3 4 Kuormitusvähenemä, % 5, 4, 3, 2, 1,, 1 2 3 4 Kuva 3b. Kosteikon aikaansaama kuormitusvähenemä (ylempi kuva kg/vuosi ja alempi kuva %) kunnittain eri kustannustehokkuuksilla typen suhteen.
28 Kuormitusvähenemä, kg/vuos 16 14 12 1 8 6 4 2 1 2 3 4 Kuormitusvähenemä, % 5, 4, 3, 2, 1,, 1 2 3 4 Kuva 3c. Laskeutusaltaan aikaansaama kuormitusvähenemä (ylempi kuva kg/vuosi ja alempi kuva %) kunnittain eri kustannustehokkuuksilla typen suhteen.
29 Kuormitusvähenemä, kg/vuos 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 1 2 3 4 2 Kuormitusvähenemä, % 18 16 14 12 1 8 6 4 2 1 2 3 4 Kuva 3d. Suojavyöhykkeen aikaansaama kuormitusvähenemä (ylempi kuva kg/vuosi ja alempi kuva %) kunnittain eri kustannustehokkuuksilla typen suhteen.
3 Kuormitusvähenemä, kg/vuos 3 2 1 145 15 155 16 Kuormitusvähenemä, % 6 5 4 3 2 1 145 15 155 16 Kuva 3e. Säätösalaojituksen aikaansaama kuormitusvähenemä (ylempi kuva kg/vuosi ja alempi kuva %) kunnittain eri kustannustehokkuuksilla typen suhteen. 4.5 Kustannukset Edellä esitettyjä kuormitusvähenemiä vastaavat kustannukset nähdään koko alueelta fosforin osalta kuvassa 4a, typen osalta kuvassa 5a sekä kunnittain fosforin osalta kuvissa 4b - 4e ja typen osalta kuvissa 5b - 5e.
31 1 Kustannukset, mk 8 6 4 2 Kosteikko Laskeutusallas Suojavyöhyke 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 Kuva 4a. Eri toimenpiteistä aiheutuvat vuosittaiset kustannukset koko tarkastelualueella fosforin osalta eri kustannustehokkuuksilla. Säätösalaojituksen kustannustehokkuus on parhaimmillaan 87 mk/kg. 6 Kustannukset, mk 5 4 3 2 1 5 1 15 2 Kuva 4b. Kosteikoista aiheutuvat vuosittaiset kustannukset kunnittain fosforin osalta eri kustannustehokkuuksilla.
32 Kustannukset, mk 6 5 4 3 2 1 5 1 15 2 Kuva 4c. Laskeutusaltaista aiheutuvat vuosittaiset kustannukset kunnittain fosforin osalta eri kustannustehokkuuksilla. Kustannukset, mk 6 5 4 3 2 1 5 1 15 2 Kuva 4d. Suojavyöhykkeistä aiheutuvat vuosittaiset kustannukset kunnittain fosforin osalta eri kustannustehokkuuksilla.
33 Kustannukset, mk 5 4 3 2 1 5 1 1 5 2 Kuva 4e. Säätösalaojituksesta aiheutuvat vuosittaiset kustannukset kunnittain fosforin osalta eri kustannustehokkuuksilla. 5 Kustannukset, mk 4 3 2 1 Kosteikko Laskeutusallas Suojavyöhyke 1 15 2 25 3 35 4 Kuva 5a. Eri toimenpiteistä aiheutuvat vuosittaiset kustannukset koko tarkastelualueella typen osalta eri kustannustehokkuuksilla. Säätösalaojituksen kustannustehokkuus on parhaimmillaan 15 mk/kg.
34 Kustannukset, mk 5 4 3 2 1 1 2 3 4 Kuva 5b. Kosteikoista aiheutuvat vuosittaiset kustannukset kunnittain eri kustannustehokkuuksilla typen suhteen. 4 Kustannukset, mk 3 2 1 1 2 3 4 Kuva 5c. Laskeutusaltaista aiheutuvat vuosittaiset kustannukset kunnittain eri kustannustehokkuuksilla typen suhteen.
35 Kustannukset, mk 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 Kuva 5d. Suojavyöhykkeistä aiheutuvat vuosittaiset kustannukset kunnittain eri kustannustehokkuuksilla typen suhteen. Kustannukset, mk 5 4 3 2 1 145 15 155 16 Kuva 5e. Säätösalaojituksesta aiheutuvat vuosittaiset kustannukset kunnittain eri kustannustehokkuuksilla typen suhteen.
4.6 Toteutuma 36 Tarkastelualueella olevien peltojen pinta-ala, jossa toimenpide voidaan toteuttaa tietyllä kustannustehokkuudella on esitetty koko alueelta fosforin osalta kuvassa 6a, typen osalta kuvassa 7a sekä kunnittain fosforin osalta kuvissa 6b - 6e ja typen osalta kuvissa 7b - 7e. 3 Toteutuma, ha 2 5 2 1 5 1 Kosteikko Laskeutusallas Suojavyöhyke 5 3 4 5 6 7 8 9 1 Kuva 6a. Peltojen pinta-ala (ha), jotka ovat tietyn toimenpiteen vaikutuksen piirissä, kokonaisfosforin kustannustehokkuuden mukaan. Säätösalaojituksen kustannustehokkuus on parhaimmillaan 87 mk/kg. Toteutuma, ha 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 3 5 7 9 11 13 15 Kuva 6b. Peltojen pinta-ala (ha), jotka ovat kosteikon vaikutuksen piirissä, kokonaisfosforin kustannustehokkuuden mukaan.
37 Toteutuma, ha 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 3 5 7 9 11 13 15 Kuva 6c. Peltojen pinta-ala (ha), jotka ovat laskeutusaltaiden vaikutuksen piirissä, kokonaisfosforin kustannustehokkuuden mukaan. Toteutuma, ha 3 2 5 2 1 5 1 5 3 5 7 9 11 13 15 Kuva 6d. Peltojen pinta-ala (ha), jotka ovat suojavyöhykkeiden vaikutuksen piirissä, kokonaisfosforin kustannustehokkuuden mukaan.
38 Toteutuma, ha 3 2 5 2 1 5 1 5 5 1 1 5 2 Kuva 6e. Peltojen pinta-ala (ha), jotka ovat säätösalaojituksen vaikutuksen piirissä, kokonaisfosforin kustannustehokkuuden mukaan. Toteutuma, ha 6 55 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 Kosteikko Laskeutusallas Suojavyöhyke 1 15 2 25 3 35 4 Kuva 7a. Peltojen pinta-ala (ha), jotka ovat tietyn toimenpiteen vaikutuksen piirissä, kokonaistypen kustannustehokkuuden mukaan. Säätösalaojituksen kustannustehokkuus on parhaimmillaan 15 mk/kg.
39 Toteutuma, ha 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1 15 2 25 3 35 4 Kuva 7b. Peltojen pinta-ala (ha), jotka ovat kosteikon vaikutuksen piirissä, kokonaistypen kustannustehokkuuden mukaan. Toteutuma, ha 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 Kuva 7c. Peltojen pinta-ala (ha), jotka ovat laskeutusaltaiden vaikutuksen piirissä, kokonaistypen kustannustehokkuuden mukaan.
4 Toteutuma, ha 2 1 5 1 5 1 2 3 4 Kuva 7d. Peltojen pinta-ala (ha), jotka ovat suojavyöhykkeiden vaikutuksen piirissä, kokonaistypen kustannustehokkuuden mukaan. Toteutuma, ha 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 145 15 155 16 Kuva 7e. Peltojen pinta-ala (ha), jotka ovat säätösalaojituksen vaikutuksen piirissä, kokonaistypen kustannustehokkuuden mukaan.
41 4.7 Kustannukset suhteessa kuormitusvähenemään Kuvissa on esitetty koko tarkastelualueen kunkin toimenpiteen osalta kustannukset ja kokonaisfosforin (kuva 8a) sekä kokonaistypen (kuva 9a) vähenemä, mikäli toimenpiteitä toteutetaan alkaen parhaimmista luokista. Vastaavasti nähdään kustannukset ja vähenemät kunnittain kokonaisfosforin osalta kuvissa 8b - 8e ja kokonaistypen osalta kuvissa 9b - 9e. Kuvasta 8a nähdään, että toteuttamalla suojavyöhykkeitä parhaimpiin peltoluokkiin 2 mk edestä kokonaisfosforin kuormitusvähenemä on 3 2 kg vuodessa. Seuraavat 2 mk vähentävät kuormitusta vain 2 kg:lla. Kuormitusvähenemä, kg/vuosi 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Kosteikko Laskeutusallas Suojavyöhyke Säätösalaojitus 2 4 6 8 1 Kustannukset, mk Kuormitusvähenemä, %/vuosi 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Kosteikko Laskeutusallas Suojavyöhyke Säätösalaojitus 2 4 6 8 1 Kustannukset, mk Kuva 8a. Eri toimenpiteiden kustannukset ja kokonaisfosforivähenemät koko tarkastelualueella (ylempi kuva kg/vuosi ja alempi kuva %).
42 Vähenemä, kg/vuosi 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 Kustannukset, mk Vähenemä, % 6, 5, 4, 3, 2, 1,, 1 2 3 4 5 Kustannukset, mk Kuva 8b. Kosteikoiden kustannukset ja kokonaisfosforivähenemät kunnittain.
43 Vähenemä, kg/vuosi 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 Kustannukset, mk Vähenemä, % 6, 5, 4, 3, 2, 1,, 1 2 3 4 5 Kustannukset, mk Kuva 8c. Laskeutusaltaiden kustannukset ja kokonaisfosforivähenemät kunnittain.
44 Vähenemä, kg/vuosi 3 2 1 1 2 3 Kustannukset, mk 2, Vähenemä, % 15, 1, 5,, 1 2 3 Kustannukset, mk Kuva 8d. Suojavyöhykkeiden kustannukset ja kokonaisfosforivähenemät kunnittain.
45 Vähenemä, kg/vuosi 14 12 1 8 6 4 2 5 1 15 Kustannukset, mk Vähenemä, % 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, 5 1 15 Kustannukset, mk Kuva 8e. Säätösalaojituksen kustannukset ja kokonaisfosforivähenemät kunnittain.
46 Kuormitusvähenemä, kg/vuosi 5 4 3 2 1 Kosteikko Laskeutusallas Suojavyöhyke Säätösalaojitus 2 4 6 8 1 Kustannukset, mk Kuva 9a. Eri toimenpiteiden kustannukset ja kokonaistyppivähenemät koko tarkastelualueella. Vähenemä, kg/vuosi 1 8 6 4 2 5 1 15 2 Kustannukset, mk Kuva 9b. Kosteikoiden kustannukset ja typpivähenemät kunnittain.
47 Vähenemä, kg/vuosi 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 1 2 3 4 5 Kustannukset, mk Kuva 9c. Laskeutusaltaiden kustannukset ja typpivähenemät kunnittain. Vähenemä, kg/vuosi 15 1 5 1 2 3 Kustannukset, mk Kuva 9d. Suojavyöhykkeiden kustannukset ja typpivähenemät kunnittain.
48 Vähenemä, kg/vuosi 15 1 5 5 1 15 2 Kustannukset, mk Kuva 9e. Säätösalaojituksen kustannukset ja typpivähenemät kunnittain. 5 YHTEENVETO JA KUNTAKOHTAISET TOIMENPIDESUOSITUKSET Vihta-mallilla tarkasteltiin viljelyalueilta huuhtotuvaa vuosikuormitusta ilman toimenpiteitä sekä eri toimenpiteiden vaikutuksia viiden kunnan alueella. Toimenpidesuositus riippuu käytettävissä olevasta budjetista ja toimenpiteiden toteuttamismahdollisuuksista käytännössä. Alueella on paljon peltoja, joihin suojavöhykkeitä kannattaisi perustaa. Kosteikkoja ja laskeutusaltaita voidaan perustaa, mikäli hyviä paikkoja löytyy, eli missä viipymä on tarpeeksi suuri ja kaivuutyöt vähäisiä. Kosteikkojen ja laskeutusaltaiden osalta ongelmana on, että ympäristötuki on 21-26 tukikauden aikana pieni. Säätösalaojituksella saadaan myös vähennetyksi kuormitusta, mutta se on melko kallis toimenpide. Laskelmissa oletetaan että toimenpiteet pystytään sijoittamaan mahdollisimman tehokkaasti. Laskelmissa ei oteta huomioon sitä, että ainoastaan osa pelloista sijaisevat vesistöjen tai valtaojien varrella. Tämän takia kuormitusvähenemät suhteessa kustannuksiin ovat esitetyissä tuloksissa hieman todellisuutta suurempia. Taulukoissa 12a - 12e on kunnittain esitetty kustannukset ja kuinka paljon kutakin toimenpidettä pitäisi toteuttaa, jotta saataisiin tietty osuus kokonaisfosforikuormituksesta vähennetyksi. Typen osalta vähenemä on esitetty liitteessä 3. Taulukossa 12 nähdään: - vuosittaisen kokonaisfosforivähenemän osuutta kuormasta (%) - vastaava kuomitusvähenemä (kg) - kustannukset (mk) (vrt. Kuvat 8a - 8e)
49 - kustannukset vähenemäprosenttia kohti - ympäristötuen suuruus. Kosteikoiden ja laskeutusaltaiden osalta oletetaan, että reuna-alue voidaan määrätä niin suureksi, että tuki peittää kustannukset. Tässä tarkastelevan kosteikon reuna-alue olisi silloin oltava 3 % kosteikon pinta-alasta eli tukea maksettaisiin 1,6 hehtaarilta ja laskeutusaltaan osalta 1,5 hehtaarilta (vaikka laskelmissa käytetyn altaan pinta-ala on vain,1 ha) - toimenpiteen pinta-ala (ha) - kosteikkojen ja laskeutusaltaiden lukumäärä (kpl) ja suojavyöhykkeiden pituus (km). - peltoala, joka on toimenpiteen vaikutuksen piirissä (ha). Nurmijärven kunnassa olisi mahdollista mallin mukaan päästä 26 %:n vuosittaiseen fosforikuormavähenemään perustamalla kosteikkoja 8 kpl, johon tarvitaan ympäristötukea noin 33 mk, laskeutusaltaita 19 kpl, johon tarvitaan ympäristötukea noin 76 mk ja suojavyöhykkeitä noin 163 km, johon tukea tarvitaan noin 655 mk eli yhteensä noin 76 mk. Typpikuorma vähenisi tässä tapauksessa 1 %. Valtioneuvoston periaatepäätöksessä vesiensuojelun tavoitteista vuoteen 25 (Vesiensuojelun tavoitteet vuoteen 25), tavoitteena on vähentää maatalouden fosforin ja typen määrää vähintään 5 % vuosien 199-1993 arvioidusta keskimääräisestä tasosta. Jos siis pystytään vähentämään 26 % kokonaisfosforikuormasta se merkitsee 52 % vähennystä tavoitteesta. Typen osalta jäätäisiin 2 % vähenemään. Taulukkojen 12a - 12e ja liitteen 3 yhteenveto esitetään taulukossa 13.
5 Toimenpide Vähenemä Kustannukset Tuki Toteutuma % kg Mk/v mk/väh.% Mk/v tpha kpl pha Kosteikko 1 166 12 12 12 4,5 3 27 2 332 33 21 33 12 8 75 3 498 65 32 65 24 16 1 48 4 664 11 45 11 41 26 2 5 5 83 16 5 16 6 38 3 64 Laskeutusallas 1 166 11 5 11 5 11 5 4,3 3 15 2 332 27 15 5 27 1 7 35 3 498 5 23 5 18 13 64 4 664 76 26 76 28 19 98 5 83 12 44 12 45 3 1 54 km Suojavyöhyke 5 83 47 5 9 5 88 825 33 22 42 1 1659 112 3 12 96 21 1 79 52 994 15 2489 212 19 94 396 44 148 99 1 876 2 3319 35 27 6 654 5 245 163 3 97 Säätösalaojitus 1 166 182 182 393 1 42 42 2 332 4 218 864 93 93 3 498 65 25 144 151 151 Taulukko 12a. Eri toimenpiteiden vaikutukset kokonaisfosforivähenemään Nurmijärvellä ja kustannukset. (tpha = hehtaaria toimenpidettä, pha = peltohehtaaria, joka on toimenpiteen vaikutuksen piirissä). Mikäli kustannukset/vähenemäprosentti (mk/ väh.%) ovat enintään 27 6 mk, niin toimenpidesuositus on esitetty taulukossa lihavoituna.
51 Toimenpide Vähenemä Kustannukset Tuki Toteutuma % kg Mk/v mk/väh.% Mk/v tpha kpl pha Kosteikko 1 86 6 4 64 6 4 2,4 2 15 2 171 18 11 6 18 7 4 41 3 257 38 2 38 14 9 86 4 342 62 24 62 23 15 1 41 5 428 9 28 9 34 21 2 5 Laskeutusallas 1 86 6 6 6 2,2 1,5 8 2 171 15 9 15 6 4 19 3 257 27 12 27 1 7 35 4 342 42 5 15 5 42 5 16 11 55 5 428 66 23 5 66 25 17 85 km Suojavyöhyke 5 428 24 6 492 46 2 17 11,5 22 1 855 6 78 112 2 4 28 53 15 1283 114 1 8 213 18 8 53 1 1 2 1711 185 14 2 345 95 13 86 1 64 Säätösalaojitus 1 86 94 94 23 4 22 22 2 171 21 116 453 6 49 49 3 257 33 12 712 8 77 77 Taulukko 12b. Eri toimenpiteiden vaikutukset kokonaisfosforivähenemään llä ja kustannukset. (tpha = hehtaaria toimenpidettä, pha = peltohehtaaria, joka on toimenpiteen vaikutuksen piirissä). Mikäli kustannukset/vähenemäprosentti (mk/ väh.%) ovat enintään 14 2 mk, niin toimenpidesuositus on esitetty taulukossa lihavoituna.
52 Toimenpide Vähenemä Kustannukset Tuki Toteutuma % kg Mk/v mk/väh. % Mk/v tpha kpl pha Kosteikko 1 5 3 7 3 7 3 7 1,4 1 8 2 1 1 5 6 8 1 5 4 3 24 3 151 22 11 5 22 8 5 5 4 21 35 13 35 13 8 8 5 251 53 18 53 2 13 1 21 Laskeutusallas 1 5 3 6 3 6 3 6 1,3 1 5 2 1 8 9 5 3 8 9 3,3 2 11 3 151 16 7 1 16 6, 4 21 4 21 25 1 9 1 25 1 9,4 6 32 5 251 38 12 9 38 14,2 1 49 km Suojavyöhyke 5 251 15 3 28 5 1,5 7 13 1 52 35 4 65 45 25 16 31 15 753 65 6 121 55 45 3 58 2 1 4 17 8 4 2 1 75 5 95 Säätösalaojitus 1 5 55 55 118 8 13 13 2 1 125 7 27 29 29 3 151 2 75 432 47 47 Taulukko 12c. Eri toimenpiteiden vaikutukset kokonaisfosforivähenemään lla ja kustannukset. (tpha = hehtaaria toimenpidettä, pha = peltohehtaaria, joka on toimenpiteen vaikutuksen piirissä). Mikäli kustannukset/vähenemäprosentti (mk/väh.%) ovat enintään 8 4 mk, niin toimenpidesuositus on esitetty taulukossa lihavoituna.
53 Toimenpide Vähenemä Kustannukset Tuki Toteutuma % kg Mk/v mk/väh.% Mk/v tpha kpl pha Kosteikko 1 36 2 5 2 5 2 5,9 1 6 2 72 7 4 5 7 2,6 2 16 3 17 15 8 15 6 4 34 4 143 25 1 25 9 6 57 5 179 35 1 35 13 8 8 Laskeutusallas 1 36 2 2 2 2 2 2,8 1 3 2 72 6 3 8 6 2,2 2 8 3 17 11 5 11 4 3 14 4 143 17 6 17 6 4 22 5 179 26 9 26 1 7 33 km Suojavyöhyke 5 179 1 2 18 7 7, 4,7 9 1 358 25 3 46 75 17 12 22 15 537 47 4 4 87 89 33 22 42 2 716 75 5 6 14 3 52 35 66 Säätösalaojitus 1 36 39 39 84 24 9 9 2 72 82 43 177 12 19 19 3 17 13 48 28 8 3 3 Taulukko 12d. Eri toimenpiteiden vaikutukset kokonaisfosforivähenemään Riihimäellä ja kustannukset. (tpha = hehtaaria toimenpidettä, pha = peltohehtaaria, joka on toimenpiteen vaikutuksen piirissä). Mikäli kustannukset/vähenemäprosentti (mk/väh.%) ovat enintään 5 6 mk, niin toimenpidesuositus on esitetty taulukossa lihavoituna.
54 Toimenpide Vähenemä Kustannukset Tuki Toteutuma % kg Mk/v mk/väh. % Mk/v tpha kpl pha Kosteikko 1 85 5 8 5 8 5 8 2,2 1 13 2 17 14 5 8 7 14 5 5,4 4 33 3 256 27 12 5 27 1 6 6 4 341 48 21 48 18 11 1 9 5 426 7 22 7 26 17 1 59 Laskeutusallas 1 85 5 1 5 1 5 1 1,9 1 65 2 17 12 9 7 8 12 9 4,8 3 17 3 256 22 9 1 22 8 6 28 4 341 34 12 34 13 9 44 5 426 47 13 47 18 12 6 km Suojavyöhyke 5 426 23 4 6 43 1 16 11 2 1 852 57 6 8 16 59 4 27 5 15 1278 14 9 4 194 48 73 48 92 2 174 173 13 8 323 5 121 8 1 53 Säätösalaojitus 1 85 98 98 211 68 23 23 2 17 21 112 453 6 49 49 3 256 34 13 734 4 79 79 Taulukko 12e. Eri toimenpiteiden vaikutukset kokonaisfosforivähenemään ssa ja kustannukset. (tpha = hehtaaria toimenpidettä, pha = peltohehtaaria, joka on toimenpiteen vaikutuksen piirissä). Mikäli kustannukset/vähenemäprosentti (mk/väh.%) ovat enintään 13 8 mk, niin toimenpidesuositus on esitetty taulukossa lihavoituna. Suojav. km Kost., kpl Lask. kpl Tuki, mk/v Fosforin väh. % Typen väh.% 163 8 19 764 26 1 86 4 7 391 25 1 5 3 4 227 25 1 35 2 3 158 25 1 8 6 12 397 28 11 Taulukko 13. Esimerkki toimenpiteiden aikaansaamasta kuormitusvähenemästä ja kustannuksista eri kunnissa.
VIITTEET 55 Grönroos, J., Rekolainen, S., Palva, R., Granlund, K., Bärlund, I., Nikander A. & Laine Y., 1998. Maatalouden ympäristötuki. Toimenpiteiden toteutuminen ja vaikutukset v. 1995-1997. Suomen ympäristö 239. Suomen ympäristökeskus, 77s. MMM, 1999a. Maatilatilastollinen vuosikirja 1999. Maa- ja metsätalousministeriön tietopalvelukeskus, 262 s. MMM, 1999b. Horisontaalinen maaseudun kehittämissuunnitelma. Moniste, Maa- ja metsätalousministeriö, 15.9.1999, 167 s. Vuorinen, J. & Mäkitie, O., 1955. The method of soil testing in use in Finland. Agrogeological Publications, 63, 1-44. Äijö, H. & Tattari, S. 2. Viljelyalueitten valumavesien hallintamalli. Suomen ympäristökeskuksen sarjassa Suomen ympäristö nro 442. Vesiensuojelun tavoitteet vuoteen 25. 1998. Helsinki, ympäristöministeriö. Suomen ympäristö 226, 82 s. ISBN 951-37-2574-X, ISSN 1238-7312. LIITTEET Liite 1. Peltoluokkien ominaisuudet Liite 2. Kuormitus pelloilta ilman toimenpiteitä Liite 3. Kokonaistyppivähenemä tietyillä kustannuksilla (kg/v)
Peltoluokkien ominaisuudet 56 Liite 1/1 P-luku Kaltevuus Maalaji Valunta pieni, <18 mg l -1 pieni, <3 % luokka 1 hieno keskisuuri 3 mm/v suuri, >18 mg l -1 suuri, >3 % luokka 2 keskikarkea luokka 3 karkea Luokka P-luku Valunta Kaltevuus Makroh. Maalaji Kasvillisuus Ojitus 1 pieni keskisuuri pieni suuri luokka1 peittävä hyvä 2 pieni keskisuuri pieni suuri luokka1 peittävä huono 3 pieni keskisuuri pieni suuri luokka1 ei peittävä hyvä 4 pieni keskisuuri pieni suuri luokka1 ei peittävä huono 5 pieni keskisuuri pieni suuri luokka2 peittävä hyvä 6 pieni keskisuuri pieni suuri luokka2 peittävä huono 7 pieni keskisuuri pieni suuri luokka2 ei peittävä hyvä 8 pieni keskisuuri pieni suuri luokka2 ei peittävä huono 9 pieni keskisuuri pieni suuri luokka3 peittävä hyvä 1 pieni keskisuuri pieni suuri luokka3 peittävä huono 11 pieni keskisuuri pieni suuri luokka3 ei peittävä hyvä 12 pieni keskisuuri pieni suuri luokka3 ei peittävä huono 13 pieni keskisuuri pieni pieni luokka1 peittävä hyvä 14 pieni keskisuuri pieni pieni luokka1 peittävä huono 15 pieni keskisuuri pieni pieni luokka1 ei peittävä hyvä 16 pieni keskisuuri pieni pieni luokka1 ei peittävä huono 17 pieni keskisuuri pieni pieni luokka2 peittävä hyvä 18 pieni keskisuuri pieni pieni luokka2 peittävä huono 19 pieni keskisuuri pieni pieni luokka2 ei peittävä hyvä 2 pieni keskisuuri pieni pieni luokka2 ei peittävä huono 21 pieni keskisuuri pieni pieni luokka3 peittävä hyvä 22 pieni keskisuuri pieni pieni luokka3 peittävä huono 23 pieni keskisuuri pieni pieni luokka3 ei peittävä hyvä 24 pieni keskisuuri pieni pieni luokka3 ei peittävä huono 25 pieni keskisuuri suuri suuri luokka1 peittävä hyvä 26 pieni keskisuuri suuri suuri luokka1 peittävä huono 27 pieni keskisuuri suuri suuri luokka1 ei peittävä hyvä 28 pieni keskisuuri suuri suuri luokka1 ei peittävä huono 29 pieni keskisuuri suuri suuri luokka2 peittävä hyvä 3 pieni keskisuuri suuri suuri luokka2 peittävä huono 31 pieni keskisuuri suuri suuri luokka2 ei peittävä hyvä 32 pieni keskisuuri suuri suuri luokka2 ei peittävä huono 33 pieni keskisuuri suuri suuri luokka3 peittävä hyvä 34 pieni keskisuuri suuri suuri luokka3 peittävä huono 35 pieni keskisuuri suuri suuri luokka3 ei peittävä hyvä 36 pieni keskisuuri suuri suuri luokka3 ei peittävä huono 37 pieni keskisuuri suuri pieni luokka1 peittävä hyvä 38 pieni keskisuuri suuri pieni luokka1 peittävä huono 39 pieni keskisuuri suuri pieni luokka1 ei peittävä hyvä 4 pieni keskisuuri suuri pieni luokka1 ei peittävä huono 41 pieni keskisuuri suuri pieni luokka2 peittävä hyvä 42 pieni keskisuuri suuri pieni luokka2 peittävä huono 43 pieni keskisuuri suuri pieni luokka2 ei peittävä hyvä 44 pieni keskisuuri suuri pieni luokka2 ei peittävä huono 45 pieni keskisuuri suuri pieni luokka3 peittävä hyvä 46 pieni keskisuuri suuri pieni luokka3 peittävä huono 47 pieni keskisuuri suuri pieni luokka3 ei peittävä hyvä 48 pieni keskisuuri suuri pieni luokka3 ei peittävä huono