METSÄNTUTKIMUSLAITOKSEN TIEDONANTOJA 674,1998 Metsäntutkimuspäivä Pyhäsalmella 1996 Toimittaneet Mikko Moilanen Pekka Pietiläinen Tuula Väärä MUHOKSEN TUTKIMUSASEMA Kansi: Yläkuvassa luonnontilainen lyhytkortinen neva Suomussalmella vuonna 1976. Valokuva Jorma Issakainen. Alakuvassa väärävärikuva Muhoksen tutkimusalueesta heinäkuussa 1971. Metsikkökuvioiden mosaiikkimaisuus, eri puulajit ja puuston vaihteleva peittävyys erottu vat erilaisina värisävyinä. Kuvauskorkeus 2500 m. Valokuvattu prof. Heikki Paarman alkuperäisaineistosta. METSÄNTUTKIMUSLAITOKSEN TIEDONANTOJA 674,1998 Metsäntutkimuspäivä Pyhäsalmella 1996 Toimittaneet Mikko Moilanen Pekka Pietiläinen Tuula Väärä MUHOKSEN TUTKIMUSASEMA Moilanen, M., Pietiläinen, P. ja Väärä, T. 1998 (toim.). Metsäntutkimus päivä Pyhäsalmella 1996. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 674.126 s. ISSN 0358-4283, ISBN 951-40-1611-4. Hyväksynyt: Tutkimusjohtaja Matti Kärkkäinen 24.4.1998. Julkaisija: Metsäntutkimuslaitos, Muhoksen tutkimusasema, Kirkkosaarentie 7, FIN-91500 MUHOS. Puh. (08) 531 2200, faksi (08) 531 2211. Tilaukset: Metsäntutkimuslaitos, Helsingin tutkimuskeskus, Kaija Westin, Unioninkatu 40 A, 00170 HELSINKI. Puh. (09) 8570 5721, faksi (09) 8570 5717. Sisällys Dosentti Eero Kubin, Kenttäkokeet osana soveltavaa metsäntutkimusta 1 Luonnonsuojelupäällikkö Eero Kaakinen, Soidensuojelun nykytila Oulun läänissä 5 FL Juha-Pekka Hotanen, Metsänparannuksen vaikutus turvemaiden monimuotoisuuteen 7 MMT Erkki Ahti, Metsätalouden vesistövaikutukset turvemailla 21 MH Mikko Moilanen, Kannattaako suometsien lannoitus? 27 FT Pekka Pietiläinen, NOAA-lämpösatelliittikuvat metsämaiden käytön suunnittelussa 39 FM Jarmo Poikolainen, Epifyyttijäkälien runsaus havupuilla Pohjois-Suomessa vuosina 1985 ja 1995 49 FM Harri Lippo, Raskasmetallilaskeuma Oulun läänissä vuosina 1985-1995 55 Johtaja Teuvo Jurvansuu, Outokumpu Mining Oy, Pyhäsalmen kaivos 65 MMK Lasse Aro, Suopohjien metsityksen ravinnetaloudellisia näkökohtia 71 MH Pentti Niemistö ja FM Samuli Kemppainen, Turvetuotantoalueen valumavesien sadettaminen metsään: vaikutus puuston kuntoon ja kasvuun 79 MMT Jyrki Hytönen ja Antti Wall, Metsitettyjen turvepeltojen ja viereisten suometsien ravinnemäärät 97 Dos. Eero Kubin ja Mti Pentti Savilampi, Mäntytaimikon perkaustapa 107 Kirjoittajien yhteystiedot Dosentti Eero Kubin, Metsäntutkimuslaitos, Muhoksen tutkimusasema, Kirkkosaarentie 7,91500 Muhos, puh. (08) 531 2200 Luonnonsuojelupäällikkö Eero Kaakinen, Pohjois-Pohjanmaan ympäris tökeskus, Isokatu 9,90100 Oulu, puh. (08) 315 8300 FL Juha-Pekka Hotanen, Metsäntutkimuslaitos, Joensuun tutkimusasema, PL 6B, 80101 Joensuu,puh.(ol3)2sl 4000 MMT Erkki Ahti, Metsäntutkimuslaitos, Vantaan tutkimuskeskus, PL 18, 01301 Vantaa, puh. (09) 857 051 MH Mikko Moilanen, Metsäntutkimuslaitos, Muhoksen tutkimusasema, Kirkkosaarentie 7,91500 Muhos, puh. (08) 531 2200 FT Pekka Pietiläinen, Metsäntutkimuslaitos, Muhoksen tutkimusasema, Kirkkosaarentie 7,91500 Muhos, puh. (08) 531 2200 FM Jarmo Poikolainen, Metsäntutkimuslaitos, Muhoksen tutkimusasema, Kirkkosaarentie 7,91500 Muhos, puh. (08)531 2200 FM Harri Lippo, Metsäntutkimuslaitos, Muhoksen tutkimusasema, Kirkko saarentie 7, 91500 Muhos, puh. (08) 531 2200 Johtaja Teuvo Jurvansuu, Outokumpu Mining Oy, Pyhäsalmen kaivos, PL 51, 86801 Pyhäsalmi, puh. (08) 769 6111 MMK Lasse Aro, Metsäntutkimuslaitos, Parkanon tutkimusasema, Kairo niementie 54, 39700 Parkano, puh. (03) 44 351 MH Pentti Niemistö, Metsäntutkimuslaitos, Parkanon tutkimusasema, Kaironiementie 54, 39700 Parkano, puh. (03)44 351 FM Samuli Kemppainen, Metsäntutkimuslaitos, Muhoksen tutkimusasema, Kirkkosaarentie 7,91500 Muhos, puh. (08) 531 2200 MMT Jyrki Hytönen, Metsäntutkimuslaitos, Kannuksen tutkimusasema, PL 44, 69101 Kannus, puh. (06) 874 3211 MMK Antti Wall, Metsäntutkimuslaitos, Kannuksen tutkimusasema, PL 44, 69101 Kannus, puh. (06) 874 3211 Mti Pentti Savilampi, Metsäntutkimuslaitos, Muhoksen tutkimusasema, Kirkkosaarentie 7, 91500 Muhos. puh. (08) 531 2200 Eero Kubin 1 KENTTÄKOKEET OSANA SOVELTAVAA METSÄNTUTKIMUSTA Tutkimuspäivän avaus 3.12.1996 Pyhäsalmella Eero Kubin Muhoksen tutkimusasema perustettiin vuonna 1969 täyttämään ensisijaisesti Pohjanmaan-Kainuun metsäntutkimustarpeita. Sijaintipaikan valintaan vaikutti vuonna 1923 perustettuja Oulujoen kuuluisimman kosken mukaan nimetty Py häkosken kokeilualue (vuodesta 1980 Muhoksen tutkimusalue). Eduksi katsot tiin myös vuonna 1958 toimintansa aloittaneen Oulun yliopiston läheisyys. Lähel lä olevat kenttäkokeet, joista vanhimmat oli perustettu jo 1930-luvulla, tarjosivat mahdollisuuksia toiminnan nopeaan käynnistämiseen. Kenttäkokeisiin painottu va tutkimus on ollutkin leimaa antava piirre tutkimusaseman 27-vuotisen taipaleen aikana. Tämän päivän näkökulmasta Muhoksen tutkimusaseman koekenttien alueelli sesti kattava verkosto on jopa arvokkaampi kuin mitä kokeita perustettaessa on osattu arvioida. Esimerkiksi metsänuudistamisen kenttäkokeita on noin 250 ja tuhkan sekä muiden jäteaineiden käyttöön liittyviä kokeita on yli 200. Myös met säntutkimuspäivien sisältö on perinteisesti painottunut koekentiltä mitattujen uusien tutkimustulosten esittelyyn. Kenttäkokeet - sovellettavan tiedon perusta Kenttäkokeisiin perustuvan soveltamiskelpoisen tiedon tuottaminen on biologi sen metsäntutkimuksen keskeisiä tehtäviä. On hyvin vaikea kuvitella, että met sien hoitoa ja käyttöä suunnattaisiin ilman metsästä hankittua tutkimustietoa. Tunnemme Muhoksen tutkimusasemalla suurta mielihyvää siitä, että kokeemme ovat aina kiinnostaneet metsätalouden eri organisaatioita ja metsänomistajia. Esi merkiksi kuluneen maastokauden aikana olemme esitelleet tuloksia Pohjoismai den metsäntutkijoiden yhteistyölautakunnan hallitukselle, Metlan johtokunnalle, metsätalouden ympäristövaikutusten arvioinnin seurantatyöryhmälle, metsäor ganisaatioiden edustajille, ruotsalaisille tutkijakollegoille, metsäylioppilaillejne. Ja vanhatkin kokeet ovat kiinnostavia, kuten esim. Leppiniemen tuhkalannoituskoe vuodelta 1947. 2 Kenttäkokeet osana soveltavaa metsäntutkimusta Tiedon tuottamiseen ja tiedon tarpeeseen liittyvä pulma Kokeellinen maastossa tehty tutkimus on vääjäämättä hidasta, eikä se välttä mättä kiinnosta meritoitumisen ensisijaiseksi tavoitteeksi asettanutta tutkijaa. Varsinkin metsänuudistamistutkimuksissa nopeaa aikataulua ei ole olemassa kaan ja lyhyimmilläänkin soveltamiskelpoisia tuloksia saadaan vasta 5-10 vuo den kuluttua kokeen perustamisesta. Kun tähän aikatauluun verrataan viime vuosina nopeasti käyttöön otettuja uusia metsänhoitosuosituksia, ei tutkimuksel la ole kaikilta osin mitään mahdollisuuksia olla käytäntöä edellä. Jonkinasteinen ratkaisemattomuuden pulma on olemassa, vaikka metsätalouden organisaatiot toimivat hyvässä yhteistyössä tutkimuksen kanssa ja tutkijat tekevät parhaansa uusien tulosten aikaansaamiseksi. Aikaa ei kuitenkaan voi voittaa sen enempää tutkimusresursseilla kuin muilla kaan konsteilla, ja tutkimatta käyttöön otettuja menetelmiä punnitaan todellisuu dessa puuntuotannon osalta vasta ensiharvennuksessa. Kun kehitys mitä ilmei semmin on myös jatkossa tämän suuntaista, nousee vanhoihin kenttäkokeisiin sisältyvän tiedon hyödyntäminen uusista näkökohdista entistä tärkeämmäksi. Toisaalta on syytä muistaa, että luonnonsuojelunkin täytyisi nojata tieteellisiin perusteisiin. Tutkimustuloksista kertomisen kasvava merkitys Tutkimustulosten tieteellisen raportoinnin ohella vaaditaan jatkuvasti myös tulos ten muunlaista tiedottamista. Näistä hyvänä esimerkkinä ovat metsäntutkimus päivät, joissa erityisesti tutkimusasemat ovat jo pitkään kunnostautuneet. Mutta tämäkään ei riitä, vaan tarvitaan tiedon kansantajuistamista. Uudet, tiedeyhtei sön kritiikin läpikäyneet tutkimustulokset pitäisi kyetä esittelemään myös siinä ympäristössä, missä uusi tieto on hankittu. Tässä suhteessa retkeilyt kenttäko keille ovat arvokkaita, ja toimintaa tulisikin kehittää näitä valmiuksia paranta vaan suuntaan. Meidän olisi järjestettävä tutkimuspäiviä myös koekenttäretkei lyjen muodossa ja arvioitava näiden päivien antia metsätalouden harjoittajan näkökulmasta. Tämänkertainen tutkimuspäivä rakentuu suurelta osin suontutkimuksen tulosten esittelyyn. Muhoksen tutkimusaseman tutkijoiden esitelmien lisäksi olemme saa neet vahvistusta Parkanon, Joensuun ja Kannuksen tutkimusasemilta sekä Van taan tutkimuskeskuksesta ja Pohjois-Pohjanmaan ympäristökeskuksesta. Met säaiheista poiketen kuulemme lisäksi Pyhäsalmen kaivostoiminnan esittelyn. Eero Kubin 3 Kehittymisnäkymiä Metsäntutkimuslaitoksen kuin myös muidenkin organisaatioiden toimintaa on viime vuosina kehitetty. Tutkimusasemien osalta tämä on merkinnyt toiminnan jäntevöitymistä mm. vuosittain laitoksen johdon kanssa käytävien tuloskeskuste lujen muodossa. Kaikille tutkimusasemille on myös laadittu oma toiminta-ajatus: Muhoksen tutkimusaseman osalta se kuuluu seuraavasti: Tutkimme ja kehi tämme erityisesti Pohjanmaan-Kainuun metsäluonnon erityispiirteet huo mioonottavia metsänhoidon menetelmiä. Lisäksi tutkimme puiden kasvua ja metsäympäristön tilassa tapahtuvia muutoksia. Tutkimustoiminnan painoaloja ovat metsänuudistaminen ja sen ympäristövaiku tukset, suometsien ravinnetalous sekä hies- ja rauduskoivun kasvatus. Lisäksi keskeisellä sijalla ovat puuvarojen käyttömahdollisuudet Pohjanmaalla ja Kai nuussa, pienpuun käytön lisääminen sekä metsien terveydentilaan ja laskeumaan liittyvät tutkimukset. Kenttäkokeet osana soveltavaa metsäntutkimusta 4 Eero Kaakinen 5 SOIDENSUOJELUN NYKYTILA OULUN LÄÄNISSÄ Eero Kaakinen Maamme soidensuojelun tärkeimmät päätökset tehtiin vuosina 1979 ja 1981, jolloin valtioneuvosto vahvisti periaatepäätöksillään valtakunnallisen soidensuo jelun perusohjelman. Suojeltua suoalaa sisältyy lisäksi kansallis-ja luonnonpuis toihin sekä eräisiin muihin perustettuihin suojelualueisiin. Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun seutukaavoissa on varattu soidensuojeluun useita muitakin kohteita. Kaikkiaan Oulun läänin suoluontoa on näillä päätöksillä suojeltu tai varattu suo jeltavaksi n. 150 000 hehtaaria eli runsaat 5 prosenttia alkuperäisestä suoalasta. Valtioneuvosto vahvisti kesäkuussa 1996 Pohjois-Suomen vanhojen metsien suo jeluohjelman. Metsiä vähemmälle huomiolle on jäänyt, että päätös samalla takaa merkittävän laadullisen ja määrällisen lisän pohjoisen suoluonnon suojeluun. Poh jois-Pohjanmaalla ja Kainuussa uutta suoalaa tulee suojeluun tässä yhteydessä yli 30 000 hehtaaria. Määrää oleellisempaa on kuitenkin, että uusi suojeluala kohdistuu vanhoja päätöksiä enemmän korpiin ja puustoisiin, ohutturpeisiin rä meisiin. Metsä-ja suoluonnon pienpiirteistä vuorottelua sekä siten myös metsän ja suon häiriintymättömiä vaihettumisvyöhykkeitä tulee tällöin runsaasti lisää suojelun piiriin. Euroopan Unionin Natura 2000 -verkostoon ehdotettavia kohteita valmistellaan unionin jäsenmaissa paraikaa. Vaikka tuleva ehdotus perustuukin Suomessa hy vin pitkälti olemassaoleviin suojelualueisiin ja hyväksyttyjen suojeluohjelmien kohteisiin, uutta suojeltavaa suoalaa on tarkoitus jonkin verran sisällyttää ehdo tukseen. Tämä perustuu siihen, että EU:n suojelukriteeristössä soiden luonto tyyppejä arvostetaan suuresti. Laadulliset täydennystarpeet kohdistuvat Poh jois-Pohjanmaalla ja Kainuussa eritoten aapasuoluontoon, lettoihin ja maanko hoamisrannikon nuoriin soihin. Luonnontilaisten soiden ala kaventui vielä viime vuosiin asti nopeasti. Tilanne on kuitenkin nyt selvästi muuttunut. Metsätaloudellista uudisojitusta ei enää tueta valtion varoin. Turvetuotannon ympäristövaikutusten arviointi on kehittynyt, mikä aiempaa selvemmin kohdentaa uudet turvetuotantohankkeet luonnonsuojelun kannalta vähempiarvoisille soille. Soidensuojelun nykytila Oulun läänissä 6 Uusi, vuodenvaihteessa tai alkuvuodesta voimaan astuva luonnonsuojelulaki tuo uusia keinoja luonnonsuojeluun. Perinteinen luonnonsuojelualueiden perustamis menettely täydentyy mm. eräiden luontotyyppien sekä ns. erityisesti suojeltavi en lajien elinympäristöjen "automaattisella" suojelulla. Luonnonsuojelulain kans sa samanaikaisesti voimaan tuleva uusi metsälaki puolestaan turvaa mm. letto jen ja rehevien korpien säilymistä talousmetsäalueilla. Juha-Pekka Hotanen 7 METSÄNPARANNUKSEN VAIKUTUS SOIDEN MONIMUOTOISUUTEEN Juha-Pekka Hotanen Johdanto Luonnon monimuotoisuus eli biodiversiteetti on Rion ympäristökokouksen v. 1992 jälkeen muodostunut melkeinpä taikasanaksi. Käsitteenä biodiversiteetti on väl jä. Se tarkoittaa kaikkea sitä luonnollista vaihtelua, jota maapallon elollisissa ilmi öissä esiintyy kaikilla alueellisen, ajallisen ja ekologisen hierarkiarakennelman tasoilla (Kouki 1993). Se on vaihtelevuutta luonnon rakenteissa ja toiminnoissa. Biodiversiteetin suojelulla pyritään tämän vaihtelevuuden säilyttämiseen. Edellä mainittu hierarkisuus on ymmärrettävissä vaihteluksi mm. seuraavilla eri tasoilla: (1) geenit populaatioiden sisäinen ja välinen vaihtelu yksilöiden perin nöllisessä rakenteessa, (2) lajit lajirunsaus ja sen vaihtelu sekä (3) ekosystee mit elinympäristöjen ja ekosysteemien kirjo. Erotetaan myös käsitteet alfa-, beta-ja gamma-diversiteetti. Alfa-diversiteetilla tarkoitetaan kasvupaikan tai pienhabitaatin lajirunsautta ja sen tunnuksia. Beta-diversiteetti kuvaa lajiston erilaisuutta (esim. suokasvupaikkojen välillä) ja/tai vaihtumisnopeutta gradien teilla. Gamma-diversiteetti ymmärretään yhteisörakenteen vaihteluksi maisemal lisella tasolla. Suomessa tiedetään jo vanhastaan kohtalaisesti metsäluonnon monimuotoisuu desta. Esimerkiksi tieto kasvupaikkojen ajallisestaja alueellisesta vaihtelusta sekä metsien ja soiden kasvilajistosta on käännettävissäja osin jo käännettykin 'BD kielelle' (Reinikainen 1995 a). Tutkimuksen ja viime kädessä monimuotoisuuden hoidon näkökulmasta on oleellista pyrkiä diversiteetin eri tasojen vuorovaikutus ten ja syy-seuraussuhteiden analyysiin. Maassamme on tämän vuosisadan alussa ollut luonnontilaista suota n. 10,4 milj. ha. (Päivänen 1990), josta lähes 5,7 milj. haon ojitettu metsänkasva tusta varten. Pyöreästi joka kuudes hehtaari Suomen pinta-alasta on ojitettua turvemaata. Etelä-Suomessa peräti n. 75 % suopinta-alasta on ojitettu. Toimeli aimmat ojitusvuodet sattuivat 1960-ja 70-luvuille. Ojitusalueista lähes kolme viidesosaa edustaa muuttumia (II kuivatusvaihe), loppu jakautuu lähes tasan oji koiden (I) ja turvekankaiden (III) kesken (Tomppo & Henttonen 1996). Viime 8 Metsänparannuksen vaikutus soiden monimuotoisuuteen aikoina soiden uudisojitus on miltei loppunut, ja ojituksessa on keskitytty kunnos tusojitukseen. Metsäojitusta, soiden maataloudellista hyväksikäyttöä (n. 700 000 ha) (Lappa lainen & Hänninen 1993) ja turpeennostoa (n. 48 800 ha) (Turveteollisuustilas toja 1994) on seurannut ekologinen mullistus. Vain metsätalous on jättänyt suon muuttumaan pääosin luonnonvaraisena ekosysteeminä. Siksi metsänparannus toimenpiteiden vaikutukset ovat tieteellisesti kiinnostavampia kuin "täystuhot", joiden tulokset summittain tiedetään (Reinikainen 1980). Monimuotoisuustarkastelussa on määriteltävä mihin eliöryhmään se kohdistuu. Ottaen huomioon monimuotoisuus-käsitteen laajuuden ja eliöryhmien kirjon on seuraavassa mahdollisuus vain muutamiin esimerkkeihin ja luonnehdintoihin metsäojituksen (suometsätalouden) vaikutuksista turvemaaekosysteemien bio diversiteettiin. Ojituksella on myös (ollut) vaikutuksensa soiden alapuolisten ve sien eliöstöön ja monimuotoisuuteen. Vesiensuojeluohjeet ja -määräykset ovat kin kiristyneet viime vuosina. Aluskasvillisuus Vesi-ja ravinnetekij öiden vaihteluja yhdistelmämahdollisuudet ovat soilla suu ret. Tämä aiheuttaa suokasvupaikkojen moninaisuuden (Eurola ym. 1994). Il matilan lisääntyessä ojituksen seurauksenajuuristojen toimintaedellytykset pa ranevat, hajottajien toiminta vilkastuu ja ravinteiden kierto nopeutuu (Päivänen 1990). Ojitus vaikuttaa kuitenkin kasvien ravinteiden ottoon siten, että viljavia kasvupaikkoja suosivat lajit yleensä vähenevät. Tämä liittyy kuivumiseen ja hap pamuuden kasvuun ja sitä kautta kasvien ravinteiden saantia säätelevään vaih tokapasiteettiin. Kasvit tuottavat vetyioneja ja vaihtavat niitä kasvualustan emäs ravinteisiin. Kun ojituksen seurauksena vesitilavuus pienenee ja happamuus kas vaa (Vahtera 1955), kasvupaikalle leviää laji, jonka vaihtokapasiteetti on koste ammalla alustalla viihtyvän laj in vaihtokapasiteettia korkeampi (Puustjärvi 1968). Vesi-ja ravinnetalous kytkeytyvät näin toisiinsa. Ojitus muuttaa kasvualustaa hydrologisesti tarkastellen yleensä mätäspinnaksi (Eurola & Holappa 1984). Hyvän vaihtokapasiteetin omaavat karujen kasvu paikkojen mätäspintalajit, esim. suovarvut, saattavat tilapäisesti hyötyä, kun taas pienemmän vaihtokapasiteetin väli-jarimpipintalaj it taantuvat ja häviävät. Mo net neva-ja lettolajit vaativat runsaasti kosteutta ja useimmiten myös valoisuut ta. Ne häviävät helposti kasvillisuuden sulkeutuessa ojituksen seurauksena (Pie nimäki 1982, Laine ym. 1995, Hotanen ym. 1996). Selvää on, että suokasvise koitus ojitetuillaturvemailla lisääntyy kohti pohjoista humidimman ilmaston vuoksi. Juha-Pekka Hotanen 9 Ojituksenjälkeinen sukkessio, joka voidaan jakaa kahteen osittain päällekkäiseen vaiheeseen, kuivumis-jametsäsukkessioon (Reinikainen 1984), on kasvilajilu kua (ja useita muita alfa-diversiteettitunnuksia) tilapäisesti kasvattava (kuva 1). Parinkymmenen vuoden päästä ojituksesta saavutetaan lajiluvun huippu. Kuva 1. Kenttä- (yllä) ja pohjakerroskasvien (alla) lajilukumäärä ja Shannonin diversiteetti-indeksi (H') ( Kouki 1993) suotyypeittäin eri havaintokerroilla Teu ravuoman koeojitusalueella Länsi-Lapissa (ojitus v. 1933). Läsnä ovat tällöin sekä suo- että metsälajit. Vain runsaasti kosteutta vaativat lajit ovat kadonneet. Perussääntö on: mitä viljavampi ja kosteampi kasvupaikka, sitä nopeampi sekundaarisukkessio (Sarasto 1961). Lajimäärän maksimi saavu tetaan viljavilla suotyypeillä yleensä aikaisemmin kuin karuilla tyypeillä, ja laji määrän nousu on sitä suurempi mitä runsaslajisempi suotyyppi on alunperin ol lut. Myöhemmin varsinkin suolajien määrä laskee sitä nopeammin mitä ravintei sempi suo on, mikä on yhteydessä myös puuston nopeaan kehitykseen (Reini kainen 1984, Laine ym. 1995, Vasanderym. 1996). Turvekangasvaiheessa, ojitusalueen siirryttyä vallitsevasti metsäsukkession pii riin, varsinkaan karujen kasvupaikkojen lajilukumäärä ei paljon poikkea ojitta mattomaan verrattuna (Laine ym. 1995, Reinikainen 1995 b). Lajit ovat kuiten kin erilaisia alkuperäiseen suokasvupaikkaan verrattuna. Tämän vuoksi pelkkä Metsänparannuksen vaikutus soiden monimuotoisuuteen 10 lajilukumäärä on huono monimuotoisuuden mitta. Suo on tuskin saanut uusia kasvilajeja, mutta on menettänyt suolajeja: esim. Vilppulan Jaakkoinsuon kasvi lajisto on kokonaismäärältään n. 60 % alkuperäisestä (Reinikainen 1984). Me netettyjen joukossa saattaa olla maakunnallisesti tai jopa valtakunnallisesti har vinaisia. Monimuotoisuus on siten aina myös mittakaavakysymys. Tämä on alue ekologisen suunnittelun peruslähtökohtia. Pienentäessään radikaalisti suokasvupaikkojen välisiä vesitalouseroja ojitus muut taa lukuisia luonnontilaisia suotyyppejä kohti harvalukuisia kangasmaiden met sätyyppejä (vrt. Reinikainen 1984). Tällöin sukkession edetessä kasvillisuuden kokonaisvaihtelu ja siten tyyppien välinen vaihtelu eli beta-diversiteetti pienenee (mm. Hotanen & Vasander 1992, Vasander ym. 1996). Vaikka suon entisyyden leima säilyy pitkään myös turvekankaiksi kehittyvissä suometsissä (Reinikainen 1988), on selvää, että turvekangastyyppejä on paljon vähemmän kuin suotyyp pejä (Laine & Vasander 1990). Soiden lisämääreitä myös ojitusalueilla sovelta malla tulevat myös monimuotoisuusnäkökohdat luokittelussa paremmin huomi oon otetuksi (Huikari 1995). Metsäojitus korostaa reuna-ja keskustavaikutuksen merkitystä kasviyhteisöjen koostumusta määräävänä tekijänä luonnontilaisten soiden trofian ja kosteuden sijaan (Eurola ym. 1995, Hotanen ym. 1996). Reunavaikutusmuodoista kyse on metsänkasvatuksellisesti tärkeästä korpisuudesta ja sen myötävaikutuksella no peasta ja tyypillisestä tkg-sukkessiosta (Reinikainen 1989). Tehokas ojitus useim miten katkaisee luhtaisuus-ja lähteisyys-reunavaikutuksen. Kaikki (luonnonti laiset) reunavaikutusmuodot ovat merkittäviä monimuotoisuuden lähteitä. Luonnontilainen suo (suoyhdistymä, suoalue) voi olla hyvin erilaisten kasviyhtei söjen muodostama: avosoita, puoliaukeita rämeitä, runsaspuustoisia, mäntyval taisia rämeitä sekä korpimetsiä kuusikoista sekametsiköihin. Kuvioiden rajat ovat joko liukuvia tai jyrkkiä, myös ympäröiviin kangasmetsiin nähden. Tästä syntyy vaihtelua - tosin vaikeasti mitattavaa - jolla on merkitystä paitsi ihmiselle maise mana myös muille eliöille, esim. linnuille ja nisäkkäille niiden elinympäristönä. Suon onnistuneesti metsityttyä ojituksen seurauksena se ei juuri erotu ympä röivästä metsämaisemasta (Reinikainen 1995 b). Gamma-diversiteetti on tällöin alentunut. Puusto Oj itushetkellä vallitseva puuston eri-ikäis-ja erikokoisrakenne säilyy ja jopa ko rostuu ojituksen jälkeen (Hökkä & Laine 1988, Uuttera ym. 1996 a). Uutteran ym. (1996 a) mukaan ojituksen ja mahdollisen kunnostushakkuun vaikutus näkyi mm. puiden lukumäärän ja läpimittajakauman vaihteluvälissä niin rämeillä kuin korvissa siten, että tunnukset saivat pienimmät arvonsa ojikkovaiheen metsi Juha-Pekka Hotanen 11 köissä, jonkajälkeen vaihtelu lisääntyi ylittäen ojittamattomien soiden arvot vii meistään turvekangasvaiheessa (kuva 2). Tähän voi osaksi vaikuttaa se, että Suomessa ojittamattomat suot eivät välttämättä ole luonnontilassa, vaan puustoa on saatettu käsitellä harsintahakkuiden tapaisesti poistamalla järeintä ja vanhinta puustoa (Päivänen 1990). Esimerkiksi luonnontilaiset suot Venäjän Karjalassa saivat suurempia puuston rakennetunnusten arvoja kuin vastaavalla maantie teellisellä leveydellä ja vastaavilla ravinteisuustasoilla esiintyvät ojittamattomat suot Suomessa. Myös keski-iältään luonnontilaiset venäläiset suopuustot olivat suomalaisia ojittamattomien soiden puustoja vanhempia (Uuttera ym. 1996 b). Uutteran ym. (1996 a) tutkimuksen mukaan puuston rakenteen monimuotoisuus lisääntyi kasvupaikan ravinteisuustason kohotessa niin korvissa kuin rämeillä. Sen sijaan omistajaryhmittäisiä eroja suopuustojen rakenteessa ei havaittu päin vastoin kuin kivennäismaiden metsissä, joissa yksityisten omistamissa metsissä rakennevaihtelu oli suurinta (Maltamo ym. 1996). Ojitus voi aiheuttaa kasvuolo suhteissa niin suuren muutoksen, että mahdolliset omistajaryhmittäiset erot kun nostushakkuissa saattavat peittyä kasvureaktion alle tai sitten ojitus ja sitä mah dollisesti seuraava kunnostushakkuu on tehty samalla intensiteetillä omistajaryh mästä riippumatta. Asiaan voi vaikuttaa myös se, että tähän mennessä ojitus aloilla on tehty suhteellisen vähän metsänhoitotoimenpiteitä (Paavilainen & Päi vänen 1995). Luonnontilaisten soiden puustot ovat aitoja korpia lukuun ottamatta yleensä har voja ja puusto on jakaantunut epätasaisesti, erityisesti nevamaisilla rämeillä ja korvilla(mm. Päivänen 1990). Ojituksen jälkeen puustot alkavat täydentyä auk kopaikkojen täyttyessä taimiaineksesta. Ojituksen aiheuttama välitön reaktio, var sinkin ravinteisimmilla sekatyypeillä, on pieniläpimittaisten puiden, etupäässä koivun voimakas lisääntyminen. Runkoluvusta laskettu osuus lisääntyy korpityypeillä pohjoiseen ja rämeillä etelään päin siirryttäessä. Pienten puiden lukumäärän li sääntyminen hidastunee vasta metsiköiden saavuttaessa kehitysvaiheeseensa nähden täystiheyden (Hökkä & Laine 1988). Vaikka puuston ryhmittyneisyy destä johtuva aukkoisuus väheneekin ojituksesta kuluvan ajan myötä, on ojitus alueille edelleen ominaista puuston ryhmittyneisyys, erityisesti korpien ja rämei den sekatyypeillä. Toisaalta myös ojitus aiheuttaa kehittyvään puustoon epäta saisuutta: puiden kasvu on yleensä sitä parempaa, mitä lähempänä ojia ne kas vavat (Päivänen 1990). On todennäköistä, että luontaisen uudistamisen tai met sänviljelyn jälkeen syntyneissä toisen puusukupolven ojitusaluemetsissä puuston rakennekehitys on lähempänä kangasmaametsien kehitystä (Hökkä & Laine 1988). 12 Metsänparannuksen vaikutus soiden monimuotoisuuteen Kuva 2. Eräitä suopuustojen rakennetunnusten arvoja Keski-ja Etelä-Pohjan maan, Keski-Suomen, Pohjois-Savon ja Pohjois-Karjalan metsälautakuntien alueella ojitussukkessiovaiheittain (It = ojittamaton, oj = ojikko, mu = muuttu ma, tkg = turvekangas). Aineisto: 8. VMI (ks. tarkemmin Uuttera ym. 1996 a). Juha-Pekka Hotanen 13 Sienet, linnut ja selkärangattomat Hajottajaeliöinäjametsäkasvien sienijuurisymbiontteina suursienten runsaus on suon metsäisyydestäja puiden kasvusta riippuvainen: korpisoilla sekä lajimäärä että biomassa ovat suurimmat, rämeillä paljon pienemmät ja nevoilla lähes ole mattomat (Saari & Salonen 1983). Ojitus saa suursienistössä aikaan lajimäärän ja sadon kasvun. Ojituksesta, jota lannoitus voi vielä tehostaa, hyötyvät mm. monet rousku-, tatti-ja haperolajit (esim. Salo 1981, 1993). Selvää on, että eri koistuneet suolajit kuten esim. uhanalaiset lettosataheltta, sammaltorvikka ja kosteikkomörsky katoavat. Suolinnuston rakenne vaihtelee suotyypin ja suoyhdistymätyypin mukaan. Osa soiden tyypillisestä, linnustosta on vain soilla esiintyvää, mutta Etelä-Suomessa soilla on merkitystä myös pohjoisen lajiston elinympäristönä. Linnuston muutos ojituksen jälkeen myötäilee metsittymistä (Väisänen & Rauhala 1983, Reinikai nen 1995 b). Kahlaajat (poikkeuksena metsäviklo) katoavat nopeasti ja avomaan pikkulinnut kuten esim. keltavästäräkki, kiuru ja niittykirvinen metsikön sulkeu tuessa. Jo muutenkin runsaat metsälajit yleistyvät. Riistalinnuista esim. teeri on monin paikoin hyötynyt metsäojituksesta samoin kuin riistalajeista keskeisin, hir vi. Erityisesti alueilla, joilla kangasmetsät ovat luontaisesti valtaosaltaan karu ja, syntyvät rehevämmät turvepohjaiset metsätyypit voivat lisätä linnuston biotoop pivalikoimaa. Avoimien suomaiden ekologista merkitystä tämä ei tietenkään kor vaa. Monille selkärangattomille, esim. perhosille ja hämähäkeille sekä maaperäeliös tölle on tyypillistä suuri erikoistuminen niin elinympäristöiltään kuin toiminnoil taan. On selvää, että ojitus aiheuttaa muutoksia. Kahden ensiksi mainitun ryh män lajiston tiedetään köyhtyvän (mm. Koponen 1985, Mikkola 1987, Väisänen 1988). Ojituksen jälkeen monilukuisen maaperäeliöstön yksilömäärät kasvavat ja maaperän toiminta vilkastuu hapekkaan pintakerroksen paksuunnuttua (esim. Vilkamaa 1981, Markkula 1986). Mutta vaikuttaako metsäojitus suolajiston di versiteettiä alentavasti ja muun lajiston diversiteettiä lisäävästi, on pitkälti vain todennäköisyyksien varassa. Metsäojitus ja uhanalaisuus Suoluonnon suureen muutokseen nähden uhanalaisten suoeliölajien määrä on pieni: 83 lajia eli 5 % tunnetuista uhanalaisista lajeista (Taulukko 1) (Rassi ym. 1992). Tähän on syynä melko kattava soidensuojelu, mutta myös ojituskohteiden valintakriteerit. Karuja soitaja viljaviakaan avosoita ei ole kovin herkästi ojitettu etenkään Suomen pohjoispuoliskossa. Suojeltu suopinta-ala koko maassa on n. 838 000 ha, mikä on 8 % alkuperäisestä suoalasta ja 30 % suojellusta kokonais 14 Metsänparannuksen vaikutus soiden monimuotoisuuteen maa-alasta (Aapala & Lindholm 1995). Pohjois-Suomessa suojeltujen soiden osuus kokonaissuopinta-alasta on 13 %, mutta Etelä-Suomessa vain 2 %. Kaikkiaan ojituksen (+ turpeennoston) lasketaan olevan ensisijaisena syynä 87 la jin ja yhtenä syynä 129 lajin uhanalaisuuteen (taulukko 2). Uhanalaisuudessakin on eri asteita. Lajeista, joiden ensisijainen uhka on ojitus (+ turpeennosto), lie vimpään eli silmälläpidettävään ryhmään kuuluu 63 %. Lajeista, joiden yhtenä uhanalaisuuden syynä on ojitus, kuuluu silmälläpidettäviin 58 %. Kaikkiaan maam me 1 692 uhanalaisesta lajista valtaosa eli 61 % kuuluu tähän ryhmään (Rassi ym. 1992). Taulukko 1. Valtakunnallisesti uhanalaisten lajien lukumäärä soiden päätyyppi ryhmien mukaan (Rassi ym. 1992). Taulukko 2. Ojituksen ja turpeenoton vaikutus uhanalaisuuteen eliöryhmittäin (sulkeissa lajien määrä, joiden vähenemiseen/uhanalaisuuteen tekijä on yhte nä syynä, mutta ei ensisijaisena) (Rassi ym. 1992). Valtaosa uhatuista suolajeista on lettosoiden putkilo-ja itiökasveja sekä selkä rangattomia (taulukko 1). Ensisijaisesti metsäojituksen ja turpeenoton arvioidaan hävittäneen maastamme (Ahvenanmaalta) vain yhden lajin, hentosiipisammalen (Fissidens gracilifolius) (toissijaisena syynä kemialliset haittavaikutukset) (Rassi ym. 1992). Ojitus on yhtenä syynä muiden joukossa ollut uhanalaistamassa val takunnallisesti kahta lintulajia, muuttohaukkaaja kaakkuria. Muuttohaukan kan ta on nyt vahvistunut ja pesimäympäristöjen suojelu parantunut soidensuojeluoh jelman toteuduttua. Kaakkuri kuuluu silmälläpidettäviin taantuneisiin lajeihin (Rassi ym. 1992). Soitten kuivatus on voimakkaasti vähentänyt joitakin, lähinnä viljavia ja kasvilli suudeltaan rikkaita suotyyppejä varsinkin Etelä-Suomessa. Kasvitieteellisin pe Selkä- Selkä- Putkilo- Itiö- yht. rankaiset rangattomat kasvit kasvit Letot _ 8 15 15 38 Nevat 1 5 - 4 10 Rämeet - 12 1 2 15 Korvet - 3 5 9 17 yht. 1 29 21 32 83 Selkä- Selkä- Putkilo- Itiö- yht. rankaiset rangattomat kasvit kasvit 2(3) 30 (37) 23 (37) 32 (52) 87(129) Juha-Pekka Hotanen 15 rustein erotetuista noin sadasta suotyypistä uhanalaisia on 12 tyyppiä, lisäksi kasvillisuusvyöhykkeittäin uhanalaisia on 11 tyyppiä. Ne ovat pääasiassa lettoja, lähteikköjä, reheviä korpia ja puustoisia luhtia (Aapala & Lindholm 1995). Voidaan myös kysyä: jos ojitus ei ole täysin hävittänyt yhtään suotyyppiä, mutta on luonut uusia turvemaan tyyppejä, eikö ojitus ole jossain skaalassa lisännyt kasvupaikkavaihtelua? Tällöin on kuitenkin otettava huomioon alueellisuus ja sen eri tasot (mittakaava) ja se, ettei ojitus tiettävästi ole pelastanut lajeja uhanalai suudelta saati mahdollistanut uusien metsä-ja suolajien esiintymistä turvemailla. Kyse on monipuolisen suoluonnon alueellisesta kattavuudesta (Aapala ym. 1996). Suoyhdistymätasolla edustavien, suojeltujen yhdistymien verkko tihenee ja para nee pohjoista kohti. Verkko sisältää kaikilta suokasvillisuusvyöhykkeiltä vähin tään yhden yhdistymätyypin edustajan (Aapala & Lindholm 1995). Lisäsuojelun tarvetta on erityisesti maan eteläpuoliskossa viimeisten laajojen, lähes luonnonti laisten suoyhdistymien kohdalla. Loppuponsia Monimuotoisuuden, uhanalaisuuden ja suojelun näkökulma edellyttäisi nykyistä kattavampaa tietoa eliömuutoksista ojituksen seurauksena. Toistaiseksi tiede tään jokseenkin riittävästi vain aluskasvillisuudesta ja puustosta. Tosin aapasuo vyöhykkeeltä on esitetty hyvin vähän tietoja ojitusalueiden kasvillisuuden raken teesta, vaikka noin puolet maamme ojitushehtaareista sinne sijoittuukin (vrt. Hotanen ym. 1996). Turvaamalla luonnontilaisten suokasvupaikkojen kirjoa pe lastetaan 'tietämättäkin' paljon. Uusien metsä-ja luonnonsuojelulakien ansiosta turvemaiden uhanalaisuustilanne helpottuu entisestään. Lehtipuusekoituksen kasvulla, mitä tapahtuu mm. ojituksen jälkeen, tiedetään olevan edullisia vaikutuksia metsien eliöstölle ja monimuotoisuudelle. Sovelta malla uusimpia metsänkäsittelyohjeita voidaan ojitettujen turvemaiden talous metsissä hoitaa metsäluonnon, mutta ei juuri suoluonnon monimuotoisuutta. Viime aikoina on alkuperäisten soiden suojelun ohella tullut esille ojitettujen tur vemaiden aktiivinen luonnontilan palauttaminen (Heikkilä & Lindholm 1995). Menettelytapa tullee kysymykseen lähinnä suojelualueilla, joilla monesti on myös ojitusalueita. Palauttamiseen on vaikuttanut myös se, että osa ojituksista alu eellisesti ja eri inventointien mukaan vaihtelevasti (Saarinen 1994) on osoit tautunut metsätaloudellisesti epäonnistuneiksi. Soiden puuston vuotuinen kasvu oli (1989-1994) yhteensä 17,8 milj. m 3, mikä on 24 % puuston kokonaiskasvusta. Ojitetuilla soilla kasvu oli 14,9 milj. m 3, josta Etelä-Suomen soilla 10,8 milj. m 3 (Tomppo & Henttonen 1996). Metsäojituksel 16 Metsänparannuksen vaikutus soiden monimuotoisuuteen la aikaansaaduksi vuotuiseksi kasvunlisäykseksi on laskettu n. 9 milj. m 3 eli lä hes 12 % Suomen metsien vuotuisesta kokonaiskasvusta (Keltikangas 1990). Luku tulee kasvamaan ja myös hakkuumahdollisuudet paranemaan ojitusmetsi en rakenteen muuttuessa kohti varttuneempia kehitysluokkia. Toisella puolen vaakakupissa on suoluonnon väheneminen ja ojitusten muut ympäristövaikutuk set. Suometsät ovat kalliimpia hakata kuin kangasmetsät (hakkuukertymä, ojasto). Osa tarvittavista hakkuista, esim. ensiharvennukset, saattaa jäädä rästiin. Tämä edelleen lisää puuston heterogeenisuutta. Ojitusmetsien vanhetessa niihin voi alkaa kertyä yhä enemmän hakkuusäästöä, jopa lahopuuta. Kunnostusojituskel poisiakin turvemaita saattaa jäädä kunnostamatta. Lahopuun määrä lisääntyy. Sen vähäisyys on yksi keskeisimmistä uhanalaisuuden syistä. Biodiversiteetti on yksi näkökulma luonnon tarkasteluun. Luonnonsuojelun kan nalta se on tarpeellinen käsite, vaikka paikallisen tason työvälineenä sitä on mo nesti hankala ja arveluttava käyttää. Professori Olli Järvisen (sit. Kouki 1993) sanoin: "..perussääntönä tulisi pitää huomion kohdistamista uhanalaisten aluei den pelastamiseen - ei niinkään esim. 'diversiteetin säilyttämiseen'. Sekädiver siteetin mittaaminen että tulkinta ovat mielenkiintoisia teoreettisen ekologian kysymyksiä, mutta suojelualueiden suunnittelussa tehtävänä on turvata alkupe räistä luontoa eikä 'diversiteettiä'". Tarkasteltaessa maamme suoluontoa kokonaisuutena, ja olkoonpa näkökulma suometsätalouden, monimuotoisuuden, uhanalaisuuden tai suojelun, voidaan osoit taa, että turvemaista huolehtineet ovat onnistuneet tehtävässään vähintään koh tuullisesti. Kirjallisuus Aapala, K. & Lindholm, T. 1995. Valtionmaiden suojellut suot. Metsähallituksen luonnonsuojelujulkaisuja. Sarja A, No 48. 155 s. Aapala, K., Heikkilä, R. & Lindholm, T. 1996. Protecting the diversity of Finnish mires. In: Vasander, H. (ed.), Peatlands in Finland: 45-57. Finnish Peatland Society. Eurola, S. & Holappa, K. 1984. Luonnontilaisten soiden ekologia ja soiden met säojituskelpoisuus. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 148: 90-108. Eurola, S., Huttunen, A. & Kukko-oja, K. 1994. Suokasvillisuusopas. Oulanka Reports 13. 81 s. Eurola, S., Laukkanen, A. & Moilanen, M. 1995. The significance of the original mire site type in the classification of old drainage areas. An example from Muhos, Finland (64° 49'N, 26° E). Aquilo Ser. Botanica 35: 39-44. Juha-Pekka Hotanen 17 Heikkilä, H. & Lindholm, T. 1995. Metsäojitettujen soiden ennallistamisopas. Abstract: Guide for the restoration of mires drained for forestry. Metsähalli tuksen luonnonsuojelujulkaisuja. Sarja B:25. 101 s. Hotanen, J.-P. & Vasander, H. 1992. Eteläsuomalaisten metsäojitettujen turve maiden kasvillisuuden numeerinen ryhmittely. Summary: Post-drainage de velopment of vegetation in southern Finnish peatlands studied by numerical analysis. Suo 43: 1-10. Hotanen, J.-P., Nousiainen, H. & Paalamo, P. 1996. Kasvillisuuden sukkessioja monimuotoisuus Teuravuoman koeojitusalueella Länsi-Lapissa. Kuopion yli opiston julkaisuja C. Luonnontieteet ja ympäristötieteet 45: 30-32. Huikari, O. 1995. Metsämaiden luokitus ekologista kartoitusta varten. 66 s. Kir jayhtymä. Hökkä, H. & Laine, J. 1988. Suopuustojen rakenteen kehitys ojituksen jälkeen. Summary: Post-drainage development of structural characteristics in peat land forest stands. Silva Fennica 22: 45-65. Keltikangas, M. 1990. Ojitettujen soiden merkitys Suomen puuhuollolle nyt ja tulevaisuudessa: missä kannattaa kunnostusojitus? Vesi-ja ympäristöhalli tuksen monistesarja 26B: 7-14. Koponen, S. 1985. Soiden hämähäkkilajiston muutoksista. Abstract: On chan ges in the spider fauna of bogs. Memoranda Societas Fauna et Flora Fennica 61. Kouki, J. 1993. Luonnon monimuotoisuus valtion metsissä - katsaus ekologisiin tutkimustarpeisiin ja suojelun mahdollisuuksiin. Metsähallituksen luonnonsuo jelujulkaisuja. Sarja A, No 11. 88 s. Laine, J. & Vasander, H. 1990. Suotyypit. Kirjayhtymä. 80 s. Laine, J., Vasander, H. & Laiho, R. 1995. Long-term effects of water level drawdown on the vegetation of drained pine mires in southern Finland. Jour nal of Applied Ecology 32: 785-802. Lappalainen, E. & Hänninen, P. 1993. Suomen turvevarat. Geologian tutkimus keskus. Tutkimusraportti 117. 117 s. Maltamo, M., Uuttera, J. & Kuusela, K. 1996. Variation of mineral soil forest stand structures between different forest ownership groups in Central-Fin land (käsikirjoitus, Journal of Environmental Management). Markkula, I. 1986. Comparison ofthe communities ofthe oribatids (Acari: Cryp tostigmata) of virgin and forest-ameliorated pine bogs. Annales Zoologici Fennici 23: 33-38. Mikkola, K. 1987. Förändringarav fjärilsfaunan i Finland i relation till biotopfö rändringar efter är 1950. Abstract: Changes in the Finnish lepidopteran fau na since 1950 in relation to environmental changes. Ent. Meddr. 55: 107-113. Paavilainen, E. & Päivänen, J. 1995. Peatland Forestry: Ecology and Principles. Springer. Ecological Studies, Vol 11.248 s. Pienimäki, T. 1982. Kasvillisuuden ojituksenjälkeinen kehitys eräillä suotyypeillä Pohjois-Pohjanmaalla. Summary: Development of vegetation on some drained mire site types in North-Ostrobotnia. Suo 33: 113-123. Puustjärvi, V. 1968. Suotyypin muodostumiseen vaikuttavista tekijöistä. Sum mary: Factors determining bog type. Suo 19: 43-50. Päivänen, J. 1990. Suometsät ja niiden hoito. 231 s. Kirjayhtymä. Rassi, P., Kaipiainen, H., Mannerkoski, I. & Stähls, G. 1992. Uhanalaisten eläin tenjakasvien seurantatoimikunnan mietintö. Komiteanmietintö 1991 :30. 330 s. Metsänparannuksen vaikutus soiden monimuotoisuuteen 18 Reinikainen, A. 1980. Miten suomme nykyisin muuttuvat? Luonnon Tutkija 84(3): 125-127. Reinikainen, A. 1984. Suotyypit ja ojituksen vaikutus pintakasvillisuuteen. Jul kaisussa: Jaakkoinsuon koeojitusalue 75 vuotta. Summary: Jaakkoinsuo ex perimental drainage area 75 years. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 156: 7-21. Reinikainen, A. 1988. Metsäojitettujen soiden kasvupaikkaluokituksen suunnan hakua. Summary: The need of improving the site classification of mires drained for forestry. Suo 39: 61-71. Reinikainen, A. 1989. Luonnontilaisesta suosta turvekankaaksi. Metsäntutkimus laitoksen tiedonantoja 337: 15-25. Reinikainen, A. 1995 a. VMI ja metsäkasvillisuuden monimuotoisuus. Metsän tutkimuslaitoksen tiedonantoja 564: 103-115. Reinikainen, A. 1995 b. Metsäojituksenja suometsätalouden vaikutus biodiversi teettiin. Julkaisussa: Korhonen, R. (toim.), Suoseura ry:n opintoretkeily Pir kanmaalla 5-6.9.1995. Geologian tutkimuskeskus: 63-68. Saari, V. & Salonen, V. 1983. Luonnontilaisten suotyyppien sienisadoista Korpi lahden Ristisuolla vuosina 1981 ja 1982. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonan toja 91: 11-20. Saarinen, M. 1994. Virheojitukset eri inventointien valossa. Metsäntutkimuslai toksen tiedonantoja 495: 8-14. Salo, K. 1981. Metsänparannustoimenpiteiden vaikutus rämeiden sienisatoon. Summary: The effect of forest amelioration on mushroom yield on pine bogs. Suo 32(1): 1-6. Salo, K. 1993. The composition and structure of macrofungus communities in boreal upland type forests and peatlands in North Karelia, Finland. Karstenia 33:61-99. Sarasto, J. 1961. Über die Klassifizierung der fur Walderziehung entwässerten Moore. Acta Forestalia Fennica 74(5). 47 s. Tomppo, E. & Henttonen, H. 1996. Suomen metsävarat 1989-1994 ja niiden muutokset vuodesta 1951 lähtien. METLA. Metsätilastotiedote 354. 18 s. Turveteollisuustilastoja 1994. Suoja Turve 1/1994: 17-20. Turveteollisuusliitto ry- Uuttera, J., Maltamo, M. & Hotanen, J.-R 1996 a. Stand structure of undrained and drained peatland forests in central Finland. Tiivistelmä: Suometsien ra kenne-erot keskisessä Suomessa. Suo 47(4): 125-135. Uuttera, J., Maltamo, M. & Hotanen, J.-P. 1996 b. The structure of forest stands on virgin and managed peatlands. A comparison between Finnish and Russi an Karelia (käsikirjoitus, Forest Ecology and Management). Vahtera, E. 1955. Metsänkasvatusta varten ojitettujen soitten ravinnepitoisuuk sista. Referat: Über die Nährstoffgehalte der fiir Walderziehung entvvässer ten Moore. Communicationes Instituti Forestalls Fenniae 45(4): 108 s. Vasander, H., Laiho, R. & Laine, J. 1996. Changes in species diversity in peat lands drained for forestry. In: Trettin, C. et al. (eds.), Ecology and Manage ment: Forested Wetlands. Lewis Publishers. (In press). Vilkamaa, P. 1981. Isovarpuisen rämeen j a sen metsänparannusmuuttumien maaperäeläimistö. Summary: Soil fauna in a virgin and two drained dwarf shrub pine bogs. Suo 32(4-5): 120-122. Juha-Pekka Hotanen 19 Väisänen, R. 1988. Human impact on the Finnish insect fauna. Tiivistelmä: Ih mistoiminnan vaikutus Suomen hyönteislajistoon. Memoranda Societas Fau na et Flora Fennica 64: 2-10. Väisänen, R. A. & Rauhala, P. 1983. Succession of land bird communities on large areas of peatland drained for forestry. Annales Zoologici Fennici 20: 115-127. 20 Metsänparannuksen vaikutus soiden monimuotoisuuteen Erkki Ahti 21 METSÄTALOUDEN VESISTÖVAIKUTUKSET TURVEMAILLA Erkki Ahti Vesitaseen muutokset Ennen ojitusta suon vesitase (sateen jakautuminen valuntaan ja haihduntaan) on vakaa. Tätä kuvastaa lähellä maanpintaa pysyttelevä pohjavesipinta. Ennen oji tusta haihdunta dominoi vesitasetta: esimerkiksi lumettoman ajan sateista lähes 2/3 haihtuu. Ojitus alentaa pohjavesipintaa ja suurentaa sen syvyysvaihtelua. Samalla myös vesitase muuttuu epävakaaksi, ja valunta kasvaa. Vähäpuustoi sella suolla valunnan osuus lumettoman ajan vesitaseesta saattaa välittömästi ojitusta seuraavina vuosina olla 2/3 ja haihdunnan osuus vastaavasti vain 1/3. Metsäojitus suurentaa myös lumien sulamisen sekä erityisesti kesäsateiden ai heuttamia valuntahuippuja. 20-30 vuodessa vesitase palautuu lähelle alkutilannetta. Tämä johtuu osittain puuston lisääntyvästä haihdunnasta, mutta osittain myös ojaverkoston rappeutu misesta. Ojituksen vaikutus voimakkaiden kesäsateiden aiheuttamiin valunta huippuihin on luonteeltaan pysyvämpi. Tällaisten sateiden yhteydessä haihdun nan merkitys on pieni, ja valunta tapahtuu pinta-valuntana, jolloin ojasyvyyden merkitys on vähäinen. Pitkällä aikavälillä ojitus pienentää kevään tulvahuippua. Tämä johtuu puuston lisääntyvästä varjostuksesta, joka hidastaa lumien sulamis ta. Kunnostusoiituksen vaikutuksista turvemaiden vesitaseeseen on toistaiseksi käy tettävissä niukasti tutkimustuloksia (Ahti ym. 1995 a, Manninen 1995). Vaikutuk sen suuruusluokka riippuu siitä, missä määrin vesitaseen palautuminen uudisoji tuksen jälkeen johtuu puuston haihdunnasta ja missä määrin ojaston rappeutumi sesta. Useimmilla ojitusalueilla lisääntyneen puuston merkitys lienee ratkaiseva, ja kunnostusojituksen vaikutus suon vesitaseeseen jää selvästi pienemmäksi kuin uudisojituksen. Kunnostusojituksen vaikutus saattaa kuitenkin olla lähes uudisojituksen luokkaa sellaisilla ojitusalueilla, joiden puuston kehitys on jäänyt heikoksi. Samoin kuin kivennäismailla, erityisesti avohakkuut pienentävät haihduntaa ja suurentavat valuntaa. Sekä vuosivalunta että valuntahuiput kasvavat. Kuten edellä Metsätalouden vesistövaikutukset turvemailla 22 todettiin, vesitaseen palautuminen uudisojituksen jälkeen lähelle alkutilannetta johtuu todennäköisesti pääosin puuston kehityksestä. Näin puuston poistaminen puolestaan palauttaisi vesitaseen lähelle uudisojituksen jälkeen vallinnutta tilan netta. Hakkuun jälkeen pohjavesipinta nousee. Mikäli avohakkuun yhteydessä tai vä littömästi sen jälkeen tehdään kunnostusojitus, toimenpiteiden aiheuttama vesi taseen muutos on voimakas. Lannoitus lisää nopeasti puuston biomassaa ja haihduntaa, jolloin pohjavesipinta laskee. Nämä muutokset merkitsevät, että lannoitus pienentää jonkin verran vuosivaluntaaja pienistä sateista aiheutuvia valuntahuippuja. Vaikka suon metsätaloudellinen käyttö vaikuttaa suhteellisen voimakkaasti itse suon vesitaseeseen, virtaamasuhteet eivät ole oleellisesti muuttuneet Suomen päävesistöissä. Veden laatumuutokset Uudisojituksen ehkä pahin vesistöhaitta on kiintoainekuormituksen kasvu, joka on suurimmillaan kaivutöiden aikanaja muutaman vuoden ajan kaivun jälkeen, ja saattaa herkästi syöpyvillä mailla jatkua ojaeroosion johdosta kauan (Heikurai nen ym. 1978, Ahtiainen ja Huttunen 1995). Ojittaminen ei yleensä oleellisesti vaikuta vesistöjen kannalta kriittisten aineiden, vesiliukoisen typen ja vesiliukoi sen fosforin pitoisuuksiin. Typpi-ja fosforikuormitus kuitenkin kasvavat, koska soilta valuvat vesimäärät kasvavat, ja koska kiintoaines sisältää näitä ravinteita (Ahtiainen ja Huttunen 1995). Valumavesien happamuus yleensä lisääntyy (pH laskee) ojitettaessa paksutur peisia, pääasiassa rahkaturvetta sisältäviä soita. Ohutturpeisia soita ojitettaessa valumavesien pH sen sijaan nousee. Poikkeuksen muodostavat Pohjanmaan alunamaapohjaiset, suhteellisen ohutturpeiset suot, joiden ojittaminen saattaa erittäin voimakkaasti happamoittaa valumavesiä (Komiteanmietintö 1987:62). Ojituksen vaikutus ns. humuksen (= veteen liuennut orgaaninen aines) huuhtou tumiseen vaihtelee. Ojitettaessa soita, joille valuu huomattavia vesimääriä ym päröiviltä kivennäismailta, humuskuormituksen on todettu laskeneen. Tämä joh tuu osittain siitä, että ojasto usein johtaa vähähumuksiset kivennäismaiden vedet suon ohi, kun ne ennen ojitusta kulkivat suon kautta. Alustavasti näyttää siltä, että kunnostusojituksen vedenlaatuvaikutukset ovat samansuuntaisia kuin uudisojituksen, mutta pienempiä (Ahti ym. 1995 a, Manni nen 1995). Kiintoainekuormituksen kasvu on myös kunnostusojituksen pahin Erkki Ahti 23 vesistöhaitta (Ahti ym. 1995 b). Muutaman kunnostusojitusta seuraavan vuoden aikana valumavesien kiintoainepitoisuudet ovat keskimäärin kymmenkertaisia ennen kunnostusojitusta vallinneeseen pitoisuustasoon verrattuna. Kiintoaine kuormituksen kasvu merkitsee samalla huomattavaa kokonaistypen ja kokonais fosforin kuormitusten kasvua. Myös ammoniumtypen, nitraattitypen ja fosfaatti fosforin pitoisuudet saattavat kasvaa, mutta erityisesti fosfaattifosforin pitoisuus jää kuormitusmielessä yleensä melko pieneksi. Kunnostusojituksen vaikutuksesta valumaveden pH-arvo useimmiten kasvaa ja liuenneen orgaanisen aineen pitoisuus pienenee. Turvemaiden avohakkuun on todettu selvästi suurentaneen valumavesien fosfo ripitoisuuksia (Ahtiainen ja Huttunen 1995). Myös typpipitoisuuksien on todettu turvemaavaltaisten valuma-alueiden hakkuissa kasvaneen. Osittain typpipitoi suuden kasvu aiheutuu samoista syistä kuin kivennäismailla: hakkuutähteistä ja kuolevasta juuristosta vapautuu typpeä, ja turpeesta huuhtoutuu enemmän typ peä, koska hajoaminen nopeutuu eikä typpeä käyttävää kasvillisuutta heti hak kuun jälkeen ole (Nieminen 1995). Myös humuskuormitus todennäköisesti kas vaa nopeutuvan maatumisprosessin myötä. Turvemaiden lannoituksessa käytetään fosforia, joka on suomalaisten vesistöjen rehevöitymisen kannalta haitallisin alkuaine. Fosforin huuhtoutumisriski on suu rimmillaan lannoitettaessa karuhkoja, rahkaturvevaltaisia oj itusalueita, kun lan noite sisältää vesiliukoista fosforia, ja kun lannoite levitetään lumelle (Nieminen ja Ahti 1993, Jarva ym. 1995, Sauraym. 1995). Nykyinen Metsän PK-lannos ei sisällä vesiliukoista fosforia. Sen levittämistä lumelle ei kuitenkaan voida suosi tella, koska suuri osa lannoitteen sisältämästä kaliumista saattaa tällöin huuhtou tua. Kaliumilla ei ole vesistöjen kannalta merkitystä, mutta metsätalouden kan nalta kyllä. Lannoitetyppeä ei turvemailta juuri huuhtoudu, mikäli lannoite levite tään urean muodossa ja lumettomana aikana (Nieminen ja Ahti 1993). Vuosina 1977-88, jolloin soiden lannoitteet sisälsivät vesiliukoista fosforia, turve maiden lannoitus oli todennäköisesti metsätalouden piirissä suurin yksittäinen fosforikuormittaja. Käytettäessä lannoitteita, joissa ei ole vesiliukoista fosforia, vesistöihin huuhtoutuvat fosforimäärät ovat pieniä verrattuna esimerkiksi maa talouden fosforikuormitukseen. Fosforin liukoisuudesta riippumatta fosforilan noitus aiheuttaa kuitenkin pitkäaikaista huuhtoutumista (kymmeniä vuosia). Tur vemaiden lannoitus on 1990-luvulla ollut vähäistä. 24 Metsätalouden vesistövaikutukset turvemailla Käytännön vesiensuojelutoimet Käytännössä on suhteellisen vaikea vaikuttaa valumaveteen liuenneisiin aine osiin. Sen sijaan kiintoaineen huuhtoutumiseen voidaan vaikuttaa sekä oikealla suunnittelulla että teknisillä suoieluratkaisuilla. Kunnostusojituksen suunnittelun keskeisin vesiensuojeluperiaate on välttää suu rien vesimäärien johtamista yhden ojan kautta. Samalla suuria ojakaltevuuksia on vältettävä. Nykyisin ojitusalueiden vedet pyritään johtamaan vesistöön mah dollisimman harvoja laskuojia käyttäen, jotta vesistöjen rantoja mahdollisimman vähän rikottaisiin. Tämä ei kuitenkaan merkitse, että aina olisi käytettävä vain yhtä laskuojaa. Suurten hankkeiden yhteydessä eroosiota ja kiintoainekuormi tusta voidaan pienentää jakamalla ojitusalueen vedet usealle laskuojalle. Niskaojat keräävät usein suuria vesimääriä. Niskaojien eroosioriskiä voidaan pienentää ohjaamalla siinä virtaavat vedet tietyin välein sarkaojiin. Koska niska oja kerää pääasiassa ympäröiviltä kivennäismailta tulevia pintavesiä, se saattaa toimia riittävän hyvin myös madaltuneena, ts. sen perkausta ei aina tarvita. Mikäli ojitusalueen laskusuhteet sallivat, kiintoainekuormitusta voidaan pienen tää kaivukatkoin sekä ojaston ja vesistön väliin jätettävillä suojavyöhykkeillä. Suojavyöhykkeet pidättävät hyvin toimiessaan huomattavan osan veteen liuen neista ravinteista. Myös ojien kaivujärjestyksen oikealla suunnittelulla voidaan vähentää kaivun ai heuttamaa välitöntä kiintoainekuormitusta. Tässä suhteessa tehokas keino on kaivaa lasku-ja kokooja-ojat vuotta sarkaojia myöhemmin. Kunnostusojitusta suunniteltaessa tulee käyttää hyväksi uudisojitusvaiheen ko kemukset. Erityisen eroosioherkät alueet ovat usein uudisojien syöpymisen pe rusteella paikannettavissa. Edellä esitetyt suunnittelun keinot ovat jo kunnostusojituksen arkipäivää: ne on mainittu kaikkien kunnostusojitusta harjoittavien organisaatioiden suunnitteluoh jeissa. Kun vesi-ja ympäristölainsäädäntöjä myös sen valvonta on jatkuvasti kiristynyt, suunnitteluvirheiden aiheuttama turha kiintoainekuormitus on vähene mässä. Viime vuosina on sekä tutkijoiden että vesi-ja ympäristöviranomaisten taholta esitetty, että metsätalouden suunnittelussa tulisi mahdollisuuksien mukaan pyr kiä valuma-aluekohtaiseen suunnitteluun, toisin sanoen esimerkiksi kunnostus ojitusta suunniteltaessa tulisi ottaa huomioon myös lähialueiden metsätalous. Mi käli ojitusaluetta ympäröivillä kivennäismailla toteutetaan laajoja avohakkuita, Erkki Ahti 25 suolle valuvien vesien määrä ja ojaston eroosioriski saattavat huomattavasti ka vaa, mikäli ojat samaan aikaan perataan. Teknisiä vesiensuoieluratkaisuia ovat lietekuopat, laskeutusaltaat ja pintavali tusalueet. Lietekuopat ovat yleensä sarkaojakohtaisia ratkaisuja, joilla pyritää pienentämään sarkaojien kaivutöiden välitöntä kiintoainekuormitusta, kun tas lasku-ja kokoojaojiin kaivettavilla laskeutusaltailla pyritään vaikuttamaan kok ojitusalueen kiintoainekuormaan. Laskeutusaltaat ovat nykyisin varsin yleisessä käytössä. Niillä ei voida vaikutta veteen liuenneiden aineiden pitoisuuksiin, mutta kiintoainetta ne oikein suunnite! tuina pidättävät suhteellisen hyvin. Laskeutusaltaiden ongelmia ovat mitoitus tyhjennys sekä jäätyminen talvella. Metsäntutkimuslaitos ja Metsäkeskus Tapit ovat tutkineet laskeutusaltaiden tehokkuutta n. 40 kunnostusojituskohteella (Aht ym. 1995 b). Pintavalutusalueilla sovelletaan samaa periaatetta kuin ojakatkoksia ja suoja vyöhykkeitä käytettäessä: vedet johdetaan tasaisella alueella pintaan, jolloin ve den virtauksen hidastuessa ja jakaantuessa isolle alueelle kiintoaineen kulku py sähtyy. Mikäli pintavalutusalueen kasvillisuus ei kuole, se saattaa pidättää myö; liukoisia ravinteita. Yhteenveto Soiden metsätaloudellisen käytön vesistövaikutusten osuutta koko metsätalou den hajakuormituksesta ei ole erikseen määritetty. Ylipäänsä koko metsätalou den kuormitusosuuden erottaminen ns. luonnonhuuhtoutumasta on sekin vielä varsin karkeiden arvioiden varassa. Teollisuuslaitosten, kalanviljelylaitosten ja voimakkaan maatalouden vaikutuspiirissä metsätaloudella ei ole vesien kuormi tusmerkitystä, mutta vesistöjen metsä-ja suovaltaisilla latvaosilla metsätaloudel la on suuri vaikutus erityisesti kiintoainekuormitukseen. Itse vesistöissä suometsätalouden suurimmat haitat ovat toistaiseksi kohdistu neet latvavesien pohja-ja pieneliöstöön sekä kalakantoihin. Tulevaisuuden ris kejä ovat ravinteiden vapautuminen ojitusalueilta tulleesta pohjasedimentistä sekä turvemaiden päätehakkuisiin liittyvät kuormitusriskit. 26 Metsätalouden vesistövaikutukset turvemailla Kirjallisuus Ahti, E., Alasaarela, E. ja Ylitolonen, A. 1995 a. Kunnostusojituksen vaikutus ojitusalueen hydrologiaan ja valumavesien ainepitoisuuksiin. Julkaisussa: Sauk konen, S. ja Kenttämies K. (toim.). Metsätalouden vesistövaikutukset ja nii den torjunta. METVE-projektin loppuraportti. Suomen ympäristö 2 ym päristönsuojelu, s. 157-168. Ahti, E., Joensuu, S. ja Vuollekoski, M. 1995 b. Laskeutusaltaiden vaikutus kun nostusojitusalueiden kiintoainehuuhtoutumaan. Julkaisussa: Saukkonen S. ja Kenttämies K. (toim.) Metsätalouden vesistövaikutukset ja niiden torjunta. METVE-projektin loppuraportti. Suomen ympäristö 2 ympäristönsuojelu, s. 139-155. Ahtiainen, M. ja Huttunen, P. 1995. Metsätaloustoimenpiteiden pitkäaikaisvai kutukset purovesien laatuun ja kuormaan. Julkaisussa: Saukkonen S. ja Kent tämies K. (toim.). Metsätalouden vesistövaikutukset ja niiden torjunta. MET VE-projektin loppuraportti. Suomen ympäristö 2 ympäristönsuojelu, s. 33- 50. Heikurainen, L., Kenttämies, K. ja Laine, J. 1978. The environmental effects of forest drainage. Suo 29: 49-58. Jarva, M., Kaunisto, S., Nieminen, M., Sallantaus, T. ja Saura, M. 1995. Met sänlannoitteen huuhtoutuminen Liesinevan sarkaleveyskoekentältä - alusta via tuloksia. Julkaisussa: Saukkonen S. ja Kenttämies K. (toim.). Metsäta louden vesistövaikutukset ja niiden torjunta. METVE-projektin loppuraportti. Suomen ympäristö 2 ympäristönsuojelu, s. 121-128. Komiteanmietintö 1987:62. Metsä-ja turvetalouden vesiensuojelutoimikunnan mietintö. 344 s. Manninen, P. 1995. Kunnostusojituksen vesiensuojelututkimus; veden laadun, kuormituksen ja biologian muutokset kahden ensimmäisen ojituksen jälkeisen vuoden aikana. Julkaisussa: Saukkonen S. ja Kenttämies K. (toim.). Metsä talouden vesistövaikutukset ja niiden torjunta. METVE-projektin loppuraportti. Suomen ympäristö 2 ympäristönsuojelu, s. 169-181. Nieminen, M. 1995. Avohakkuun vaikutus typen kiertoon vanhoilla ojitusalueilla: alustavat tulokset ensimmäisenä vuotena hakkuusta. Julkaisussa: Saukkonen S. ja Kenttämies K. (toim.). Metsätalouden vesistövaikutukset ja niiden tor junta. METVE-projektin loppuraportti. Suomen ympäristö 2 ympäristön suojelu. s. 363-382. Nieminen, M. ja Ahti, E. 1993. Talvilannoituksen vaikutus ravinteiden huuhtou tumiseen karulta suolta. Folia Forestalia 814: 1-22. Saura, M., Sallantaus, T., Bilaletdin, A. ja Frisk, T. 1995. Metsänlannoitteiden huuhtoutuminen Kalliojärven valuma-alueelta. Julkaisussa: Saukkonen S. ja Kenttämies K. (toim.). Metsätalouden vesistövaikutukset ja niiden torjunta. METVE-projektin loppuraportti. Suomen ympäristö 2 ympäristönsuojelu, s. 87-104. Mikko Moilanen 27 KANNATTAAKO SUOMETSIEN RAVINNETALOUTTA HOITAA? Mikko Moilanen Turvemaiden metsänparannuksessa Suomi on maailman kärkimaa. Vuoden 1990 loppuun mennessä maassamme oli kuivattu metsänkasvatusta varten noin 5,4 mil joonaa hehtaaria soita ja soistuneita kankaita, mikä on lähes viidennes maapinta alastaja kolmannes koko metsätalousmaan alasta. Luonnontilassa soita on vielä n. 4,3 miljoonaa hehtaaria. Soiden runsauden vuoksi ojitustoiminta on ollut laaja mittaista etenkin Pohjanmaalla. Kuivatusten seurauksena metsä- ja kitumaan pinta-ala on kasvanut 1950-luvun tasosta koko maassa 1,4 miljoonaa hehtaaria ja suometsien kasvun arvioidaan tätä nykyä lisääntyvän vuositasolla n. 10 milj. m 3, mikä on lähes 15 % maamme metsien vuotuisesta kasvusta (Paavilainen ja Päi vänen 1995). On arvioitu, että metsäojitukset ovat 60 vuoden aikana lisänneet puuston määrää kaikkiaan 260-270 milj. m 3. Metsänkasvatuksen kannalta epä onnistuneita nevojen ja karujen soiden ojituksia on arvioitu olevan kaikkiaan 10- 15 % ojitusalasta (Keltikangas ym. 1986). Huomattava osa tällaisista karuista kohteista on syytäjättää ylläpitokelvottomina palautumaan kohti luonnontilaa. Ojitus ei aina tuota toivottua tulosta viljavammiHakaan soilla. Jos kyseessä on alunperin nevainen, märkä ja paksuturpeinen suotyyppi, metsikön suotuisa alku kehitys monesti tyrehtyyja puusto rappeutuu jo nuorella iällä. Puuston heikkoon kasvuun ovat tällöin usein syynä ravinnepuutokset, sillä suot poikkeavat ravinne taloudeltaan olennaisesti kankaista. Viljavimpia korpia lukuunottamatta turve maissa on kivennäisravinteita-kuten fosforia, kaliumia, booria, sinkkiä ja kupa ria - yleensä niukasti ja huomattavasti vähemmän kuin kivennäismaissa. Toi saalta typen määrä vaihtelee erittäin paljon (esim. Westman 1981). Typen riittä vä vapautuminen kasvualustan turpeesta puuston käyttöön on metsänkasvatuk sen perusehto turvemailla. Turvemaan ravinteisuudesta Typpi ja fosfori ovat turpeessa lähes kokonaan orgaanisesti sitoutuneina ja va pautuvat kasvien käyttöön mikrobiston hajotustyön eli mineralisaation seurauk sena. Koska mikrobisto on hajotustuotteiden ensisijainen käyttäjä, vain osa ra vinteista jää puiden käyttöön. Mineralisaatio on sitä nopeampaa, mitä tehok kaampi on suon ojitus, mitä korkeampia ovat turpeen typpi-ja fosforipitoisuudet ja mitä lämpimämmissä ilmasto-oloissa kohde sijaitsee. 28 Kannattaako suometsien ravinnetaloutta hoitaa? Kalium ja boori ovat turpeessa vesiliukoisessa muodossa ja huuhtoutuvat hel posti valumavesien mukana. Näitä ravinteita turpeessa on erityisen niukasti alun perin vetisillä, puuttomilla tai vähäpuustoisilla soilla, kuten nevoilla, sararämeillä ja sarakorvissa. Kaliumia saattaa vanhoilla, voimakkain hakkuin käsitellyillä rä meiden ojitusalueilla olla puuston juuristokerroksessa (20 cm:n pintaturve) vain 40-50 kg/ha, mikä vastaa 80-100 m3:n puustoon sitoutunutta kaliumin määrää (Kaunistoja Paavilainen 1988). Hakkuin käsittelemättömillä rämeiden ojitusalu eilla ja ojittamattomilla rämeillä määrät ovat suunnilleen kaksinkertaisia (Laiho ja Laine 1994). Ojitusalueen ikääntyessä puustoon siirtyy pysyvästi yhä suurempi osa turpeen ravinnevaroista. Tämä merkitsee ennen pitkää kivennäisravinnetaseen heiken tymistä kaikilla sellaisilla soilla, joilla puiden juuret eivät saa ravinteita pohja maasta. Varttuneen suomännikön elävässä puustossa etenkin kaliumia, booria ja sinkkiä on runsaasti —jopa enemmän kuin kasvualustassa (Kaunistoja Paavi lainen 1988, Moilanen ym. 1996). Myös hakkuiden yhteydessä kasvupaikalta kulkeutuu ravinteita pois, osa hakkuupoistuman mukana, osa huuhtoutumisen kautta (Ahtiainen 1988). Kokopuunkorjuun, jossa metsästä viedään runkopuun lisäksi myös latvukset, pelätään köyhdyttävän etenkin kai i um-j a boori varoja sisältäväthän puiden oksat, neulaset ja kävyt yli puolet puuston maanpäällisiin osiin sitoutuneista ravinteista (Finer 1989,1992, Kaunisto 1995). Eräiden ennus teiden mukaan paksuturpeisilla ojitusalueillajoudutaan viimeistään toisen puusu kupolven aikana turvautumaan lannoitukseen, mikäli kestävä puuntuotos niillä halutaan varmistaa. Suometsien lannoituksen perusteet Soiden lannoitustoiminta käytännön mittakaavassa käynnistyi 1960-luvulla. Tur vemaita on lannoitettu kaikkiaan n. 1,7 miljoonaa hehtaaria. Lannoituksen huip puvuodet ajoittuvat 1970-luvun puoliväliin, jolloin ojitusalueita käsiteltiin vuosit tain koko maassa yli 100 000 hehtaaria. 1980-luvulla lannoitussuoritteet alkoivat nopeasti pienentyä, ja 1990-luvun alkuvuosina tilastoitiin enää n. 10 000 ha:n vuotuissuoritteita. Aallonpohja saavutettiin vuonna 1993, jolloin lisäravinteita sai vain 408 suohehtaaria (kuva 1). Viime vuosina lannoitusalat ovat tosin hieman kasvaneet, mutta ravinnetalouden hoitotarpeen kannalta täysin riittämättömästi. Tutkimuksetja käytäntö osoittavat, että huomattava osa ojitusaluepuustoista kärsii kivennäisravinteiden puutoksista, jotka aiheuttavat voimakasta puiden kasvun taantumista ja jopa puustokuolemia, mikäli ravinnetaloutta ei lannoituksella kor jata. Ojitusalueiden puustoista n. 2/3 tiedetään kärsivän fosforin ja n. 1/3 ka liumin vajauksesta puiden optimikasvua ajatellen (Moilanen 1992). Esim. Oulun läänin suomänniköistäyli 300 000 ha kaipaisi ravinneolojen parantumista. Mikko Moilanen 29 Lannoituksen avulla metsikköön lisätään puiden kasvua eniten rajoittavia ravin teita, joiden avulla puusto parantaa kasvuaan ja jatkaa kehitystään terveenä. Suopuustoissa kasvun ns. minimiravinteita ovat yleensä fosfori ja kalium, karuil la soilla lisäksi typpi. Koska turvemaat ovat luonnostaan happamia, voidaan nii den lannoitteissa käyttää hidasliukoista kotimaista apatiittia fosforin lähteenä. Samalla fosforin huuhtoutumisriski ojastoon ja ympäröiviin vesistöihin olennai sesti vähenee verrattuna aiemmin käytettyihin lannoitteisiin. Myös kaliumin läh teenä voidaan käyttää hidasliukoista, niinikään kotimaista biotiittia vesiliukoisen kalisuolan asemasta (Kaunisto ym. 1993). Nykyisin markkinoilta saatavat lan noitteet sisältävät pääravinteiden lisäksi usein myös puiden tarvitsemia hivenai neita. Suopuuston kasvua on mahdollista lisätä myös erilaisilla jäteaineilla, kuten puun ja turpeen tuhkalla. Jäteaineiden käytössä tulee kuitenkin ottaa huomioon niiden metsäkäyttöä ohjaava lainsäädäntö. Kuva 1. Suometsien lannoitukset ajanjaksolla 1950-1993 eri osissa maata. Väli- Suomi = Keski-Pohjanmaa, Pohjois-Pohjanmaaja Kainuu. 30 Kannattaako suometsien ravinnetaloutta hoitaa? Lannoitustarpeen määrityskeinoja Etelä-Suomessa typpeä vapautuu luontaisesti puiden käyttöön tyydyttävästi, kun kasvualustan typpipitoisuus puiden juuristokerroksessa (5-15 cm:n syvyys) on vähintään 1,5 % turpeen kuiva-aineesta (Aarnio ym. 1997). Keski ja- Pohjois pohjanmaan sekä Kainuun ilmastollisesti viileämmissä oloissa typen mobilisaa tio on hitaampaa ja typen tarve tyydyttyy luontaisesti vasta kun turpeen typpipi toisuus ylittää 2 %:n rajan. Koillismaalla ja Etelä-Lapissa puiden typen tarve tyydyttyy vasta ruohoisilla turvemailla (turpeen N>2,5 %). Em. typen raja-arvo jen yläpuolella ei typen lisäyksellä ole saatavissa merkittäviä puuston kasvunli säyksiä. Turpeen typpipitoisuutta voidaan maastossa arvioida turpeen maatumisasteen avulla (von Postin silmävarainen puristusmenetelmä). Rahkaturpeella maatu misaste 3 vastaa noin 1,3 %:n typpipitoisuutta ja maatumisaste 4 noin 1,5 %:n typpipitoisuutta. Pohjois-Suomessa typpilannoitustarpeen raja-arvoa vastaava maatuneisuusluokka on 5-6. Tarkempi kuva puiden ravinnetilasta saadaan neu lasanalyysin avulla, mikä on verrattain luotettava turvemaiden männiköiden ja kuusikoiden ravinnetilan arviointimenetelmä (Paarlahti ym. 1971). Neulasnäyt teet kerätään puiden lepokauden aikana talvella latvusten ylimmistä oksista. Suometsikön ravinteisuutta arvioidaan perinteisesti kasvupaikkatyypin ja pinta kasvillisuuden perusteella. Ojikko-ja muuttumavaiheen ojitusalueilla, joilla alku peräistä kasvilajistoa on vielä helposti löydettävissä, pintakasvillisuus kuvaakin kohtalaisen hyvin turpeen typpipitoisuuttaja samalla metsikön lannoituskelpoi suutta. Kaliumin riittävyyttä on mahdollista arvioida suotyypin lisämääreiden, kuten ohutturpeisuuden, nevaisuuden ja siniheinäisyyden perusteella. Ravinneti lan arvioinnissa voidaan hyödyntää myös metsikössä esiintyvää alikasvosta: jos alikasvoskuusten vanhat neulaset ovat kellertäviä tai kellanruskeita ja uusimmat neulaset helakan vihreitä, niin kyseessä on kaliumin puutos. Lannoituksen puustovaikutukset Peruslannoituksella tarkoitetaan ensimmäistä hajalevityksenä tehtyä lannoitus ta. Runsastyppisillä soilla peruslannoitus tehdään fosfori-kalium -lannoituksena (PK) ja niukkatyppisillä turvemailla typpi-fosfori-kalium -lannoituksena (NPK). Typen käyttö tulee kuitenkin rajoittaa vain kaikkein karuimmille soille. NPK lannoituksen on nimittäin todettu eräissä tapauksissa lisäävän männyn sienituho alttiutta (versosurma, männynversoruoste) ja voivan alentaa puuston kasvua run sastyppisillä nevarämeillä. Lannoitusvaikutuksen määräävimmät tekijät soilla ovat kohteen maantieteelli nen sijainti ja kasvualustan typpitaso. Koska puuston luontainen kehitysrytmi Mikko Moilanen 31 Etelä-Suomessa on nopeampaa kuin Pohjois-Suomessa, myös lannoituksen ai heuttama puuntuotoksen lisäys on etelämpänä määrällisesti suurempaa kuin poh joisen viileässä ilmastossa. Uusimpien Metsäntutkimuslaitoksen tutkimustulos ten mukaan fosfori-kaliumlannoitus parantaa Etelä-ja Keski-Suomessa puuston tilavuuskasvua 15 vuoden aikana keskimäärin 0,8-2,5 m 3 /ha/v (20-115 %) ja Pohjois-Suomessa 0,50-1,40 m 3/haJv (20-60 %), riippuen kasvupaikasta ja puu lajista (Aarnio ym. 1997, kuva 2). Parhaimmillaan PK-lannoitus on lisännyt män nyn kasvua runsastyppisten suotaimikoiden ja nuorten kasvatusmetsien kokeis sa jopa 5-6 m 3/ha/v. Fosfori-kaliumkäsittely vaikuttaa puuston kasvuun paksuturpeisillaja runsastyp pisillä suotyypeillä 15-30 vuoden ajan. Fosforin vaikutus on osoittautunut ravin netaloustutkimuksissa aiemmin luultua pitempiaikaiseksi (esim. Penttilä ja Moi lanen 1987). Kaliumista alkaa olla uudestaan puutetta usein jo 15 vuoden kulut tua kalisuolalannoituksesta (Kaunisto 1992). Suositeltavaa on tällöin tehdä väli lannoitus kaliumilla. Hyvälaatuisella puuntuhkalla voidaan typpirikkaalla suolla saada aikaan erittäin pitkäaikainen - jopa yli 50 vuotta kestävä- maanparannusvaikutus ja voimakas puuston kasvureaktio (Issakainen ym. 1996, Silfverberg 1996). Puuston vuotui nen kasvunlisäys voi olla jopa yli 10 m 3/ha. Puustossa ja pintakasvillisuudessa tapahtuneet muutokset ovat olleet sitä suurempia, mitä viljavammalla (so. run sastyppisemmällä) kasvualustalla tuhkaa on käytetty. Alkuaän nevaisilla, vähin tään ruohotasoa olevilla soilla puun tuhkan vaikutukset ovat hyvin pitkäaikaisia ja voimakkaita, kun taas karummilla, rämealkuperää edustavilla niukkatyppisillä kohteilla tuhkan vaikutus on jäänyt vaatimattomaksi verrattuna esim. kaupalli seen PK-lannokseen. Puuntuhkan on havaittu soveltuvan hyvin myös puiden ravinneperäisten kasvu häiriöiden torjuntaan. Eräällä pellonmetsityskokeellapuunkuorituhkalla voitiin selvästi vähentää tai jopa eliminoida boori-ja kaliumvajauksesta voimakkaasti kärsivän nuoren männikön kasvuhäiriöt (Ferm ym. 1992). Turpeentuhkan soveltuvuutta metsänlannoitukseen heikentää se, että se sisältää fosforia lukuunottamatta niukalti muita puiden tarvitsemia ravinteita. Maaperän neutralointikyky jää myös vähäiseksi. Ojitusalueiden nuorissa männiköissä tur peentuhka on lisännyt puuston kasvua 13 vuoden aikana n. 20 % lannoittamatto maan verrattuna, mikä on selvästi vähemmän kuin puuntuhkalla tai PK-lannoit teella saatu kasvureaktio (Issakainen ym. 1994). Karuimmilla soilla puuston kasvunlisäyksen aiheuttaa etupäässä lannoitetyppi ja lannoituksen vaikutusaika jää yleensä alle 10 vuoden mittaiseksi (Moilanen & Issakainen 1990). Koska metsänkasvatus soilla keskittynee tulevaisuudessa kohteisiin, joissa typpeä on luontaisesti puille riittävästi, ei myöskään lannoitetyp peä tultane käyttämään soiden lannoituksessa. 32 Kannattaako suometsien ravinnetaloutta hoitaa? Mikäli suometsikkö lannoitetaan uudelleen 15 vuoden kuluttua peruslannoituk sesta, puusto ei reagoi lisäravinteisiin yhtä voimakkaasti kuin ensimmäisellä ker ralla (Moilanen 1993). Syynä on se, että ensimmäisen lannoituksen vaikutus ulottuu-joskin asteittain heikentyen - vielä uusintalannoituksen jälkeiseen ai kaan. Tyypillisesti jatkolannoitusvaikutus on alkuvuosina vaatimaton, mutta voi mistuu myöhemmin. Tuoreet selvitykset osoittavat fosfori-kalium-jatkokäsitte lyn aiheuttaneen koetilanteissa 15 vuoden aikana Etelä-Suomen männiköissä kasvupaikasta riippuen keskimäärin 0,6-1,3 m 3 :n (20-30 %) ja Pohjois-Suomes sa 0,3-0,8 m 3 :n (10-20 %) vuotuisen lisäkasvun (Aarnio ym. 1997, kuva 2). Pohjois-Suomessa typen käytöstä näyttää olevan jatkolannoituksessa hyötyä enemmän kuin peruslannoituksessa. Koetulokset kotimaisista hidasliukoisista ja "luonnonmukaisista" fosfori-ja kaliummineraaleista (apatiitti, biotiitti) viittaavat siihen, että niillä voitaisiin ojitusaluemetsien ravinnetalous tasapainottaa pitem mäksi aikaa kuin perinteisillä nopeavaikutteisimmilla yhdisteillä (raakafosfaatti, kalisuola). Apatiitin ja biotiitin vaikutukset ilmenevät puustossa selvinä vasta noin 5 vuoden kuluttua lannoituksesta, mutta 10 vuoden kuluttua puiden fosfori-ja kaliumtila ja kasvu ovat jo samalla tasolla tai korkeampia kuin helppoliukoisilla lannoitteilla (Kaunisto ym. 1993). Männyn tiedetään reagoivan ravinnelisäykseen kuusta ja koivua voimakkaam min. Kuusen ja hieskoivun kasvupaikoiksi korpisoilla valikoituvat jo luonnostaan ravinnetaloudeltaan viljavimmat kasvupaikat, joilla tuotos on männyn tuotosta korkeampi. Mäntyjä kuusi näyttävät poikkeavan toisistaan myös siinä, että kuu si hyötyy typen lisäyksestä enemmän kuin mänty. Suhteelliset kasvureaktiot jää vät kuusella kuitenkin pienemmiksi kuin männyllä. Kuusi näyttää hyötyvän Poh jois-Suomen oloissa lähinnä typen käytöstä; sensijaan PK-reaktiot jäivät yleensä vaatimattomiksi (Moilanen ym. 1996). Myös hieskoivikoissa puuston kasvu rea goi alustavien tulosten mukaan lannoitukseen heikommin kuin männiköissä (esim. Moilanen 1985). Lannoitusvaikutus näkyy kuitenkin mm. koivunlehtien ravinne pitoisuuksissa ja paksuturpeisilla kohteilla myös puuston kasvussa. Hivenravinnelisäykset (B, Zn, Mn, Cu) eivät tehtyjen tutkimusten mukaan ole juuri vaikuttaneet puuston kasvuun. Männynneulasten booripitoisuus yleensä kohoaa booria sisältäviä lannoitteita (esim. Metsän PK) käytettäessä. Lisäksi mangaani-ja kuparipitoiset yhdisteet ehkäisevät ravinnepitoisuuksien ohentumi sen, mikä usein ilmenee pelkän pääravinnekäsittelyn saaneilla puilla (Moilanen 1993). Turvemaiden lannoitusten kokonaisvaikutuksista metsien kasvuun voi esittää vain suuntaa-antavia arvioita. Puuston kasvun lisäyksen osoittamiseksi on tunnettava, miten lannoitustoiminta ajallisesti on kehittynyt (kuva 1) ja mikä on ollut kerta lannoituksen aiheuttama kasvunlisäys eri suotyypeillä maa eri osissa (kuva 2). Olettamalla, että erilaisten suotyyppien lannoitusta on tehty samassa suhteessa kuin niitä on ojitettuja että lannoituskäsittelyt ovat olleet ohjeiden mukaisia, pää dytään arvioon, jonka mukaan ajanjaksolla 1950-1993 tehdyt lannoitukset ovat Mikko Moilanen 33 tuottaneet puuta kaikkiaan 40-50 milj. m 3. Laskelmassa lähdetään siitä, että valtaosa lannoituksista on ollut männiköiden peruslannoitusta. Lannoitetun puus ton kasvun oletetaan lisäksi jatkuvan suuremmasta puustopääomasta johtuen korkeammalla tasolla n. 5-10 vuoden ajan vielä välittömän lannoitusvaikutuksen päätyttyä. Kuva 2. Perus- tai jatkolannoituksella koeolosuhteissa saatu keskimääräinen kasvunlisäys 15 vuoden aikana erikseen niukka- ja runsastyppisillä ojitusalu eilla. Tulos perustuu yli 1 000 mäntykoealaan. PoKa = Pohjois-Karjala, Kai = Kainuu, KePo = Keski-Pohjanmaa, PoPo = Pohjois-Pohjanmaa. Kannattaako suometsien ravinnetaloutta hoitaa? 34 Lannoituksen kannattavuus Uusimpien selvitysten mukaan suopuustojen lannoitus on Etelä-Suomessa kan nattavampaa kuin Pohjois-Suomessa, runsastyppisillä soilla kannattavampaa kuin niukkatyppisillä soilla ja männiköissä kannattavampaa kuin kuusikoissa tai koivi koissa. Lannoitetypen lisäys fosforin ja kaliumin lisäksi ei yleensä ole kovin pe rusteltua, vaikka typen käyttö parantaakin puuston kasvua karuilla soilla. Parhaissa Etelä-Suomen tukkipuumänniköissä fosfori-kaliumlannoitus tuottaa 15 vuoden aikana lähes 15 %:n sisäisen koron sijoitetulle pääomalle (nettotuotto yli 7 000 mk/ha) ja kuusikoissa vastaavasti 9 %:n sisäisen koron. Runsastyppi sten kohteiden männiköissä lannoitus on kannattavaa myös Pohjois-Suomessa, jossa sisäinen korko 15 vuodessa nousee parhaimmillaan 6-9 %:iin (nettotuotto n. 3 000 mk/ha). Sensijaan korpikuusikoista odotettavissa olevat lisätuotot eivät Pohjois-Suomessa peitä yleensä edes lannoituskustannuksia (Aarnio ym. 1997). Toistuvan lannoituksen kannattavuuteen vaikuttaa ensimmäisestä lannoitukses ta kulunut aika. Uusintalannoituksen erilliskannattavuus jää sitä heikommaksi, mitä enemmän ensimmäinen käsittely vielä vaikuttaa puuston kasvuun uusinta käsittelyn jälkeisenä aikana. Jos uusintalannoitus tehdään 15 vuoden kuluttua ensimmäisestä lannoituksesta, nettotuottojen nykyarvoilla ja sisäisellä korolla määritetty kannattavuus jää hiukan ensimmäisen peruslannoituksen kannatta vuutta heikommaksi. Uusintalannoitus pelkällä kaliumilla tuottaa männiköissä hyvän taloudellisen tuloksen, mikäli fosforia on ensimmäisen lannoituksen jäljiltä metsikössä riittävästi. Kuusikoissa toistettu typpi-fosfori-kaliumkäsittely näyttää Pohjois-Suomessa sen sijaan hiukan yllättäen lisäävän puuston kasvua enem män kuin ensimmäisellä kerrallaja muodostuvan siten kannattavammaksi (Aar nio ym. 1997). Taloustulokseen vaikuttaa oleellisesti myös puuston kehitysvaihe eli se, saadaanko lannoituksen lisäkasvu realisoitua tukki- vai kuitupuuna. Niukkatyppisillä soilla vain tukkipuuvaihetta lähentelevän metsikön lannoittaminen on mielekästä. Run sastyppisillä soilla lannoitus tuottaa hyvän taloustuloksen myös nuorissa mänty puustoissa vielä Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun korkeudella (Rantala & Moila nen 1993). Tiedon aukkoja Vaikka turvemaiden ravinnetaloutta on tutkittu varsin intensiivisesti, ei tiedon taso kaikilla osa-alueilla ole vielä riittävää. Turpeen orgaanisen aineksen hajoa misprosessi tunnetaan puutteellisesti, samoin lannoitteiden huuhtoutuminen ja vaikutukset esim. kasvualustan mikrofaunaan. Lannoituksen taloudellisuudesta Mikko Moilanen 35 tarvitaan lisää tutkimustietoa, samoin eri puulajien lannoitusreaktioiden eroista. Koska lannoitteet ja jopa lannoitteiden raaka-aineet ovat 1970-luvulta lähtien merkittävästi muuttuneet ja kehittyvät jatkuvasti, joudutaan koetoimintaa jatka maan myös tulevaisuudessa. Keskeisimpinä tutkimusteemoina voidaan esittää seuraavat: n Ravinnelisäyksen vaikutus puuston kehitykseen ja ravinnetalouteen turvekan gasvaiheessa olevilla suokasvupaikoilla. Koskee etenkin Etelä-Suomen uu distamisvaiheen männiköitäja ravinnelisäyksen vaikutusta luontaiseen uudis tumiseen. a Lannoituksen vaikutus metsien tuhoalttiuteen (esim. talveentumishäiriöt, sieni ja hyönteistuhot). n Lannoituksen aiheuttamien turpeen ravinteisuusmuutosten merkitys kasvupai kan monimuotoisuuteen ja monikäyttöön (marjat, sienet). a Hidasliukoisen typen (esim. Kemifix) käyttömahdollisuudet suometsien lan noituksessa. a Hidas-ja nopeavaikutteisten ravinneyhdisteiden huuhtouminen ojitusalueilta. n Käytännön lannoitustoiminnan aiheuttama puuntuotoksen kokonaislisäys ja li säyksen raha-arvo erityyppisillä ojitusalueilla Suomessa. a Maastoarviointiin soveltuvan lannoitustarpeen ja -tuotoslisäyksen määritys menetelmän kehittäminen käytännön metsätaloutta varten. Kirjallisuutta Aarnio, J., Kaunisto, S., Moilanen, M. & Veijalainen, H. 1997. Suometsien lan noitus. Teoksessa: Mielikäinen, K. & Riikilä, M. (toim.): Kannattava puun tuotanto. Metsälehti 1997. s. 116-126. Ahtiainen, M. 1988. Effects of clear-cutting and forestry drainage on water quality in the Nurmes study. Proceedings of the international symposium on the hydrology of wetlands in temperature and cold regions, Joensuu, Helsin ki, Finland, 6-8 June. Publications ofthe Academy of Finland 4: 206-219. Ferm, A., Flokkanen, T., Moilanen, M. & Issakainen, J. 1992. Effects of wood bark ash on the growth and nutrition of a Scots pine afforestation in central Finland. Plant and Soil 147: 305-316. Finer, L. 1989. Biomass and nutrient cycle in fertilized and unfertilized pine, mixed birch and pine and spruce stands on a drained mire. Acta Forestalia Fennica 208. 63 s. Kannattaako suometsien ravinnetaloutta hoitaa? 36 Finer, L. 1992. Nutrient concentrations in Pinus sylvestris L. growing on an ombrotrophic pine bog, and the effects of PK and NPK fertilization. Scan dinavian Journal of Forest Research 7 (2): 205-218. Issakainen, J., Moilanen, M. & Silfverberg, K. 1994. Turvetuhkan vaikutus männyn kasvuun ja ravinnetilaan ojitetuilla rämeillä. Resume: Effects of peat-ash fer tilization on drained pine mires. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 499. 22 s. Issakainen, J., Moilanen, M., Pasanen, J., Piiroinen, M-L. & Savilampi, P. 1996. Tuhka ja muut jäteaineet metsän ravinteina. Muhoksen tutkimusaseman kent täkokeet. Muhoksen tutkimusasemalla. Moniste. 27 s. Kaunisto, S. 1992. Effect of potassium fertilization on the growth and nutrition of Scots pine. Tiivistelmä: Kalilannoituksen vaikutus männyn kasvuun ja ra vinnetilaan. Suo 43:45-62. Kaunisto, S. 1995. Massahakemenetelmä ja ravinnepoistuma rämeen ensihar vennusmetsiköissä. Julkaisussa: Laiho, O. & Luoto, T. (toim.). 1996. Met säntutkimuspäivä Porissa 1995. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 593: 15-23. Kaunisto, S., Moilanen, M. & Issakainen, J. 1993. Apatiitti ja flogopiitti fosfori ja kaliumlannoitteina suomänniköissä. Summary: Apatite and phlogopite as phosphorus and potassium fertilizers in peatland pine forests. Folia Forestalia 810.30 s. Kaunisto, S. & Paavilainen, E. 1988. Nutrient stores in old drainage areas and growth of stands. Seloste: Turpeen ravinnevarat vanhoilla ojitusalueilla ja puuston kasvu. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae 145. 39 s. Keltikangas, M., Laine, J., Puttonen, P. & Seppälä, K. 1986. Vuosina 1930-1978 metsäojitetut suot: ojitusalueiden inventoinnin tuloksia. Summary: Peatlands drained for forestry during 1930-1978: Results from field surveys of drained areas. Acta Forestalia Fennica 193. 94 s. Laiho, R. & Laine, J. 1994. Changes in mineral element concentrations in peat soils drained for forestry in Finland. Scandinavian Journal of Forest Rese arch 10:218-224. Moilanen, M. 1985. Lannoituksen ja harvennuksen vaikutus hieskoivun kasvuun ohutturpeisilla ojitetuilla rämeillä. Folia Forestalia 629.29 s. Moilanen, M. 1992. Suopuustojen ravinnetila Pohjois-Suomen vanhoilla ojitus alueilla. Julkaisussa: Valtanen, J., Murtovaara, I. & Moilanen, Merja (toim.). Metsäntutkimuspäivä Taivalkoskella 1991. Metsäntutkimuslaitoksen tiedon antoja 419: 58-65. Moilanen, M. 1993. Lannoituksen vaikutus männyn ravinnetilaan ja kasvuun Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun ojitetuilla soilla. Summary: Effect of fertili zation on the nutrient status and growth of Scots pine on drained peatlands in northern Ostrobothnia and Kainuu. Folia Forestalia 820. 37 p. Moilanen, M. & Issakainen, J. 1990. Suometsien PK-lannosjatyppilannoitelajit karuhkojen ojitettujen rämeiden lannoituksessa. Summary: PK fertilizer and different types of N fertilizer in the fertilization of infertile drained pine bogs. Folia Forestalia 754. 20 s. Moilanen, M., Penttilä, T. & Issakainen, J. 1996. Lannoituksen vaikutus kuusi koiden kasvuun ja ravinnetilaan ojitetuilla turvemailla Pohjois-Suomessa. Sum mary: Effects of fertilization on tree growth and nutrient status of Norway Mikko Moilanen 37 spruce stands on drained peatlands in northern Finland. Suo 47 no. 3 (1996): 85-94. Paarlahti, K., Reinikainen, A. & Veijalainen, H. 1971. Nutritional diagnosis of Scots pine stands by needle and peat analysis. Seloste: Maa-ja neulasana lyysi turvemaiden männiköiden ravitsemustilan määrityksessä. Communica tiones Instituti Forestalis Fenniae 74 (5): 1-58. Paavilainen, E. & Päivänen, J. 1995. Peatland forestry. Ecology and principles. Ecological Studies 111. 248 p. Penttilä, T. & Moilanen, M. 1987. Fosforilannoitteet suometsien lannoittamises sa Pohjois-Suomessa. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 278: 136-148. Rantala, T. & Moilanen, M. 1993. Nuorten suomänniköiden lannoituksen kan nattavuus Pohjois-Pohjanmaalla. Summary: Profitability of fertilization of young pine stands in northern Ostrobothnia. Folia Forestalia 821. 20 p. Silfverberg, K. 1996. Nutrient Status and Development of Tree Stands and Ve getation on Ash-fertilized, Drained Peatlands in Finland. Academic disserta tion (väitöskirja). 123 p. Westman, C. J. 1981. Fertility of surface peat in relation to the site type and potential stand growth. Seloste: Pintaturpeen viljavuustunnukset suhteessa kasvupaikkatyyppiin ja puuston kasvupotentiaaliin. Acta Forestalia Fennica 172. 77 s. Kannattaako suometsien ravinnetaloutta hoitaa? 38 Pekka Pietiläinen, Heikki Paarma, Risto Lauhanen ja Eija Hyvönen 39 NOAA LÄMPÖSATELLIITTIKUVAT METSÄMAAN KÄYTÖN SUUNNITTELUSSA Pekka Pietiläinen, Heikki Paarma, Risto Lauhanen ja Eija Hyvönen 1 Johdanto 1.1 Tutkimuksen tausta Kaukokartoitusmenetelmät ovat yksi vaihtoehto metsätalouden maastotyökus tannusten alentamisessa varsinkin, jos seudun kulkuyhteydet ovat hankalat. Il mavalokuvia ja satelliittikuvia onkin sovellettu suuralueiden metsävarojen ja puus ton terveydentilan inventoinneissa (Poso ja Kujala 1971, Jaakkola 1981, Häme 1991). Satelliittikuvien erotuskyky ei kuitenkaan vielä riitä metsikkökuviota kos kevan päätöksenteon tasolle (Häme 1991). Sen sijaan niiden avulla voidaan teh dä metsikköaluetason päätöksiä. Lauhasen ym. (1995) mukaan väri-infrakuvien avulla oli mahdollista paikantaa vanhoilta ojitusalueilta kunnostusojituskelvotto mat karut rämeet sekä potentiaaliset lakkasuot. Kaikki puustoa tai kasvupaikkaa koskevat ilmiöt eivät käy maastoarvioinnissa esille. Muun muassa puuston terveydentilaa tai ravinnepuutoksia voidaan ha vainnoida tehokkaammin kaukokartoitusmenetelmiä hyväksi käyttäen kuin maas tosta käsin (Pietiläinen ja Kuivamäki 1982). Myös pienilmastoon liittyvät näkö kohdat saattavat selvitä paremmin kaukokartoituksen avulla. Metsänuudistami seen liittyvät kysymykset ovat hankalia mm. ilmastokysymysten osalta. Pellon metsitys kuuselle saattaa epäonnistua, vaikka muut metsityksen edellytykset oli sivat kunnossa (Hytönen 1995). Kaukokartoitusmenetelmin voitaneen paikan taa myös maanviljelyyn soveltuvat hallattomat alueet. Paitsi metsäsuunnittelun näkökulmasta, kaukokartoitusmenetelmien käyttökelpoisuutta on tarpeen tutkia myös metsätalouden ympäristövaikutuksia arvioitaessa. Muun muassa Solantie (1994) on päätellyt metsäojitusten viilentävän pienilmastoa. Tosin tutkimus kä sitteli vain yhtä Etelä-Pohjanmaalla sijaitsevaa ojitusaluetta. Shilin (1980) on esittänyt lämpökuvauksen soveltuvan hydrologian, maanparan nustoimien, rakennusgeologian, vesien saastumisen, lumi-ja jääpeitteen sekä 40 NOAA-lämpösatelliittikuvat metsämaan käytön suunnittelussa geologian eri sovellusten tutkimiseen. Yhdysvaltain kauppaministeriön organi saatio, NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) ylläpitää si viilikäyttöön tarkoitettua operatiivista sääsatelliittiohjelmaa. NOAA-sarjan sa telliitit ovat polaarisella kiertoradalla noin 833 kilometrin korkeudessa kiertäviä aurinkosynkronisia satelliitteja. Nykyiset NOAA-sarjan satelliitit kartoittavat koko maapallon kahdesti päivässä. Satelliitteja on käytössä yleensä kaksi sa manaikaisesti eri kiertoradoilla (numerot 1 Oja 11), joilla saadaan havaintoja sa masta kohdasta maapalloa ainakin neljästi vuorokaudessa (Avery ja Berlin 1992). Suomessa NOAA-lämpösatelliittikuvia on sovellettu aikaisemmin geologian tut kimustarpeisiin (Paarma ym. 1994). Kuvilla voi olla käyttöä myös metsätalou den päätöksenteon (metsäsuunnittelun) sekä metsätalouden ympäristövaikutus ten arvioinnin tukena. 1.2 Tutkimuksen tavoitteet Tutkimuksen tavoitteena oli arvioida NOAA-lämpösatelliittikuvien avulla Oulun ja Haapaveden alueiden ilmasto-oloja sekä selvittää esimerkkitapausten valossa kuvien käyttömahdollisuuksia metsätalouden suunnittelussa. Ympäristövaikutusten arvioinnin kannalta tavoitteena oli arvioida metsäojitusten vaikutusta pienil mastoon. Tutkimushypoteesina oli, että vesi varastoi lämpöä jolloin viileät alueet näkyvät satelliittikuvissa sinisinä ja lämpimät alueet punaisina. Lämpökuvista voitiin siis rajata toisaalta lämpimät ja toisaalta hallanarat alueet. Satelliittikuvien antamia sävyarvoja verrattiin visuaalisesti käytössä olevaan peruskarttamateriaaliin, jon ka perusteella tehtiin johtopäätöksiä lämpökuvien antamasta informaatiosta ja käyttömahdollisuuksista metsäsuunnittelussa ja metsätalouden ympäristövaiku tusten arvioinnissa. 2 Aineisto ja menetelmät Tutkimukseen valittiin kaksi aluetta, joiden koko oli 70 km x 70 km. Oulun ympä ristö on vähäjärvinen, kun taas Haapaveden seudulla on paljon vesistöjä. Satel liittikuvat oli otettu 10.6.1992 klo 02.19 GMT. Kuvamateriaalista tehtiin Geolo gian tutkimuskeskuksen Pohjois-Suomen aluetoimistossa värilliset satelliittika navan 4 Kelvin-arvoja osoittavat lämpökartat. Kartan mittakaava oli 1:5000 000 ja alueen koko noin 5000 neliökilometriä (kuvat 1 ja 2). Nykyisissä NOAA-sarjan satelliiteissa on kuvauslaitteistona AVHRR (Advan ced Very High Resolution Radiometer) -systeemi, joka käsittää neljä tai viisi Pekka Pietiläinen, Heikki Paarma, Risto Lauhanen ja Eija Hyvönen 41 kanavaa spektrin eri osista. NOAA-11 satelliitti kuvaa aineistoa viidellä eri ka navalla (taulukko 1). Taulukko 1. NOAA-satelliittin kanavien aallon pituudet. Satelliitissa on näkyvän valon punaisen alueen, lähi-ja keski-infra-alueiden sekä termisen alueen kanavat. Systeemi kuvaa jatkuvasti 2 800 kilometrin levyistä kaistaa lentoradan alapuolelta. Kuvapikselin koko satelliitin alapuolella oli alku peräisaineistossa 1,1 km x 1,1 km. Tässä tutkimuksessa käytettiin termisen kanavan 4 kuvaamaa aineistoa. Ilma tieteen laitokselta saatiin tutkituilla alueilla olevilta kuudelta havaintoasemalta kuvauspäivän lämpötilat (taulukko 2). Taulukko 2. Tutkimusalueen lämpötilat Ilmatieteen laitoksen havaintoasemilla 10.6.1992 klo 03.00, klo 06.00 ja klo 09.00 sekä NOAA-satelliittikuvien läm pötilat klo 02.19 GMT. Koska ojitetuista suoalueista ei ollut olemassa erillistä kuvainformaatiota, ojitetut alueet otettiin tarkasteluun peruskartoilta (1 :50 000). Neliökilometrin suuruiset karttaruudut jaettiin neljään yhtä suureen osaan pysty-ja vaakalävistäjillä. Jos neljänneksen pinta-alasta oli silmävaraisesti arvioituna enemmän kuin puolet ojitettu, se rasteroitiin erilliselle, kartan koordinaattien kanssa yhtenevälle milli metripaperille ojitetuksi alueeksi. Ojitusalueita kuvaavat rasterikartat (kuvat 3 ja kuva 4) skannattiin ja muokattiin samaan mittakaavaan sateliittikuvien kanssa. Karttojen päällekkäin asettelua ja visuaalista tarkastelua varten molemmista ras terikartoista tehtiin läpinäkyvät kalvot. Kanava Aallonpituus (pm) 1 0.55-0.7 (punainen) 2 0.7-1.2 (lähi-IR) 3 3.7-3.9 (keski-IR) 4 10.3-11.3 (terminen-IR) 5 11.3-12.3 (terminen-IR) klo 03.00 klo 06.00 klo 09.00 klo 02.19 Oulu, lentoasema 9.6 10.7 17.5 6.0 Muhos, kirkonkylä 5.7 — 17.8 5.2 Haapavesi 7.6 — 19.0 5.6 Oulainen 3.4 — 18.4 6.6 Vaala, Pelso 9.4 — 19.0 5.4 42 NOAA-lämpösatelliittikuvat metsämaan käytön suunnittelussa Kuva 1. NOAA-11-kuvassa Oulun ympäristö. Pekka Pietiläinen, Heikki Paarma, Risto Lauhanen ja Eija Hyvönen 43 Kuva 2. NOAA-11 -kuvassa Haapaveden ympäristö Karttojen päällekkäin asettelu voitiin tehdä merenranta-ja järvirajojen perus teella, koska vesialueiden lämpötilat ovat lämpöskaalan yläpäässä violetillä osal la. Myös muita lämpimiä alueita, kuten jokilaaksoja ja harjuja, voitiin käyttää apuna päällekkäin asettelussa. Vertaamalla keskenään peruskartoilta millimetripaperille rasteroitua ojainformaa tiotaja satelliittikuvien värisävyinformaatiota voitiin tehdä visuaalisia päätelmiä alueellisista lämpötilaolosuhteista. Soiden (räme tai neva), vesistöjen ja harjualu eiden perusteella voitiin tehdä arvioita myös alueiden pienilmastosta. 44 NOAA-lämpösatelliittikuvat metsämaan käytön suunnittelussa Kuva 3. Ojitukset Oulun ympäristössä (vrt. kuva 1). Pekka Pietiläinen, Heikki Paarma, Risto Lauhanen ja Eija Hyvönen 45 Kuva 4. Ojitukset Haapaveden ympäristössä (vrt. kuva 3). 3 Tulokset ja tarkastelu Kuvausaikaan eli juuri ennen auringonnousua auringon lämmittävä vaikutus on käytännössä minimissä. Tällöin alueiden luontaiset lämpöolot tulivat lämpökuvis ta esille kaikkein selvimmin. NOAA-kuvat oikaistiin koordinaattien suhteen ja kuvien sävyarvot muutettiin Kelvin-asteikolle siten, että siniset värisävyt kuva sivat viileitä maastokohtia ja punaiset vastaavasti lämpimiä kohtia. Verrattaessa kuvien lämpötiloja Ilmatieteen laitoksen sääasemien lämpötilahavaintoihin kävi ilmi, että klo 03.00 ja klo 06.00 lämpötilat olivat korkeammat kuin lämpökuvien vastaavien alueiden klo 02.19 GMT lämpötilat Oulaisten klo 03.00 lämpötilaa lukuunottamatta (taulukko 1). Tulokset perustuivat lämpösatelliittikuvan ja peruskartan visuaaliseen vertailuun. Vertailu osoitti selvästi, että Oulun ympäristössä pienilmastoltaan lämpimät ran nikkoseudut ja vesistöjen varsialueet ovat soveliaita maanviljelyyn.Vesistöt läm mittävät ja tasaavat maan läheisen pienilmaston lämpöoloja. Tämä johtuu siitä, että lämpösäteily imeytyy ja lämpö varastoituu veteen. Lämpö heijastuu vesis töistä takaisin ympäristöön tasaten lähialueen lämpötilan vaihteluja. Lämpiminä muodostelmina erottuivat myös Rokuan harjulaakso sekä Tyrnävän alue, jota on 46 NOAA-lämpösatelliittikuvat metsämaan käytön suunnittelussa perinteisesti pidetty satoisana viljelyalueena. Sisämaan vähävesistöiset alueet näkyivät lämpökuvissa viileämpinä (Paarma ym. 1994) (kuva 1). Siika-, Kala-ja Pyhäjokivarsi sekä Haapaveden ympäristö pienine järvineen erottuivat lämpö kuvista mikroilmastoltaan lämpiminä (punaisina) maanviljelyyn pienilmastonsa puolesta sopivina alueina. Myös Uljuan tekoallas näkyi kuvissa punaisena (kuva 2). Pelsonsuon (kuva 1) ja Piipsannevan (kuva 2) turvetuotantoalueet erottuivat niinikään lämpiminä alueina. Laaja luonnontilainen vetinen Venenevan suoalue näkyy Rokuan harjujakson länsipuolella, ympärillään olevia ojitettuja soita lämpimämpänä alueena. Sekä Oulun (kuvat 1 ja 3), että Haapaveden (kuvat 2 ja 4) seudulla sisämaan laajat, karut ja ojitetut nevat näkyivät kuvissa sinisinä eli paikallisilmastoltaan viileinä alueina. Yhtenä tekijänä ojitettujen soiden viileyteen saattaa olla ojituksesta joh tuva suon kuivuminen eli lämpöä varastoivan vesivaraston väheneminen. Karu jen ojitettujen soiden puustojen kasvu ei myöskään ollut elpynyt ojituksen seu rauksena, jolloin ojitusalueille ei ollut kasvanut sulkeutuneita metsiköitä, jotka estäisivät suoran lämpösäteilyn. Kolmantena viilentävänä tekijänä on routa, joka sulaa ojitetuilla alueilla noin 1-2 viikkoa hitaammin kuin vetisellä ojittamattomal la suolla (kuva 3). Toisaalta puustoiset ojitetut nevat ja rämeet näkyvät luonnontilaisten soiden tavoin lämpiminä. Vaikka rämeillä vesivarastot ovat metsäojitusten seurauksena pienentyneet, niillä puuston kasvu on lisääntynyt ja alueille on kehittynyt yhtenäi nen sulkeutunut metsä. Puustolla on paikallisilmastoa lämmittävä vaikutus, kos ka se estää suoran lämpösäteilyn. Maanviljelykseen kuivatut laajat suopeltoalueet vastaavat pienilmastoltaan sisä maan laajoja metsänkasvatukseen ojitettuja huonopuustoisia suoalueita. Kun suopeltoja ei viljellä, ne heinittyvät eivätkä absorboi lämpösäteilyä toisin kuin muokattuina ja viljeltyinä. Kuolleesta heinästä muodostuu eristekerros, joka es tää metsän uudistumista ja hidastaa roudan sulamista viilentäen alueen pienil mastoa (ks. Huikari & Paarlahti 1967). Pellonmetsitystä suunniteltaessa NOAA lämpökuvista voidaan paikantaa hallanarat alueet ja valita alueelle sopiva metsi tysmenetelmä j a puulaj i. Solantie (1994) on todennut soiden ojitusten viilentäneen paikallisilmastoa. Sen enempää Solantien (1994) case-tutkimuksen kuin tämän tutkimuksen kahden esimerkkialueen lämpöarvojen tarkastelun perusteella ei voida kuitenkaan arvi oida ojitusten vaikutusta suurilmastoon. Metsäojituksen haitallisten ympäristö vaikutusten arvioinnin lisäksi tämä tutkimus keskittyi lämpösatelliittikuvien mah dollisuuksien esittelyyn metsätalouden päätöksenteon tukena termisenä ja eko logisena sovelluksena. Jatkossa kehittyvä kuvatulkinta sekä paikkatietojärjestel mät (GIS) antavat mahdollisuuden tehdä pitemmälle meneviä johtopäätöksiä myös ojitusten ympäristövaikutuksista. NOAA-kuvien ja maaston korkeusmallien avulla voidaan tarkastella sitä, miten maaston topografia vaikuttavat paikallisiin lämpö Pekka Pietiläinen, Heikki Paarma, Risto Lauhanen ja Eija Hyvönen 47 oloihin. Tällöin kyettäneen täsmällisemmin ennalta paikantamaan esim. kuusen istutukseen soveltumattomat hallanarat metsänuudistamisalueet tai pellonmetsi tyskohteet. Samalla voidaan kartoittaa maanviljelyyn sopivat lämpimät hallatto mat peltoalueet. Lisäksi lämpökuvia voi hyödyntää marjasatoennusteissa, sillä kuvista voi paikantaa alueet, joilla halla on tuhonnut marjojen kukinnot. Turvetuotantoalueiden jälkikäytön suunnitteluun NO A A-kuvat tarjoavat mene telmävaihtoehdon. Kuvatulkinnassa voi turvetuotantoalueen ennallistaminen suok si tai valjastaminen kala- tai lintualtaaksi olla parempi vaihtoehto kuin lämpöolo jen kannalta epävarma metsitys. Esimerkiksi Pelson turvetuotantoalue (kuva 1) voitaisiin täyttää vedellä. Tällöin seudulle saataisiin nykyistä laajemmalle alueel le lämpimämpi paikallisilmasto. Samalla maiseman monimuotoisuus paranisi. NOAA-menetelmää voidaan soveltaa myös soiden ennallistamiskohteita arvioi taessa. Satelliiteilla saadaan samasta paikasta useampi kuva vuorokaudessa. Pitkällä aikavälillä kuvasarjoja voidaan käyttää mm. ennakoidun ilmaston lämpenemisen seurannassa (Karjalainen ym. 1991). Esimerkiksi koko kasvukauden lämpöar voinformaatiota voidaan tulostaa keskiarvokarttoina. Tällöin vuosien väliset pit kän aikavälin lämpötilaerot käyvät hyvin selville. Lämpökuvien käytössä on myös joitakin ongelmia. Pilvisyys haittaa kuvatulkin taa, joten parhaimpaan tulokseen päästään soveliaimpaan ilmavalokuvausai kaan eli touko-heinäkuussa (Rafstedt ja Andersson 1981). NOAA-lämpökuvien hankinta ei aiheuta suuria kustannuksia. Hankintakustannuksia voidaan edel leen vähentää kuvakokoa suurentamalla. Tällöin tosin lämpökuvien tarjoama in formaatioarvo vähenee. Kirjallisuus Avery, T. & Berlin, L. 1992. Fundamentals of remote sensing and aerophoto intrepretation. Fifth ed. Mcmillan Pub. Co. New York. 472 s. Huikari, O. & Paarlahti, K. 1967. Results of field experiments on the ecology of pine, spruce, and birch. Seloste: Kenttäkokeiden tuloksia männyn, kuusen ja koivun ekologiasta. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae64(l). 135 s. Hytönen, J. 1995. Peltojen metsitys vaatii taitoa ja tietoa. Teoksessa: Hytönen, J. & Polet, K. (toim.) Peltojen metsitysmenetelmät. Metsäntutkimuslaitok sen tiedonantoja 581: 5-11. Häme, T. 1991. Spectral interpretation of changes in forest using satellite scan ner images. Acta Forestalia Fennica 222. Ills. Jaakkola, S. 1981. Metsävarojen kaukokartoitustekniikka. Helsinginyliopisto, Metsänarvioimistieteen laitos, Tiedonantoja 13. 193 s. 48 NOAA-lämpösatelliittikuvat metsämaan käytön suunnittelussa Karjalainen, T., Kellomäki, S., Lauhanen, R. & Tuovinen, J. 1991. Ilmaston muutoksen vaikutus metsäekosysteemiin ja metsänkäyttöön: mekanismeja ja kehityssuuntia. Silva Fennica 19. 157 s. Lauhanen, R., Pietiläinen, R, Saarinen, M. & Heikkinen, E. 1995. Väri-infraku vat kunnostusojituksen kohdevalinnan tukena. Summary: Usability of infra red imagery in the planning of ditch network maintenance. Suo 46(1): 21-30. Paarma, H. , Aarnisalo, J. & Hyvönen, E. 1994. NOAA-satelliittikuvien tulkin nasta Pohjois-Suomen maa-ja kallioperätutkimuksissa. Geologian tutkimus keskus. Pohjois-Suomen aluetoimisto. Tutkimusraportti. 17 s. Pietiläinen, P. & Kuivamäki, A. 1982. Ravinteiden puutteen vaikutus männyn neulasten valonheijastusominaisuuksiin. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonan toja 70: 14-22. Poso, S. & Kujala, M. 1971. Ryhmitetty ilmakuva-ja maasto-otanta Inarin, Uts joen ja Enontekiön metsien inventoinnissa. Abstract: Groupwise sampling based on photo and field plots in forest inventory of Inari, Utsjoki and Enon tekiö. Folia Forestalia 132. 40 s. Rafstedt, T. & Andersson, L. 1981. Flygbildstolkning av myrvegetation. En metodstudie föröversiktligkartering.Naturvärdsverket, Rapport 1433.106 s. Shilin, B. 1980. Thermal aerial survey in natural ressourses research (in Russi an). Gidrometeo. Leningrad. 247 s. Solantie, R. 1994. Suurten suo-ojitusten vaikutus ilman lämpötilaan erityisesti Alajärven Möksyn havaintojen perusteella. Ilmatieteen laitoksen meteorolo gisia julkaisuja 29.40 s. Jarmo Poikolainen 49 EP I FYYTTI JÄKÄLIEN RUNSAUS HAVUPUILLA POHJOIS-SUOMESSA VUOSINA 1985 JA 1995 Jarmo Poikolainen 1 Johdanto Puilla kasvavia epifyyttijäkäliä on käytetty yleisesti ilmanlaadun indikaattoreina niiden ilmansaasteherkkyyden vuoksi. Jäkälät ottavat ravinteensa suoraan sa devedestä ja ilmasta. Sadeveden mukana jäkäliin kertyy helposti myös niille hai tallisia aineita. Jäkälien ilmansaasteherkkyyttä lisää se, että ne koostuvat kah desta eri organismista, sieniosakkaasta ja leväosakkaasta (tai sinibakteerista). Jäkälät ovat herkkiä kaikenlaisille ilmansaasteille, ennen muuta ilman rikkidiok sidille, typpiyhdisteille, fluorideiile, raskasmetalleille, otsonille ja PAN-yhdisteille. Eri epifyyttilajien herkkyys ilmansaasteille vaihtelee niin, että osa lajeista saat taa hyötyä esimerkiksi ilman typpipitoisuuksien noususta tiettyyn rajaan asti, kun taas jotkut (esim. useimmat lupot ja naavat) ovat hyvin herkkiä kaikenlaisille ilmansaasteille (Insarovaym. 1992, Kärenlampi ym. 1989). Ilmanlaadun kartoi tuksia epifyyttijäkälien avulla on tehty tämän vuosisadan alkupuolelta lähtien jo sadoittain eri puolilla maapalloa etenkin kaupungeissa ja teollisuuslaitosten ym päristössä (mm. Hawksworth 1973, 1990). Metlan toimesta tehtiin vuosina 1985-86 koko maan kattava systemaattinen epifyyttijäkäläkartoitusja se toistettiin vuonna 1995 (Kuusinen ym. 1990, Poiko lainen ym. 1997). Tavoitteena on ollut kartoittaa epifyyttijäkälien esiintyminen havupuillajajäkälien runsaudessa 10-vuotisjaksolla tapahtuneet muutokset. Kar toitukset antavat tietoa myös tausta-alueiden ilmanlaadusta ja siinä tapahtuneis ta muutoksista. Seuraavassa on Pohjois-Suomeen (= Oulun ja Lapin läänit) pai nottuva katsaus kartoitusten tuloksista. 2 Epifyyttijäkälien kartoitukset Epifyyttikartoitukset tehtiin VMI:n 8. inventoinnin yhteydessä perustetuilla 3 009 pysyvällä näytealalla vuosina 1985-86 ja 1995 täsmälleen samoilla menetelmillä 50 Epifyyttijäkälien runsaus havupuilla Pohjois-Suomessa .. ja samoista puista. Näin tulokset ovat keskenään vertailukelpoisia. Havupuilta arvioitiin 13 yleisen epifyyttijäkälälajin tai -suvun esiintyminen ja runsaus. Lajien herkkyys reagoida rikkidioksidiin vaihtelee: 1) Kestävät lajit: viherkuprujäkälä (Scoliciosporurn chlorococcum) + viherle vä, seinänsuomujäkälä (Hypocenomyce scalaris ) 2) Suhteellisen kestävät lajit: sormipaisukarve (Hypogymniaphysodes ), kelta tyvikarve (Parmeliopsis ambigua ), ruskoröyhelö (Cetraria chlorophylla), keltaröyhelö (Vulpicida pinastri) 3) Suhteellisen herkät lajit: tyvikarpeet (Parmeliopsis spp.), harmaaröyhelö (Pla tismatia glauca ), harmaahankakarve (Pseudevernia furfuracea), raidani sokarve (Parmelia sulcata), valkohankajäkälä (Evernia prunastri ) 4) Herkät lajit: lupot (Bryoria spp.), naavat ( Usnea spp.). Jäkälät arvioitiin puun rungolta ja oksilta 05,-2,0 m:n korkeudelta seuraavasti: 0 = jäkälää ei esiinny, 1 = jäkälää niukasti, 2 = jäkälää suhteellisen runsaasti, 3 = jäkälää runsaasti. 3 Tulokset ja tulosten tarkastelua 3.1 Epifyyttijäkälät runsastuneet Kaikki kartoituksessa mukana olleet 13 epifyyttijäkälälajia runsastuivat inven tointijaksolla 1985-1995. Jäkälälajien välillä oli kuitenkin selviä eroja. Selvimmin yleistyivät ilmansaasteita kestävät lajit ja niistä ennen kaikkea viherkuprujäkälä {Scoliciosporum chlorococcum) ja sen viherleväosakas. Vähiten yleistyivät ilman rikkidioksidipitoisuuksille herkät lajit, lupot (Bryoria spp.) ja naavat (Us nea spp.). Jäkälien runsastumisessa oli myös selviä alueellisia eroja. Useimmat lajit runsastuivat alueella, joka ulottuu Etelä-Suomen pohjoisosista Etelä-Lap piin. Havupuiden epifyyttijäkälälaj isto on Pohjois-Suomessa monipuolisempi kuin Etelä- Suomessa (Kuusinen ym. 1990, Jukola-Sulonen & Kleemola 1994). Lajimäärä on suurin Pohjois-ja Itä-Suomen vanhoissa kuusikoissa. Kartoituksessa olleista epifyyttijäkälälajeista levinneisyydeltään selvästi Pohjois-Suomeen painottuneita ovat lupot, keltatyvikarve ja tyvikarpeet (harmaatyvikarve ja kalpeatyvikarve). Luppoja esiintyy runsaimmin Kainuun, Koillismaan ja Itä-Lapin vanhoissa met sissä. Lupot ovat runsastuneet Pohjois-Suomessa selvimmin Kainuun pohjois osissa, Kuusamossa ja Sodankylän pohjoisosissa, missä luppojen määrä jo 1985 oli runsas, ja toisaalta Oulun läänin länsiosissa, missä luppoja esiintyy runsastu misesta huolimatta vieläkin suhteellisen niukasti. Keltatyvikarve on yleistynyt selvästi koko Pohjois-Suomessa niin, että sitä tavataan koko alueella runsaana. Myös tyvikarpeet (harmaatyvikarve ja kalpeatyvikarve), joiden esiintymisen pai- Jarmo Poikolainen 51 nopiste on Pohjois-Suomen itäosissa, ovat selvästi runsastuneet kaikkialla Poh jois-Suomessa. Muista koko maassa esiintyvistä epifyyttijäkälälajeista sormipaisukarve on yleis tynyt myös Pohjois-Suomessa niin, että nyt sitä kasvaa koko maassa havupuilla runsaana. Keltaröyhelö on runsastunut selvästi Oulun läänin alueella sekä Ete lä-ja Länsi-Lapissa. Harmaaröyhelön, jota esiintyy Pohjois-Suomessa Kainuun pohjoisosiaja Koillismaata lukuunottamatta niukasti, runsaudessa ei ole Pohjois- Suomessa tapahtunut juuri mitään muutosta. Koko maassa suhteellisen vähäise nä esiintyvä ruskoröyhelö on runsastunut Koillismaalla, mutta vähentynyt lähes kaikkialla muualla Pohjois-Suomessa. Naavat ovat yleistyneet Oulun läänissä Pohjanlahden rannikkoalueella ja Oulun ja Itä-Suomen läänien rajamailla. Lapin läänissä naavojen runsaudessa ei ole tapahtunut muutosta. Naavojen niukkuus Lapissa johtuu ilmeisesti ilmastotekijöistä (Kuusinen ym. 1990). Havupuilla har valukuisena tavattava raidanisokarve on hiukan runsastunut suurimmassa osas sa Pohjois-Suomea. Epifyyttijäkälälajeista, joiden levinneisyys painottuu Etelä-ja Keski-Suomeen, viherkuprujäkälää tavattiin Pohjois-Suomessa 1985 lähinnä vain Oulun seudulla. Vuonna 1995 sitä esiintyi tosin määrältään niukkanajo miltei koko Oulun läänis säja Lapin läänissäkin paikoitellen Kemin seudulla, Sallassa, Posiolla ja Kemi järvellä. Toista ilmansaasteita hyvin kestävää lajia, seinänsuomujäkälää tavattiin vuonna 1985 paikoitellen vain Vaasan eteläpuolisilla alueilla. Se on vähitellen yleistynyt niin, että vuonna 1995 se oli ilmaantunut jo Oulun läänissäkin muuta mille havaintopaikoille. Harmaahankakarve, Pohjois-Suomessa lähinnä vain Oulun läänin eteläosissa harvalukuisena esiintyvä laji, ei ole täällä juuri yleistynyt. Val kohankajäkälää tavataan havupuilla suhteellisen harvinaisena Etelä-ja Keski suomessa Oulun läänin eteläosiin saakka. Se on yleistynyt hieman Oulun läänin länsiosissa. 3.2 llmansaastevaikutuksia vaikea erottaa muista jäkälien runsauteen vaikuttavista tekijöistä Epifyyttijäkälien runsastuminen johtuu ilmeisesti useammasta eri tekijästä. Mah dollisia syitä runsastumiseen voivat olla ilmansaasteiden väheneminen, ilmaston muutokset ja metsien rakenteessa (puulajisuhteet, ikä, tiheys) tapahtuneet muu tokset. Koko maan kattavassa kartoituksessa ilmansaastevaikutusten erottami nen muista jäkälien levinneisyyteen vaikuttavista tekijöistä on kuitenkin ongel mallista, koska ilmasto-olot muuttuvat etelästä pohjoiseen ja myös ilman epä puhtauksien laskeuma vähenee samassa suunnassa. Joka tapauksessa epifyyttijäkälälajien runsaussuhteissa tapahtuneet muutokset näyttäisivät heijastelevan ilman epäpuhtauksien laskeumassa tapahtuneita muu 52 Epifyyttijäkälien runsaus havupuilla Pohjois-Suomessa toksia viimeisten 10 vuoden aikana. Suomen omat rikkipäästöt ovat vähentyneet tänä aikana 300 000 tonnista 100 000 tonnin vuositasolle ja myös kaukokul keumana Suomeen tulevan rikin määrä on vähentynyt. Samaan aikaan epifyyt tijäkälät ovat runsastuneet koko maassa niin, että rikkiä parhaiten kestävät lajit, ennen kaikkea viherkuprujäkälä, ovat runsastuneet selvimmin Etelä-Suomessa, jossa rikkilaskeuma on suurin ja herkimmät lajit selvimmin Keski-ja Pohjois suomessa, missä rikkilaskeuma on vähäisempi. Etelä-Suomessa rikkilaskeuma on ilmeisesti vielä niin suuri, että se hidastaa herkimpien lajien elpymistä. Toi saalta Suomen typpipäästöt ovat pysyneet viimeisten 10 vuoden aikana suurin piirtein samalla vuositasolla, noin 250 000-300 000 tonnia. Ilmansaasteita hyvin kestävä viherkuprujäkälä ja mahdollisesti myös suhteellisen hyvin ilmansaasteita kestävät laj it, kuten sormipaisukarve ja keltatyvikarve ovat todennäköisesti hyö tyneet ravinteiden lisääntymisestä, samalla kun rikin määrä on vähentynyt (mm. Kärenlampiym. 1989). Eri jäkälälajien luontainen levinneisyys vaihtelee jo ilmastotekijöistä johtuen (mm. Halonen ym. 1991). Suurilmastossa tapahtuneiden muutosten vaikutuksesta epi fyyttijäkälien runsaussuhteisiin ei ole tarkkaa tietoa. Metsikkötasolla jäkälien esiintymisen ja kasvun kannalta tärkeimmät tekijät ovat ilman lämpötila, ilman kosteus ja valaistus. Pohjois-Suomen humidinen ilmasto sopii monille epifyyttijä kälälajeille. Maaperän kosteudella on todettu olevan selvä vaikutus lupon mää rään. Oulangan kansallispuistossa tehdyissä kartoituksissa todettiin luppoa esiin tyvän runsaimmin kosteissa, suhteellisen harvapuustoisissa ja huonokuntoisissa vanhoissa HMT-kuusikoissa ja korpikuusikoissa (Helle ym. 1989). Siitä, miten metsien rakenteessa laajoilla alueilla tapahtuneet muutokset vaikut tavat eri jäkälälajien runsauteen, ei ole myöskään Fennoskandian alueelta tark kaa tutkimustietoa. Pohjois-Suomessa vanhojen metsien laajat hakkuut ovat vä hentäneet etenkin luppojen määrää. Valtakunnallisessa kartoituksessa näytealo jen puusto ei kuitenkaan ole paljoa muuttunut inventointijaksolla, koska vuosien 1985 ja 1995 vertailuun on otettu vain ne näytealat, joissa näytepuut ovat samo ja. Näytekuvioiden ulkopuolella metsien rakenne on voinut muuttua. Tuloksia tarkasteltaessa on myös huomattava, että puut, joilta kartoitus on tehty, ovat ikääntyneet kymmenellä vuodella. Puiden ikääntyessä mm. kaarnan rosoisuus lisääntyy. Rosoisella kaarnalla on jäkälille enemmän sopivia itämis-ja suojapaik koja kuin sileällä ja hilseilevällä kaarnalla (Hyvärinen ym. 1992, Kuusinen 1994). Pohjois-Suomessa poronhoitoalueella porojen laidunnuksella on huomattava vai kutus puiden alaosien epifyyttijäkälämääriin ja lajisuhteisiin. Porot syövät mielel lään suurikokoisia rihmamaisiajäkäliä, erityisesti luppoja. Porojen syönnin pitkä aikaisvaikutuksista epifyyttijäkälien lajisuhteisiin ei ole Suomessa selvitetty. Jarmo Poikolainen 53 Kirjallisuus Halonen, P., Hyvärinen, M. & Kauppi, M. 1992. Influence of stand age and structure on the epiphytic lichen vegetation in the middle-boreal forests of Finland. Lichenologist24: 165-180. Hawksworth, D.L. 1973. Mapping studies. Teoksessa: Ferry, 8.W., Baddeley, M.S. & Hawksworth, D.L. (toim.). Air pollution and lichens. S. 28-76. Hawksworth, D.L. 1990. The long-term effects of air pollutants on lichen com munities in Europe and North America. Woodwell, G., (toim.). Cambridge University Press. Helle, P., Helle, T. & Mönkkönen, M. 1989. Lupon esiintyminen Oulangan kan sallispuistossa. Julkaisussa: Poikajärvi, H., Sepponen, P. & Varmola, M. (toim.). Tutkimus luonnonsuojelualueilla. Folia Forestalia 736: 94—98. Hyvärinen, M., Halonen, P. & Kauppi, M. 1992. Influence of stand age and structure on the epiphytic lichen vegetation in the middle-boreal forests of Finland. Lichenologist 24: 165-180. Insarova, 1.D., Insarov, G.E., Bräkenhielm, S., Hultengren, S., Martinsson, P.-O. & Semenov, S.M. 1992. Lichen sensitivy and air pollution. Swedish Environ mental Protection Agency. Report 4007. 72 s. Jukola-Sulonen, E.-L. & Kleemola, J. 1994. Havupuiden epifyyttijäkälät ympä ristöindikaattoreina. Julkaisussa: Mälkönen, E. & Sivula, H. (toim.). Suomen metsien kunto. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 527: 54-71. Kuusinen, M., Mikkola, K. & Jukola-Sulonen, E.-L. 1990. Epiphytic lichens on conifers in the 1960'sto 1980' sin Finland. Julkaisussa: Kauppi, P., Anttila, P. & Kenttämies, K. (toim.). Acidification in Finland. Springer-Verlag, Berlin. S. 397-420. Kärenlampi, L., Oksanen, J. & Anttonen, T. 1989: Growth rate of epiphytic lichens as abioindicator. Julkaisussa: Bucher, J.B. & Bucher-Wallin, I. (toim.). Air pollution and forest decline. S. 445-446. Poikolainen, J., Kuusinen, M., Mikkola, K. & Lindgren, M. 1997. Mapping of the epiphytic lichens on conifers in Finland in the years 1985 and 1995. In: Paoletti, E. (Ed). 17th Meeting for Specialists in Air Pollution Effects on Forest Ecosystems Stress Factors and Air Pollution. Florence, Italy, 14-19 September 1996. Chemosphere. Painossa. 54 Epifyyttijäkälien runsaus havupuilla Pohjois-Suomessa ... Harri Lippo ja Eero Kubin 55 RASKASMETALLILASKEUMA OULUN LÄÄNISSÄ VUOSINA 1985-1995 Harri Lippo ja Eero Kubin 1 Johdanto Teollisen toiminnan voimakas lisääntyminen tällä vuosisadalla voimistanut maa perään luontaisesti kuuluvien raskasmetallien mobilisaatiota ja kertymistä suu rinakin pitoisuuksina elinympäristöön. Metalli-ja kaivosteollisuus sekä fossiilisia polttoaineita energianlähteenä käyttävät voimalaitokset ovat huomattavimpia ras kasmetallien päästölähteitä ilmakehään, josta raskasmetallit tulevat laskeumana maahan ja vesistöihin ja rikastuvat ravintoketjuihin. Sammalten käyttöön perustuva raskasmetallilaskeuman seurannan mittausme netelmä kehitettiin Ruotsissa 1960-luvulla (Riihling ja Tyler 1971). Yleiset met säsammalet, kerrossammal (Hylocomium splendens) ja seinäsammal (Pleuro zium schreberi), soveltuvat tähän tarkoitukseen hyvin, koska ne ottavat pää osan tarvitsemistaan ravinteista suoraan sadevedestä ja kuivalaskeuman kautta leviävistä, sammalten pintaan kiinnittyvistä hiukkasista. Tiheiden sammalkasvus tojen läpi kulkee lisäksi suuria ilmamääriä, joten sammalet keräävät tehokkaasti ilman sisältämiä epäpuhtauksia. Sammaltekniikkaaon käytetty raskasmetallilas keuman selvittämiseen yhteispohjoismaisessa kartoituksessa vuonna 1985, Poh jois-Euroopan kattaneessa tutkimuksessa vuosina 1990 ja 1995 ja laajassa, 20 Euroopan valtiota käsittäneessä tutkimuksessa vuosina 1990-92 (Riihling ym. 1987 ja 1992, Riihling 1994 ja 1997). Lisäksi tekniikkaa on käytetty laajoihin valtakunnallisiin sekä päästölähteiden alueellisiin kartoituksiin (Kubin ja Lippo 1996). Tässä yhteydessä tarkastellaan merkittävimpien raskasmetallien päästölähteitä ja ominaisuuksia sekä laskeumaa Suomessa ja erikseen kuntakohtaisena Oulun läänissä vuosina 1985, 1990 ja 1995. 56 Raskasmetallilaskeuma Oulun läänissä vuosina 1985-1995 2 Aineisto ja menetelmät Sammalnäytteet kerättiin Metsäntutkimuslaitoksen vuosina 1985-86 metsien ti lan ja metsissä tapahtuvien muutosten tutkimista varten perustamilta pysyviltä, systemaattisesti koko maan kattavilta koealoilta (Valtakunnan metsien inven tointi 1986), (kuva 1). Näytteenotto, näytteiden esikäsittelyjä niiden kemiallinen analysointi tehtiin pohjoismaisten ohjeiden mukaisesti (Riihling 1987, Lippo 1997). Kuva 1. Metlan pysyvien koealojen verkostoa. Kartalla on esitetty sammalnäyt teiden keruun koealarypäät, joista Oulun läänin alueella sijaitsee 207 kpl. Harri Lippo ja Eero Kubin 57 3 Tulokset 3.1 Kadmium Kadmium (Cd) on peräisin pääasiassa metalliteollisuudesta, fossiilisia polttoai neita käyttävistä voimalaitoksista, jätteiden käsittelylaitoksista sekä kadmiumia epäpuhtautena sisältävistä fosforilannoitteista. Keski-ja Itä-Euroopan teollistu neilta alueilta peräisin oleva kaukokulkeuma aiheuttaa huomattavan osan kad miumlaskeumasta. Kadmiumin yhdisteet ovat myrkyllisiä kaikille organismeille ja lisäksi ne ovat karsinogeenisia, joten kadmiumin käyttöä ja päästöjä on tar peen tarkasti säädellä. Sammalten kadmiumpitoisuudet alenivat tutkimusjakson aikana selvästi, kun koko maan aineiston keskiarvopitoisuus vuonna 1985 oli 0,37 mg/kg niin vuonna 1995 se oli vain 0,18 mg/kg. Aleneminen johtuu metalliteollisuuden ja energiantuotan non päästöjen vähentymisestä ja lannoiteteollisuuden siirtymisestä kadmiumia epäpuhtautena sisältäneistä ulkomaisista raaka-aineista puhtaampiin kotimaisiin raaka-aineisiin. Suurimmat kadmiumpitoisuudet on mitattu Harjavallan ja Kok kolan ympäristöjen sekä Etelä-Suomen rannikkoseudun sammalista. Laskeumassa on ollut selvästi laskeva trendi etelästä pohjoiseen siirryttäessä. Pienimpien pi toisuuksien tausta-alueeseen kuuluivat vuonna 1995 Pohjois-Suomen lisäksi laa jat alueet Keski-ja Itä-Suomea. Oulun läänin alueella ei todettu yksittäisiä päästölähteitä ja sammalten kad miumpitoisuus aleni tutkitulla 10-vuotisjaksolla arvosta 0,40 mg/kg arvoon 0,15 mg/ kg. Pienin kuntakohtainen keskiarvopitoisuus vuonna 1995 oli Piippolassa (0,093 mg/kg; n = 1) ja suurimmat Kuivaniemellä (0,23 mg/kg; n=3) ja Reisjär vellä (0,20 mg/kg; n = 3). 3.2 Kromi Kromin (Cr) päästölähteitä ovat rauta-ja terästeollisuus, kivihiilen käyttö ener giantuotannon raaka-aineena ja kaivostoiminta paikallisena lähteenä. Kromiyh disteiden haitallisuus riippuu kromin hapetusasteesta. Hapetusasteella kolme oleva Cr(III) on ihmiselle välttämätön hivenravinne pieninä määrinä, mutta suurina annoksina se on haitallista. Cr(VI)-yhdisteet ovat karsinogeenisia ja myrkyllisiä, mutta ne muuttuvat maaperään jouduttuaan vaarattomammiksi Cr(III)-yhdis teiksi. Sammalten kromipitoisuus pysyi tutkimusjakson aikana keskimäärin samalla ta solla. Suurimmat pitoisuudet on mitattu Tornion jaloterästehtaan ja Kemin kro miittikaivoksen ympäristöissä, mutta tutkimusjakson aikana pitoisuudet ovat alen tuneet selvästi. Tausta-alueeseen kuuluivat vuonna 1995 Pohjois-Lapin lisäksi Raskasmetallilaskeuma Oulun läänissä vuosina 1985-1995 58 laajat alueet Keski-ja Itä-Suomea. Oulun läänin alueella ei todettu yksittäisiä päästölähteitä, mutta Kemin-Tornion alueen teollisuuden vaikutus ulottui läänin luoteisosiin. Pienin kuntakohtainen keskiarvopitoisuus vuonna 1995 oli Kärsä mäellä (0,84 mg/kg; n = 3) ja suurimmat Haukiputaalla (3,7 mg/kg; n = 1) ja Pattijoella (3,6 mg/kg; n = 1). 3.3 Kupari Kupari (Cu) on peräisin pääasiassa metalliteollisuudesta ja fossiilisia polttoainei ta energiantuotantoon käyttävistä voimalaitoksista sekä lisäksi kaivostoiminnas ta paikallisena päästölähteenä. Kupari on tärkeä hivenravinne kaikille organis meille, mutta suurina pitoisuuksina se on haitallista nisäkkäille ja erittäin myrkyl listä sienille ja leville. Sammalten kuparipitoisuuksien keskiarvo aleni 12 % vuodesta 1985 vuoteen 1995. Merkittävin päästölähde on ollut Harjavallan tehtaat, jonka ympäristössä pitoisuudet ovat kuitenkin selvästi laskeneet. Korkeita pitoisuuksia on koko tut kimusjakson ajan mitattu myös Itä-Lapissa, jonne Kuolan kaivos-ja metalliteol lisuuden päästöjen vaikutus on ulottunut. Tausta-alueeseen kuuluivat vuonna 1995 Länsi-Lapin lisäksi laajat alueet Itä-Suomea. Oulun läänissä kohonneita pitoi suuksia mitattiin Pyhäsalmen kaivoksen ympäristössä. Pienin kuntakohtainen keskiarvopitoisuus vuonna 1995 oli Ylikiimingissä(3,o mg/kg; n = 2) ja suurim mat Pyhäjärvellä (21 mg/kg; n = 5) ja Haapajärvellä (6,9 mg/kg; n = 3). 3.4 Lyijy Lyijyä (Pb) leviää elinympäristöön ensisijaisesti liikenteen, metalliteollisuuden ja energiatuotannon päästöistä. Lisäksi Keski-ja Itä-Euroopasta tuleva kaukokul keuma vaikuttaa huomattavasti lyijylaskeumaan. Lyijyjä sen yhdisteet ovat ku mulatiivisuutensa takia haitallisia nisäkkäille ja myrkyllisiä useimmille organis meille. Sammalten lyijypitoisuus aleni tutkimusjakson aikana selvästi, sillä keskiarvopi toisuus vuonna 1985 oli 0,37 mg/kg ja vuonna 1995 enää 0,18 mg/kg. Lyijylas keuma on alentunut lyijyttömään bensiiniin siirtymisen ansiosta. Etelä-Suomessa pitoisuudet ovat mm. kaukokulkeuman takia olleet kauttaaltaan korkeampia kuin Pohjois-Suomessa. Tausta-alueeseen kuului vuonna 1995 Pohjois-Lapin lisäksi laajat alueet Keski-ja Itä-Suomea. Oulun läänin alueella ei todettu yksittäisiä päästölähteitä ja pitoisuus aleni vuoden 1985 keskiarvosta 79 mg/kg arvoon 31 mg/ kg vuonna 1995. Pienin kuntakohtainen keskiarvopitoisuus vuonna 1995 oli Ni valassa (2,7 mg/kg; n = 1) ja suurimmat Kuivaniemellä (7,4 mg/kg; n = 3) ja lissä (6,7 mg/kg; n = 2). Harri Lippo ja Eero Kubin 59 Kuva 2. Sammalnäytteiden lyijypitoisuudet Oulun läänin kunnissa vuosina 1985, 1990 ja 1995. Raskasmetallilaskeuma Oulun läänissä vuosina 1985-1995 60 3.5 Nikkeli Nikkelin (Ni) päästölähteitä ovat metalliteollisuus ja energiantuotanto. Nikkeli yhdisteet ovat karsinogeenista ja ne ovat myrkyllistä useimmille kasveille ja sie nille. Sammalten nikkelipitoisuuksien keskiarvo aleni 13 % vuodesta 1985 vuoteen 1995. Merkittävin päästölähde on ollut Harjavallan tehtaat, mutta pitoisuudet Harjavallan ympäristössä ovat selvästi laskeneet. Kohonneita pitoisuuksia on mitattu myös Hituran kaivosalueen ympäristössä. Kuolan kaivos-ja metalliteol lisuuden päästöjen vaikutukset ovat ulottuneet Itä-Lappiin, jossa on mitattu kor keita pitoisuuksia ja joiden taso on pysynyt muuttumattomana tämän tutkimus jakson ajan. Tausta-alueeseen kuului vuonna 1995 Länsi-Lapin lisäksi Keski-ja Itä-Suomi. Oulun läänin alueella ei Hituran lisäksi ollut muita päästölähteitä. Pie nin kuntakohtainen keskiarvopitoisuus mitattiin Rantsilassa (0,85 mg/kg; n = 2) ja suurimmat Haapajärvellä (10 mg/kg; n = 3) ja Haukiputaalla (2,1 mg/kg; n = 1) (kuva 2). 3.6 Sinkki Sinkkiä (Zn) pääsee elinympäristöön lähinnä metalliteollisuudesta ja energian tuotannosta. Sinkki on tärkeä hivenravinne kaikille organismeille ja se on haital lista vain korkeina pitoisuuksina. Sammalten sinkkipitoisuus on tutkimusjakson aikana pysynyt keskimäärin sa malla tasolla. Korkeimmat pitoisuudet on mitattu Kokkolan ja Imatran metallite ollisuuskaupunkien ympäristöissä. Tausta-alueeseen vuonna 1995 kuului Keski- Lapin lisäksi suuri osa Itä-Suomea. Oulun läänissä ei ollut yksittäisiä päästöläh teitä. Pienin kuntakohtainen keskiarvopitoisuus vuonna 1995 oli Paltamossa (26 mg/kg; n = 2) ja suurimmat Lumijoella (61 mg/kg; n = 1) ja Vuolijoella (47 mg/ kg; n = 1). 3.6 Vanadiini Vanadiinin (V) päästölähteitä ovat öljynjalostusteollisuus ja raskasta öljyä raaka aineena käyttävä energiantuotanto. Vanadiini ja sen yhdisteet ovat myrkyllisiä, mutta ne ovat yleensä vahvasti sitoutuneena maaperään eivätkä siten ole kasvi en saatavilla. Sammalten vanadiinipitoisuuksien keskiarvo aleni puoleen tutkimusjakson aika na. Suurimmat pitoisuudet on mitattu Naantalin ja Porvoon öljynjalostamojen ja Raahen terästehtaiden ympäristöissä, mutta pitoisuudet ovat selvästi pienenty Harri Lippo ja Eero Kubin 61 neet tutkimusjakson aikana. Tausta-alueeseen kuuluivat vuonna 1995 Pohjois suomen lisäksi laajat alueet Keski-ja Itä-Suomea. Oulun läänissä pienin kunta kohtainen keskiarvopitoisuus vuonna 1995 oli Piippolassa (1,8 mg/kg; n = 1) ja suurimmat Pattijoella (7,9 mg/kg; n = 1) ja Raahessa (6,9 mg/kg; n = 2). 3.7 Elohopea Elohopeaa (Hg) vapautuu elinympäristöön sekä maaperän luonnollisista lähteis tä että ihmisen toimintojen aiheuttamana. Suomessa huomattavimpia päästöläh teitä ovat metalliteollisuus ja kivihiiltä tai turvetta polttoaineena käyttävät voima laitokset. Lisäksi kaukokulkeumalla on huomattava osuus elohopealaskeumas sa. Elohopea ja sen yhdisteet ovat myrkyllisiä kaikille organismeille. Sammalten elohopeapitoisuudet mitattiin koko maan kattavasti ensimmäisen kerran vuonna 1995. Suurimmat pitoisuudet todettiin Kokkolan ja Riihimäen ympäristöissä. Pohjois-Suomessa pitoisuudet olivat selvästi pienemmät kuin Etelä- Suomessa, ja Länsi-Lapissa oli kaikkein alhaisimmat pitoisuudet. Oulun läänissä ei todettu yksittäisiä päästölähteitä. Pienin kuntakohtainen keskiarvo oli Vuolijo ella (0,028 mg/kg; n = 1) ja suurimmat Lumijoella (0,86 mg/kg; n = 1) ja Alavies kassa (0,13 mg/kg; n = 1) (kuva 3). 62 Raskasmetallilaskeuma Oulun läänissä vuosina 1985-1995 Kuva 3. Sammalnäytteiden elohopeapitoisuudet Oulun läänin kunnissa 1995. Harri Lippo ja Eero Kubin 63 3 Yhteenveto Suomessa sijaitsevista raskasmetallien päästölähteistä merkittävimpiä ovat Har javallan, Imatran, Kokkolan, Raahen ja Tornion metalliteollisuus, Naantalin ja Porvoon öljynjalostamot sekä Hituran ja Pyhäsalmen kaivokset. Ne aiheuttavat lähinnä paikallisesti kohonneita pitoisuuksia laskeuman indikaattoreina käytettyi hin sammalnäytteisiin. Pitoisuudet ovat pääsääntöisesti laskeneet tutkimusjak son (1985-95) aikana. Pitoisuuksien aleneminen johtuu etenkin metalliteollisuu den ja energiantuotannon päästöjen pienenemisestä sekä Suomessa että Keski- Euroopassa. Kuolan niemimaalla sijaitsevat MontsegorskinjaNikelin metallisulatot aiheutta vat kohonneita raskasmetallipitoisuuksia Itä-Lapin sammalnäytteisiin. Tutkimus jakson aikana pitoisuustasoissa ei havaittu muutoksia. Oulun läänin alueelle vaikuttavista päästölähteistä huomattavimpia ovat Raahen ja Tornion metalliteollisuus sekä Hituran ja Pyhäsalmen kaivokset. Kaukokul keuma etelästä päin vaikuttaa myös laskeumaan. Kuntakohtainen laskeuma riip puu mm. päästölähteiden sijoittumisesta kunnan alueelle, kauempana sijaitsevi en päästölähteiden etäisyyksistä, päästömääristä, vallitsevan tuulen suunnasta ja maanpinnan topografiasta. Kirjallisuus Kubin, E & Lippo, H. 1996. The atmospheric heavy metal deposition in Finland from 1985 to 1990. Applied Geochemistry 11. 155-161. Lippo, H., Jauhiainen, T. & Perämäki, P. 1997. Comparison of digestion met hods for the determination of total mercury in environmental samples by flow injection CV-AAS. Atomic spectroscopy 18/3. 102-108. Riihling, A., & Tyler, G. 1971. Regional difference in the deposition of heavy metals over Scandinavia. Journal of Applied Ecology 8, 497-507. Riihling, A., Rasmussen, L., Pilegaard, K., Mäkinen, A. & Steinnes, E. 1987. Survey of atmospheric heavy metal deposition in the Nordic countries in 1985. Nord 1987:21.44 s. Riihling, A., Brumelis, G., Goltsova, N., Kvietkus, K., Kubin, E., Liiv, S., Mag nusson, S., Mäkinen, A., Pilegaard, K., Rasmussen, L., Sander, E. & Stein nes, E. 1992. Atmospheric heavy metal deposition in northern Europe 1990. Nord 1992:12.41 s. Riihling, A., (ed.). 1994. Atmospheric heavy metal deposition in Europe - esti mation based on moss analysis. Nord 1994:9. 53 s. Valtakunnan metsien 8. inventointi. 1986. Pysyvien koealojen kenttätyön ohjeet 1985-86.2. painos. Metsäntutkimuslaitos, Metsänarvioinnin tutkimusosasto. Metsäinventoinnin tutkimussuunta. 64 Raskasmetallilaskeuma Oulun läänissä vuosina 1985-1995 Teuvo Jurvansuu 65 OUTOKUMPU MINING OY, PYHÄSALMEN KAIVOKSEN TOIMINTA JA YMPÄRISTÖVAIKUTUKSET Teuvo Jurvansuu Pyhäsalmen kaivoksen toiminnasta Pyhäsalmen kaivos sijaitsee Oulun läänissä, Pyhäjärven n. 7000 asukkaan kau pungissa. Kaivostoimintaan johtaneen malmikiven löysi maanviljelijä Erkki Ruo tanen kaivoa tehdessään elokuussa 1958. Varsinainen kaivostoiminta alkoi 1.3.1962, kun rikastamo käynnistyi. Malmia louhittiin avolouhoksesta vuoteen 1967, jolloin aloitettiin myös maanalainen louhinta rinnan avolouhinnan kanssa. Kun avolouhinta päättyi kokonaan vuonna 1975, oli avolouhoksesta tuotettu 6,8 mil joonaa tonnia malmia. Syvimmillään avolouhos oli 125 metriä. Myöhemmin louhosta on täytetty kaivoksen tukemiseksi. Malmia on louhittu tähän mennessä 30 miljoonaa tonnia. Ne malmivarat, jotka tällä hetkellä kaivoksessa tunnetaan, riittävät miljoonan tonnin vuosilouhinnalla vuoteen 2000 saakka. Kaivoksesta louhitaan kuparia, sinkkiä ja rikkiä. Suunniteltu vuosilouhinta vuo teen 2000 saakka on 1 080 000 tonnia malmia, josta saadaan vuodessa kuparia 9.000 tonnia, sinkkiä 17 000 tonnia, rikkirikastetta 690 000 tonnia sekä 9 000 ki loa hopeaa ja 200 kiloa kultaa. Malmin kuparipitoisuus on 1 %, sinkkipitoisuus 2 %ja rikkipitoisuus 39 %. Lisäksi rikastamoita uudelleenkäsitellään vuodessa noin 300 000 tonnia ns. D altaan rikkipitoista rikastehiekkaa. Siitä tehdään noin 140 000 tonnia rikkirikas tetta/vuosi vuoteen 1999 saakka. Toukokuussa 1996 Pyhäsalmen kaivos saavutti kilometrin syvyyden ja on nyt Suomen syvin kaivos. Tätä aikaisempi syvennysprojekti oli 1980-luvun alussa, kun rakennettiin uusi kuilu (nk. Ollinkuilu) ja nostolaitos +4OO-ja +7OO-tason välille +4OO-tason alapuolisten malmien nostoa varten. Silloin syvin suunniteltu louhintataso oli +B5O-taso. Vinotunneli saavutti ko. tason vuonna 1992 ja louhin ta sieltä alkoi 1993. 66 Outokumpu Mining Oy, Pyhäsalmen kaivos Kuva 1. Pyhäsalmen kaivoksen pituusleikkaus helmikuussa 1996 Teuvo Jurvansuu 67 Kuva 2. Mullikkorämeen kaivoksen pituusleikkaus marraskuussa 1996. Kaivoksen hyvän tuottavuuskehityksen ansiosta myös +B5O-tason alapuoliset osat tulivat kannattaviksi louhia. Päätös kaivoksen syventämisestä +970-tasolle tehtiin kesällä 1994 ja syventämisestä + 1050-tasolle syksyllä 1995. Tänään sy vin suunniteltu taso on +lO9O-taso. Malmi jatkuu syvemmällekin, kuitenkin tietojemme mukaan koko ajan ulkomi toiltaan pienentyen. Malmin tutkimiseksi aina 1400 metrin syvyyteen saakka on käynnistetty kaksivuotinen projekti. Pyhäsalmen kaivokselta n. 10 kilometriä koilliseen sijaitsee Mullikkorämeen kai vos, josta louhittava sinkkimalmi rikastetaan Pyhäsalmen rikastamolla. Outo kumpu Oy:n Malminetsinnän v. 1987 tekemä malmilöytö johti maanalaiseen kai 68 Outokumpu Mining Oy, Pyhäsalmen kaivos vostoimintaan ja vuosina 1990-1991 Mullikkorämeen kaivoksesta louhittiin yh teensä 264 000 tonnia sinkkimalmia. Malminetsintää jatkettiin louhitun alueen ns. syvyysjatkeilta ja vuoden 1990 loppupuolella löytyi 400-700 metrin syvyy destä sinkkiesiintymä. Päätös syväosan louhinnasta tehtiin vuoden 1992 lopulla ja louhintaan päästiin keväällä 1996. Mullikkorämeen malmivarat ovat noin 700 000 tonnia, sinkkipitoisuus 8 %. Mal mi sisältää lisäksi lyijyä ja kuparia sekä jonkin verran kultaa ja hopeaa. Suunni tellulla 20 000 tonnin kuukausituotannolla malmivarat riittävät noin kolmeksi vuo deksi. Kaivosten tuotteista sinkki myydään edelleen jalostettavaksi Outokumpu Zinc Oy:n Kokkolan tehtaille, kupari viedään Outokumpu Harjavalta Metals Oy:n käsittelyn kautta Outokumpu Poricopper Oy: lie, jossa siitä valmistetaan erilaisia kuparituotteita. Harjavaltaan menevät myös kulta ja hopea. Rikkirikasteen suu rin asiakas Suomessa on Kemira Chemicals Oy. Rikastetta viedään myös Nor jaan, Saksaan ja Japaniin. Pyhäsalmen kaivoksen henkilömäärä oli suurimmillaan vuonna 1983, jolloin kai voksella työskenteli yhteensä 520 henkilöä. Henkilökunnan määrä on nyt n. 260 ja lisäksi ulkopuolisia urakoitsijoita on n. 40 henkilöä. Henkilökunnan määrä on vähentynyt ns. luonnollisen poistuman kautta. Kaivoksen toiminta-aikana työso pimus on tehty runsaan 5 000 henkilön kanssa. Ympäristövaikutuksista tehty selvitys Pyhäsalmen kaivoksen ympäristövaikutuksia on viimeisen kolmen vuoden aika na selvitetty kahdella kaivoksen tilaamalla tutkimuksella. Tammikuussa 1995 valmistui Natura Borealis Oy:n tekemä tutkimus, jossa selvitettiin kaivostoimin nan ympäristövaikutusten ulottuvuutta ja ympäristömuutosten suuruutta kaivos alueen lähistöllä. Tutkimusta suunnittelemassa ja toteuttamassa oli myös Pyhä järven metsänhoitoyhdistys ja kaupungin ympäristötoimi. Toinen, täydentävä tutkimus valmistui lokakuussa 1995. Tämän tutkimuksen suo ritti Geologinen tutkimuskeskus (GTK) ja siinä selvitettiin lähinnä maaperän me tallipitoisuuksia ja happamoitumisherkkyyttä kaivosalueen ympäristössä sekä suo ritettiin maaperäkartoitus pintamaalajien osalta. Näiden ympäristöselvitysten lähtökohtana on ollut havaittu tilanne, jossa kaivok sen toimintoihin liittyen on ympäristöön todettu joutuvan lähinnä kiinteässä muo dossa olevia hiukkaspäästöjä, pölypäästöjä. Selvitysten tavoitteeksi asetettiin ole massa olevaa kaivoksen omaa seuranta-aineistoa täydentäen selvittää kaivos Teuvo Jurvansuu 69 alueelta lähtöisin olevien päästöjen vaikutuksia ympäristön maaperään ja kasvil lisuuteen. Natura Borealis Oy:n laajassa tutkimuksessa selvitettiin maaperän raskasmetal li-ja rikkipitoisuuksia sekä happamuutta metsissä ja pelloilla neljän kilometrin säteellä kaivosalueelta. Vertailupiste oli kahdeksan kilometrin päässä. Samoilta näytealoilta analysoitiin myös heinäkasvien raskasmetalli-ja rikkipitoisuudet sekä kuusenneulasten rikkipitoisuudet. Päästöjen vaikutusta metsien kuntoon selvi tettiin puiden kasvun mittauksilla sekä arvioimalla puiden vaurioita silmämääräi sesti ja laboratorioanalyysein. Tutkittavaksi puulajiksi valittiin kuusi, koska vauri ot yleensä näkyvät kuusella koivua ja mäntyä selvemmin. Selvityksen mukaan kaivoksen lähituntumassa oli selvä vyöhyke, missä puusto vaurioita ja kuusten kasvun alenemista oli tapahtunut. Samalla alueella maape rän happamuus oli kasvanut ja happamoitumisherkkyys kohonnut. Vyöhyke ulottuu enimmillään 700 metrin päähän rikastamosta. Tämän vyöhykkeen ulkopuolella (800-1200 m:n vyöhykkeellä rikastamosta) oli havaittavissa lieviä merkkejä ympäristökuormituksesta. Ainoa peltoalue, jossa oli havaittavissa kaivoksen ympäristökuormitus, oli lähin nä kaivosta 300-400 metrin etäisyydellä sijaitseva pelto. Heinäkasvien kuparipi toisuus oli lähellä sallittujen lisäainepitoisuuksien ylärajaa. Myös muut metallipi toisuudet olivat lievästi kohonneet. Kyseisellä pellolla myös maan pH oli laske nut. Muilla peltonäytealoilla heinäkasvien metallipitoisuudet eivät olleet merkit tävästi kohonneet. Geologisen tutkimuskeskuksen selvityksessä yhtenäinen havaintoalue oli 12 km 2 kaivoksen ympärillä. Vertailupiste sijaitsi 7 kilometrin päässä kaivoksesta. Alu eelta kartoitettiin pintamaalajit, analysoitiin maaperän metallit ja määritettiin hap pamoitumisherkkyys. Tutkimuksen mukaan hienoainesmoreeni oli alueella hallitseva maalaji. Yleisim min moreenia peitti savi. Saven päällä oli paikoin hiesua, hietaa tai turvetta. Suuren hienoaines-ja savipitoisuutensa johdosta alueen maaperä on hyvin ra vinteista ja reheväkasvuista. Sillä on myös hyvä puskurikyky happamoitumista vastaan. Maaperän happamuuden osalta GTK:n tutkimustulokset vastasivat Natura Bo realis Oy:n tuloksia. Happamoituminen oli lievästi kasvanut kaivosalueen lähei syydessä. Muissa pisteissä, jotka sijaitsivat 2-5 km:n päässä kaivoksesta, maan happamuus vastasi vanhan kuusimetsän luontaista tasoa. GTK:n tutkimuksen mukaan rikki-ja metallipitoinen pöly on todennäköisin syy laikuttain esiintyviin vaurioihin kasvillisuudessaja lieviin muutoksiin maan hap Outokumpu Mining Oy, Pyhäsalmen kaivos 70 pamoitumistasossa. Kohonneiden pitoisuuksien alue vastasi aikaisempia tulok sia. Pyhäsalmen kaivosalueella maaperässä esiintyy geologisista syistä luontai sesti kohonneita metallipitoisuuksia malmipuhkeaman itä-ja kaakkoispuolella, mihin ei kaivostoiminnalla ole osuutta. Pyhäsalmen kaivos aloitti keväällä 1995 neuvottelut todetun vaurioalueen maan omistajien kanssa aiheutuneiden puuston kasvutappioiden korvaamiseksi met sänhoitoyhdistyksen tekemien vaurioarvioiden pohjalta. Korvaukset hoidettiin 1995-96. Lisäksi vaurioalueella tehtiin elokuussa 1996 lentolevityksenä metsän terveyslannoitus. Lannoite oli Kemira Agro Oy:n räätälöimä Suomensalpietaria, apatiittia, biotiittia, kalisuolaa, dolomiittia ja kipsiä sisältävä hidasliukoinen seos, jonka tarkoituksena oli ravinne-epätasapainon korjaaminen ja pH:n hidas nosta minen. Lannoitteen määrä oli 1 -1,2 tonnia hehtaarille ja se levitettiin 130 hehtaa rin alueelle, joista 100 hehtaaria oli yksityisten metsiä ja 30 hehtaaria kaivoksen omia metsiä. Lannoituksen vaikutuksen oletetaan kestävän 20 vuotta. Aikai semmin Pyhäsalmen kaivoksen omistamalle kaivospiirialueelle on levitetty ma suunikuonaa. Kuonan levityksen on hoitanut Pyhäsalmen Lions Club. Pyrkimys vähentää kaivosalueelta tulevia pölypäästöjä on tehokkain keino es tää ympäristövaurioiden leviämistä kaivosalueen tuntumassa. Pölypäästöjen määrä on oleellisesti vähentynyt viimeisten vuosien aikana laiteinvestointien ansiosta. Viimeisin puhtaampaan ympäristöön tähtäävä laitehankinta oli lokakuussa 1995, kun rikastamon savukaasuja varten asennettiin puhdistusyksikkö. Lasse Aro 71 SUOPOHJIEN METSITYKSEN RAVINNETALOUDELLISIA NÄKÖKOHTIA Lasse Aro Suopohjien ravinteisuus Turpeennostosta vapautuvat ensimmäiseksi helpoimmin hyödynnettävät, lajittu neilla pohjamailla sijaitsevat alueet. Hiekkapohjaisilla alueilla pohjamaan hieno aineksen osuus on usein pieni, joten kasveille käyttökelpoista kaliumia on vähän (Aro & Kaunisto 1995). Myös fosforia on selvästi vähemmän kuin kankaiden metsämaassa. Suopohj il le jäävässä turpeessa on runsaasti typpeä, mutta vähän kivennäisravinteita kuten kaliumia. Fosforiakin on usein liian vähän suhteessa typpeen (Aro 1995). Pohjamaan vaikutus turpeen ravinteisuuteen rajoittuu alim paan 5-15 cm:n turvekerrokseen (Saarinen 1993). Suopohjien ominaisuudet vaih televat paljon pienilläkin alueilla, joten sopivien metsitysmenetelmien valinta tuottaa usein vaikeuksia. Puiden ravinnetila ja kehitys Taimet kärsivät fosforin ja kaliumin puutoksesta pelkällä turvepinnalla jo metsi tysvuonna. Karkealajitteisella kivennäismaapinnalla tai turvesekoitteisissa mät täissäkin ravinnepuutokset ilmenevät 2-3 vuoden kuluttua viljelystä. Sen sijaan hienojakoisilla pohjamailla taimien kaliumravitsemus on todettu hyväksi vielä kahdeksan kasvukauden kuluttua viljelystä (kuva 1, ks. myös Aro 1995). Taimil la on kuitenkin puutetta fosforista näissäkin olosuhteissa (kuva 1, ks. myös Aro 1995). 72 Suopohjien metsityksen ravinnetaloudellisia näkökohtia Kuva 1. PK-lannoituksen (P 1,8 ja K 3,4 g/taimi) ja muokkauksen vaikutus rau duskoivun lehtien typpi-, fosfori-ja kaliumpitoisuuksiin 7-8 kasvukauden ku luttua viljelystä Rastunsuolla (pohjamaa hienoa hiesua (HHs)), Vuorennevalla (pohjamaa hienoa hiekkaa (HHk)) ja Satamakeitaalla (pohjamaa soraista hie noa hiekkaa (SrHHk)). Kuva 2. Pohjamaalajin, turvekerroksen paksuuden ja lannoituksen vaikutus rau duskoivun taimien kuolleisuuteen 7-8 kasvukauden kuluttua viljelystä Ras tunsuolla (HHs), Vuorennevalla (HHk) ja Satamakeitaalla (SrHHk). Lyhentei den selitys kuvassa 1. Lasse Aro 73 Heikko ravinnetila aiheuttaa taimien kunnon huononemisen ja myöhemmin kuo lemisen. Kuolleisuus on sitä suurempaa mitä paksumpi on turvekerros ja kar keajakoisempi pohjamaa (kuva 2, ks. myös Aro 1995). Puiden pituuskehitykselle sopivimmat pohjamaalajit ovat hietaiset tai hiekkaiset maat, joissa hienojen lajit teiden osuus on riittävä puiden ravinteiden saannin kannalta (kuva 3). Hiesu mailla puolestaan maan tiiviys haitannee puiden kehitystä. Rastunsuon tiivispoh jaisella kokeella taimien pituuskehitys hidastui myös jänistuhojen takia (Saarinen 1993). Turvekerroksen paksuuden kasvaessa turvepinnalle viljeltyjen taimien pituuskehitys hidastuu (Aro & Kaunisto 1995). Kuva 3. Rauduskoivun pituus erilaisissa lannoitus-ja muokkausolosuhteissa kuu den kasvukauden kuluttua viljelystä Rastunsuolla (HHs), Aitonevalla (HtHHk, P 44 ja K 83 kg/ha), Vuorennevalla (HHk) ja Satamakeitaalla (SrHHk). Lyhen teiden selitys kuvassa 1. Ravinnetalouden hoito Puiden juuristot ovat suopohjilla verrattain pinnallisia eivätkä varttuneillakaan puustoilla juuri näytä tunkeutuvan cm paksumman turvekerroksen läpi (kuva 4). Suopohjalle jäävä turvekerros ei näin saisikaan olla 20-30 cm paksum pi, jotta puut pystyisivät hyödyntämään turpeen alla olevan kivennäismaan ra vinnevaroja. Toisaalta turvetta tarvitaan vähintään 15 cm kerros puiden typpiva rastoksi niiden myöhemmän kehityksen turvaamiseksi. Fosfori-jakaliumlannoituksellatai hienojakoisen kivennäismaan nostolla taimien juurikerrokseen estetään taimien kuoleminen ja turvataan niiden jatkokehitys (kuvat 2, 3 ja 5). Karkeilla pohjamailla taimien kasvualustaan ojista nostettu 74 Suopohjien metsityksen ravinnetaloudellisia näkökohtia kivennäismaa ei riitä tyydyttämään taimien normaalia kehitystä, vaan tällöinkin tarvitaan fosfori-ja kaliumlannoitusta mieluimmin heti viljelyn yhteydessä. Myös lannoitusvaikutuksen kesto riippuu pohjamaan karkeudesta ja turvekerroksen paksuudesta: karkeilla pohjilla ja/tai paksuilla turpeilla saattaa ilmetäjatkolannoi tustarvetta jo alle viiden vuoden kuluttua laikkulannoituksena annetusta metsi tyslannoituksesta (Aro & Kaunisto 1995). Toisaalta ravinteisuudeltaan hyvissä paikoissa puiden kehitys on nopeaa ja tuotos voi yltää jopa parhaiden kangas maiden tasolle ilman lannoitusta (Kaunisto 1986, Aro & Kaunisto 1996). Kuva 4. Turvekerroksen paksuuden vaikutus 30-vuotiaan luontaisesti syntyneen ja lannoittamattoman hies-rauduskoivikon valtapituuteen ja juuriston syvyy teen Kihniön Aitonevalla (Kaunisto & Saarinen 1989). Lasse Aro 75 Kuva 5. Esimerkki ojitusmätästyksestä suopohjan vesi-ja ravinnetalouden järjes telyssä. Ojat kaivetaan 70-90 cm:n syvyisiksi 40-45 m:n välein. Matalien (korkeus n. 20 cm) mättäiden tekemiseksi saroille kaivetaan 15 m välein myös hieman matalampia ojia kuin varsinaiset kuivatusojat. Karkeajakoisilla pohja mailia ja ohuilla turvekerroksilla ojien väliä voidaan kasvattaa, hienojakoisilla mailla ja paksuilla turvekerroksilla puolestaan kaventaa. Mikäli ojista ei saada nostettua riittävästi kivennäismaata turpeen pinnalle, kannattaa sarkojen kes kikohdat jättää viljelemättä. Sarkojen keskikohtia käytetään esim. puunkor juussa, jolloin puiden parhaat kasvupaikat ojien reunoilla voidaan hyödyntää mahdollisimman tehokkaasti. Sopivat puulajit Suopohjilla voidaan ensimmäisenä puusukupolvena kasvattaa mäntyä ja koivua. Männyllä laatupuun kasvattaminen vaatii kuitenkin suuret viljelytiheydet. Hies ja rauduskoivu uudistuvat hyvin sekä luontaisesti että kylvämällä, jos turpeen pinta rikotaan kevyesti ja taimien alkukehitys varmistetaan hajalevittämällä PK lannosta 500 kg/ha (kuva 6, Kaunisto 1981, Saarinen 1993, Aro & Kaunisto 1994). Koivua voidaan kasvattaa energia-, kuitu- tai jopa tukkipuuksi. Kuusi sopinee toisen kiertoajan puulajiksi varsinkin, jos se saadaan syntymään luontai sesti esim. suojaavan koivupuuston alle. 76 Suopohjien metsityksen ravinnetaloudellisia näkökohtia Kuva 6. Koivuntaimien määrä eri etäisyyksillä siemenpuista Kihniön Aitonevalla (Kaunisto 1981). Tutkimustarpeita Turpeennostosta alkaa lähitulevaisuudessa vapautua myös moreenipohjaisia alu eita, joilta on toistaiseksi vähän tuloksia. Lisää tutkimusta tarvitaan mm. turve paksuuden ja pohjamaan vaikutuksesta turpeen kuivumiseen, ravinteiden riittä vyyteen ja puulajien tuotokseen. Ravinteisuudeltaan heikkojen kasvupaikkojen ravinnetalouden hoidossa tarvitaan lisää tietoa mm. lannoitusvaikutuksen kes tosta, ravinteiden huuhtoutumisesta, jatkolannoituksen menetelmistä (laikku- vai hajalevitys, määrät), lannoitteiden liukoisuudesta ja tuhkan käyttömahdollisuuk sista. Kirjallisuus Aro, L. 1995. Nuorten mäntyjen kehitys suonpohja-alueilla. Ennakkotuloksia. Julkaisussa: Laiho, O. & Luoto, T. (toim). Metsäntutkimuspäivä Tampereel la 1994. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 538: 23-35. Aro, L. & Kaunisto, S. 1994. Suonpohjien metsitys. Julkaisussa: Häyrynen, M. (toim.). Tapion taskukirja. Kustannusosakeyhtiö Metsälehti, Helsinki. 229- 235. Aro, L. & Kaunisto, S. 1995. Kestävän kehityksen mukainen turvetuotantoalu een jälkikäyttö. Metsitystutkimukset 1993-95. Loppuraportti. Metsäntutki muslaitos, Parkanon tutkimusasema. Moniste, 13 s. + 21 liites. 77 Lasse Aro Aro, L. & Kaunisto, S. 1996. Tuhkalannoitus eräillä suonpohjien metsityskokeil la. Julkaisussa: Laiho, O. & Luoto, T. (toim.). Metsäntutkimuspäivä Porissa 1995. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 593: 31^11. Kaunisto, S. 1981. Rauduskoivun (Betula pendula) ja hieskoivun (Betula pu bescens) luontainen uudistuminen turpeennoston jälkeisellä suonpohjan tur peella Kihniön Aitonevalla. Summary: Natural regeneration of Betula pendu la and B. pubescens on a peat cut-away area. Suo 32(3): 53-60. Kaunisto, S. 1986. Peatlands before and after peat harvesting. IPS Symp. Proc., Oulu, Finland, June 9-13 1986:241-245. Kaunisto, S. & Saarinen, M. 1989. Turpeennostoalueiden metsitys. Metsäntut kimuslaitos, Parkanon tutkimusasema. Moniste, 10 s. + liite. Saarinen, M. 1993. Männyn ja koivun viljely turvetuotannosta poistetuilla suon pohjilla. MML-tutkinnon sivuainetutkielma metsänhoitotieteissä. Helsingin yliopisto, Metsäekologian laitos. 57 s. + 7 liites. 78 Suopohjien metsityksen ravinnetaloudellisia näkökohtia Pentti Niemistö ja Samuli Kemppainen 79 TURVEKENTÄN KUIVATUSVESIEN SADETTAMINEN METSÄÄN: VAIKUTUKSET PUIDEN KUNTOON JA KASVUUN Pentti Niemistö ja Samuli Kemppainen Johdanto Laajamittainen turvetuotanto alkoi Suomessa 1970-luvun alussa. Tuotannossa on nykyisin noin 53 300 ha eli noin 0,5 % maamme suo-alasta. Turvetuotantoon varattua suota on kaikkiaan noin 120 000 ha, mikä on viidennes maamme tuotantokelpoisista soista. Määrä sisältää myös suojelussa olevia soita (Vapo Oy 1993:4). Tuotannon edellytyksenä on, että viranomaisten asettamat yhä tiukem mat ympäristövaatimukset täytetään. Turvetuottajien on panostettava entistä enemmän ympäristökuormituksen pienentämiseen. Turvetuotannon aiheuttama vesistökuormitus on voimakkainta heti ojitusten jäl keen. Myöhemmin kuormitusta esiintyy lähinnä suurten hetkellisten valumien aikana. Turvetuotannon on todettu lisäävän etenkin epäorgaanisen typen huuh toutumista (Sallantaus 1983). Soiden kuivatus ja turvetuotanto lisäävät myös suurimolekyylisten rautaa sisältävien orgaanisten aineiden huuhtoutumista. Myös liukoisten orgaanisten aineiden ja fosforin huuhtoutuminen lisääntyy ajoittain (Heikkinen 1992: 39—41). Luontaiseen huuhtoutumaan tai maatalouden aiheut tamaan ravinnekuormaan verrattuna turvetuotannon kokonaisvaikutus vesistöi hin on kuitenkin pieni. Paikallisena pistekuormittajana turvetuotanto sen sijaan voi kohota yksittäisen vesistön merkittäväksi kuormittajaksi. Aqua Peat -tutkimusohjelma Vuonna 1991 aloitettiin Aqua Peat -tutkimusohjelmaan kuuluvat tutkimukset, joi den tavoitteena oli kehittää uusia menetelmiä torjumaan turvetuotannosta aiheu tuvia vesistöhaittoja. Projektin tavoitteena oli saada turvetuotantoalueelta tule van veden laatu vastaamaan keskeisimpien vedenlaatutekijöiden osalta luon nontilaisen suon veden laatua. Otettaessa käyttöön uusia tuotantoalueita tai haet 80 Turvekentän kuivatusvesien sadettaminen metsään: vaikutukset .. lessa vesienjohtamislupia vanhoille alueille tehdään eri vesienkäsittelymenetel nien kesken teknis-taloudellinen tarkasteluja valitaan alueelle parhaiten sovel uva ratkaisu. Yhtenä vaihtoehtona on tutkittu kuivatusvesien sadetusta ja maahan imeytystä ;urvekentän lähellä olevissa kangasmetsissä. Oletuksena oli, että sadetuksen avulla saadaan turvetuotantoalueelta alapuoliseen vesistöön tuleva kuormitus pienenemään. Samalla voidaan parantaa kangasmetsän kasvillisuuden vesitalo utta, millä mahdollisesti on vaikutusta myös puuston kasvuun. Tutkimus suoritettiin Utajärvellä Vapo Oy:n Erkansuon turvetuotantoalueella, joka kuuluu Kiiminkijoen vesistöön. Alueella A (kuva 1) sadetus aloitettiin touko kuussa 1993 ja alueella B elokuussa 1992. Tutkimusjakson 1992-96 kesä-syys kuun sademäärä on vaihdellut välillä 190-370 mm. Tuotantoalueelta pumpatut vesimäärät ovat olleet alueelle A keskimäärin 82 500 m 3 /vja alueelle B 67 500 m 3/ v. Tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena oli selvittää turvekentältä valuvan ve den määrässä ja laadussa tapahtuvat muutokset, kun se pumpataan ja sadete taan kangasmetsään (Kemppainen 1994, Selin ym. 1994). B-alueella veden liikkumista ja vesitasetta on pystytty seuraamaan tarkasti, kos ka vesi poistuu alueelta mittapadon kautta. Tarkkailua on tehty vuosittain kesä syyskuun välisenä aikana. Alueelle B (24 ha) on tullut tuona aikana satamallaja pumppaamalla vettä yhteensä 90 000-110 000 m 3/v (taulukko 1). Kokonaisve simäärästä valui alapuoliseen vesistöön mittapadon kautta n. 30-50 %. Loput vedestä haihtui ilmaan tai imeytyy maaperään. Alueen A varttuneessa metsikös sä yli puolet kokonaishaihdunnasta tapahtui puiden kautta (puuston tilavuus 130 m 3 /ha). Alueella B puuston (= 55 m 3 /ha) osuus haihdunnasta oli noin kol mannes. Pentti Niemistö ja Samuli Kemppainen 81 Kuva 1. Kartta Utajärven Erkansuon tutkimusalueesta Taulukko 1. Erkansuon B-alueelle sadetettu ja satanut sekä sieltä mittapadon kautta poistunut vesimäärä vuosina 1992-96. Tarkkailu- Sadettimista Sademäärä Vettä m 3 Virtaama m 3 % vesi- Vuosi jakso vettä m 3 rrm rrf yhteensä mittapadolta määrästä 1992 1.7.-18.9. 52726 266 60590 113316 54849 48,4 1993 1.6.-30.9. 42768 229 54960 97728 40681 41,6 1994 1.6.-30.9. 43192 202 48480 91672 33818 36,9 1995 1.6.-30.9. 39889 205 49200 89089 23838 26,8 1996 1.6.-30.9. 58389 187 44880 103269 42778 41,4 Turvekentän kuivatusvesien sadettaminen metsään: vaikutukset 82 Veden mukana tulevasta kiintoaineesta (tarkkailujaksolla 1.6.-30.9.) pidättyi vuonna 1996 sadetusalueelle B 87 % (n. 1 850 kg). Liukoisista ravinteista vas taavat osuudet olivat nitraattitypellä 61 %, ammoniumtypellä 98 %ja kokonais fosforilla 71 % (taulukko 2). Koko 24 hehtaarin alueelle jäänyt typpimäärä oli tuona vuonna 157 kg. Turvekentältä tulevan veden keskimääräinen pH oli vuon na 1996 alueella B keskimäärin 6,7 ja käsittelyn jälkeen kangasmetsästä pois valuvan veden pH vastaavasti 5,0. Metsäalueiden puhdistusteho ei ole heikenty nyt tutkimusjakson aikana, joskin vuosittaista vaihtelua on selvästi havaittavissa. Vaihtelu johtunee lähinnä sateiden määrästä ja niiden ajoittumisesta. Turvetuo tantoalueelta tulevan veden puhdistuksessa ko. menetelmä toimii hyvin. Vastaa viin tuloksi in on päästy käyttämällä kemikalointimenetelmää, joka kirkastaa ve den tehokkaasti, mutta ei kuitenkaan poista esim. typpeä yhtä hyvin (Selin ym. 1994). Vesistövaikutusten lisäksi tutkittiin sadetuksen vaikutuksia puuston ja pintakas villisuuden kehitykseen. Seuraavassa tarkastellaan puiden terveydentilaa ja kuntoa sekä puiden kasvussa tapahtuneita muutoksia elokuuhun 1996 saakka, jolloin sadetusta oli jatkunut neljä kasvukautta. Noin 30 metrin säteelle vettä suihkutta neet pyörivät sadetuslaitteet korvattiin kolmen vuoden käytön jälkeen reikäput killa keväällä 1996. Tällöin vesimäärän jakautuminen tutkimusalueiden sisällä muuttui ja sadettimien puille aiheuttama mekaaninen rasitus loppui. Taulukko 2. Erkansuon sadetusalueen B ravinteiden ja kiintoaineen pidätyskyky vuosina 1993-96. Puuston mittauksesta ja kuntoarvioinnista sekä tulosten laskennasta vastasi tut kija Pentti Niemistö Metsäntutkimuslaitoksen Muhoksen tutkimusasemalta. Pro jektitutkija Samuli Kemppainen on tehnyt suuren osan muista hankkeeseen liit tyneistä tutkimustöistä. Tämä raportti ja sen vaatimat mittaukset on tehty kirjoit tajien yhteistyönä. Tässsä tutkimuksessa selvitettiin sadetuksen ja imeytyksen vaikutusta puuston kuntoon ja kasvuun. 1993 1994 1995 1996 Ammoniumtyppi 94,5 87,3 97,2 9 mm Nitraattityppi 53,8 51,9 70,7 6' 39 Kokonaistyppi 81,3 70,3 83,7 7. WSM Kokonaisfosfori 75,9 70,4 78,1 7 am Kiintoaine 92,9 86,5 88,2 8 n Pentti Niemistö ja Samuli Kemppainen 83 Aineisto ja menetelmät Sadetusalueet Sadetusalueeksi A valittiin turvekenttien etelälaidalla sijaitseva kuivahko 7 ha:n suuruinen kangasmetsäsaareke. Alue on keskiosiltaan noin 5 m korkeammalla kuin sitä ympäröivä suo. Metsätyyppi on EVT. Maanpinnan korkeus laskee melko tasaisesti muihin suuntiin lukuunottamatta jyrkähköä pudotusta eteläpuoliseen Suojärveen (kuva 1). Puusto on varttunutta mäntyvaltaista sekametsää, jossa kuusta kasvaa sekapuuna sitä enemmän, mitä lähempänä ollaan suon reunaa. Puusto oli harvennettu muutamia vuosia ennen tutkimuksen alkua. Pohjavesi oli ennen sadetusta enimmillään 4 metrin syvyydessä, lähempänä suon reunaa noin 0,5 metrin syvyydessä. Maaperä on kivistä hietamoreenia, jossa on paikoitellen lähellä pintaa erittäin kovaksi ja tiiviiksi iskostunut rautapitoinen kerros. Tämä vettä läpäisemätön kerros jouduttiin puhkaisemaan kaivurilla notkelmista, joihin vesi alkoi kerääntyä aiheuttaen nopeasti muutamien mäntyjen kuoleman. Run saan sadetuksen aikana osa vedestä valui pieninä puroina alas rinteitä. Sadetusalue B on turvekenttien keskelle jäänyt ojittamaton soistunut kangas (24 ha), jonka puusto on eri-ikäistä sekametsää. Vanhojen ylispuumäntyjen alle on syntynyt paikoin tiheää nuorta hieskoivikkoa ja männyntaimikkoa. Seassa kasvaa lisäksi vaihtelevan kokoista kuusta. Maa on tasaista ja alavaa, osittain jo ennestään soistunutta hietamoreenimaata. Maaperä läpäisee vettä kohtalaisesti, koska runsaankaan sadetuksen aikana kuviolle ei muodostunut isoja lammikoita. Ennen sadetusta pohjavesi oli keskimäärin 0,5-1 m syvyydessä. Puuston mittaus Puuston tutkimista varten kummallekin alueelle perustettiin sadettimista pohja vesikaivojen kautta metsikön reunaan ulottuvat tutkimuslinjat, jotka merkittiin maastoon ennen sadetuksen aloitusta syksyllä 1992 (kuva 1). Kasvukoepuut (noin 170 kpl) valittiin linjoilla kasvavista terveistä puista siten, että tärkeimmistä puulajeista saatiin edustava näyte eri etäisyyksiltä sadettimista. Koepuista mi tattiin niiden sijainti ja rinnankorkeusläpimitta. Keski-iän määrittämistä varten osasta koepuita otettiin ytimeen saakka ulottuvat lustonäytteet rinnankorkeudel ta. Sadetinten ympäriltä poistettiin kaikki puut noin 10 metrin säteeltä, koska niiden kuori irtosi voimakkaan vesisuihkun vaikutuksesta ja samalla puut estivät veden tasaista leviämistä maastoon. Elokuussa 1996 kairattiin vuosi lustonäytteet kai kistajäljellä olevista koepuista ja valittiin sadettimien vierestä menetettyjen koe puiden sijalle uudet vastaavan kokoiset puut mahdollisimman läheltä ko. sadetin ta. Lopullinen kasvukoepuiden määrä oli alueella A 88 kpl ja alueella B 80 kpl 84 Turvekentän kuivatusvesien sadettaminen metsään: vaikutukset . (taulukko 3). Lisäksi kairattiin sadettamattomaltakontrollialueelta ClB mäntyä ja ojitetulta kontrollialueelta DlB hieskoivua. Lustonpaksuudet mitattiin Muhok sen tutkimusaseman lustomikroskoopilla 0,01 mm:n tarkkuudella. Elokuussa 1996 mitattiin puiden rinnankorkeusläpimitta ja arvioitiin niiden kunto 12 metrin levyiseltä vyöhykkeeltä, joka ulottui 6 m etäisyydelle em. tutkimuslin jojen molemmin puolin. Tutkimuslinjat mitattiin sadettimista lähtien 10 metrin pät kissä, joten puuston määrä saatiin laskettua puulajeittain 10* 12 metrin ruuduis sa. Tilavuuden määrityksessä käytettiin rinnankorkeusläpimittaan perustuvia ti lavuusfunktioita puulajeittain (Laasasenahol9B3). Taulukko 3. Sadetusalueiden puusto syksyllä 1992 ja kasvukoepuiden lukumää rä. Tulokset Puuston kyntö elokuussa 1996 Alue A, kuivahko kangas Kuolleiden puiden osuus alueen A mäntyjen tilavuudesta oli 3 %. Kuolleet puut sijaitsivat kaikki alle 20 metrin etäisyydellä sadettimista (taulukko 4). Kauempa nakin kuolleita mäntyjä havaittiin notkelmissa, jotka eivät kuitenkaan osuneet tutkimuslinjoille. Kuolevien puiden osuus mäntyjen tilavuudesta oli 4 %ja niitä esiintyi enimmäkseen alle 40 metrin päässä sadettimista. Kuusista kuolleita oli Mänty Kuusi Hieskoivu Haapa Yhteensä Alue A: Puuston tilavuus, rrrVha 110 14 3 127 Pohjapinta-alalla painotettu keskiläpimitta, cm 22 16 10 21 Alue B: Puuston tilavuus, m 3 /ha 20 11 16 1 48 Pohjapinta-alalla painotettu keskiläpimitta, cm 18 15 10 11 14 Kasvukoepuiden lukumäärä: SadetusalueA 54 13 21 88 Sadetusalue B 41 19 20 80 Kontrollialue C 18 18 Kontrollialue D 18 18 Pentti Niemistö ja Samuli Kemppainen 85 1 % eikä kuolevia ollut lainkaan. Neulasiston perusteella sairaiksi luokiteltuja puita esiintyi hyvin vähän, mutta mäntyjen tilavuudesta peräti 16 % oli kallistu neita puita. Tämä on vakava oire juuriston huonosta kunnosta. Huolestuttavaksi tilanteen tekee se, ettei kallistuneita mäntyjä ollut vain sadetetulla alueella vaan niitä esiintyi yhtä paljon aina 60 metrin etäisyyteen saakka sadettimista. Kuusis sa ei vastaavaa kallistumisilmiötä esiintynyt. Kuusen harsuuntuminen eli neulas massan vähentyminen näytti johtuvan sadetuksesta, koska sitä esiintyi runsaasti alle 40 m etäisyydessä sadettimista, mutta ei ollenkaan sitä kauempana. Män nyllä harsuuntuminen oli keskimäärin yleisempää kuin kuusella, mutta ei ilmei sesti johtunut sadetuksesta, koska se näytti jopa lisääntyvän kauempana sadetti mista. Taulukko 4. Puuston tilavuusosuudet kuntoluokittain ja puulajeittain sadetusalu eella A elokuussa 1996. Puulaji SadettimenTerveet Kuolleet Kuolevat Sairaat Kallis- Harsuun- etäisyys, m tuneet tuneet % tilavuudesta Mänty: 10-20 53 10 2 1 19 15 20-30 63 0 10 3 15 10 30-40 61 0 7 0 16 17 40-50 47 0 0 0 19 35 50-60 66 0 2 0 14 18 60-70 37 0 0 0 0 63 70-80 100 0 0 0 0 0 Yhteensä 58 3 4 1 16 19 Kuusi: 10-20 96 4 0 0 0 0 20-30 31 5 0 0 0 64 30-40 78 0 0 1 0 21 40-50 95 0 0 4 0 0 50-60 87 0 0 13 0 0 60-70 100 0 0 0 0 0 70-80 100 0 0 0 0 0 Yhteensä 90 1 0 2 0 7 Puulajit yhdessä: 62 2 3 1 14 17 86 Turvekentän kuivatusvesien sadettaminen metsään: vaikutukset Kuva 2. Sadetusalueen A puuston tilavuuden jakautuminen terveydentilan mu kaan eri etäisyyksillä sadettimesta. Puuston keskimääräinen tilavuus sadetusalueella A oli 139 m 3/ha. Männyn osuus tilavuudesta oli 87 %, kuusen 11 %ja hieskoivun 2%. Täysin terveitä puita oli 85 m 3 /ha(kuva2). Kuolleiden tai kuolevien puiden määrä oli 8 m 3/ha ja kallistunei den mäntyjen määrä 20 m 3 /ha. Alue B, soistunut kangas Alueella B mäntyjen kunto oli selvästi parempi kuin alueella A: kuolleiden tai kuolevien osuus tilavuudesta oli 2 %. Sairaita oli vastaavasti 2 % (taulukko 5). Sen sijaan kuusten terveydentila oli alueella B heikompi. Vain 39 % kuusen kokonaistilavuudesta oli terveitä puita. Harsuuntuneisuus oli yleisin kuusten kun toa heikentävä tekijä (36 %) ja sairaita puita oli 20 % kuusen tilavuudesta. Kuusten terveydentila oli yhtä heikko koko alueella riippumatta sadettimen etäisyydestä. Hieskoivujen terveydentila oli hyvä, vaikka lehdet olivat humuspitoisen veden "likaamia". Harsuuntuneiden puiden osuus koivuista oli 4,4 %. Pentti Niemistö ja Samuli Kemppainen 87 Taulukko 5. Puuston tilavuusosuudet kuntoluokittain ja puulajeittain sadetusalueella B elokuussa 1996. Alle 20 m:n etäisyydellä sadettimista oli kaikista puista terveitä vain 46 %. Vielä 20-30 metrin etäisyydellä terveydentila oli keskimääräistä heikompi, mutta kau empana ei puiden terveydessä ollut enää eroja. Riippuvuus sadettimen etäisyy destä oli samanlaista niin kuolleiden, sairaiden kuin harsuuntuneidenkin puiden kohdalla. Mäntyjen tilavuus sadetusalueella B oli keskimäärin 15 m 3/ha ja kuus ten tilavuus oli 8,5 m3 /ha (kuva 3). Nuorta lehtipuuta oli yhteensä 13 m 3 /ha, josta valtaosa hieskoivua. Kuva 3. Sadetusalueen B puuston tilavuuden jakautuminen terveydentilan perus teella puulajeittain. Sadettimen Terveet Kuolleet Kuolevat Sairaat Kallistu- Harsuun- Katken- etäisyys, m tuneet tuneet % tilavuudesta 10-20 46 18 0 14 0 23 0 20-30 72 2 0 1 4 18 2 30-40 86 0 0 2 0 12 0 40-50 81 0 0 3 0 15 1 50-60 86 0 0 1 0 10 3 60-70 85 0 0 0 0 14 0 70-80 49 0 0 7 0 44 0 80-90 98 0 0 0 0 2 0 80-100 99 0 0 0 0 2 0 Yhteensä 74 3 0 4 1 17 1 Mänty 74 2 0 2 2 19 1 Kuusi 39 3 1 20 1 36 1 Hieskoivu 92 1 0 1 1 4 1 Haapa 71 0 0 0 0 13 17 88 Turvekentän kuivatusvesien sadettaminen metsään: vaikutukset Puiden sädekasvu sadetusjaksolla 1993-1996 Alue A, kuivahko kangas Puiden sädekasvun muutoksia tutkittiin puulajeittain eri etäisyyksillä sadettimis ta. Sadetuskaudella tapahtui kasvun muutoksia enemmän alle 30 metrin etäisyy dellä sadettimista kuin sitä kauempana. Sekä männyllä että kuusella juuri 30 metrin säde osoittautui rajaksi, jonka sisäpuolella puut lisäsivät selvästi kasvuaan toisesta sadetuksen jälkeisestä kasvukaudesta lähtien (kuvat 4 aja b). Sadetus ta edeltävän 5-vuotiskauden sädekasvu kaksinkertaistui männyllä neljänteen kasvukauteen mennessä. Samoina vuosina kontrollialueen mäntyjen kasvu alen tui, joten niiden perusteella arvioituna sadetettujen mäntyjen kasvun voitiin kat soa jopa kolminkertaistuneen. Lähellä sadettimia kasvun trendi on ollut jyrkästi nouseva viimeisten kolmen vuoden aikana. Yli 30 metrin etäisyydellä sadettimis ta mäntyjen kasvu ei muuttunut sadetusta edeltävään kauteen verrattuna, mutta siellä ei havaittu toisaalta myöskään sellaista sädekasvun taantumaa kuin kont rollialueella (kuva 4 b). Kuusten sädekasvu keskimäärin 2,5-kertaistui alle 30 m etäisyydellä sadettimis ta ja aikataulu oli samanlainen kuin männyllä (kuva 5). Myös yli 30 metrin etäi syydellä sadettimista havaittiin lievä sädekasvun kohoaminen. Alueella A oli har vakseltaan hieskoivuja ja nekin melko kaukana sadettimista. Niiden sädekasvu ei muuttunut sadetuksen alettua lukuunottamatta selvää nousua vuonna 1996 (kuva 6). Noin puolet hieskoivuista sijaitsi lähellä reikäputkia, joilla sadettimet korvattiin vuoden 1995 jälkeen. Hieskoivujen sädekasvu näytti parantuneen vä littömästi sadetusjärjestelmän muutoksen jälkeen. Sadettamattomalla kontrolli alueella D ei muutosta koivujen kasvussa havaittu. Pentti Niemistö ja Samuli Kemppainen 89 Kuva 4. Kuivatusvesien sadetuksen vaikutus kuivahkon kankaan (alue A) mänty jen sädekasvuun a) alle 30 m etäisyydellä ja b) yli 30 m etäisyydellä sadetti mista. 90 Turvekentän kuivatusvesien sadettaminen metsään: vaikutukset Kuva 5. Kuivatusvesien sadetuksen vaikutus kuivahkon kankaan (alue A) kuusten sädekasvuun 10-30 m ja yli 30 m etäisyydellä sadettimista. Kuva 6. Erkansuon turvetuotantoalueen kuivatusvesien sadetuksen vaikutus kui vahkon kankaan (alue A) hieskoivujen sädekasvuun. Sadetusalue B, soistunut kangas: Alle 30 m etäisyydellä sadettimista mäntyjen sädekasvu 1,7-kertaistui toisena kasvukautena sadetuksen aloituksen jälkeen ja on pysynyt siitä lähtien samalla tasolla (kuva 7a). Kuusten sädekasvu oli vuonna 1996 kolminkertainen aikai sempaan verrattuna ja se on kohonnut vuosi vuodelta lukuunottamatta ensim Pentti Niemistö ja Samuli Kemppainen 91 mäistä sadetuksen jälkeistä kasvukautta (kuva 8). Yli 30 m etäisyydellä ei ha vaittu sadetuksesta johtuvia sädekasvun muutoksia kummallakaan havupuulla. Sen sijaan hieskoivulla havaittiin selvä kasvun lisääntyminen aina 50 metrin etäi syydelle saakka sadettimista. Kauempanakin kasvu oli jonkin verran korkeampi kuin kontrollialueella. Hieskoivujen sädekasvu reagoi havupuista poiketen jo heti ensimmäisenä kasvukautena ja kolmanteen vuoteen mennessä kasvu oli 2,5- kertainen (kuva 9). Neljäs sadetuksen jälkeinen kasvukausi on ollut koivulle jo heikompi. Erityisesti parhaiten sadetuksen jälkeen kasvaneiden koivujen kasvu on alentunut. Muutokset ovat kokonaan sadetuksen aiheuttamia, koska kontrol lialueen D hieskoivujen kasvu on pysynyt koko ajan tasaisena. Hieskoivujen kasvun alentuminen neljäntenä kasvukautena voi johtua sadetusjärjestelmän muut tumisesta. Kuva 7. Kuivatusvesien sadetuksen vaikutus soistuneen kankaan (alue B) män tyjen sädekasvuun a) alle ja b) yli 30 m etäisyydellä sadettimista. 92 Turvekentän kuivatusvesien sadettaminen metsään: vaikutukset ... Kuva 8. Kuivatusvesien sadetuksen vaikutus soistuneen kankaan (alue B) kuus ten sädekasvuun 10-30 m ja yli 30 m etäisyydellä sadettimista. Kuva 9. Kuivatusvesien sadetuksen vaikutus soistuneen kankaan (alue B) hies koivujen sädekasvuun 10-50 m m etäisyydellä sadettimista. Pentti Niemistö ja Samuli Kemppainen 93 Tulosten tarkastelu Turvetuotantoalueen kuivatusvesien johtamisella metsään oli sekä hyviä että huo noja vaikutuksia puuston kehitykseen. Puihin kohdistuvan mekaanisen rasituk sen vuoksi kaikki puut joudutti in poistamaan noin 10 metrin etäisyydeltä sadetti mista. Lisäksi puita kuoli tai sairastui 30-40 metrin etäisyydelle saakka. Enim mäkseen nämä olivat suoralle vesisuihkulle altistuneita tai notkopaikoissa kasva neita puita. Puulajeista eniten kärsi mänty, vähiten hieskoivu. Kuusten latvusten alaosassa neulaset muuttuivat ruskeiksi humuspitoisen veden vaikutuksesta. Suuri osa näistä haitoista on torjuttavissa korvaamalla korkeapaineiset sadettimet esim. reikä putkilla ja huolehtimalla veden tasaisesta jakaantumisesta alueelle. Isojen mäntyjen kallistuminen kuivahkon kankaan sadetusalueella on ongelma, jonka syytä ei vielä tässä vaiheessa tunneta. Mahdollisia syitä juuristovaurioihin ovat esimerkiksi maan hapettomuus ja routiminen. Myönteisenä vaikutuksena oli terveinä pysyneiden puiden lisääntynyt kasvu. Niiden sädekasvu 2-3-kertaistui neljän vuoden tutkimusjakson aikana sadettimi en välittömässä vaikutuspiirissä. Hieskoivulla kasvun lisäystä tapahtui myös sa detetun alueen ulkopuolella aina 50 metrin etäisyyteen sadettimista. Havupuille tyypillistä oli paksuuskasvun lisäyksen alkaminen vasta toisena sadetuskesänä ja kasvun kohoamisen jatkuminen mittausjakson loppuun saakka. Hieskoivulla kasvu alkoi lisääntyä välittömästi sadetuksen alettua, mutta kasvu kääntyi las kuun neljäntenä kasvukautena. Eräs kasvua heikentävä tekijä on voinut olla sa detusjärjestelmän muutos reikäputkilla toimivaksi. Sadetuksen vaikutukset eivät vielä vakiintuneet neljässä vuodessa, joten tutki musta jatketaan. Sadetusalueen pinta-ala on tärkeää mitoittaa sellaiseksi, että metsäalueen puhdistuskyky säilyy riittävänä ja että puusto pysyy elossa ja koh tuullisen terveenä. Puuston kehityksen kannalta yhteenveto tähänastisista tulok sista on esitetty kuvassa 10. Lähtökohtana laskelmalle on se, että jokaiselle met säalueen hehtaarille on sijoitettu yksi korkeapaineinen sadetin, josta vesi leviää tasaisesti noin 30 metrin säteellä kaikkiin suuntiin. Korkeapainesadettimien käyt tämistä ei kuitenkaan suositella niiden puustolle aiheuttaman rasituksen vuoksi. Reikäputkia käyttämällä vältetään puiden mekaaninen rasitus ja vesi voi jakau tua alueelle tasaisemmin. Jos näin menetellään, on puuston kehitys esitettyä suo tuisampaa. Kuivahkon kankaan männikössä (alue A) on kuollutta, hakattua ja kuolevaa puus toa kertynyt neljässä vuodessa alle 11 m 3/ha. Korvaava normaalikasvun ylittävä lisäkasvu on ollut vajaa 3 mVha, joten tappiota on tullut noin 8 m3 /ha. Sairaita puita on 20 m 3 /ha, joten lisää puustotappioita on odotettavissa. Alavan, kohtalai- Turvekentän kuivatusvesien sadettaminen metsään: vaikutukset 94 sesti vettä läpäisevän sekametsän (alue B) kohdalla tulos on toisenlainen. Kuol leiden, hakattujen ja kuolevien puiden yhteenlaskettu tilavuus on neljän vuoden jälkeen 4 m 3 /ha, mutta sadetuksen aiheuttama lisäkasvu peräti 7 m 3/ha. Vaikka kaikki sairastuneetkin puut luetaan menetetyiksi, jää lopputulos puuntuotoksen kannalta positiiviseksi. Turvetuotantoalueen kuivatusvesien puhdistaminen onnistuu hyvin tulosten pe rusteella sadettamalla ne läheisiin kangasmetsiin. Pienemmällä paineella ja ta saisemmin vettä levittävä reikäputkisto on korkeapaineisia pistemäisiä sadetus laitteita parempi vaihtoehto. Arvokkaissa, etenkin mäntyvaltaisissa tukkipuus toissa tuhoriski voi olla suuri. Isojen mäntyjen kallistuminen alueella A on selvä oire juuristossa tapahtuneista muutoksista. Maan kivisyyden takia männyt pysy vät pystyssä pääasiassa pinta-ja hienojuuristonsa varassa. Liika märkyys estää hienojuurten uusiutumista ja on jo voinut aiheuttaa paksumpien pintajuurten la hoamista (Makkonen 1997). Sopivimpia sadetuskohteita ovat tasaiset, vähintäin kohtalaisesti vettä läpäisevät kangasmetsät, joissa puusto on mieluiten hieskoivun ja kuusen muodostamaa sekametsää. Mitoituskysymysten ja puuston tervey dentilan kehittymisen takia tutkimusta on syytä jatkaa. Pentti Niemistö ja Samuli Kemppainen 95 Kuva 10. Turvetuotantoalueen kuivatusvesien sadetusalueena toimivien metsä alueiden puustotaseet (m 3/ha) neljän sadetuskesän jälkeen, kun mitoitukse na on yksi, 30 m säteellä vettä suihkuttava sadetuslaite metsähehtaaria koh den. a) Kuivahkon kankaan (alue A) varttunut mänty-kuusi sekametsikkö. b) Soistuneen kankaan (alue B) eri-ikäinen sekametsikkö. 96 Turve kentän kuivatusvesien sadettaminen metsään: vaikutukset... Jyrki Hytönen ja Antti Wall 97 METSITETTYJEN SUOPELTOJEN JA VIEREISTEN SUOMETSIEN RAVINNEMÄÄRÄT Jyrki Hytönen ja Antti Wall Johdanto Laajamittainen peltojen metsitys käynnistyi Suomessa 1960-luvun lopussa ja tä hän mennessä on metsitetty yli 200 000 peltohehtaaria. Käytännön pellonmetsi tykset ovat tutkimusten mukaan onnistuneet suopelloilla huonommin kautta maan kuin kivennäismaapelloilla (Kinnunen 1995). Myös pel lonmetsityskokeissa tai met ovat menestyneet multa-ja turvepelloilla huonommin kuin kivennäismaiden pelloilla (Hytönen 1995 a). Suomen pelloista (2,2 milj. ha) viidennes on eloperäisiä (turpeet, multamaat, lie jut) maita (Urvas 1995). Niiden osuus on vuosien mittaan vähentynyt humuksen hajoamisen johdosta. Multapeltoja oli koko maan pelloista 1980-luvulla 13 %ja varsinaisia turvepeltoja puolet vähemmän. Suuri osa multamaista on syntynyt ohutturpeisista suopelloista turvekerroksen sekoittuessa kivennäismaan kanssa tai kun suopelloille on ajettu painomaata. Runsaasti orgaanista ainetta sisältävi en peltojen osuus on suurin Länsi-ja Pohjois-Suomessa. Maanviljely on muuttanut soista raivattujen peltojen kasvualustan ominaisuuk sia. Viljelytoimenpiteet ovat kuluttaneet turvekerrosta ja koneet ovat tiivistäneet maan pintakerrosta (Urvas 1985). Muokkaus, toistuvat lannoitukset, kalkitus ja muut maanparannustoimenpiteet sekä koneiden käyttö ovat vaikuttaneet maan fysikaalisiin ja kemiallisiin ominaisuuksiin. Viimeisten vuosikymmenien aikana peltojen pH on noussut, ja erityisesti fosfori-, mutta myös kalium-, magnesium ja kalsiumpitoisuudet ovat kasvaneet (Urvas 1995). Turvepeltojen viljelyssä painomaaksi kutsutun kivennäismaan käyttöä suositeltiin aiemmin yleisesti (Iso talo 1952) ja sen käyttö oli varsin tavallista turvemaiden viljelyssä Suomessa (Pessi 1953,1962, Valmari 1983). Painomaan vaikutus maan muokkauskerrok sen ravinnevaroihin ja fysikaaliseen koostumukseen on hyvin pitkäaikainen (Ant tinen 1957, Pessi 1960, 1961 a, 1961 b). Kivennäismaan määrän lisäksi sen lajite koostumus vaikuttaa ravinteiden määrään (Takala 1961, Pessi 1961 b, 1961 c, Wall & Hytönen 1996). 98 Metsitettyjen suopeltojen ja viereisten suometsien ravinnemäärät Metsänkasvatuksen kannalta on oleellista tuntea maanviljelyn aikaansaamat muutokset maan ravinnetilassa. Peltojen ravinnetilan arviointi maastossa on vai keaa, sillä pintakasvillisuuteen perustuva metsätyyppiluokitus sopii metsitettyjen peltojen kasvillisuuteen varsin huonosti. Turvepeltojen ravinnetilan arvioimiseksi on ehdotettu metsitettävää peltoa ympäröivien suometsien ravinnetilan tarkaste lua (Hynönen 1992). Viereisten suometsien informaatioarvo metsitetyn pellon ravinnetilan kuvastajana kuitenkin heikkenee, jos maanviljelytoimenpiteet (esim. painomaan käyttö) ovat voimakkaasti muuttaneet maan ominaisuuksia (Wall & Hytönen 1996). Toisaalta myös pellolta on mahdollista tunnistaa alkuperäisen suon trofia useiden ravinteiden osalta, vaikka maanviljely onkin kohottanut ra vinteiden pitoisuuksia (Urvas 1985). Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää metsitettyjen turvepeltojen ja nii hin rajoittuvien samantyyppisten soiden ravinnemäärien eroja. Tavoitteena oli tutkia mitä maanviljely on vaikuttanut suon ravinnemääriin ja fysikaalisiin omi naisuuksiin. Aineisto ja menetelmät Tutkimuskohteet valittiin Pohjanmaalla sijaitsevilta Metlan pellonmetsityskokeil ta (Ferm ym. 1993) ja käytännön pellonmetsitysaloilta (Hytönen & Ekola 1993) (taulukko 1). Vertailuaineiston muodostivat peltoihin rajoittuvat suometsät. Koh teen valinnan pääkriteeri oli se, että metsitetyn pellon voitiin olettaa raivatun siihen rajoittuvasta puustoisesta suosta. Kaikilla valituilla viidellä kohteella tur vekerroksen paksuus sekä pellolla että suolla oli vähintään 40 cm. Maanäytteet otettiin näytealoilta, jotka sijoitettiin kohtisuoraan linjaan metsitetyn pellon ja metsän välissä kulkevaan ojaan nähden siten, että kaksi näytealaa sijaitsi metsitetyllä pellolla ja kaksi metsän puolella 10 ja 30 m:n etäisyydellä metsän ja pellon välisestä ojasta. Maanäytteet koostettiin kolmesta määrätila vuisesta (292 cm 3 ) osanäytteestä, jotka otettiin kerroksista 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 ja 30—40 cm. Näytteen tuhkapitoisuus määritettiin hehkutushäviönä ja tiheys laskettiin kuiva massan (70°C)jatuoretilavuuden suhdelukuna. Kuivattujen maanäytteiden pH (vesi) ja kokonaistyppi (Kjeldahl) määritettiin. Muista ravinteista (fosfori, kali um, kalsium, magnesium, mangaani, rauta, ja sinkki) määritettiin ns. kokonaispi toisuudet (tuhkan suolahappouutos) ja uuttuvat pitoisuudet (hapan ammoniuma setaattiuutto). Boori määritettiin H,P0 4 -H,S0 4 -uutoksesta (Halonen ym. 1983). Ravinteiden määrät esitetään kokonaismäärinä (kg/ha) 20 cm:n paksuisissa maakerroksissa. Kolmella pellolla todettiin käytetyn maanparannusaineena pai nomaata. Jyrki Hytönen ja Antti Wall 99 Varianssianalyysillä] a Dunnetin testeillä tutkittiin suometsien ja peltojen ravin nemäärien erojen tilastollista merkitsevyyttä. Taulukko 1. Tutkimuskohteiden yleistiedot. Tulokset Metsitettyjen peltomaiden muokkauskerroksen (0-20 cm) tiheys oli viereisiin suometsiin verrattuna keskimäärin puolitoistakertainen, jos painomaata ei ollut käytettyjä kolminkertainen mikäli maanparannusaineena oli käytetty kivennäis maata (kuva 1). Muokkauskerroksen alapuolella (20-40 cm) maan tiheyserot olivat pienempiä, mutta painomaapelloilla tiheys oli edelleen merkitsevästi suu rempi. Painomaapeltojen muokkauskerroksen tuhkapitoisuus (49 %) oli selvästi korke ampi kuin peltojen, joissa painomaata ei ollut käytetty (tuhkapitoisuus 6 %). Ero suometsiin oli tilastollisesti merkitsevä myös muokkauskerroksen alapuolella. Suometsien turpeen tuhkapitoisuus oli 0-20 cm:n syvyydellä keskimäärin 5 % ja cm:n syvyydellä 4 %. Metsitettyjen peltojen pH oli keskimäärin 4,3 syvyydellä cm. Soiden hap pamuusluku oli 0,5 pH-yksikköä alhaisempi. Tutkimus- kohde Turvepaksuus, cm Metsitys- vuosi Peltokäyttö Viereisen metsän suotyyppi Kyyjärvi 40 1990 peltoheittona yli 20 vuotta Ptkg Pedersöre 40 1990 pakettipeltona 15 vuotta Mutg Töysä 80 1990 kaurapeltona vuoteen 1988 asti Ptkg Ylivieska 40 1972 - Alavus 50 1990 pakettipeltona yli 20 vuotta Ptkg 100 Metsitettyjen suopeltojen ja viereisten suometsien ravinnemäärät Kuva 1. Turvepeltojen ja niihin rajoittuvien suometsien maan tiheys (g/l), tuhkapi toisuus (%) ja happamuus (pH) maan pintakerroksessa (0-20 cm) ja sen alapuolella (20-40 cm). Tähdet pylväiden päällä osoittavat kussakin kerrok sessa tilastollisesti merkitsevän eron (Dunnetin testi, p<0,05) suometsiin ver rattuna. Maanviljelyksen vaikutus näkyi muokkauskerroksen kohonneina kokonaisravin nemäärinä erityisesti kun pellolla oli käytetty maanparannusaineena painomaata (kuva 2). Viljely oli vaikuttanut booria lukuunottamatta kaikkien tutkittujen ra vinteiden määriin. Maanviljely ilman painomaata lisäsi eniten turpeen kokonais typen, -fosforin, -kalsiumin, -raudan ja -sinkin määrää. Pelloilla turpeen typen ja kalsiumin määrät olivat tilastollisesti merkitsevästi korkeammat kuin suometsis tä. Pellon muokkauskerroksessa typpi-ja fosforimäärät olivat puolitoistakertai set ja kalsiummäärät nelinkertaiset viereisiin suometsiin verrattuna. Painomaan käyttö maanparannusaineena lisäsi maan fosforin määrää hieman ja kaliumin, magnesiumin, mangaanin, raudan ja sinkin kokonaismäärää runsaasti. Suometsään verrattuna painomaapeltojen muokkauskerroksessa oli kaliumia 6,5-, magnesiumia 12-, mangaania 6-ja sinkkiä 4,6-kertaisesti. Jyrki Hytönen ja Antti Wall 101 Syvemmällä 20-40 cm:n syvyydessä maanviljelyn vaikutus kokonaisravinnemää riin oli pienempi kuin muokkauskerroksessa. Pelloilla oli kalsiumia ja painomaa pelloilla lisäksi kaliumia, magnesiumia, rautaa, mangaaniaja sinkkiä hieman enem män kuin suometsissä (kuva 2). Kuva 2. Ravinteiden kokonaismäärät maan pintakerroksessa (0-20 cm) ja sen alapuolella (20-40 cm) suometsissä ja pelloilla. Tähdet pylväiden sisällä osoit tavat kussakin kerroksessa tilastollisesti merkitsevän eron (Dunnetin testi, p < 0,05) suometsään verrattuna. Maanviljely ilman painomaata lisäsi erityisesti muokkauskerroksen uuttuvan fos forin ja kalsiumin määrää (kuva 3). Maanviljely lisäsi muokkauskerroksen uut tuvan kalsiumin määrän kaksin-kolminkertaiseksi suometsään verrattuna. Pai noinaan käyttö laski huomattavasti uuttuvan fosforin määrää, mutta lisääi muok kauskerroksen magnesiumin, mangaanin, raudan ja sinkin määriä. Muokkaus kerroksen alapuolella erot metsän ja pellon välillä olivat pienempiä. Kuitenkin kalsiumin sekä painomaapelloilla myös mangesiumin, raudan, mangaanin ja sin kin määrät olivat muokkauskerroksen alapuolella korkeammat kuin suometsis sä. 102 Metsitettyjen suopeltojen ja viereisten suometsien ravinnemäärät Kuva 3. Happamaan ammoniumasetaattiin uuttuvien ravinteiden määrät suomet sien ja peltojen pintakerroksessa (0-20 cm) ja sen alapuolella (20-40 cm). Tähdet pylväiden sisällä osoittavat kussakin kerroksessa tilastollisesti mer kitsevän eron (Dunnetin testi, p < 0,05) suometsään verrattuna. Tulosten tarkastelu Maastotarkasteluin pyrittiin löytämään kohteita, joissa pelto oli raivattu siihen rajoittuvasta suosta. Kohteiden alkuperäinen samankaltaisuus lienee toteutunut verrattain hyvin. Tähän vaikutti myös se, että näytteenottokohtien välinen etäi syys oli varsin pieni. Toisaalta pellolta on muokkausten yhteydessä voinut kul keutua ravinteita myös viereiseen metsään. Tuloksia arvioitaessa on muistetta va, että osa kohteista oli ollut viljelystä poissa jo pitkään ennen metsitystä. Pel tojen pH on noussut ja ravinnepitoisuudet ovat kasvaneet huomattavasti viime vuosikymmenen aikana (Urvas 1995). Tutkitut pellot olivat sijainniltaan syrjäi siä, joten niiden viljely on saattanut olla myös vähemmän intensiivistä kuin mui den peltojen. Tämä on voinut pienentää eroa suon ja pellon välillä. Maanviljely oli muuttanut huomattavasti kasvualustan pintakerroksen ominai suuksia. Pintaturpeen tiheyden kohoaminen maanviljelyn johdosta lienee seu rausta turpeen tiivistymisestä ja lisääntyneestä maatumisesta. Turvepelloilla ylei sesti käytetty painomaa lisäsi turpeen tiheyttä erityisen selvästi (Wall & Hytö nen 1996). Suometsien turpeiden tuhkapitoisuudet olivat samantasoiset kuin Westmanin (1981) tutkimuksessa. Maanviljely oli kohottanut suon tuhkapitoi Jyrki Hytönen ja Antti Wall 103 suutta vain vähän kun painomaata ei ollut käytetty. Annostuksesta riippuen painomaa moninkertaistaa turpeen tuhkapitoisuuden (Pessi 1961 a, Wall & Hy tönen 1996). Tuhkapitoisuuden perusteella arvioituna painomaata oli kulkeutu nut jonkin verran myös muokkauskerroksen alapuolellekin. Maanviljely oli ko hottanut suon pH:ta saman verran kuin Urvaksen (1985) tutkimuksessa. Tutkit tujen peltojen keskimääräistä huonompaa viljelyn tasoa saattaa osoittaa se, että niiden pH oli keskimäärin 4,3 kun se Urvaksen (1985) tutkimilla pelloilla Etelä- Pohjanmaan ja Oulun maatalouskeskusten alueilla oli 1980-luvun alkupuolella yli 5 (Kähäri ym. 1987). Vertailukohteina käytettyjen suometsien turpeen tiheys sekä typen, magnesiumin, sinkin ja mangaanin kokonaismäärät olivat samantasoiset, mutta kokonaisfosfo rin ja -boorin määrät hieman korkeammat ja kokonaiskaliumin määrä yhdessä metsässä selvästi korkeampi kuin vanhoilla ojitusalueilla (Kaunisto & Paavilai nen 1988, Laiho & Laine 1994). Kalsiumin kokonaismäärä metsissä oli puoles taan Kauniston ja Paavilaisen (1988) esittämän vaihteluvälin (500 - 1800 kg/ha) alarajoilla ja osin sitäkin alhaisempi (330-620 kg/ha). Maanviljelyn seurauksena lisääntynyt typen kokonaismäärä muokkauskerrok sessa johtunee turpeen tiheyden kasvusta ja lisääntyneestä maatumisesta. Sy vemmällä turpeessa peltojen ja metsien turpeen typen määrässä ei ollut suuria eroja. Vastaava kokonaisfosforin määrän lisäys voi johtua turpeen tiheyden kasvusta ja lannoitefosforin sitoutumisesta turpeeseen. Painomaan on aiemmin kin havaittu lisäävän jonkin verran myös kokonaisfosforin määrää, mutta samal la laskevan uuttuvan fosforin määrää (Wall & Hytönen 1996). Uuttuvan fosfo rin osuus kokonaisfosforin määrästä oli painomaapelloilla 0,4—1,1 %, kun se muilla pelloilla ja metsissä oli moninkertainen. Pelkkä viljely (ei painomaata) lisäsi turpeen muokkauskerroksen kokonaiskali umin määrää vain vähän (5-19 kg/ha). Painomaan käytön kaliumin määrää li säävä vaikutus oli sen sijaan erittäin selvä (lisäys 189-988 kg/ha) kuten aiem massakin tutkimuksessa (Wall & Hytönen 1996). Peltoja oli todennäköisesti lannoitettu kaliumilla, vaikka maan kaliumin määrä ei ilman painomaata lisäänty nytkään. Lannoitekaliumista osa on voinut huuhtoutua syvempiin kerroksiin, sillä kalium pidättyy huonosti turpeeseen. Painomaan käyttö laski uuttuvan kali umin ja kokonaiskaliumin määrien suhdetta. Tutkimuksen tulosten mukaan suon ottaminen maatalouskäyttöön muuttaa eri tyisesti pintaturpeen ominaisuuksia huomattavasti. Merkittävin muutoksiin vai kuttanut tekijä on ollut painomaan käyttö. Viljely ilman painomaata lisää turpeen tiheyttä, pH:ta sekä kokonaistypen, -fosforin, -kalsiumin ja -raudan määrää. Pelloilla kokonaiskalsiumin moninkertaiset määrät metsiin verrattuna johtuvat luonnollisesti peltojen kalkituksista. Lannoituksessa annettu fosfori on ilmeisesti pidättynyt turpeeseen, mutta kaliumlannoituksen vaikutus ei enää analyyseissä näy. Painomaa lisää huomattavasti pellon muokkauskerroksen tiheyttä, tuhkapi 104 Metsitettyjen suopeltojen ja viereisten suometsien ravinnemäärät toisuutta, hieman fosforin, erittäin paljon kaliumin, magnesiumin, mangaanin, rau dan ja sinkin kokonaismääriä. Kivennäisaineen määrä on selittänyt hyvin (80 %) turvepeltojen sinkin määrää muokkauskerroksessa (Wall & Hytönen 1996). On huomattava, että pelkkä viljely tai lisäksi painomaan käyttö eivät näytä juurikaan lisäävän boorin määrää (myös Wall & Hytönen 1996). Maan tiheys tai orgaani sen aineen määrä selittivät maan boorin määrän vaihtelusta vain 1-4 % (Kaunis ta 1981), mikä myös viittaa painomaan vähäiseen vaikutukseen. Päätelmiä Tulokset korostavat painomaan käytön selvityksen tarpeellisuutta peltojen met sityksessä ja vahvistavat käsitystä siitä, että ympäröiviä suometsiä tarkastele malla ei voida tehdä päätelmiä painomaapeltojen ravinnetaloudesta. Ilman pai nomaankin käyttöä viljely on muuttanut maan ravinnetaloutta selvästi. Koska pelkkä viljely ei näytä lisäävän kaliumin määrää, sen riittävyyttä on tarkkailtava, sillä osalla turvepelloista on tavattu kaliumin puutosta (esim. Hytönen & Ekola 1993, Hytönen 1995 b, Hytönen & Pietiläinen 1995). Turvepelloilla riski ravinne peräisten kasvuhäiriöiden esiintymiseen näyttäisi olevan huomattavasti suurem pi kuin suometsissä, koska kalkitus on voinut heikentää puiden boorin saantia (Lipas 1990, Lehto & Mälkönen 1994) ja koska pelloilla on runsaasti typpeä muihin ravinteisiin nähden (esim. Raitio & Rantala 1977, Raitio 1979, Hynönen 1992, Hytönen & Ekola 1993, Hytönen & Pietiläinen 1995). Peltojen metsitys alueilla onkin tavattu yleisesti ravinneperäisiä kasvuhäiriöitä (Valtanen 1991, Hy nönen 1992, Hytönen 1991, Hytönen & Ekola 1993). Tutkittuja peltoja oli viimeksi viljelty n. 15-20 vuotta ennen metsitystä ja syrjäi sestä sijainnistajohtuen viljely oli luultavasti ollut normaalia heikompaa. Nykyi sin suoraan viljelystä metsitykseen tulevat pellot luultavasti eroaisivat vielä sel keämmin suometsistä kuin tämän tutkimuksen pellot. Maatalousviljelyn aiheut tamat muutokset turpeen fysikaalisissa ja kemiallisissa ominaisuuksissa näyttä vät olevan niin suuria, ettei kasvupaikan alkuperäinen ravinnetila tai kasvupaik katyyppi palautune pitkänkään ajan kuluessa. Kirjallisuus Anttinen, O. 1957. Rahkasuon lannoitus-ja maanparannuskokeen tuloksia. Referat: Ergebnissen eines Diingungs- und Bodenverbesserungsversuches auf Sphagnum-Moor. Valtion maatalouskoetoiminnan julkaisuja 155:1-30. Ferm, A., Hytönen, J., Koski, K., Vihanta, S. & Kohal, O. 1993. Peltojen metsi tysmenetelmät. Kenttäkokeiden esittelyjä metsitysten kehitys kolmen en simmäisen vuoden aikana. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 463. 127 s. Jyrki Hytönen ja Antti Wall 105 Halonen, 0., Tulkki, H. & Derome, J. 1983. Nutrient analysis methods. Met säntutkimuslaitoksen tiedonantoja 121.28 s. Hynönen, T. 1992. Maan ominaisuuksien vaikutus turvamaapeltojen metsittämi seen. Helsingin yliopisto, Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta. Tutkielma maatalous-ja metsätieteiden lisensiaatin tutkintoa varten. 181 s. Hytönen, J. 1991. Pellonmetsityksen onnistuminen Keski-Pohjanmaalla. Julkai sussa: Ferm, A. & Polet, K. (toim). Peltojen metsitysmenetelmät. Metsän tutkimuslaitoksen tiedonantoja 391: 22-28. Hytönen, J. 1 995 a. Taimien alkukehitys pellonmetsitysalueilla. Julkaisussa: Hy tönen, J. & Polet, K. (toim.). Peltojen metsitysmenetelmät. Metsäntutkimus laitoksen tiedonantoja 581: 12-23. Hytönen, J. 1995 b. Turvepeltojen mäntytaimikoiden lannoituskokeiden tuloksia Keski-ja Pohjois-Pohjanmaalta. Julkaisussa: Nurmi, J. & Heino, E. (toim.). Metsäntutkimuspäivä Kalajoella 1995. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonanto ja 570:46-53. Hytönen, J. & Ekola, E. 1993. Maan ja puuston ravinnetila Keski-Pohjanmaan metsitetyillä pelloilla. Summary: Soil nutrient regime and tree nutrition on afforested fields in central Ostrobothnia, western Finland. Folia Forestalia 822. 32 s. Hytönen, J. & Pietiläinen, P. 1995. Turvepeltojen lannoitus ravinne-epätasapai non korjaamiseksi. Julkaisussa: Hytönen, J. & Polet, K. (toim.). Peltojen metsitysmenetelmät. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 581: 149-164. Isotalo, A. 1952. Rahkasoiden viljelystä. Summary: Cultivation of Sphagnum peat. Suo 2: 13-16. Kaunisto, S. 1991. Maa-analyysin käyttö kasvupaikan ravinnetilan arvioimiseksi eräillä Alkkian metsitetyillä suopelloilla. Summary: Soil analysis as a means of determining the nutrient regime on some afforested peatland fields of Alkkia. Folia Forestalia 778. 32 s. Kaunisto, S. & Paavilainen, E. 1988. Nutrient stores in old drainage areas and growth of stands. Seloste: Turpeen ravinnevarat vanhoilla ojitusaloilla ja puus ton kasvu. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae 145. 39 s. Kähäri, J., Mäntylahti, V. & Rannikko, M. 1987. Suomen peltojen viljavuus 1981- 1984. ViljavuuspalveluOy. Helsinki. 105 s. Kinnunen, K. 1995. Käytännön pellonmetsitysten onnistuminen ja tuotos. Julkai sussa: Hytönen, J. & Polet, K. (toim.) Peltojen metsitysmenetelmät. Met säntutkimuslaitoksen tiedonantoja 581: 53-62. Laiho, R. & Laine, J. 1994. Nitrogen and phosphorus stores in peatlands drained for forestry in Finland. Scandinavian Journal of Forest Research 9:251-260. Lehto, T. & Mälkönen, E. 1994. Effects of timing and boron fertilization on boron uptake of Picea abies. Plant and Soil 163:55-64. Lipas, E. 1990. Kalkituksen aiheuttama boorinpuute kangasmaan kuusikoissa. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 352. 22 s. Pessi, Y. 1953. Kivennäismaan vaikutuksesta suoviljelyksen lämpöoloihin. Sum mary: On the influence of mineral soil upon the temperature on the cultivated peat area). Suo 4(6): 67-60. Pessi, Y. 1960. Kivennäismaan merkityksestä mutasuon maanparannusaineena Leteensuon koeaseman pitkäaikaisten kenttäkokeiden perusteella. Summa ry: On the significance of mineral soil as a soil improving agent on fens on the 106 Metsitettyjen suopeltojen ja viereisten suometsien ravinnemäärät basis of prolonged tests at Leteensuo Experimental Station. Suomen maata loustieteellisen seuran julkaisuja 95(3): 1-26. Pessi, Y. 196 la. The ash content of the plough layer of peat lands cultivated by different methods. Maataloustieteellinen aikakauskirja 33: 215-222. Pessi, Y. 1961b. Results from a soil improvement and fertilizing test on fen land at Leteensuo. Selostus: Mutasuon maanparannus-ja lannoituskokeen tulok sia Leteensuolta. Maataloustieteellinen aikakauskirja 33: 223-228. Pessi, Y. 1961 c. Suoviljelyksen niittonurmen perustamisesta ja hoidosta. Sum mary: Observations at Leteensuo on the laying down to grass of peat lands and on the tending of the grass leys. Suomen maataloustieteellisen seuran julkaisuja 97(2): 1-28. Pessi, Y. 1962. Rahkasoiden viljelystä. Summary: On plant cultivation on Sphag num bog. Suoviljely-yhdistyksen vuosikirja 67: 21-26. Raitio, H. 1979. Boorin puutteesta aiheutuva männyn kasvuhäiriö metsitetyllä suopellolla. Oireiden kuvaus ja tulkinta. Summary: Growth disturbances of Scots pine caused by boron deficiency on an afforested abandoned peatland field. Description and interpretation of symptoms. Folia Forestalia 412. 16 s. Raitio, H. & Rantala, E.-M. 1977. Männyn kasvuhäiriön makro-ja mikroskoop pisia oireita. Summary: Macroscopic and microscopic symptoms of a growth disturbance in Scots pine. Communicationes Instituti ForetalisFenniaea9l(l). 30 s. Takala, M. 1961. Erilaisten maanparannusaineiden vaikutuksesta mutasuolla. Summary: On the effects of the various kinds of soil improving agents of fen. Suoviljely-yhdistyksen vuosikirja 65: 23-27. Urvas, L. 1985. Viljelyn vaikutus turpeen ravinnepitoisuuksiin. Summary: Effect of cultivation on the nutrient status of peat soils. Suo 36(3): 61-64. Urvas, L. 1995. Suomen peltojen maalajit, ravinnetasoja maaluokitus. Julkai sussa: Hytönen, J. & Polet, K. (toim.). Peltojen metsitysmenetelmät. Met säntutkimuslaitoksen tiedonantoja 581:123-132. Valmari, A. 1983. Suon viljely. Suomen suot ja niiden käyttö. Suoseurary. IPS:n Suomen kansallinen komitea. Helsinki, s. 42^8. Valtanen, J. 1991. Peltojen metsityksen onnistuminen Pohjois-Pohjanmaalla 1970- luvulla. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 381. 52 s. Wall, A. & Hytönen, J. 1996. Painomaan vaikutus metsitetyn turvepellon ravin nemääriin. Summary: Effect of mineral soil admixture on the nutrient amounts of afforested peat fields. Suo 47(3): 78-83. Westman, C.J. 1981. Fertility of surface peat in relation to the site type and potential stand growth. Seloste: Pintaturpeen viljavuustunnukset suhteessa kasvupaikkatyyppiin ja puuston kasvupotentiaaliin. Acta Forestalia Fennica 172. 77 s. Eero Kubin ja Pentti Savilampi 107 MÄNTYTAIMIKON PERKAUSTAPA Eero Kubin ja Pentti Savilampi 1 Johdanto Taimikon käsittelytavat ovat perkaus, harvennus ja tasaus. Vuokilan (1972,1980) mukaan perkaus on pääpuulajia haittaavan vieraan puulajin poistamista, harven nus pääpuulajin tiheyttä säätelevää käsittelyä ja tasaus taimikon pituusvaihtelun tietoista vähentämistä. Metsäkeskus Tapion julkaisemissa metsänhoitosuosituk sissa (Luonnonläheinen metsänhoito 1994) perkaus määritellään toimenpiteeksi, jossa poistetaan vakiintumista haittaava vesakkoja harvennus puulajisuhteiden ohjaamiseksi haluttuun suuntaan. Sekä perkauksessa että harvennuksessa säi lytetään metsikön terveyttä edistävä puulajisekoitus ja taimikon kehittymistä hait taamattomat lehtipuut. Vastaavasti myös UPM-Kymmenen (Metsän uudistami nen 1996) ohjeet korostavat kasvatettavia taimia haittaavien lehtipuiden poista mista ja liiallisen tiheyden vähentämistä. Perkaus olisi tehtävä erillisenä työvai heena ennen harvennusta vain silloin, kun se on taimikon kehityksen kannalta välttämätöntä (Kalland 1997, Hokajärvi 1997). Mäntytaimikossa koivun laatua parantava vaikutus on merkittävä. Uudistamisen tuloksena saadun taimikon tu lisikin täyttää samanaikaisesti ekologiset, puuntuotannolliset ja maisemalliset vaa timukset (Nygren ym. 1997). Taimikon käsittelyssä on perkauksen ajoittamisella keskeinen merkitys. Ongel mallisimpia ovat luontaisesti syntyneet ja kylvötaimikot (Vuokila 1972). Näissä liiallinen tiheys johtaa helposti riukuuntumiseen, jota myöhemmin on vaikea kor jata. Perkauksen vaikutus onkin todettu selvimmin taimien paksuuskasvussa (Jak kila& Pohtila 1978, Valtanen 1982, Kubin & Savilampi 1996). Männyntaimien keski läpimitan kasvu (Varmola 1996, Uusvaara & Saukkonen 1997) on sitä suu rempi, mitä voimakkaammin ja mitä aikaisemmin taimikko on harvennettu. Har vana kasvanut taimikko on paksuoksaista ja myöhemmin sahapuuna huonolaa tuista. Taimikon tiheyden säätelyssä onkin luontaisilla lehtipuilla viljelytaimikois sa keskeinen merkitys. Kuitenkin se, miten käyttökelpoinen lehtipuu saadaan eri kasvupaikoille ja miten taimikonhoito toteutetaan, on vielä puutteellisesti tutkittu. Taimikon hoidossa on nykyisin keskeistä sekataimikoiden aikaansaaminen. So piva lehtipuusekoitus on myös ekologisesti perusteltua mm. happamuutta vähen tävän lehtikarikkeen ansiota (Lundmark 1988), varsinkin kun sekametsän puun tuotos ei ole puhdasta männikköä pienempi (Mielikäinen 1990). Mäntytaimikon perkaustapa 108 Tässä tutkimuksessa tarkastellaan perkaustavan vaikutusta männyn istutus-ja kylvötaimikon kehitykseen, sekä esitetään tuloksia perkaustavan vaikutuksesta tuotokseen taimikoiden lähennellessä ensiharvennusvaihetta. Lisäksi selvitetään perkauksen ajoittamisen vaikutusta taimikon alkukehitykseen. Tutkimus tuottaa uutta tietoa lehtipuusekoitteisen männyntaimikon kasvattamiseen. 2 Aineisto ja menetelmä Perkaustavan vaikutusta männyn istutustaimikon kehitykseen tutkittiin Kuhmon Teerikankaalla (taulukko l,kuva 1). Alue avohakattiin 1969-70, laikutettiin vuon na 1971 ja istututettiin paljasjuurisilla taimilla (2 000 kpl/ha) keväällä 1972. En simmäinen taimikon perkaus tehtiin vuonna 1977. Kaikki edellä mainitut työt tehtiin ennen kokeen perustamista Metsähallituksen metsien hoidossa käytössä olleiden ohjeiden mukaisesti. Taulukko 1. Männyn perkaustapakokeiden (1 ja 2) ja perkausajankohtakokeen (3) perustietoja. Koe perustettiin vuonna 1984. Käsittelyinä oli 7 erilaista perkaustapaa kolmena toistona (kuva 1). Käytännön mukainen perkaus tehtiin runkolukuun 2 000 kpl/ ha, jossa koivua hyväksyttiin vain täydennykseksi. Katkaisuperkauksessa lehti puut katkaistiin puolivälistä männyn pituutta yhden metrin säteellä männystä. Katkaisuperkauksessa ja tasauksessa säteen ulkopuolelle jäävä lehtipuusto ta sattiin mäntyjä kolmasosaa lyhyemmäksi sekä lisäksi harvennettiin runkolukuun 4 000 ja 8 000 kpl/ha. Tavoitetiheyksiin ei aina ylletty taimien vähyyden vuoksi. Perkaamaton vaihtoehto sisältyi koejäsentelyyn samoin kuin käytännön tavoin kaksinkertaiseen tiheyteen (4 000 kpl/ha) tehty perkaus. Taimikohtainen inventointi tehtiin jokaiselle ruudulle systemaattisesti sijoitetulta neljältä ympyräkoealalta keväällä 1985 ja se uusittiin vuonna 1995. Männyntai met mitattiin 5 metrin ja lehtipuut 4 metrin säteeltä. Lehtipuiden koepuut mitattiin kuitenkin vain koealan neljännekseltä. Ympyräkoealojen systemaattinen sijoitta- Koekenttä Nro Sijainti Korkeus, N E m mpy Lämpö- Pinta- summa, ala, d.d. ha Viljelytapa- ja vuosi Perkaus- Inventointi- vuosi vuosi Kuhmo, Teerikangas 1 64°2' 29°24' 200 970 21 Istutus 1972 1984 1985,1995 Paltamo, Kivesvaara 2 64°28' 27°33' 150-210 990 6,7 Kylvö 1975 1984 1934,1996 Kuusamo, Juhtilampi 3 66°20' 29°36' 235-250 790 10 Istutus 1981 1987-1992 1987,1995 Eero Kubin ja Pentti Savilampi 109 minen ja vähäinen lukumäärä näkyi viljelytaimien suurena koeruutukohtaisena vaihteluna. Viljely-ja luontaiset taimet luokiteltiin kehityskelpoisiin ja -kelvottomiin. Yksittäi sen taimen kehityskelpoisuuden kriteereinä pidettiin sen elinvoimaisuutta, kokoa ja käytettävissä olevaa kasvutilaa (Kinnunen & Nerg 1983). Kehityskelpoisista taimista mitattiin pituus, rinnankorkeusläpimitta, paksuimman elävän ja kuolleen oksan läpimitta sekä niiden korkeudet maasta. Valtapituus mitattiin ympyräkoe aian paksuimmasta puusta. Kuva 1. Männyn istutustaimikon perkaustapatutkimuksen koekenttä Kuhmon Teerikankaalla. 1 = ei hoitotöitä, 2 = normaali perkaus, 3 = katkaisuperkaus, 4 = katkaisuperkaus ja tasaus, 5 = katkaisuperkaus, tasaus ja harvennus tiheyteen 4 000 kpl/ha, 6 = kuin edellä, mutta harvennus tiheyteen 8 000 kpl/ ha, 7 = harvennus tiheyteen 4 000 kpl/ha. Yksittäisen koeruudun pinta-ala 1 ha. Paltamon Kivesvaarassa tutkittiin männyn kylvötaimikon perkaustapaa (tauluk ko 1). Maanmuokkaus tehtiin auraamalla vuonna 1974 ja kylvö vuotta myöhem min. Koealat rajattiin syksyllä 1984 kahtena lohkona, joissa käsittelyinä oli neljä erilaista perkaustapaa (kuva 2). Taimet laskettiin perkaustyön jälkeen syksyllä 1984 puulajeittain pituusluokissa 0,3-1,3 ja >1,3 m. Männyistä ja kasvatettavista koivuista mitattiin suunta, etäi syys, pituus ja yli 1,3 m pitkistä taimista läpimitta. Systemaattisesti sijoitettuja ympyräkoealoja (r = 4,0 m) oli jokaisella ruudulla viisi. Syksyllä 1996 mitattiin vain yli 1,3 metrin pituiset taimet, jotka luokiteltiin kasvu tilan, elinvoimaisuuden ja koon perusteella kasvatuskelpoisiin ja -kelvottomiin. Männyistäja kasvatettavista koivuista mitattiin samat tiedot kuin edellisessä in ventoinnissakin. Kylvötaimista mitattiin lisäksi paksuimman elävän ja kuolleen oksan läpimitta sekä korkeus maasta. 110 Mäntytaimikon perkaustapa Kuva 2. Männyn kylvötaimikon perkaustapatutkimuksen koekenttä Paltamon Ki vesvaarassa. 1 = ei hoitotöitä, 2 = käytännönmukainen, 3 = reikäperkaus + lehtipuun harvennus, 4 = reikäperkaus. Reikäperkauksessa lehtipuut poistet tiin metrin säteeltä männyn taimista. Kuusamon Juhtivaaran perkausajankohtakokeella (taulukko 1) perkauksia teh tiin kuutena peräkkäisenä vuotena. Jokaisella lohkolla (5 kpl) on käsiteltyjen ruu tujen lisäksi kaksi käsittelemätöntä ruutua (kuva 3). Koe perustettiin vuonna 1987, jolloin viljelytaimien keskipituus oli 60 cm. Maanmuokkaus on tehty auraa malla vuonna 1980 ja männyn istutus vuotta myöhemmin. Eero Kubin ja Pentti Savilampi 111 Ensimmäisessä inventoinnissa männyntaimet laskettiin 5 m:n säteellä. Taimista mitattiin pituus, alin elävä oksa, alin kuollut oksa, paksuimman elävän oksan pak suus, paksuimman kuolleen oksan paksuus sekä viimeksi mainituista myös kor keus maasta. Lehtipuut laskettiin 4 metrin säteellä kokoluokissa <0,3 m, 0,3- 1,3 mja>l,3 m,joista viimeksi mainituista mitattiin pituus. Kahdeksan vuotta myöhemmin männyn taimista mitattiin edellisten tunnusten lisäksi rinnankorkeusläpimitta. Yli 1,3 metrin pituisista koivuista laskettiin kasva tuskelpoisten taimien osuus. Kuva 3. Männyn istutustaimikon perkausajankohtatutkimuksen koekenttä Kuu samon Juhtivaarassa. Mäntytaimikon perkaustapa 112 3 Tulokset 3.1 Istutustaimikon perkaustapa (Kuhmo, Teerikangas) 3.1.1 Luontaisesti syntyneet taimet Perkauksen jälkeen lehtipuiden lukumäärä vaihteli koealasta riippuen välillä 18 700-38 600 kpl/ha. Eniten taimia oli perkaamattomalla alalla ja vähiten siellä, missä perkaus tehtiin voimassa olleiden suositusten mukaan (kuva 4). Yli 1,3 m pitkiä taimia oli eniten hoitamattomalla alalla, 21 000 kpl/ha, ja niiden keskipituus oli 2,5 m. Vastaavat luvut käytännön ohjeen mukaan peratulla alalla olivat 2 600 kpl/haja 2,9 m. Perkaamattoman alan lehtipuista 66 % oli hieskoivua. Raudus koivua oli vähän, vain 1 % lehtipuiden runkoluvusta. Myös kuusia oli vähän, koealasta riippuen 165—430 kpl/ha. Toisessa tarkastuksessa 11 vuotta myöhemmin yli 1,3 m mittaisten lehtipuiden lukumäärä vaihteli koealasta riippuen 15 000-21 000 kpl/ha. Vähiten niitä oli käytännön mukaisin ohjein perustetulla alalla ja eniten silloin, kun harvennus oli tehty tiheyteen 4 000 kpl/ha. Koivujen osuus lehtipuista oli 65-85 %. Kuva 4. Luontaisten lehtipuiden lukumäärä Kuhmon Teerikankaan koekentällä keväällä 1985. Edellinen perkaus tehty käytännön mukaisin menetelmin vuonna 1977. Koejäsentelyn mukainen perkaus syksyllä 1984 ja inventointi seuraava na keväänä. Taimikon ikä inventointihetkellä 13 kasvukautta. 1 = ei hoitotöitä, 2 = normaali perkaus, 3 = katkaisuperkaus, 4 = katkaisuperkausja tasaus, 5 = katkaisuperkaus, tasaus ja harvennus tiheyteen 4 000 kpl/ha, 6 = kuin edellä, mutta harvennus tiheyteen 8 000 kpl/ha, 7 = harvennus tiheyteen 4 000 kpl/ha. Eero Kubin ja Pentti Savilampi 113 3.1.2 Kasvatettavat taimet Männyn istutustaimia oli keväällä 1985 elossa koejäsenestä riippuen 1010- I 590 kpl/ha. Näistä kasvatuskelpoisia oli 840-1 380 kpl/ha (kuva 5). Koejäsen ten väliset erot johtuivat satunnaisesta vaihtelusta. Seuraavassa inventoinnissa II kasvukautta myöhemmin 24-vuotiaitten kasvatuskelpoisten taimien lukumää rä vaihteli 750-1 220 kpl/ha. Eniten (10-15%) taimimäärä oli vähentynyt hoita mattomalla ja tiheäksi jätetyillä aloilla ja vähiten (3-5 %) käytännön tavoin teh dyssä perkauksessa ja katkaisuperkauksessa, johon oli liitetty lehtipuiden tasa us. Kuva 5. Kasvatuskelpoiset männyn viljelytaimet vuosina 1985 ja 1995. Perkaus käsittelyt selitetty kuvassa 4. Kasvatettavien mäntyjen ja luontaisten koivujen yhteinen määrä oli lisääntynyt vuosien 1985-1995 välisenä aikana eniten (34 %) katkaisuperatulla ruudulla (kuva 6). Lisäys johtuu perkauksessa tasattujen koivujen hyväksymisestä kasvatetta viksi taimiksi toisessa inventoinnissa. Vähennystä oli tapahtunut tiheiksi jätetyillä aloilla ja niistä eniten (44 %) koealalla, jossa oli tehty katkaisuperkaus + tasaus + harvennus tavoitetiheyteen 8 000 kpl/ha. Taimikon pituuden lisääntyessä kaikkia taimia ei voitu enää hyväksyä kasvatettaviksi taimiksi. Käytännön mukaisessa perkauksessa kasvatettavien taimien määrä, josta mäntyä oli 71 %, pysyi sama na. Muilla koealoilla luontaisten koivujen suuresta lukumäärästä johtuen mänty jen osuus oli koealasta riippuen 23-46 %. Kuusia oli keskimäärin 2 %ja koivuis ta rauduskoivuja 1 %. 114 Mäntytaimikon perkaustapa Kuva 6. Kasvatuskelpoisten viljelymäntyjen ja luontaisten koivujen yhteenlasket tu lukumäärä vuosina 1985 ja 1995. Perkauskäsittelyt selitetty kuvassa 4. 3.1.3 Pituus ja läpimitta Keväällä 1985 istutustaimien keskipituus vaihteli koealoittain välillä 2,8-3,4 m. Yksitoista kasvukautta myöhemmin keskimääräisesti pisimmät taimet olivat kat kaisuperkauksessaja lyhimmät koealalla, jossa oli tehty harvennus tiheyteen 4 000 kpl/ha (kuva 7). Perkaamattomalla, katkaisuperatulla sekä katkaisuperatul la + tasatulla + tiheyteen 4 000 kpl/ha harvennetulla koealalla taimien keskipi tuus oli tilastollisen merkitsevästi suurempi (p = 0,01) kuin normaaliperatullaja tiheyteen 4 000 kpl/ha harvennetulla koealalla. Pisimmät koivut olivat katkaisu perkauksessa ja lyhimmät koealalla, jossa oli tehty katkaisuperkaus + tasaus + harvennus tiheyteen 8 000 kpl/ha. Istutustaimien valtapituus oli suurin (9,2 m) katkaisuperkauksessa ja pienin (8,0 m) koealalla, jossa oli tehty harvennus tiheyteen 4 000 kpl/ha. Perkaamattomalla alalla valtapituus oli 8,6 mja normaaliperkauksessa 8,1 m. Männyn keskimääräinen rinnankorkeusläpimitta oli suurin (109-110 mm) kat kaisuperkauksessa ja koealalla, jossa oli tehty katkaisuperkaus + tasaus + har vennus tiheyteen 4 000 kpl/haja pienin (93 mm) koealalla, jossa oli perattu käy tännönmukaisia ohjeita soveltaen kaksinkertaiseen tiheyteen 4 000 kpl/ha. Ero oli tilastollisesti merkitsevä (p = 0,01). Eero Kubin ja Pentti Savilampi 115 Kuva 7. Kasvatettavien taimien pituus vuonna 1995. Perkauskäsittelyt selostettu kuvassa 4. 3.1.4 Tilavuuskasvu Viljelymäntyjen kuitupuun määrä oli suurin (53 m 3) katkaisuperatulla koealalla ja pienin (24 m 3) tiheyteen 4 000 kpl/ha harvennetulla koealalla (kuva 8). Koejä senten väliset erot johtuvat paljolti koealoilla olevien taimien lukumäärien eroista (vrt. kuvat sja 8). Rungon keskitilavuus oli suurin (45 dm 3 ) katkaisuperkaukses sa ja toiseksi suurin (42 dm 3 ) katkaisuperatulla + tasatulla sekä katkaisuperatulla + tasatulla + tiheyteen 4 000 kpl/ha harvennetulla koealalla. Vastaavasti hoita mattoman ja normaaliperkauksen aloilla keskitilavuus oli 34-36 dm 3 . Pienin (29 dm3) rungon keskikoko oli harvennettaessa taimet tiheyteen 4 000 kpl/ha. Havu-ja lehtipuun runkopuuta oli eniten (93 m 3) katkaisuperkauksessa ja toi seksi eniten (86 m 3) hoitamattomalla koealalla (kuva 8). Muilla aloilla runkopuu ta oli 42-60 m 3. 116 Mäntytaimikon perkaustapa Kuva 8. Kuitu- (K) ja runkopuun (R) määrä. Perkauskäsittelyt on selitetty kuvas sa 4. 3.1.5 Istutusmäntyjen laatu Paksuimmat elävät (24-25 mm) ja kuolleet (21-23 mm) oksat olivat niillä koejä senillä (3-6), joiden taimet olivat keskimääräisesti pisimmät ja läpimitaltaan paksuimmat ja joiden rungon keskitilavuus oli suurin. Pienin elävä (21 mm) ja kuollut (18 mm) oksa oli koealalla, joka harvennettiin tiheyteen 4 000 kpl/ha. Käytännön tavoin peratulla koealalla paksuin elävä oksa (22 mm) oli keskimää rin 2,7 m:n korkeudella, muilla koealoilla 40-90 cm ylempänä. Vastaava kuiva oksa(l9mm)oli 1,3 m:n korkeudella ja muilla aloilla 10-50 cm ylempänä. 3.2 Kylvötaimikon perkaustapa (Paltamo, Kivesvaara) 3.2.1 Luontaisesti syntyneet taimet Kylvötaimikon perkaus (1984) tehtiin 10-vuotiaaseen taimikkoon. Luontaisten lehtipuiden lukumäärä perkauksen jälkeen vaihteli välillä 2 500-16 500 kpl/ha (kuva 9). Perkaamatta jätetyn vertailualan taimista puolet kuului pituusluokkaan > 1,3 m, reikäperatulla ja harvennetulla alalla niitä oli muutama prosentti ja reikä perkauksessa 20 %. Käytännön tavoin peratulla koealalla kaikki taimet olivat Eero Kubin ja Pentti Savilampi 117 alle 1,3 m pituisia. Perkaamattoman alan lehtipuista koivuja oli 35 %. Niistä puolet oli rauduskoivuja. Sekä raudus- että hieskoivuista siemensyntyisiä oli 50 %. Kuusia oli 900-1 350 kpl/ha. Kaksitoista vuotta myöhemmin yli 1,3 m pitkien lehtipuiden lukumäärä vaihteli koealasta riippuen välillä 11 000-15 000 kpl/ha (kuva 9). Perkauksen jälkeen nousseista kantovesoista johtuen eniten taimia oli voimakkaammin peratuilla normaaliperkauksen, reikäperkauksen ja lehtipuun harvennuksen koealoilla. Kuva 9. Luontaisten lehtipuiden lukumäärä vuosina 1984 ja 1996 1 =ei hoitotöi tä, 2 = käytännönmukainen perkaus, 3 = reikäperkaus + lehtipuun harvennus, 4 = reikäperkaus. Vuoden 1984 tulos on perkauksen jälkeen. Vuoden 1984 inventoinnissa mukana kaikki yli 0,3 m mittaiset taimet; vuonna 1996 vain yli 1,3 m. 3.2.2 Kasvatettavat taimet Kokeen perustamisen jälkeen syksyllä 1984 männyn kylvötaimien lukumäärän satunnainen vaihtelu oli perkaustapojen välillä 4 600-9 000 kpl/ha. Taimia oli vähiten käytännönmukaisesti tehdyssä perkauksessa, hoitamattomalla koealalla niitä oli 1 000 kpl/ha enemmän. Kaksitoista vuotta myöhemmin kasvatettavia kylvötaimiaoli käytännönmukaisesti peratulla 1 200 kpl/haja hoitamattomalla alalla vain 240 kpl/ha (kuva 10). Luontaisista lehtipuun taimista hyväksyttiin kas vatettaviksi käytännön perkaustavassa 1 350 kpl/haja hoitamattomalla koealalla 2 100 kpl/ha. Viimeksimainitussa taimimäärässä on muita lehtipuita 400 kpl/ha, 118 Mäntytaimikon perkaustapa jotka oli hyväksyttävä kasvatettaviksi koealan koivujen vähyyden vuoksi. Koi vuista kolmannes oli rauduskoivuja. Luontaisia kuusia hyväksyttiin perkauskä sittelystä riippuen 80-500 kpl/ha. Kuva 10. Kasvatuskelpoiset taimet syksyllä 1996. 1 = ei hoitotöitä, 2 = käytän nönmukainen perkaus, 3 = reikäperkaus + lehtipuun harvennus, 4 = reikäper kaus. 3.2.3 Pituus ja läpimitta Syksyllä 1984 männyn kylvötaimien keskipituus oli 60 cm. Perkaamattomalla koealalla pituusluokan > 1,3 m koivujen keskipituus oli 2,7 m, reikäperkauksen + lehtipuun harvennuksen alalla 1,9 m sekä reikäperkauksen alalla 2,6 m. Käytän nön perkaustavassa lehtipuut olivat kylvötaimia lyhyempiä. Kaksitoista vuotta myöhemmin kasvatettavat kylvötaimet olivat pisimpiä (5,8 m) reikäperkauksen + lehtipuun harvennuksen aloilla ja lyhimpiä (4,3 m) hoitamat tomalla alalla (kuva 11). Peratuilla koealoilla koivut olivat taas lyhyimpiä, mikä johtuu pisimpien koivujen poistamisesta perkauksessa. Kylvötaimien valtapituus oli reikäperkauksessa 6,7 m, normaaliperkauksessa 6,4 m, reikäperatulla + harvennetulla koealalla 6,1 mja hoitamattomalla koealal la 5,0 m. Kehityskelpoisten kylvötaimien rinnankorkeusläpimitta oli suurin (69 mm) käy tännönmukaisin ohjein peratulla alalla sekä reikäperkauksessa, johon yhdistettiin lehtipuun harvennus, ja pienin (41 mm) hoitamattomalla koealalla. Ero oli tilas Eero Kubin ja Pentti Savilampi 119 tollisesti merkitsevä (p = 0,01). Koivujen läpimitat olivat päinvastaisia. Hoita mattomalla alalla rauduskoivujen keskimääräinen läpimitta oli 84 mm ja muilla koejäsenillä 30 mm pienempi. Hieskoivujen läpimitta oli hoitamattomalla alalla ja reikäperkauksessa 65 mm ja muilla aloilla 45 mm. Kuva 11. Kasvatettavien taimien keskipituus syksyllä 1996. Taimikon ikä 22 v. 3.2.4 Tilavuuskasvu Käytännön ohjeiden mukaisesti peratulla alalla männyn kuitupuuta oli 15 m 3, koejäsenillä 3 ja 4 puolta vähemmän sekä perkaamattomalla koealalla vain 0,3 m 3 (kuva 12). Havu-ja lehtipuun yhteenlaskettu kuitupuun määrä oli hoitamattomalla alalla 37 m 3 ja muilla koejäsenillä 19-25 m 3. Havupuista kuusta oli muutama prosentti ja lehtipuista koivua oli yli 90 %. Runkopuuta oli hoitamattomalla alalla 58 m 3 ja muilla koejäsenillä 7-12 m 3 vähemmän (kuva 12). 120 Mäntytaimikon perkaustapa Kuva 12. Kuitu- (K) ja runkopuun (R) määrä syksyllä 1996. 1 = ei hoitotöitä, 2 = käytännönmukainen perkaus, 3 = reikäperkaus + lehtipuun harvennus, 4 = reikäperkaus. 3.2.5 Kylvömäntyjen laatu Kasvatettavien kylvötaimien paksuimman tuoreen ja kuivan oksan keskiläpimi tat perkaamattomalla alalla olivat 14 mm ja 11 mm. Muilla koejäsenillä tuoreet oksat olivat 2-3 mm ja kuivat oksat 1-2 mm vahvempia. Oksien läpimitoissa ei ollut tilastollisesti merkitseviä eroja. Paksuimman tuoreen oksan korkeus maas ta oli hoitamattomalla alalla 1,7 m, käytännönmukaisessa perkauksessa 1,8 mja reikäperkauksissa 2 m. Paksuimman kuivan oksan korkeus maasta oli jokaises sa perkauskäsittelyssä 0,9 m. 3.3 Istutustaimikon perkausajankohta (Kuusamo, Juhtilampi) 3.3.1 Luontaisesti syntyneet lehtipuut Luontaisten lehtipuiden lukumäärä vaihteli ennen perkausten aloitusta (1987) satunnaisesti koealasta riippuen välillä 9 400-13 500 kpl/ha (kuva 13). Taimikkko oli tuolloin 7-vuotiasta. Alle 0,3 m mittaisia taimia oli keskimäärin 59 %, 0,3- 1,3 m mittaisia 36 %ja yli 1,3 m pitkiä 5 %. Pisimmät taimet olivat yli 3 m pitkiä. Eero Kubin ja Pentti Savilampi 121 Lehtipuista hieskoivuja oli 61 %, rauduskoivuja 6 %, haapoja 2 % sekä pajuja ja pihlajaa 31 %. Lehtipuiden taimista keskimäärin 90 % oli muokatussa maassa. Kuva 13. Luontaisten lehtipuiden määrä Juhtilammella vuonna 1987 perkausajan kohdittain. 3.3.2 Kasvatettavat taimet Kasvatettavien istutusmäntyjen lukumäärä vaihteli perkausten aloitusvuonna (1987) satunnaisesti koealasta riippuen välillä 1 513-1 828 kpl/ha (kuva 14). Kahdeksan vuotta myöhemmin taimia oli 5-12 % vähemmän. Eniten taimia oli kuollut ensimmäisenä ja viidentenä kesänä (1987,1991) ja vähiten toisena kesä nä (1988) peratuilla koealoilla. Perkaamattomilla aloilla taimien kuolleisuus oli 8 %. Luontaisia lehtipuita hyväksyttiin kasvatettaviksi taimiksi koejäsenestä riip puen 88-370 kpl/haja luontaisia kuusia 16-103 kpl/ha. Viimeisessä tarkastuksessa (1995) ensimmäisinä vuosina peratuilla koealoilla oli yli 1,3 m pitkiä lehtipuun taimia jo lähes yhtä paljon kuin perkaamattomilla koe aloilla (kuva 15). Viimeiseksi peratuilla ruuduilla lehtipuiden määrä oli suurin ja ne olivat lähes kaikki istutusmäntyjä lyhyempiä. Mänty taimikon perkaustapa 122 Kuva 14. Perkausajankohdan vaikutus männyn istutustaimien elossaoloon. Kuva 15. Luontaisten lehtipuun taimien lukumäärä Juhtilammella vuonna 1995 Eero Kubin ja Pentti Savilampi 123 3.3.3 Pituus ja läpimitta Männyn istutustaimien keskimääräinen pituus vuonna 1987 oli 0,6 m. Kahdek san vuotta myöhemmin keskimääräisesti pisimmät (2,33 m) taimet olivat vuosi na 1987-1988 peratuilla aloilla. Perkaamattomilla aloilla pituus oli 2,15 m. Ero ei ollut tilastollisesti merkitsevä. Valtapuiden keskipituus oli koejäsenestä riippuen 2,8-3,2 m. Rinnankorkeusläpimitta oli kahden ensimmäisen vuoden aikana peratuilla aloilla keskimäärin 29 mm ja perkaamattomilla koealoilla 24 mm. Erot olivat tilastolli sesti merkitseviä (p = 0,01). Muina vuosina peratuilla aloilla läpimitat olivat 25- 26 mm. 3.3.4 Tilavuuskasvu Istutusmäntyjen runkopuun tilavuus oli ensimmäisenä ja toisena vuonna peratuil la koealoilla lähes puoli kuutiometriä hoitamattomien alojen tilavuutta suurempi (kuva 16). Rungon keskitilavuus oli ensin mainituilla aloilla 1,3 dm 3 ja jälkimmäi sillä 0,95 dm 3. Kuva 16. Männyn runkopuun määrä syksyllä 1995. Koealojen perkausajankoh daton selostettu kuvassa 13. 124 Mäntytaimikon perkaustapa 3.3.5 Istutusmäntyjen laatu Vuosina 1987-88 peratuilla koealoilla paksuimman elävän oksan keskimääräi nen läpimitta oli 19 mm ja myöhemmin peratuilla sekä perkaamattomilla aloilla 2 mm pienempi. Ero ei ollut tilastollisesti merkitsevä. Perkausajankohdalla ei ollut vaikutusta paksuimman kuivan oksan läpimittaan (10 mm) eikä elävän ja kuolleen paksuimman oksan korkeuteen maasta. 4 Tulosten tarkastelu Perkausajankohtakoe perustettiin vuonna 1986 silloisten metsänhoitosuositusten mukaan perkaustarpeessa olleeseen 7-vuotiaaseen männyn istutustaimikkoon. Perkausten vuosittaisella lykkäämisellä ei kuuden seuraavan vuoden aikana ol lut vaikutusta istutustaimien elossaoloon. Perkausajankohdalla oli vaikutusta vil jelytaimien pituuteen, rinnankorkeusläpimittaan, rungon keskitilavuuteen ja paksuimman elävän oksan läpimittaan. Ne olivat kahden ensimmäisen vuoden aikana perattujen alojen taimilla perkaamattomien alojen taimia suurempia. Erot olivat pieniä. Tulosten perusteella voidaan kuitenkin ennustaa peratuilla aloilla istutusmäntyjen kasvun nopeutuvan, mutta laadun heikkenevän. Tämän tutki muksen koealaa vastaavissa olosuhteissa perkauksilla ei ole vielä kiire 7-15 vuoteen istutuksesta. Uudistusalalta voisi kuitenkin poistaa valikoiden koivujen kantovesoja niiden alkaessa haitata viljelytaimien kehitystä. Männyn kylvötaimikon perkaustapa-koekenttä perustettiin tuoreen kankaan 10- vuotiaaseen lehtipuiden vesottamaan kylvötaimikkoon vuonna 1984, jolloin kyl vötaimia kaikilla koejäsenillä oli vielä riittävästi uuden metsän tarpeita silmälläpi täen. Kaksitoista vuotta myöhemmin kylvötaimikko oli tuhoutunut hoitamatto malla alalla, kun käytännönmukaisessa ja reikäperkauksessa taimia oli riittäväs ti. Vesottuneen kylvötaimikon perkausta ei voida pitkittää ensiharvennuksen yh teydessä suoritettavaksi toimenpiteeksi (Vuokila 1972, Hokajärvi 1997). Perkaus on tehtävä jo varhaisessa vaiheessa ja rehevällä kasvupaikalla myöhemmin tar peen niin vaatiessa vielä toisenkin kerran. Kylvötaimikon perkaustavalla oli vähäinen vaikutus paksuimman oksan läpimit taan. Puiden pystykarsinnassa suositus karsittavan oksan läpimitalle on alle 20 mm, eikä 30 mm saisi ylittää (Vuokila 1982, Pystykarsintaopas 1986). Sahatavaran uusissa laatuohjeissa sallitaan hyvässä tyvitukissa tuoreiden ja kuivien oksien paksuudeksi korkeintaan 15 mm ja muissa 40 mm (Airaksinen 1997). Varmola (1996) suosittaa männyn sahatavaran kasvatuksessa tyvitukin paksuimmalle oksalle sallittavaksi läpimitaksi alle 30 mm ja pyrittäessä korkeaan laatuun läpi mitan tulisi jäädä alle 20 mm. Tässä työssä kylvötaimet täyttivät paksuimman oksan läpimitan osalta hyvälle tyvitukille asetetut laatuvaatimukset lähes kaikilla perkaustavoilla. Eero Kubin ja Pentti Savilampi 125 Perkaustavan vaikutusta männyn taimikon kehitykseen tutkittiin myös istutta malla perustetussa taimikossa. Koekenttä perustettiin tuoreen alavan kankaan 13-vuotiaaseen, hieskoivun runsaasti vesottamaan taimikkoon, joka oli perattu ensimmäisen kerran 6 vuotta viljelyn jälkeen. Hoitamattomalla ja tiheiksi jätetyil lä koealoilla viljelytaimia kuoli enemmän kuin peratuilla aloilla. Saatu tulos oli yhtenevä aikaisempien havaintojen kanssa (Jakkila & Pohtila 1978, Kubin & Savilampi 1996). Kasvatettavien istutustaimien keskimääräinen rinnankorkeusläpimittaja rungon keskitilavuus olivat suurimpia katkaisuperkauksen, katkaisuperkauksen + tasa uksen sekä katkaisuperkauksen + tasauksen + harvennuksen koealoilla. Lappi- 1930) osoitti Etelä-Suomessa männyn kuutiokasvun sekametsiköissä suuremmaksi kuin puhtaassa männikössä. Hoidetun männyn ja rauduskoivun nuoren sekametsikön on todettu tuottavan puuta vähintään saman verran kuin puhtaan männikön (Mielikäinen 1980). Perkaustavalla oli kokeen olosuhteissa vähäinen vaikutus istutustaimien laatuun. Paksuimman elävän oksan läpimitta ylitti 20 mm rajan kaikilla koejäsenillä ja kuolleen oksan läpimitat olivat lähes yhtä suuria. Myös Kuhmon Pitkävaarassa on saatu samanlainen tulos (Kubin & Savilampi 1996). Oksaisuus johtunee istu tustaimien alhaisesta lukumäärästä ja taimikon aikaisemmasta perkauksesta 6 vuotta viljelyn jälkeen. Kuhmon Teerikankaan istutustaimet olivat Paltamon Kivesvaaran lähes samanikäisiä kylvötaimia huomattavasti paksuoksaisempia. Myös Varmola (1996) on tutkimuksissaan saanut samansuuntaisia eroja kylvö jä istutustaimien välille. Uusvaaran (1981) mukaan viljelytaimikoiden huono laa tu johtuu ensi sijassa harvasta kasvatusasennosta nuoruusvuosina. Kasvattamalla taimikot tiheinä viljelytaimien laatu paranee ja ensiharvennuslei mikoista saatava puumäärä lisääntyy. Ensiharvennusleimikoiden poistettavasta biomassasta vajaa puolet on kelvotonta teollisuuden raaka-aineeksi, mutta sitä olisi vuosittain tarjolla 5 milj. m 3 energiakäyttöön, jos kuitupuun minimiläpimitta olisi 7 cm (Hakkila 1997). Nykyisen halvan ulkomaisen energian aikana kotimai sen energiapuun korjuu ei ole kuitenkaan kannattavaa kehittyneestä korjuutek niikasta huolimatta. Valtiovallan myötävaikutuksella energiapuun käyttöönottoa voitaisiin edistää sekä saada uusia työpaikkoja samalla kun hiilidioksidipäästöt vähenisivät ja ensiharvennusvaiheessa olevat nuoret metsät tulisivat hoidetuiksi. Kirjallisuus Airaksinen, P. 1997. Puutavaralajien laatuvaatimukset. Tapion taskukirja. Julkaisija Metsätalouden kehittämiskeskus Tapio. 23. uudistettu painos, s. Hakkila, P. 1997. Uudet energiapuun korjuumenetelmät. Julkaisussa: Nurmi, J., Hytönen, J. & Polet, K. (toim.) Energiapuusta puutuhkaksi. Metsäntutki muslaitoksen tiedonantoja 660: 6-10. Mäntytaimikon perkaustapa 126 Hokajärvi, T. (toim.) 1997. Metsänhoito-ohjeet. Metsähallituksen metsätalou den julkaisuja 10. 58 s. Jakkila, J. ja Pohtila, E. 1978. Perkauksen vaikutus taimiston kehitykseen Lapis sa. Summary: Effect of cleaning on development of sapling stands in Lap land. Folia Forestalia 360. 27 s. Kalland, F. 1997. Taimikon perkaus, Uudistusalan raivaus. UPM-Kymmene. 25 s. Kinnunen, K. & Nerg, J. 1983. Istutustaimikoiden tila 11-12 vuotta viljelystä Länsi-Suomen yksityismetsissä. Folia Forestalia 546.20 s. Kubin, E. & Savilampi, P. 1996. Männyn taimikon perkaustapa ja energiapuun tuotos. Julkaisussa: Piiroinen, M.-L. & Väärä, T. (toim.) Metsäntutkimuspäi vä Kajaanissa 1995. Metsätutkimuslaitoksen tiedonantoja 598: 23-34. Lappi-Seppälä, M. 1930. Untersuchungen tiber die Entwicklung gleichaltriger Mischbestände aus Kieferund Birke. Suomenkielinen selostus: Tutkimuksia tasaikäisen mänty-koivu-sekametsikön kehityksestä. Metsätieteellisen tutki muslaitoksen julkaisuja 15(2): 227-241. Lundmark, J.-E. 1988. Skogsmarkens ekologi. Ständortsanpassat skogsbruk. Del 2 - tillämpning. Skogsstyrelsen Sverige. 319 s. Luonnonläheinen metsänhoito. 1994. Metsänhoitosuositukset. Metsäkeskus Ta pion julkaisuja 6. Helsinki. 72 s. Metsän uudistaminen. 1996. UPM-Kymmene Metsä. Koria. 64 s. Mielikäinen, K. 1980. Mänty-koivusekametsiköiden rakenne ja kehitys. Sum mary: Structure and development of mixed pine and birch stands. Communi cationes Instituti Forestalis Fenniae 99(3): 1-82. Nygren, M., Ahonen, M., Koskinen, R., Kubin, E. & Mälkönen, E. 1997. Moni muotoinen metsänuudistaminen. Uudistamismenetelmien perustan tarkaste lua. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 636.40 s. Pystykarsintaopas. 1986. Suomen Sahanomistajayhdistys. Mikkeli. 36 s. Uusvaara, O. 1981. Viljelymänniköiden puun tekninen laatuja arvo. Metsäntut kimuslaitoksen tiedonantoja 28.47 s. Uusvaara, O. & Saukkonen, T. 1997. Kasvatustiheyden ja lannoituksen vaiku tus nuorten kylvömänniköiden ulkoiseen laatuun. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 656.25 s. Valtanen, J. 1982. Perkauksen vaikutus männyntaimikon alkukehitykseen. Met säntutkimuslaitoksen tiedonantoja 70: 51-62. Varmola, M. 1996. Nuorten viljelymänniköiden tuotos ja laatu. Metsäntutkimus laitoksen tiedonantoja 585. 70 s. Vuokila, Y. 1972. Taimiston käsittely puuntuotannolliselta kannalta. Summary: Treatment of seedling stands from the viewpoint of production. Folia Forestalia 141. 36 s. Vuokila, Y. 1980. Metsänkasvatuksen perusteet ja menetelmät. WSOY. Por voo. 256 s. Vuokila, Y. 1982. Metsien teknisen laadun kehittäminen. Summary: The impro vement of technical quality of forests. Folia Forestalia 523. 55 s. Muhoksen tutkimusaseman tiedonantoja -sarjassa julkaistu seuraa vat tiedonannot Nro 1. Jukka Valtanen. Avoalan suuruuden vaikutus männynviljelyn tulokseen Pohjois-Suomessa. 1971. Nro 2. Tutkimuspäivän alustukset 1972. Nro 3. Jukka Valtanen. Avoalan suuruuden vaikutus männynviljelyn tulokseen Pohjois-Suomessa. 1972. Nro 4. Kalevi Karsisto. Esituloksia suometsien fosforilannoitelajikokeista. 1973. Nro 5. Kalevi Karsisto. Lannoitteiden levitystasaisuudesta moottorikelkkaa käytet täessä. 1973. Nro 6. Kalevi Karsisto. Kokeita typpilannoitteiden häviämisestä säkeistä. 1973. Nro 7. Kalevi Karsisto. Isorakeisen typpilannoitteen uppoamisesta lumeen. 1975. Nro 8. Markku Turtiainen ja Jukka Valtanen. Metsänviljelytutkimuksen välituloksia Pohjanmaan ja Kainuun metsäaurausalueilta. 1974. Nro 9. Jukka Valtanen. Avoalan suuruuden vaikutus männynviljelyn tulokseen Pohjois-Suomessa. 1974. Nro 10. Esteri Ohenoja ja Niilo Takkunen. Alustavia tietoja lannoituksen vai kutuksesta kangasmetsien sienisatoon. 1974. Nro 11. Kalevi Karsisto ja Jorma Issakainen. Riistan tuottaminen metsänparannus alueilla. 1974. Nro 12. Kalevi Karsisto. Peatland forestry experiments in Pyhäkoski experimental area. 1974. Nro 13. Kalevi Karsisto. Ojituksen ja metsänlannoituksen vaikutus vesien saastu miseen. 1974. Nro 14. Tutkimuspäivän esitykset 1975. Nro 15. Metsäntutkimuspäivä Haapavedellä 1976. Nro 16. Metsäntutkimuspäivä Sotkamossa ja Ämmänsaaressa 1977. Nro 17. Metsäntutkimuspäivä Haukiputaalla ja Muhoksella 1978. Nro 18. Metsäntutkimuspäivä Kannuksessa 1980. Nro 19. Mikko Moilanen ja Matti Oikarinen. Perkausajankohdan vaikutuksesta hies koivun ja haavan vesomiseen kangasmaalla. 1980. Nro 20. Tuhka metsänlannoitteena. Toimittaneet Pekka Pietiläinen ja Markku Tervo nen. 1980. Nro 21. Metsäntutkimuspäivä Muhoksella 1980. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja -sarjassa julkaistu seuraavat tie donannot (Muhoksen tutkimusasema): Nro 3. Jussi Saramäki. Hieskoivun kasvuja kasvatus Pohjanmaalla ja Kainuussa. 1981. Nro 17. Jorma Issakainen ja Mikko Moilanen. Lentolannoituksen levitystasai suudesta ja työjäljen valvontamenetelmän kehittämisestä. 1981. Nro 24. Metsäntutkimuspäivä Taivalkoskella 1981. Nro 29. Mikko Moilanen ja Kalevi Karsisto. Lannoitteen levitystasaisuuden vaiku tuksesta nuoren suomännikön pituuskasvuun. 1981. Nro 70. Metsäntutkimuspäivä Oulaisissa 1982. Nro 101. Jarmo Poikolainen ja Eero Kubin. Tuloksia kapealatvaisen kuusen juurrutta misesta. 1983. Nro 119. Metsäntutkimuspäivä Suomussalmella ja Sotkamossa 1983. Nro 133. Mikko Moilanen ja Jorma Issakainen. Ojituksen, lannoituksen ja muok kauksen vaikutuksesta luontaiseen uudistumiseen piensararämeellä. 1984. Nro 158. Metsäntutkimuspäivä Oulussa 1984. Nro 198. Eero Kubin ja Hannu Raitio. Puustovauriot keväällä 1985 Suomessa. Met säammattimiehille osoitetun kyselyn tulokset. Nro 199. Mikko Moilanen. Runkokäyrämallien tarkkuus lannoitetussa räme männikössä. 1985. Nro 204. Mikko Moilanen ja Jorma Issakainen. Lannoitusvaikutuksen riippuvuus levitysajankohdasta nuorissa rämemänniköissä. 1985. Nro 206. Metsäntutkimuspäivä Kannuksessa 1985. Kannuksen ja Muhoksen tutkimus asemien yhteinen julkaisu. Nro 222. Matti Oikarinen ja Yrjö Norokorpi. Vuosina 1956-65 viljeltyjen männyntaimi koiden tila valtion mailla Pohjois-Suomessa. 1986. Nro 255. Metsäntutkimuspäivä Taivalkoskella 1986. Nro 281. Mikko Moilanen, Ari Ferm ja Jorma Issakainen. Kasvihuonekokeita erilaisten jäteaineiden vaikutuksesta hieskoivun alkukehitykseen turvealustalla. 1987. Nro 290. Pentti Niemistö. KTP-84 tiedonkeruupääte metsässä kerättävän tiedon tal lennusvälineenä. 1988. Nro 295. Metsäntutkimuspäivä Kärsämäellä 1987.1988. Nro 299. Eero Kubin ja Jarmo Poikolainen (toim.). Ekologisten ja ekofysiologisten tutki musten painopistealueet ja mittausvälineiden tarve metsänhoidon tut kimusosastolla. 1988. Nro 327. Metsäntutkimuspäivä Kajaanissa 1988. 1989. Nro 361. Metsäntutkimuspäivät Oulussa 1989. 1990. Nro 381. Jukka Valtanen. Peltojen metsityksen onnistuminen Pohjois-Pohjanmaalla 1970- luvulla. 1991. Nro 387. Metsäntutkimuspäivät Haapajärvellä 1990.1991. Nro 388. Jukka Valtanen ja Aarne Lehtosaari. Männyn uudistumiseen vaikuttavat teki jät Siikalatvan alueella. 1991. Nro 389. Matti Oikarinen. Suomussalmen männynviljelyinventointi. 1991. Nro 419. Metsäntutkimuspäivä Taivalkoskella 1991. 1992. Nro 432. Pentti Niemistö. Runkolukuun perustuvat harvennusmallit. 1992. Nro 461. Eero Kubin. Metsäekologisen havaintoverkoston kehittäminen. 1993. Nro 464. Metsäntutkimuspäivä Kajaanissa 1992.1993. Nro 499. Jorma Issakainen, Mikko Moilanen & Klaus Silfverberg. Turvetuhkan vaiku tus männyn kasvuun ja ravinnetilaan ojitetuilla rämeillä. 1994. Nro 503. Jukka Valtanen. Männyn luontainen uudistaminen Keski-Pohjanmaalla. 1994. Nro 508. Metsäntutkimuspäivä Muhoksella 23.11.1993. 1994. Nro 520. Riikka Repo ja Jukka Valtanen. Maan ominaisuudet metsänviljelyssä - mätästyksen perusteet. 1994. Nro 528. Mikko Moilanen ja Jorma Issakainen. Uudisojituksenja lannoituksen keskinäi sen ajoituksen vaikutus puuston kehitykseen rämeillä. Summary: The importance of the mutual timing of ditching and fertilization to the growth increase of tree stands on pine mires. 1994. Nro 533. Jukka Valtanen. Pohjois-Suomen suuret avohakkuut 1946-70. Yhteiskunnalli nen tausta, toteutus ja vaikutukset. 1994. Nro 550. Jukka Valtanen. Koekentiltä käytäntöön. Muhoksen tutkimusasema 1969-94. 1995. Nro 551. Jukka Valtanen (toim.). The natural regeneration of forests in Finland and Russian Karelia. 1995. Nro 552. Metsäntutkimuspäivä Kuusamossa 1994.1995. Nro 598. Metsäntutkimuspäivä Kajaanissa 1995. 1996. Nro 608. Jukka Valtanen ja Tapani Tasanen. Männyn viljelytavan valinta. 1996. Nro 666. Eero Kubin, Jorma Pasanen ja Pentti Savilampi. Korkeiden alueiden metsien uudistaminen Kainuussaja Koillismaalla. 1997. Nro 668. Pentti Niemistö ja Tuula Väärä. Rauduskoivu tänään — ja tulevaisuudessa. Tutkimuspäivä Tampereella 12.3.1997.1998. Oulun Liikekirjapaino Oy 1998 ISSN 0358-4283 ISBN 951-40-1611-4