turvemaiden ojitusalueiden uudistaminen ja kasvatus vesiensuojelun näkökulmasta

© Natural Resources Institute Finland© Natural Resources Institute Finland

Markku Saarinen

Luonnonvarakeskus (Luke)

Turvemaiden ojitusalueiden

uudistaminen ja kasvatus

vesiensuojelun näkökulmasta

© Natural Resources Institute Finland© Natural Resources Institute Finland

50–60 vuotta sitten ojitetuilla soilla valumavesien typpi- ja fosforipitoisuudet voivat olla jopa

kahdesta kolmeen kertaa suurempia kuin 20–30 vuotta ojitettuna olleilla alueilla.

Aiempia arvioita suuremmat vesistökuormat merkitsevät sitä, että nykyiset

kuormituslaskelmat aliarvioivat metsätalouden vesistövaikutuksia Suomessa.

Nieminen M, Sallantaus T, Ukonmaanaho L, Nieminen TM & Sarkkola S. 2017: Nitrogen and phosphorus

concentrations in discharge from drained peatland forests are increasing. Science of the Total Environment 609:

974-981

© Natural Resources Institute Finland© Natural Resources Institute Finland4 16.1.2018

… ”Suomen raporteissa ilmoitetaan turvemaiden päästöksi nykyisellään noin 7 miljoonaa

hiilidioksiditonnia, kun Simolan tutkimuksissa on päädytty 33 miljoonaan tonniin. Ero selittyy

osaltaan sillä, että ’virallinen’ laskenta ei lainkaan ota huomioon hiilipäästöjä siltä yli miljoonan

hehtaarin alalta hukkaojitettuja soita”…

© Natural Resources Institute Finland

Metsänkäsittelyn vaikutukset turvemailla - mitä

ongelmia?

• Turvemaiden käytöstä suurempi kuormitus ilmakehään ja vesistöihin

kuin kivennäismailta

• Parhaat metsämaamme, runsasravinteiset, tuottoisat turvemaat:

– menettävät maaperän hiiltä koko ajan, sitä enemmän, mitä

syvemmällä vedenpinnan taso on

– uudistamisvaiheessa, kun vedenpinta nousee lähelle

maanpintaa, päästävät vesiin suuret määrät hiiltä ja ravinteita,

mm. fosforia; kuormat moninkertaisia kangasmaihin verrattuina

• Myös heikkotuottoisemmilta turvemailta pääsee uudistamisvaiheessa

vesiin hiiltä ja fosforia

• Kunnostusojitusten aiheuttama fosforikuorma on n. 50%, ja

kiintoainekuorma > 90% koko metsätalouden kuormituksesta

5 16.1.2018


Avohakkuu nostaa vedenpinnan tasoa

6 16.1.2018

Avohakkuu

Vedenpinnan taso kahdessa suometsikössä Keski-Suomessa. Vedenpinnan nousu

avohakkuun jälkeen keskimäärin n. 18 cm kun puuta poistettu n. 150 m3/ha


Vedenpinnan nousu lisää huuhtoumaa

7 16.1.2018

-> P-kuorman lisä: n. 1,5 kg/ha (3 v. aikana hakkuun jälkeen)

- Orgaanisen hiilen lisä: 200-400 kg/ha (3 v. aikana hakkuun jälkeen)

Fo

sfo

rik

uo

rma

g/h

a/v

Vedenpinnan syvyys, cm


Voidaanko jatkuvapeitteisellä metsänkasvatuksella

välttää kunnostusojituksia, avohakkuita ja

maanmuokkausta ojitetuissa turvemaametsissä?

8


Miksi jatkuvapeitteinen metsänkasvatus voisi

soveltua juuri turvemaille?

• Puustoissa ennestään erirakenteisuutta – etenkin korpikuusikoissa

• Hyödyntämiskelpoista alikasvosta usein runsaasti keskiravinteisilla ja

sitä rehevämmillä kasvupaikoilla

o Alkuperäisen suotyypin ominaispiirteiden vaikutus

o Alikasvoksen muodostumista suosiva päällyspuuston rakenne ja

uudistumisolosuhteet

• Kangasmaita edullisemmat uudistumisolosuhteet

9 16.1.2018


Mustikkakorpi Mustikkaturvekangas I

Ruohokorpi Ruohoturvekangas I


Sararäme Puolukkaturvekangas II

Ruohoinen sararäme Mustikkaturvekangas II


Korpiräme Puolukkaturvekangas I


Jatkuvapeitteisen metsänkasvatuksen edut ja haitat

- jos selvitään ilman kunnostusojituksia, uudistushakkuita ja maanmuokkauksia -

• Mahdollisia hyötyjä:

- Pienempi ravinnekuormitus

- Pienemmät kasvihuonekaasupäästöt

- Kustannussäästöt (kunnostusojitukset ja uudistamiskulut jäävät pois)

• Mahdollisia haittoja:

- Kalliimpi puunkorjuu ja pienemmät kokonaiskertymät

- Uudistumistulos ja taimen varhaiskehitys ja niiden vaikutus

metsikön jatkokäsittelyihin ja edelleen tulovirtaan

- Lahottajasienten leviämisen hallinta

Oleellista, että vedenpinta ei liian korkealla eikä liian syvällä

© Natural Resources Institute FinlandWTD, cm

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0Th

e r

ela

tive e

ffect

of D

M-o

pe

ratio

ns

on tre

e g

rwoth

(%

)

0

20

40

60

80

100

y=5.2314+103.5916/(1+e(-(x-25.1573)/4.6817))

r2

=0.651

Mikä on ”optimaalinen” vedenpinnan syvyys

puuston kasvulle?

- Kun vedenpinta 35-40 cm syvyydellä loppukesän olosuhteissa,

kunnostusojituksella ei kasvuvaikutuksia

- Kunnostusojituksella selviä kasvuvaikutuksia, jos vedenpinta alle 30 cm syvyydellä

ennen kunnostusojitusta

(Sarkkola ym. 2012) Ku

nn

os

tus

oji

tuk

se

n k

as

vu

nli

sä

(%

)

Vedenpinnan syyvyys ennen k-ojitusta, cm


Puuston vaikutus vesitalouteen

18 16.1.2018

Puuston tilavuus, m3 ha-1

0 100 200 300 400

Ve

de

np

inn

an

ta

so

ma

an

pin

na

sta

, c

m

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

Mittaushavainto

Malliennuste

Ennustettu havaintojen yläraja

Tasarakenteinen puusto

Sarkkola, Hökkä, Koivusalo, Nieminen, Ahti, Päivänen & Laine 2010


Puuston vaikutus vesitalouteen

19 16.1.2018

Puuston tilavuus, m3 ha-1

0 100 200 300 400

Ve

de

np

inn

an

ta

so

ma

an

pin

na

sta

, c

m

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

Mittaushavainto

Malliennuste

Ennustettu havaintojen yläraja

?

Eri-ikäisrakenteinen puusto

Sarkkola, Hökkä, Koivusalo, Nieminen, Ahti, Päivänen & Laine 2010


Jatkuvapeitteisen

metsänkasvatuksen tutkimus


Tutkimusryhmä

• Luke:

Raija Laiho, Hannu Hökkä, Mika Nieminen, Meeri Pearson,

Timo Penttilä, Markku Saarinen, Sakari Sarkkola, Sauli

Valkonen

• Helsingin yliopisto:

Kari Minkkinen, Paavo Ojanen, Markku Koskinen

• Ilmatieteen laitos:

Annalea Lohila, Mika Korkiakoski, Mari Pihlatie

21


Tavoitteena suometsien kasvatusvaihtoehtojen

kokonaisvaltainen tarkastelu

Pääkysymykset:

• Miten vedenpinnan taso vaihtelee erilaisten poimintahakkuu-

kiertojen aikana tai vapautetun kuusialikasvoksen kehityksen eri

vaiheissa (ilman kunnostusojituksia) ?

• Miten puusto kasvaa ja uudistuu erilaisten poimintahakkuiden

jälkeen?

• Miten paljon jatkuvapeitteisellä metsänkasvatuksella voidaan

vähentää turvemaiden metsätalouden kasvihuonekaasu- ja

vesistökuormitusta ?

22 16.1.2018


Koekohteet

23

Multian kokeen hakkuu maaliskuussa 2016

© Natural Resources Institute Finland24

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50

Rungon läpimitta, cm

Ru

nko

luku

, kp

l

Jäävä puusto

Laskennallinen runkolukujakauma

säännöllisen eri-ikäisrakenteiselle

puustolle tavoitellulla pohjapinta-alalla

Eri-ikäisrakenteeseen siirtyminenEri-ikäisrakenteen ”ainekset” valmiina olemassa

Lähtöpuusto

Korpilähtöiset kohteet

Markku Saarinen


0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50

Lähtöpuusto

Eri-ikäisrakenteeseen siirtyminenRunkolukujakauma yksi- tai kaksihuippuinen

25

Rungon läpimitta, cm

Ru

nko

luku

, kp

l

Laskennallinen runkolukujakauma

säännöllisen eri-ikäisrakenteiselle

puustolle tavoitellulla pohjapinta-alalla

Jäävä puusto

Korpilähtöiset kohteet

Markku Saarinen


Ote Pukkalan, Lähteen ja Laihon kirjasta:

Metsän jatkuva kasvatus


Tervola

Lintupirtti


9 m2Kuva: Hannu Hökkä

Tervola


17 m2

Kuva: Hannu Hökkä

Tervola


Multia

34

121

23

45

6

987

1 23

45

6

987

12

3

45

6

987

12

3

45

6

987

Kontrolli

ruutu 1 ppa 25 m2

ruutu 4 ppa 28 m2

Hakkuu (21.3.2016)

ruutu 2 ppa 29 m2 13 m2

ruutu 3 ppa 31 m2 13 m2


Kohde 10

Heinävesi

Kuusikko erirakenteiseksi

kahdella yläharvennustyyppisellä

väljennyksellä vertailunaan

hakkaamaton kontrolli

1.Kontrolli

2.Ppa 17 m2

3.Ppa 12 m2

1

3

4

5

6

2


30 m2HeinävesiKuva: Markku Saarinen


Kuusikko erirakenteiseksi

kahdella siirtymävaiheen

yläharvennustyyppisellä

väljennyksellä vertailunaan

hakkaamaton kontrolli

Kontrolli (21-30 m2)

Hakkuu 17 m2

Hakkuu 12 m2

Kaivettava kokoojaoja

(punainen), mittapato (musta

viiva) sekä vanhan ojan

tukkiminen (musta neliö)

1

2

34

5

6

9

8

7

5 1

2

34

5

6

9

8

7

6

1

2

34

5

6

9

8

7

1315 1

2

34

5

6

9

8

7

14

121

2

34

5

6

9

8

7

11

100 m

1

2

34

5

6

9

8

7

1

2

34

5

6

9

8

7

1

2

34

5

6

9

8

7

1

2

34

5

6

9

8

7

1

2

34

5

6

9

8

7

1

2

34

5

6

9

8

71

2

34

5

6

9

8

7

1

2

34

5

6

9

8

7

1

2

34

5

6

9

8

7

1

2

34

5

6

9

8

7

12

3

4

789

10

1

2

34

5

6

9

8

7

Jokaisella ruudulla pohjaveden

vaihtelun seurantapisteet

(mittausputket 9 kpl/ ruutu)

Janakkala Janakkala


Orivesi

Alikasvokset metsänviljelyn vaihtoehtona rehevimmissä

männiköissä


OrivesiMäntyvaltapuuston hakkuu ja

jäljelle jäävän erirakenteisen

kuusikon kasvatus. Kuusikkoa

jää korjuun jälkeen vaihtelevilla

pohjapinta-aloilla eri ruuduissa.

Ruutujen koko kummassakin

käsittelyssä n 30x50 m.

1 23

45

6

987

1 23

45

6

987

1 23

45

6

987

1 23

45

6

987

1 23

45

6

987

1 23

45

6

987

1 23

45

6

987

1 23

45

6

987

1

2

3

4

5 6

7

8

Avohakkuu

Mänty-ylispuuston

poisto

© Natural Resources Institute Finland16.1.201838

EC; ekosysteemin CO2-vaihdon

jatkuva mittaus 2009 - (IL)

Valunnan mittauspato

Automaattiset khk-kammiot

Sääasema

Ohitusoja, tehty 2012

PutkipatoLetto1

Lepo

Letto2

Letto3

Avohakkuu

Pohjavesimittaus-

ja manuaalikammio-

linjat (22 m)

Uusi kokoojaoja 2015

Ylispuuhakkuu, kaikki

mä pois (ko ja ku jää);

III/2016

TAMMELA

Mtkg (II), RhSR oj. 1970


Tammela

40 16.1.2018

Tuusula Mänttä-Vilppula

Kaistalehakkuut niukkaravinteisissa männiköissä

Kaistat 20-25 m leveitä


Kaistale-/pienaukkohakkuu niukkaravinteisessa rämemännikössä (Vatkg I)

Tuusula


Alustavia tuloksia


Alustavia tuloksia

45 16.1.2018

No

v

De

c

Ja

n

Fe

b

Ma

r

Ap

r

Ma

y

Ju

n

Ju

l

Au

g

Se

p

Oct

No

v

De

c

Ja

n

Fe

b

Ma

r

Ap

r

Ma

y

Ju

n

Ju

l

Au

g

Se

p

Oct

No

v

Ved

en

pin

nan

syvyys, cm

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

Ylispuuhakkuu

KontrolliN

ov

De

c

Ja

n

Fe

b

Ma

r

Ap

r

Ma

y

Ju

n

Ju

l

Au

g

Se

p

Oct

No

v

De

c

Ja

n

Fe

b

Ma

r

Ap

r

Ma

y

Ju

n

Ju

l

Au

g

Se

p

Oct

No

v

Ved

en

pin

nan

syvyys, cm

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

Avohakkuu

Kontrolli

Hakkuu

Avohakkuu

2015 2016

2015 2016

Vedenpinnan nousu

hakkuiden jälkeen kesä-

elokuu 2016:

- Avohakkuu: n. 20 cm

- Ylispuuhakkuu: n. 9 cm

Jäänyt puusto n. 70m3/ha

Hakkuiden vaikutus

vedenpinnan tasoon,

Tammela


Kontrolli 26 m2

Hakkuu 25 17 m2 (32%)

Hakkuu 26 13 m2 (50%)

Vedenpinnan nousu 5-10 cm

riippuen sadannasta ja

haihduntaoloista




haihduntaoloista



haihduntaoloista


Hakkuun jälkeinen vedenpinnan nousu suhteessa hakkaamattomaan

kontrolliin riippuu vedenpinnan syvyydestä;

Mitä kuivempaa ja mitä syvemmällä vesipinta on, sitä suurempi on

puuston haihdunnan merkitys


Hakkuiden vaikutukset valumaveden ainepitoisuuksiin, Tammela

Clearcut = avohakkuu

Control = hakkaamaton vertailu

Weir = ylispuuhakkuualueelta tuleva vesi

Kokonaistyppi

Kokonaisfosfori


Puiden ”stressimittaukset” –kuusen neulasten

yhteyttämiskapasiteetin palautuminen

June 10th

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Fv/F

m

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

ControlPine overstory removed

July 18th

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0August 31st

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

ONE-YEAR-OLD SPRUCE NEEDLES

Tree height (cm)

Meeri Pearson ym., julkaisematon aineisto


Metaanipäästöt riippuvat vedenpinnan tasosta

Multia, Havusuo

WT depth (cm)

0 10 20 30 40 50 60 70

CH

4 f

lux

(mg m

-2 d

-1)

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

ControlSelectively harvested



Poimintahakkuu ei lisännyt typpioksiduulin

päästöjä


Multia, Havusuo

WT depth (cm)

0 10 20 30 40 50 60 70

N2O

flu

x (m

g m

-2 d

-1)

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

ControlSelectivelyharvested

turvemaiden ojitusalueiden uudistaminen ja kasvatus vesiensuojelun näkökulmasta

Education