Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 Vesistökuormitus metsätaloudessa – Uusia kuormitusmittareita Kansallisen metsästrategian seurantaan Asiantuntijaselvitys Sakari Sarkkola, Mika Nieminen ja Sirpa Piirainen Luonnonvarakeskus, Helsinki 2022 Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 Vesistökuormitus metsätaloudessa – Uusia kuormitusmittareita Kansallisen metsästrategian seurantaan Asiantuntijaselvitys Sakari Sarkkola, Mika Nieminen ja Sirpa Piirainen Viittausohje: Sarkkola, S., Nieminen, M. & Piirainen, S. 2022. Vesistökuormitus metsätaloudessa – Uusia kuormitusmittareita Kansallisen metsästrategian seurantaan : Asiantuntijaselvitys. Luonnon- vara- ja biotalouden tutkimus 96/2022. Luonnonvarakeskus. Helsinki. 41 s. Sakari Sarkkola ORCID ID, https://orcid.org/0000-0002-5541-517X ISBN 978-952-380-553-8 (Painettu) ISBN 978-952-380-554-5 (Verkkojulkaisu) ISSN 2342-7647 (Painettu) ISSN 2342-7639 (Verkkojulkaisu) URN http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-380-554-5 Copyright: Luonnonvarakeskus (Luke) Kirjoittajat: Sakari Sarkkola, Mika Nieminen ja Sirpa Piirainen Julkaisija ja kustantaja: Luonnonvarakeskus (Luke), Helsinki 2022 Julkaisuvuosi: 2022 Kannen kuva: Sakari Sarkkola Painopaikka ja julkaisumyynti: PunaMusta Oy, http://luke.juvenesprint.fi Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 3 Tiivistelmä Sakari Sarkkola1, Mika Nieminen1 ja Sirpa Piirainen2 1 Luonnonvarakeskus (Luke), Latokartanonkaari 9 00790 Helsinki 2 Luonnonvarakeskus (Luke), Yliopistokatu 6 B, 80100 Joensuu Pinta-alaan suhteutettuna metsätalous on kaikkein laaja-alaisin maankäyttömuoto ja sen osuus Suomen maapinta-alasta on 86 %. Hetkellistä ja suhteellisen lyhytaikaista, mutta silti määrälli- sesti huomattavaakin kuormitusta aiheutuu kunnostusojituksista, hakkuista ja lannoituksista. Yksittäisten toimenpiteiden välittömien vaikutusten ohella metsätalous voi aiheuttaa myös py- syvää kuormituslisäystä. Merkittävintä pitkäaikaiskuormitusta syntyy metsäojituksista eli siitä, että suo on kuivattu metsänkasvatusta varten (vanhat ojitukset). Uusi tieto on korostanut aiem- paa enemmän metsätalouden merkitystä sekä paikallisesti että Itämereen kohdistuvan kuor- mituksen näkökulmasta. Vaikka Itämereen kohdistuva kuormitus ei ole yleisesti kasvanut, ih- misen aiheuttaman kuormituksen osuus kokonaiskuormituksesta arvioidaan nykyään huomat- tavasti suuremmaksi kuin aiemmin. Monet metsissä tehtävät toimenpiteet edellyttävät kuormi- tuksen vähentämistä ja toisaalta myös metsätalouden aiheuttaman kuormituksen kattavaa seu- rantaa. Seuranta on välttämätöntä, jotta mahdollisia muutoksia pystytään havaitsemaan ja nii- hin reagoimaan riittävän aikaisessa vaiheessa. Vesistöjen suojelun kannalta tärkeä merkitys on mm. Kansallisessa metsästrategiassa esitettävillä tavoitteilla. Nykyisessä strategiassa on vesis- tökuormitukseen liittyvä mittari, mutta se koskee vain metsätalouden aiheuttamaa kiintoai- nekuormitusta. Pelkkä kiintoainekuorma on nykytiedon perusteella liian suppea indikaattori, joka sivuuttaa suuren osan vesistöjen tilaan vaikuttavista tekijöistä. Tässä asiantuntijaraportissa 1) tehdään katsaus nykyisestä metsätalouden vesistökuormituksen tietopohjasta, 2) kuvataan metsätalouden kuormituksen tämänhetkiset seurantakeinot sekä pohditaan uusia täydentäviä menetelmiä, 3) esitetään ehdotus uusista vesistökuormituksen mittareista Kansalliseen metsästrategiaan, sekä 4) synteesi kuormitusmittareihin ja kuormitus- ten hallintaan tulevaisuudessa liittyvistä keskeisistä tiedollisista puutealueista ja niitä koskevista jatkoselvitys- ja kehittämistarpeista. Metsätalouden vesistövaikutusten huomiointi edellyttäisi ainakin kolmea mittaria tai tunnusta, jotka kuvaavat vesistöjen liettymistä, rehevöitymistä ja tummumista. Mittareiden seurannan rungon voisi muodostaa metsätalouden vesistökuormituksen seurantaverkon karttuva seuran- tatieto. Metsätalouden aktiivitoimenpiteiden aiheuttaman kuormituksen ohella seurannassa ja laskelmissa tulisi ottaa huomioon ojituksen aiheuttama pitkäaikaiskuormitus ja siinä tapahtuvat muutokset suhteessa luonnontilaiseen taustahuuhtoumaan. Kuormituksen muutosten seuran- nassa kertyvien aikasarjojen tuottama trenditieto olisi avainasemassa arvioitaessa metsätalou- den vaikutuksia kuormitustrendeihin mm. ilmastonmuutoksen vaikutukset huomioiden. Met- sätalouden seurantaverkon tuottaman tiedon täydentämiseen ja muutosten havainnointiin olisi myös tarpeellista kehittää uusia menetelmiä. Arvioiden tarkentumisesta huolimatta käsitykset metsätalouden vesistökuormituksesta ja sen kehityksestä vaihtelevat yhä huomattavasti ja kuormituslaskentaa olisi siksi edelleen kehitettävä. Myös vesiensuojelun parantamiseksi tarvi- taan uusia menetelmiä. Näitä silmällä pitäen raportissa esitetään keskeisiä tulevaisuuden tutki- mus- ja kehittämistarpeita. Asiasanat: metsänkäsittely, turvemaametsät, kunnostusojitus, uudistushakkuu, lannoitus, met- sätalouden seurantaverkko, ojituslisä, typpikuormitus, fosforikuormitus, orgaaninen hiili, tum- muminen, rehevöityminen Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 4 Sisällys 1. Taustaa ..................................................................................................................... 5 2. Selvityksen tavoitteet ............................................................................................. 8 3. Mistä ja miten metsätalouden vesistökuormitus syntyy – katsaus tutkimustietoon ...................................................................................................... 9 3.1. Hakkuut .............................................................................................................................................................. 9 3.2. Kunnostusojitukset ...................................................................................................................................... 12 3.3. Metsien lannoituksen vesistövaikutukset ........................................................................................... 15 3.4. Vanhojen ojitusten aiheuttama kuormitus ......................................................................................... 16 4. Mikä on metsätalouden kokonaiskuormitus ja mihin laskenta perustuu? .... 19 4.1. Kuormituslaskentamenetelmät ............................................................................................................... 19 4.2. Ominaiskuormituslaskenta ....................................................................................................................... 19 4.3. Erotusmenetelmä ......................................................................................................................................... 20 4.4. Kuormituksen laskenta tilastollisten mallien avulla ........................................................................ 21 5. Metsätalouden vesistökuormituksen seuranta ................................................. 23 5.1. Metsätalouden seurantaverkko .............................................................................................................. 23 5.2. Muut kuormitusseurannat ........................................................................................................................ 25 6. Vesistökuormitus Kansallisessa metsästrategiassa ........................................... 27 7. Johtopäätökset ja kehitysehdotukset ................................................................ 30 Viitteet .......................................................................................................................... 33 Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 5 1. Taustaa Metsien käytöstä aiheutuu lähes aina ravinne- ja kiintoainekuormitusta vesistöihin. Luonteel- taan metsätalouden, kuten myös maatalouden, haja-asutuksen ja turvetuotannon aiheuttama kuormitus on ns. hajakuormitusta, jossa tarkkaa päästölähdettä ei ole mahdollista paikallistaa. Typpi- ja fosfori kuormitus aiheuttavat vesistöjen rehevöitymistä ja kiintoainekuormitus lietty- mistä ja samentumista. Maa-alueilta – erityisesti soilta ja turvemailta – huuhtoutuu myös or- gaanista ainetta sekä liukoisessa että partikkelimaisessa muodossa. Niitä mitataan joko orgaa- nisena kokonaishiilenä (total organic carbon, TOC) tai liuenneena orgaanisena hiilenä (dissolved organic carbon, DOC), mikäli partikkelimainen orgaaninen hiili (particle organic carbon, POC) on suodatettu vesinäytteestä pois. Orgaaninen aine vaikuttaa monin tavoin veden kemiaan, säädellen mm. veden väriä, vesistöjen lämpötilaa, valaistusolosuhteita, perustuotantoa, ravin- toketjuja, happamuutta, ravinteisuutta sekä metallien ja haitallisten aineiden kulkeutumista ja myrkyllisyyttä sekä hiilen kiertoa. Vesistöissä havaittu tummumiskehitys liittyy pitkälle orgaani- sen aineen pitoisuuksien nousuun viimeisten noin 30 vuoden aikana (Sarkkola ym. 2009). Myös raudalla on tärkeä merkitys veden tummumiskehitykseen ja metsävaluma-alueilta tulevan rau- dan ja TOC:n pitoisuuksien on havaittu korreloivan voimakkaasti keskenään ja myös raudan pitoisuuksissa on havaittu nousevia trendejä (Kritzberg & Ekström 2012, Sarkkola ym. 2013, Kritzberg ym. 2020). Liuenneen orgaanisen aineen huuhtoutumisen syynä on mm. hapettomuudesta johtuva orgaa- nisen aineen epätäydellinen hajoaminen, ja siksi liuennutta orgaanista ainetta huuhtoutuu ve- sistöihin eniten veden vaivaamilta maa-alueilta, erityisesti soilta. Myös kasvillisuuden ja maan hajottajayhteisön koostumus vaikuttavat hajotuksen tehokkuuteen. Soiden runsaus Suomessa (>30 % maa-alasta) merkitseekin sitä, että vesistöissä on jo luonnontilassa runsaasti liuennutta orgaanista ainetta, mikä antaa vesistöillemme tyypillisen kellertävän-ruskehtavan veden värin. Häiriöttömässä tilanteessa luonnontilaisilla valuma-alueilla ylivoimaisesti suurin osa orgaani- sesta hiilestä (>90 %) on liuenneessa muodossa (Mattsson ym. 2005). Partikkelimaista orgaa- nista ainetta päätyy vesistöihin esimerkiksi metsäojituksen vaikutuksesta virtaavan veden syö- vyttäessä turveainesta ojien pohjista ja ojaluiskista. Vesistöissä tavattava liuennut orgaaninen aine on pääosin peräisin vesistöjen valuma-alueelta, pieni osa on peräisin vesistön omasta pe- rustuotannosta (Palviainen ym. 2016). Pinta-alaan suhteutettuna metsätalous on kaikkein laaja-alaisin maankäyttömuoto ja sen osuus Suomen maapinta-alasta on 86 % (Ylitalo 2012). Suuri maankäytön pinta-ala ei kuitenkaan au- tomaattisesti merkitse suurta kuormitusta, vaan kuormituksen määrään vaikuttavat tehtyjen toimenpiteiden voimakkuus ja pinta-ala suhteessa valuma-alueen pinta-alaan sekä se, minkä- laiselle kasvupaikalle toimenpiteet kohdistuvat. Hetkellistä ja suhteellisen lyhytaikaista, mutta silti määrällisesti huomattavaakin kuormitusta aiheutuu kunnostusojituksista, hakkuista ja lan- noituksista (Finér ym. 2010). Näistä hakkuiden, erityisesti uudistushakkuiden osuus kuormituk- sesta on suuri. Vuotuinen uudistushakkuupinta-ala on ollut 120 000–150 000 ha, josta noin 20 000 ha on turvemaiden hakkuita. Vaikka turvemaiden pinta-alaosuus on alle viidennes toteu- tuneista uudistushakkuupinta-aloista, niiden vaikutus on kuitenkin huomattava, sillä turve- maalta tuleva kuormitus on moninkertaista kivennäismaiden hakkuualoilta tulevaan kuormi- tukseen verrattuna (Finér ym. 2010). Harvennushakkuita toteutetaan vuosittain paljon suurem- malla pinta-alalla kuin uudistushakkuista, ja aiemmin oletettiin, etteivät ne aiheuta merkittävää ravinnekuormitusta. Julkaistua tutkimustietoa harvennushakkuiden kuormitusvaikutuksesta ei kuitenkaan ole. Vielä julkaisemattomien Luken kokeiden tulosten perusteella näyttäisi siltä, että typpi-, fosfori- ja DOC-kuormitus olisi turvemaiden harvennuksilla noin 40 % vastaavasta uu- distushakkuun kuormituksesta. Tärkeä kuormitusta aiheuttava toimenpide ovat myös olleet Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 6 turvemaametsien kunnostusojitukset, joita on tehty vuosittain 30 000–50 000 ha. Kunnostus- ojitukset aiheuttavat etenkin kiintoainekuormitusta ja niiden osuus koko metsätalouden kiin- toainekuormituksesta on ollut yli 90 %. Viime vuosina kunnostusojituspinta-alat ovat vähenty- neet ja tulevaisuudessa niiden odotetaan vähentyvän entisestään, mikä tulee vähentämään myös kiintoainekuormitusta. Yksittäisten metsätaloustoimenpiteiden välittömien vaikutusten ohella metsätalous voi aiheut- taa myös pysyvää kuormituslisäystä. Merkittävintä pitkäaikaiskuormitusta syntyy metsäojituk- sista eli siitä, että suo on kuivattu metsänkasvatusta varten (vanhat ojitukset). Viime vuosina on julkaistu tutkimuksia, jotka osoittavat, että metsäojitettujen soiden ravinnekuormitus on huo- mattavasti suurempaa kuin on aiemmin arvioitu (Nieminen ym. 2017a, 2018c, Marttila ym. 2018, Nieminen ym. 2020, Finér ym. 2021, Aaltonen ym. 2021). Aiemmin metsäojituksen vesis- tövaikutusten ajateltiin olevan lyhytaikaisia ja kuormituksen palautuvan luonnontilaisten soi- den tasolle 10–30 vuodessa (Finér ym. 2010). Nieminen ym. (2017a, 2018c) havaitsivat kuiten- kin, että ravinnekuormitus ojitetuilla soilla voi jäädä pysyvästi suuremmaksi kuin luonnontilai- silla soilla. Näiden tutkimusten perusteella esitettiin arvioita, joissa metsäojitus kattaa jopa 90 % metsätalouden aiheuttamasta typen kokonaiskuormituksesta (Finér ym. 2020). Metsäojituk- sen pysyväisluonteisen kuormituksen huomioon ottaminen on muuttanut merkittävästi metsä- talouden ja erityisesti metsäojituksen roolia vesistöjen kokonaiskuormituksessa (Nieminen ym. 2020a, Finér ym. 2021). Metsäojitettujen soiden typpi- ja fosforikuormitus oli aiemmissa arvi- oissa vain 1–3 % kaikesta ihmisperäisestä kuormituksesta (Finér ym. 2010). Uuden tiedon pe- rusteella kuormitus voi fosforin osalta olla viidennes ja typen osalta lähes 15 %. Viimeaikaisten tutkimusten tulokset viittaavat myös siihen, että erityisesti hiili- ja typpikuormat ojitetuilta soilta voivat tulevaisuudessa edelleen kasvaa (Nieminen ym. 2017a, 2018c, 2022, Asmala ym. 2019, Räike ym. 2020). Myös kasvatettavilla puulajeilla on vaikutusta huuhtouman suuruuteen. Kuu- sikoiden määrän ja hiilen huuhtouman on havaittu korreloivan vahvasti keskenään (Mattsson ym. 2003, Škerlep 2021) Metsätalouden kuormitusvaikutuksista saatu uusi tieto on korostanut aiempaa enemmän met- sätalouden merkitystä sekä paikallisesti että Itämereen kohdistuvan kuormituksen näkökul- masta. Vaikka esimerkiksi Itämereen kohdistuva kuormitus ei ole yleisesti kasvanut, ihmisen aiheuttaman kuormituksen osuus arvioidaan nykyisin suuremmaksi kuin aiemmin. Se osa kuor- mituksesta, mikä nyt tunnistetaan ensiojituksen pitkäaikaiskuormitukseksi, sisällytettiin aiem- min luonnon taustahuuhtoumaan. Tämä kasvattaa osaltaan metsätalouden toimijoiden vas- tuuta vesistöjen kunnosta, sillä monilla vesistöalueilla metsätaloudesta on uuden tiedon perus- teella tullut suurin ihmisen aiheuttama kuormituslähde (Nieminen ym. 2020). Samalla tiedon lisääntyminen on paljastanut uusia tietoaukkoja ja haasteita kuormituksen syntymekanismien tunnistamisessa ja kuormituksen torjunnassa. Erityisesti metsäojitusten aiheuttaman pitkäai- kaiskuormituksen torjuminen on käytännössä mahdotonta perinteisillä vesiensuojelumenetel- millä. Metsäojitettujen soiden ennallistamistoimillakaan ei voida saavuttaa nopeita kuormitus- vähennyksiä. Näistä syistä metsätalouden ja erityisesti metsäojituksen aiheuttaman kuormituk- sen tunteminen ja sen hallinta on vesiensuojelullisesti entistä tärkeämpää. Hajakuormituksen tarkempaa tuntemusta tarvitaan myös mm. vesipuite- ja meristrategiadirek- tiivien (2000/60/EY ja 2008/56/EY) toteuttamiseen sekä Euroopan ympäristökeskukselle (EEA) ja Itämeren suojelukomissiolle (HELCOM) tapahtuvaan raportointiin. Valtioneuvosto hyväksyi 16.12.2021 seitsemän alueellista vesienhoitosuunnitelmaa ja uuden merenhoitosuunnitelman vuosille 2022–2027. Niiden tavoitteena on vesien vähintään hyvä tila ja tilan heikkenemisen estäminen. Monet metsissä tehtävät toimenpiteet edellyttävät kuormituksen vähentämistä ja toisaalta myös metsätalouden aiheuttaman kuormituksen kattavaa seurantaa, jotta mahdolli- siin muutoksiin pystytään reagoimaan riittävän aikaisessa vaiheessa. Vesistöjen suojelun Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 7 kannalta tärkeä merkitys on mm. Kansallisessa metsästrategiassa esitettävillä tavoitteilla ja ny- kyisessä strategiassa on vesistökuormitusta koskeva mittari. Se koskee kuitenkin vain metsäta- louden aiheuttamaa kiintoainekuormitusta. Pelkkä kiintoainekuorma on nykytiedon perusteella liian suppea indikaattori, joka sivuuttaa suuren osan vesistöjen tilaan vaikuttavista tekijöistä metsätalousalueilla. Kuva 1. Vesistöihin tulevien ihmisperäisten fosfori- ja typpikuormitusten osuudet Suomessa. Lähteet: SYKE, Finér ym. (2021), Nieminen ym. (2020). Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 8 2. Selvityksen tavoitteet Tämän asiantuntijaselvityksen tavoitteena on tehdä: • Katsaus nykyisestä metsätalouden vesistökuormituksen tietopohjasta: Mistä toimenpiteistä ja kuinka paljon kuormitusta syntyy, miten vesiensuojelutoimenpiteillä voidaan vähentää kuormitusta tulevaisuudessa ja miten niiden odotetaan vaikuttavan kuormituksen kehitykseen, tämänhetkinen käsitys ilmastonmuutoksen vaikutuksista metsätalouden kuormitukseen kangas- ja turvemailta, metsätalouden jälkikäytön toimenpiteiden kuormitusvaikutukset (ensisijaisesti ennallistaminen). • Kuvaus metsätalouden kuormituksen tämänhetkisistä seurantakeinoista sekä pohdinta uusista täydentävistä menetelmistä. • Ehdotus uusista vesistökuormituksen mittareista Kansalliseen metsästrategiaan: Mitkä mittarit parantaisivat mahdollisuuksia kuvata ja seurata metsätalouden kestävyyttä veden laadun osalta nykyistä paremmin kustannustehokkuus huomioiden, ja miten niitä kannattaisi jatkossa kehittää sekä minkälaisia kriteerejä ja tavoitteita mittareille kannattaa ja on ylipäänsä mahdollista asettaa. • Synteesi mittareihin ja kuormitusten hallintaan tulevaisuudessa liittyvistä keskeisistä tiedollisista puutealueista ja niitä koskevista jatkoselvitys- ja kehittämistarpeista. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 9 3. Mistä ja miten metsätalouden vesistökuormitus syntyy – katsaus tutkimustietoon Metsätaloudesta aiheutuu kuormitusta vesistöön metsänkäsittelytoimenpiteiden muuttaessa ravinteiden ja kiintoaineen pidätys- ja vapautumisprosesseja joko tilapäisesti tai pitkäaikaisesti. Näitä ovat puuston ja pintakasvillisuuden ravinteiden ottokyvyn väheneminen, ravinteiden mi- neralisoitumisen lisääntyminen, maaperän ravinteiden pidätyskyvyn väheneminen ja maaperän eroosio. Keskeiset metsätalouden kuormitusta ainakin väliaikaisesti aiheuttavat toimenpiteet ovat uudistushakkuut, kunnostusojitukset ja lannoitukset. Vanhoista ojituksista aiheutuu mer- kittävää pitkäaikaista kuormitusta. 3.1. Hakkuut Hakkuiden - erityisesti uudistushakkuiden - jälkeen kuormitusta syntyy puuston ja pintakasvil- lisuuden ravinteiden oton ja haihdunnan vähentyessä, ravinnekierron muuttuessa, hakkuutäh- teiden ja hakattujen puiden juuriston hajotessa, maanmuokkauksen lisäämän eroosion ja tur- vemailla myös vedenpinnan nousun aiheuttamien kemiallisten reaktioiden seurauksena. Hak- kuun aiheuttamat huuhtoumat ovat suurimmillaan kolmena ensimmäisenä vuonna toimenpi- teen jälkeen, sen jälkeen hakkuuaukolle palautuva pintakasvillisuus sitoo tehokkaasti vapautu- via ravinteita (Palviainen ym. 2005, Palviainen ym. 2014). Kangasmaiden uudistushakkuissa ko- konaistypen ominaiskuormituksen on laskettu olevan noin 0,5 kg ha-1 vuodessa ja kokonais- fosforin n. 25 g ha-1 vuodessa perustuen yhdeksään valuma-aluepariin (Finér ym. 2010). Joilta- kin tutkimusalueilta on kuitenkin raportoitu huomattavasti suurempia kuormituksia; yli puolen kilogramman vuotuisia fosforikuormituksia esimerkiksi Nurmeksen (Valtimon) Murtopuron (Ahtiainen & Huttunen 1999) ja Ylöjärven (Kurun) Vanneskorven hakkuualueilta (Haapanen ym. 2006). Kangasmaiden harvennushakkuiden aiheuttamaa kuormitusta ei tunneta, mutta hehtaa- rikohtaisen kuormituksen voidaan perustellusti olettaa olevan pieni, koska keskeisiin kuormi- tusta aiheuttaviin tekijöihin vaikutetaan harvennushakkuissa huomattavasti pienemmällä voi- makkuudella kuin uudistushakkuissa. Ehkä merkittävin puute kangasmaiden metsänuudistamisen vesistövaikutuksiin liittyen on, että alavilla kangasmailla yleistyneen ojitusmätästyksen vesistövaikutuksia ei tunneta. Erityisesti hienojakoisten kangasmaiden ojitusmätästäminen voi metsäojituksesta saatujen tutkimustu- losten perusteella aiheuttaa hyvin suurta kiintoainekuormitusta. Turvemailla uudistushakkuiden aiheuttama hehtaarikohtainen kuormitus on suurempaa kuin kangasmailta. Ominaiskuormituksiin perustuvien laskelmien mukaan turvemaiden uudistus- hakkuissa huuhtoutuu kokonaistyppeä keskimäärin 2,5 kg ha-1 vuodessa ja kokonaisfosforia n. 64 g ha-1 vuodessa (Finér ym. 2010). Fosforia huuhtoutuu erityisesti rämeiden uudistusaloilta, joilla sitä lähtee liikkeelle sekä turpeesta että hakkuutähteistä (Kaila ym. 2014). Ravinteikkaam- milla kasvupaikoilla fosfori on sitoutunut tiukemmin maan alumiini- ja rautayhdisteisiin ja fos- forihuuhtoumat ovat siksi yleensä pienempiä. Kuitenkin myös ravinteikkailta kasvupaikoilta voi huuhtoutua fosforia turpeen korkeasta fosforinpidätyskyvystä huolimatta. Näin on esimerkiksi silloin, kun hakkuu lisää fosforipitoisen eroosioaineksen huuhtoutumista. Turvemaiden metsätalouskäyttö saattaa tulevaisuudessa lisätä entisestään orgaanisen hiilen huuhtoumia ja kiihdyttää vesistöjen tummumista, sillä suuria pinta-aloja ojitusalueiden suo- metsiä on saavuttamassa uudistuskypsyyden. Suometsien päätehakkuun vesistövaikutuksia hii- len huuhtoumiin on tutkittu hyvin vähän, mutta jo niidenkin tulosten perusteella huuhtoumat Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 10 voivat olla merkittäviä kasvupaikasta riippuen. Niemisen ym. (2015) mukaan hakkuun aiheut- tama DOC-kuormitus kuusivaltaisilla rehevillä soilla Etelä-Suomessa oli 400–500 kg ha-1 kolmen ensimmäisen vuoden aikana hakkuun jälkeen (3–4 -kertainen hakkaamattomaan verrattuna). Viljavuudeltaan karuilla soilta vastaava kuormituslisäys oli 150–250 kg ha-1 (Nieminen ym. 2015). Kuormitus ei tässä ajassa vielä alkanut vähentyä, mutta pidemmältä ajalta ei ole käytet- tävissä tutkimustietoa turvemaiden hakkuiden vaikutuksista. Kuva 2. Uudistushakkuu lisää alueelta tulevaa typpi- ja fosforikuormitusta 4–10 vuotta toimen- piteen jälkeen. Turvemailta kuormitukset pinta-alayksikköä kohden ovat kahdesta viiteen ker- taa suurempia kuin kivennäismailta ja lisäksi niiltä huuhtoutuu myös orgaanista hiiltä (DOC). Turvemailla kuormituksen synnyttää vedenpinnan tason voimakas nousu puuston ja pintakas- villisuuden haihdunnan vähenemisen seurauksena. (Kuva: Sakari Sarkkola). Metsänuudistamisen vaikutus kiintoainekuormitukseen on hyvin tapauskohtaista kuormituk- sen ollessa suurinta yleensä silloin, kun hakkuun jälkeen toteutettu kunnostusojitus tai ojitus- mätästys aiheuttaa merkittävää ojaeroosiota. Hakkuun jälkeen tehty ojitus lisää myös ammo- niumtypen huuhtoumaa. Merkittävin ravinne- ja hiilihuuhtoumia lisäävä prosessi ojitetuilla soilla on kuitenkin hakkuun aiheuttama suon vedenpinnan nousu ja aiemmin hapekkaiden tur- vekerrosten muuttuminen hapettomiksi, jota tapahtuu myös muiden vettymistä aiheuttavien toimenpiteiden, kuten ennallistamisen jälkeen (ks. Kaila ym. 2016, Koskinen ym. 2017). Kailan ym. (2014) mukaan fosforin huuhtoutuminen ei lisääntynyt karulta alumiini- ja rautaköyhältä suolta silloin, kun vedenpinta hakkuun jälkeen pysyi syvemmällä kuin n. 30 cm maanpinnasta, mutta huuhtouma oli huomattavaa (>300–400 g ha-1 vuodessa) vedenpinnan noustua n. 20 cm:n syvyydelle. Liuenneen orgaanisen typen ja orgaanisen hiilen huomattava huuhtoutumi- nen rehevimmiltä soilta hakkuun jälkeen selittyy myös vedenpinnan nousun aiheuttamalla Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 11 hapettomuudella, minkä seurauksena ennen hakkuuta voimakas orgaanisen aineen hajotus jää vaillinaiseksi. Tämä kiihdyttänee erilaisten typpi- ja hiilipitoisten hajoamisen välituotteiden va- pautumista valumavesiin. Hapettomissa oloissa tapahtuvissa kemiallisissa nk. pelkistysreakti- oissa maaperän pH nousee, orgaanisten molekyylien adsorptio rauta- ja alumiiniyhdisteisiin vähenee ja orgaanisen aineen pitoisuudet valumavedessä kasvavat. Viimeisimmät tutkimustulokset poiminta- ja kaistalehakkuiden jälkeisistä ravinne- ja orgaani- sen hiilen huuhtoumista ojitetuilla soilla näyttävät huomattavasti pienempiä kuormituksia kuin uudistushakkuiden (avohakkuu) jälkeen ainakin lyhytaikaisesti (Sarkkola ym. 2022, Nieminen ym. julkaisematon, Palviainen ym. 2022). Tulokset ovat kuitenkin vasta ensimmäisiä perustuen muutamaan kenttäkokeeseen ja lisää tietoa tarvittaisiin varsinkin osittaishakkuiden pitkäaikai- sista vaikutuksista. Vaikka tulokset antavat viitteitä osittaishakkuun selvästä paremmuudesta avohakkuuseen verrattuna vesistökuormituksen näkökulmasta, ne toisaalta antavat perusteet olettaa, että toisin kuin kivennäismailla turvemailla myös tavanomaisista harvennushakkuista aiheutuu jonkin verran kuormitusta. Vielä julkaisemattomien tulosten perusteella hakkuun ai- heuttamat typpi- ja fosforihuuhtoumat ojitetuilla turvemailla näyttäisivät riippuvan ennemmin- kin valuma-alueelta poistetun puuston kokonaismäärästä kuin hakkuutavasta. Kaliumin huuhtoutumisella ei ole juuri merkittäviä vesistövaikutuksia, mutta ns. kaliumpuutos- alueilla, kuten märistä avosoista tai sekatyypin soista ojitetuilla kasvupaikoilla, kaliumia on pui- den käytössä niukasti. Hakkuut voivat pahentaa tätä puutetta, kun kaliumia poistuu sekä kor- jatun puubiomassan että huuhtoumien kasvun myötä (Laiho 1997, Saarinen ja Silver 2011). Runsasravinteisilta kasvupaikoilta kaliumia huuhtoutuu kolmen hakkuun jälkeisen vuoden ai- kana noin 30 kg ha−1 ja karuilta kasvupaikoilta noin 10 kg ha-1 (Sarkkola ym. 2016). Karuilla kasvupaikoilla tämä kaliumhuuhtouma voi kuitenkin olla jopa kolmannes kaliumin kokonaisva- rannosta turpeessa. Kaliumpoistuman vähentämiseksi karuilla kasvupaikoilla ja paksuturpeisilla rehevillä kasvupaikoilla olisi syytä välttää kokopuukorjuuta. Hakkuutähteiden korjaamisella tai vaihtoehtoisesti jättämisellä kasvupaikalle näyttäisi olevan vähäinen vaikutus huuhtoumiin verrattuna hapettomuuden aikaansaamaan ravinteiden ja or- gaanisen hiilen vapautumiseen. Koska hakkuualueen vettyminen on merkittävä huuhtoumiin vaikuttava tekijä, ainakin teoriassa huuhtoumia voitaisiin torjua tekemällä kunnostusojitus mahdollisimman voimakkaana ja mahdollisimman pian hakkuun jälkeen. Käytännössä veden- pinnan nousua lähelle maan pintaa voi kuitenkin olla vaikea estää uudistamistilanteessa, jossa turve on jo pitkälle maatunutta ja sen vedenjohtamiskyky on siksi heikko. Hyvin intensiivinen ojitus myös kiihdyttäisi eroosiota ja kiintoaineen kulkeutumista vesistöihin, mitä on usein pi- detty metsätalouden pahimpana vesistöhaittana. Varmimmin metsänuudistamisen vesistöhait- toja voidaankin torjua johdattamalla vedet alapuolisiin vesistöihin nk. pintavalutuskentän tai vesiensuojelukosteikon kautta. Myös virtaamansäätöpadoilla voidaan torjua tehokkaasti kiin- toaineen ja sen mukana kulkeutuvien ravinteiden ja metallien huuhtoutumista, mutta laskeu- tusaltaita ei tulisi käyttää yksinomaisena vesiensuojelumenetelmänä niiden usein heikon pidä- tystehon vuoksi (Haahti ym. 2018). Metsänuudistamisen aiheuttama liuenneen orgaanisen hii- len tai liuenneen orgaanisen typen huuhtoutuminen ei ole juuri lainkaan torjuttavissa nykyisin vesiensuojelumenetelmin, koska esim. pintavalutuskentät ja vesiensuojelukosteikot tyypillisinä suoekosysteemeinä pikemmin tuottavat vesistöihin liuennutta orgaanista ainetta kuin pidättä- vät sitä. Hakkuiden on todettu vaikuttavan varsinaiseen pohjavesimuodostuman vedenlaatuun vain vä- hän. Ns. MEPO-hankkeessa pohjavesialueilta tehtyjen mittausten perusteella hakkuut olivat kuitenkin nostaneet pohjaveden nitraattipitoisuuksia siten, että pohjavedestä riippuvaisten lähde-ekosysteemien tila saattoi vaarantua (Britschgi ym. 2022). Lisäksi hakkuiden seurauksena Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 12 pohjaveden lämpötila voi kohota ja liukoisia ravinteita sekä hiiltä vapautua normaalia enem- män. Ylijäämä liukoisista ravinteista huuhtoutuu pintavesiin tai suotautuu sadeveden mukana pohjaveteen. 3.2. Kunnostusojitukset Kunnostusojitus vaikuttaa vesistökuormitukseen sekä pitoisuuksien että valunnan muutosten kautta. Teoriassa valunnan pitäisi lisääntyä välittömästi kunnostusojituksen jälkeen, kun ojien vedenpinta laskee, valuntakynnys alenee ja painovoiman vaikutus lisää veden virtausta saralta ojiin, kunnes saavutetaan uusi tasapaino ojien ja saran vedenpinnan välillä (Koivusalo ym. 2008). Sekä empiiristen tulosten, että mallinnuksella saatujen estimaattien perusteella kunnos- tusojituksen vaikutus alueen valumiin on kuitenkin verraten vähäinen (esim. Joensuu ym. 1999; Åström ym. 2002, Nieminen ym. 2018a). Pitkällä aikavälillä valunta kuitenkin vähenee, koska kunnostusojituksen vaikutuksesta lisääntynyt puuston kasvu ja kasvava lehtipinta-ala lisäävät haihduntaa. Kunnostusojitus ei kuitenkaan välttämättä lisää puiden kasvua runsaspuustoisilla ojitusalueilla (Sarkkola ym. 2010, 2012, 2013), koska puuston haihdunta on useimmiten riittävä ylläpitämään hyvää kuivatusta juuristokerroksessa ojaverkon huonosta kunnosta huolimatta. Näissä tapauksissa kunnostusojituksesta ei ole välttämättä hyötyä puuston kasvatuksen näkö- kulmasta. Huolimatta siitä, että ojien perkauksella voi olla vähäisiä vaikutuksia vuotuisiin valuntamääriin, se voi kuitenkin aiheuttaa merkittäviä muutoksia ojitusalueen valuntadynamiikassa. Esimerkiksi huippuvirtaamat voivat aluksi lisääntyä ja siten lisätä eroosiota (Tuukkanen ym. 2016). Ensiker- taisen ojituksen jälkeen on raportoitu alivalumien lisääntymistä (Ahti 1987, Sirin ym. 1991, Johnson 1998, Prévost ym. 1999), mutta kunnostusojitusten vaikutuksesta niihin tiedetään vä- hän. Kunnostusojitus lisää selvästi kiintoainehuuhtoumia ja on arvioitu, että kunnostusojituksen ai- heuttama kiintoainekuormitus on yli 90 % koko metsätalouden kiintoainekuormituksesta (Finér ym. 2010). Kiintoainekuormat kertaalleen ojitetuilta soilta ennen kunnostusojitusta ovat olleet keskimäärin alle 10–20 kg ha-1 vuodessa (Joensuu ym. 1999), kun taas Joensuu ym. (2002) ra- portoivat kiintoainekuorman lisääntyneen keskimäärin 268 kg ha-1 ensimmäisenä toimenpiteen jälkeisenä vuotena (40 valuma-aluetta). Vastaavasti Niemisen ym. (2010) mukaan toimenpiteen jälkeinen kiintoainekuorma on noin 18 kertaa lähtötasoa suurempi ensimmäisen vuoden aikana (9 valuma-aluetta). Ensimmäisen kunnostusojituksen jälkeisen vuoden jälkeen kiintoaine- kuorma on edelleen korkea varsinkin valuntahuippujen, kuten kesän rankkasateiden ja kevät- valunnan aikana (Marttila ja Kløve 2010a, Haahti ym. 2016, Tuukkanen ym. 2016). Kunnostus- ojituksen vaikutuksessa kiintoainehuuhtoumaan on kuitenkin huomattavaa vaihtelua riippuen erityisesti maaperän ominaisuuksista ojaluiskissa ja ojan pohjalla. Eroosio voi olla erityisen voi- makasta alueilla, joilla turvekerros on niin ohut, että ojat ulottuvat kivennäismaahan. Tämä on- kin tärkein kiintoainehuuhtoumiin vaikuttava tekijä. Erityisesti hienolajitteisilla kivennäismailla on suuri eroosioriski kunnostusojituksen jälkeen, mikäli ojat puhkaisevat turvekerroksen. Myös ojiin kertyneiden orgaanisten sedimenttien eroosioherkkyyden (Marttila ja Kløve 2008), ojaluis- kien eroosion (Stenberg ym. 2015) sekä valuma-alueen pinta-alan (Tuukkanen ym. 2012) on osoitettu vaikuttavan kiintoainehuuhtoumaan. Pitkälle maatuneet turvemaat ovat selvästi her- kempiä eroosiolle kuin heikosti maatuneet (Tuukkanen ym. 2014). Kun turvekerros ohenee oji- tuksen jälkeen, suurempi osa kunnostusojituksissa perattavista ojista voi läpäistä turvekerrok- sen ja ulottua eroosioherkkiin kivennäismaihin kuin ensikertaisessa ojituksessa. Ellei vastaavasti käytetä matalampaa ojasyvyyttä, kiintoainehuuhtouma voi olla paljon suurempi kuin Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 13 alkuperäisessä ojituksessa. Suurinta kuormitus on, mikäli pohjamaa on lajitteeltaan keskikar- keaa tai hienojakoista kivennäismaata (Joensuu ym. 2002). Kuva 3. Kunnostusojitus lisää erityisesti kiintoainekuormitusta. Riski kuormitukselle kasvaa ojan ulottuessa turpeen alaiseen kivennäismaahan ja erityisesti, jos pohjamaa koostuu hieno- jakoisista kivennäismaalajitteista, kuten savesta ja hiesusta. (Kuva: Sakari Sarkkola). Myös kiintoaineen laadussa on vaihtelua, joka vaikuttaa sekä kiintoaineen aiheuttamiin vesis- tövaikutuksiin että vaikutusalueen laajuuteen. Kiintoainekuorma koostuu tavallisesti sekä or- gaanisesta että epäorgaanisesta aineksesta. Empiiristä tutkimustietoa on kuitenkin vähän. Ylei- sesti on oletettu, että mikäli ojan pohjat ulottuvat pelkästään turpeeseen, kiintoainehuuhtouma olisi pääasiassa orgaanista, kun taas kivennäismaapohjaisista ojista huuhtoutuisi pääasiassa mi- neraaliaineista. On kuitenkin havaintoja, että kivennäismaapohjaisista ojistakin tulevasta kiin- toainekuormasta huomattava osa (50–60 %) voi olla orgaanista (Marttila & Kløve 2010a, Tuuk- kanen ym. 2016). Orgaanisen aineen osuutta kiintoainekuormituksesta lisää mm. orgaanisen aineksen helppo kulkeutuvuus. Karkeammat ja painavammat kivennäismaahiukkaset tarvitse- vat huomattavasti enemmän energiaa kulkeutumiseen veden mukana ja ne laskeutuvat use- ammin lähelle lähtöalueita. Orgaanisen kiintoaineen ohella kunnostusojitukset vaikuttavat myös veteen liuenneen hiilen (DOC) huuhtoumiin. Vaikka ensikertaisella ojituksella voi olla hyvin vaihtelevia vaikutuksia hiilen huuhtoumaan (Ahtiainen 1990, Lundin & Bergquist 1990, Rantakari ym. 2010), useimmat kun- nostusojituksia koskevat tutkimukset osoittavat valumaveden DOC-pitoisuuksien laskeneen ojien perkauksen jälkeen. Kahden ensimmäisen vuoden aikana DOC-pitoisuuksien lasku vaih- teli 15–30 % välillä (Nieminen ym. 2020, Hansen ym. 2013). Suurin kunnostusojituksen jälkeinen Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 14 DOC-pitoisuuksien lasku esiintyy kohteilla, joissa ojan pohja on hieno- tai karkealajitteista ki- vennäismaata ja vaikutus voi kestää jopa 20 vuotta toimenpiteen jälkeen (Joensuu 2013). DOC- huuhtoman lasku kuormiksi muutettuna vaihteli noin 40–80 kg ha-1 vuodessa ensimmäisten vuosien aikana kunnostusojituksen jälkeen (Joensuu ym. 2001, Nieminen ym. 2010, Saari & Högmander 2013). Liuenneen orgaanisen hiilen kuorman (DOC) vähenemisen syytä kunnostusojituksen jälkeen ei tunneta tarkkaan, mutta tälle on esitetty useita hypoteeseja. Näitä ovat mm. veden virtaamisen siirtyminen turvekerroksesta turpeen alaiseen mineraalimaahan, jossa on vähemmän hiljattain kuollutta hiilipitoista orgaanista ainesta ja jossa orgaaniset molekyylit voivat pidättyä mineraa- liainekseen (Åström ym. 2001a, b). Mahdollisena syynä on myös esitetty turpeessa alenevan vedenpinnan myötä tapahtuvia kemiallisia reaktioita (hapetusreaktiot), jotka vähentävät metal- lien, etenkin raudan ja alumiinin liukoisuutta ja kohottavat maaveden happamuutta lisäten or- gaanisten molekyylien adsorptiota alumiini- ja rautayhdisteisiin (Nieminen ym. 2018a, b). Pro- sessit olisivat siis päinvastaisia kuin uudistushakkuiden tai ennallistamisen jälkeen vedenpinnan noustessa, jolloin orgaanisen aineen pidättyminen heikkenee. Vaikka kunnostusojitus jonkin verran vähentää ojitusalueiden DOC-kuormaa, ne ovat silti korkeammat ojitetuilla kuin luon- nontilaisilla soilla. Ojitetuilla soilla valumaveden DOC-pitoisuudet ovat tyypillisesti 25–30 % korkeammat kuin luonnontilaisilla soilla (Nieminen ym. 2021b). Typen ja fosforin kuormituksen osalta kunnostusojituksen vaikutuksista on vaihtelevia tuloksia. Kokonaistypen kuormitukseen kunnostusojituksella on todettu olevan vain vähäisiä vaikutuksia (Joensuu ym. 2002, 2006, Nieminen ym. 2010). Liuenneen epäorgaanisen typen, erityisesti am- moniumin kuormien on todettu kasvavan kunnostusojituksen jälkeen (Joensuu ym. 2002, Hyn- ninen ym. 2011), mutta liuenneen orgaanisen typen (DON) kuorma vastaavasti vähenee (Joen- suu ym. 2002). Liuenneen kokonaisfosforin kuormituksen on raportoitu hieman kasvavan (Nie- minen ym. 2010), vähenevän (Joensuu ym. 2006) tai pysyvän ennallaan (Åström ym. 2002). Tu- losten eroihin vaikuttavat useat tekijät (Nieminen ym. 2018a), mutta kunnostusojituksen vaiku- tusta liuenneen typen ja fosforin kuormitukseen voidaan pitää vähäisenä, varsinkin muihin tur- vemailla tehtäviin toimenpiteisiin, kuten uudistushakkuisiin tai lannoituksiin (keinolannoitteet) verrattuna. Suurin osa kunnostusojituksen aiheuttamasta typen ja fosforin kuormasta onkin partikkelimaisessa muodossa tapahtuvaa kiintoainekseen sitoutuneen typen ja fosforin kuor- mitusta. Aineiden pitoisuus kiintoaineksessa vaihtelee mm. orgaanisen aineksen osuuden mu- kaan, mutta keskimäärin fosforia on arvioitu olevan kiintoaineessa n. 0,1 % ja typpeä 0,67 % (Nieminen ym. 2018a). Partikkelimaisen fosforin ja typen kuormituksen merkitys korostuu eri- tyisesti isojen virtaamien aikaan (Marttila & Kløve 2010b, Marttila ym. 2010). Ojien kaivua ja perkausta on tehty ja tehdään edelleen paljon myös kangasmaiden metsissä. Valtakunnallisesti yli 20 % ojitetusta metsämaasta on kangasmaata (VMI12). Lisäksi suurin osa metsä- ja suopuroista on aikojen saatossa perattu (syvennetty ja oikaistu), jolloin veden kulku on näissä nopeutunut, eroosio lisääntynyt ja aineksen laskeutuminen puroihin on vähentynyt. Etelä-Suomessa luonnontilaisten purojen määrä on vähentynyt n. 80 % ja pohjoisimmassa Suo- messakin n. 40 % (Yrjänä ym. 2011). Ei ole olemassa tutkimustietoa siitä, miten paljon kiven- näismaiden ojat tai suopurojen perkaaminen ovat vaikuttaneet huuhtoumiin, mutta ensimmäi- set tulokset esimerkiksi veden viipymää kasvattavan puuaineksen lisäämisen vaikutuksista kuormitukseen ovat lupaavia (Keskinen 2020). Vaikutukset perustuvat sekä veden virtauksen hidastumiseen ja sitä kautta eroosion vähenemiseen, että huuhtoutuvan aineksen saostumi- seen ja ravinteiden biologiseen pidättymiseen. Tutkimustietoa ojiin ja puroihin lisätyn puuai- neksen vaikutuksista tarvittaisiin kuitenkin huomattavasti lisää. Erityisesti tarvittaisiin tietoa siitä, poistuuko puun pinnan päällyskasvustoon pidättyneitä ravinteita pysyvästi vesisekosys- teemistä vai vapautuvatko pidättyneet ravinteet myöhemmin takaisin veteen. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 15 3.3. Metsien lannoituksen vesistövaikutukset Luonnonvarakeskuksen sarjassa ilmestyy synteesiraportti metsänlannoituksen taloudellisista ja ympäristövaikutuksista vuoden 2023 alkupuolella. Raportin mukaan lannoituksen merkittävim- mät vesistövaikutukset syntyvät typen huuhtoutumisesta kangasmaiden lannoituksessa ja fos- forin huuhtoutumisesta ojitettujen soiden lannoitusaloilta. Fosforin huuhtoutuminen ei ole on- gelma kangasmailla edes silloin, kun lannoitteet sisältävät fosforia. Tämä johtuu siitä, että kan- gasmaiden podsolimaannoksen rauta- ja alumiiniyhdisteet pidättävät fosforia erittäin hyvin (Väänänen ym. 2008). Typen huuhtoutuminen taas ei ole ongelma ojitettujen soiden lannoi- tuksessa. Ravinteisilla ja keskiravinteisillakin turvekankailla typpeä on luonnostaan riittävästi metsän kasvatukseen, eikä lannoitusta siksi tarvita. Karuilla turvekankailla typpilannoitusta ei taas tehdä siksi, että se ei ole taloudellisesti kannattavaa. Kangasmaiden lannoituksessa typpeä voi huuhtoutua verraten paljon ensimmäisinä vuosina lannoituksen jälkeen. Tutkimuksia kangasmaiden lannoituksen vesistövaikutuksista on kuiten- kin tehty hyvin vähän. Ainoassa Suomessa tehdyssä tutkimuksessa typpeä huuhtoutui 12 kg ha-1 ensimmäisenä vuotena ja 3 kg ha-1 toisena vuotena lannoituksen jälkeen (Saura ym. 1995). Ongelma on se, että kangasmailla käytettävät lannoitteet sisältävät nitraattia, joka on erittäin helposti huuhtoutuvaa. Kangasmaiden osalta ei ole tehty varsinaista lannoitteiden kehitystyötä, jolla huuhtoumia olisi pyritty vähentämään. Ojitetuilla soilla sen sijaan huuhtoutumistutkimuksia on tehty verraten paljon ja myös vesistönäkökulmasta turvallisten lannoitteiden tuotekehittelyyn on panostettu selvästi enemmän kuin kangasmailla. Jo pitkään on tiedetty, että lannoitus turvemailla lisää fosforihuuhtoumia siksi, että etenkin vil- javuudeltaan karujen kohosoiden turpeessa on hyvin vähän fosforia pidättäviä alumiini- ja rau- tayhdisteitä. Toinen ongelma on, että turve on yleensä hyvin hapanta. Tämä aiheuttaa sen, että hyvin hidasliukoisista lannoitteistakin fosforia vapautuu selvästi nopeammin kuin puusto ja muu kasvillisuus sitä pystyy hyödyntämään (Nieminen & Jarva 2000). Kuormitusongelman ratkaisemiseksi Kemira Oy:n ja silloisen Metsäntutkimuslaitoksen yhteis- työnä alettiin 2000-luvulla kehittää rautaa sisältäviä suometsälannoitteita. Ajatuksena oli, että raudan lisääminen lannoitteisiin parantaisi fosforin pidättymistä turpeeseen ja että fosfori ei vapautuisi lannoitteista muutoin kuin puuston ja muun kasvillisuuden fosforinoton kautta. Ke- mira Oy kehitti ensin jätelietteitä prosessoimalla rautafosfaattilannoitteen, jota testattiin sekä laboratorio-oloissa että maastokokein (Nieminen ym. 2011). Lannoitteesta ei huuhtoutunut fosforia ja sen puuston kasvua lisäävä vaikutus oli vertailukelpoinen perinteisiin apatiittilannoit- teisiin verrattuna. Lupaavimmaksi kehityskohteeksi osoittautui rautafosfaatin ja apatiitin seosta sisältävä lannoite erityisesti siksi, että se lisäsi merkittävästi fosforia vapauttavien sienijuurten syntyä lannoiterakeiden pinnoille. Siitä ei kuitenkaan tullut kaupallista tuotetta, mutta markki- noilla oli jonkin aikaa RautaPK-lannoite, jossa apatiitin sekaan oli mekaanisesti lisätty rautaa. RautaPK:n valmistus lopetettiin 2010-luvulla, mutta vuodesta 2021 alkaen valmistetta on ollut jälleen markkinoilla Rautainen PK-lannoitteen nimellä. Nykyisin turvemaita lannoitetaan kuitenkin lähinnä puun tuhkalla. Tuhka on vesistövaikutusten näkökulmasta turvallinen lannoite siksi, että se sisältää paljon alumiinia ja rautaa, joihin fosforia sitoutuu sen vapautuessa tuhkan sisältämistä kalsiumfosfaateista (Nieminen ym. 2007). Piirai- sen ym. (2013) mukaan tuhkasta ei huuhtoutunut fosforia kymmenen vuoden aikana lannoi- tuksen jälkeen. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 16 Vaikka tuhkasta tai rautaa sisältävistä lannoitteista ei ole maastokokeissa huuhtoutunut juuri- kaan fosforia, on todennäköistä, että käytännön levityksissä fosforia jonkin verran huuhtoutuu. Tähän on syynä se, että lannoitukset tehdään edelleen pääosin helikopterilevityksenä, eikä lan- noitteiden joutumista ojiin voida silloin täysin välttää. Kansallisissa vesistökuormitusarvioissa oletetaan, että 3 % lannoitteen fosforista huuhtoutuu siksi, että lannoitteita leviää myös ojiin (Finér ym. 2010). Tuhkalannoituksen vaikutuksista maaperään ja sen pieneliöstöön, jotka vai- kuttavat olennaisesti ravinteiden mineralisaatioon, tunnetaan toistaiseksi hyvin heikosti. Uutta tietoa tähän odotetaan lähivuosina mm. Lukessa käynnistyneestä Hiilestä Kiinni -tutkimusoh- jelman SuoHitu-projektista. 3.4. Vanhojen ojitusten aiheuttama kuormitus Ojituksen aiheuttamaa pysyvää, luonnontilaisten soiden kuormitusta suurempaa vesistökuor- mitusta on alettu kutsua ojituslisäksi (Nieminen ym. 2020). Sillä tarkoitetaan vesistökuormi- tusta, jota syntyy silloinkin, kun ojitetuilla soilla ei ole vuosikausiin tehty mitään kuormitusta synnyttäviä metsätaloustoimenpiteitä. Asiaa on selvitetty vedenlaatuaikasarjojen mallinnuk- silla, joiden aineistot on kerätty metsäisiltä valuma-alueilta eri puolilta Suomea; pisimmät aika- sarjat ovat olleet yli 30 vuotta (Nieminen ym. 2017a, Finér ym. 2021). Ojituslisän on arvioitu olevan kunnostusojituksen, lannoituksen ja hakkuiden aiheuttamaa kuormitusta moninkertai- sesti suurempaa, mutta kuormitusarviot ovat toistaiseksi perustuneet varsin karkeisiin laskel- miin (Nieminen ym. 2017a, 2018c, 2020a, Finér ym. 2021). Ojituslisän tunnistaminen on muuttanut merkittävästi tietämystä metsätalouden kuormituk- sesta suhteessa muihin kuormituslähteisiin. Metsätalouden osuus kaikesta metsistä ja soilta tulevasta typen kokonaiskuormituksesta on em. arvion mukaan 16 %, fosforin huuhtoumasta 25 % ja orgaanisen hiilen huuhtoumasta 4 %. Niemisen ym. (2020a) arvion mukaan taas met- sätalous pelkästään turvemailla kattaisi n. 16 % Suomen ihmisperäisestä fosforikuormasta ja 12 % vastaavasta typpikuormasta. Ojitusalueilta tulevat kuormat voivat myös kasvaa ojituksesta kuluvan ajan myötä (Nieminen ym. 2017a, 2018c). Ojituslisän suuruudessa on merkittävää maantieteellistä vaihtelua ja hehtaarikohtaisen ojitusli- sän on todettu kasvavan siirryttäessä pohjoisesta etelään eli lämpösumman kasvaessa. Alueel- lisesti metsätalouden kuormitus painottuu kuitenkin Pohjois-Suomeen, erityisesti Pohjois-Poh- janmaalle Perämeren valuma-alueelle, missä metsäojitettua suota on sekä pinta-alaltaan että maapinta-alaan suhteutettuna eniten (Finér ym. 2021). Ojituslisän syntymekanismeja tunnetaan huonosti. Yhtenä mahdollisena syynä on esitetty, että ensiojitus muuttaa valuntaoloja ja ravinnekiertoa siinä määrin, ettei kuormitus ojituksen jälkeen enää palaa luonnontilaisten soiden kuormituksen tasolle (Nieminen ym. 2020a, 2021ab). Esi- merkiksi luonnontilaiset minerotrofiset suot ovat pidättäneet kivennäisravinteita yläpuolisilta alueilta valuvista vesistä ja kerryttäneet niitä orgaanisen aineksen (turpeen) kertymän mukana (Sallantaus ym. 2022). Kun alue ojitetaan, suon elävä pintakerros menettää yhteyden valuma- alueeseensa ja vedet valuvat ojia pitkin vesistöihin ilman, että vesien mukana tulevat ravinteet voisivat pidättyä suokasvillisuuteen ja turpeeseen (Sallantaus 1988). Sallantauksen ym. (2022) kuudelta suoalueelta keräämän aineiston mukaan luonnontilainen minerotrofinen suo metsä- talouden piirissä olevalla valuma-alueella voi pidättää ravinteita niin merkittävästi, ettei veden laatu juurikaan eroa kokonaan luonnontilaisen valuma-alueen veden laadusta. Samalla alueella tehtyjen metsätaloustoimenpiteiden kuormitusvaikutukset saattavat myös ku- muloitua niin, että kuormitus päätyy toisiaan seuraavien metsätaloustoimenpiteiden jälkeen aina hieman aiempaa korkeammalle tasolle. Ojituksesta kuluvan ajan myötä puusto ja samalla Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 17 sen haihdunta kasvavat, jolloin suon vedenpinta laskee, syviinkin turvekerroksiin virtaa happea ja turpeen hajotus ja ravinteiden vapautuminen kasvavat (Sarkkola ym. 2010, Ojanen & Mink- kinen 2019, Nieminen ym. 2022). On myös mahdollista, että ilmaston lämpeneminen kiihdyttää orgaanisen aineen hajotusta ja siten myös ravinteiden vapautumista. Turpeen hävikki ojitetuilla soilla on sitä nopeampaa, mitä lämpimämpi on ilmasto (Hiraishi ym. 2014). Viime aikoina on myös keskusteltu puuston ja muun kasvibiomassan kasvun merkityksestä or- gaanisen hiilen kuormituksen lähteenä boreaalisen vyöhykkeen metsäisillä valuma-alueilla (Fin- stad ym. 2016, Kritzberg ym. 2020, Ŝkerlep ym. 2021, Nieminen ym. 2021a). Tämä ns. greening effect eli vihertymisteoria -teoria perustuu siihen, että metsäalueet ovat yleisesti vihertyneet eli metsäbiomassan määrä on kasvanut nopeasti ja metsät ovat kuusettuneet. Metsäkasvillisuus tuottaa helposti huuhtoutuvia hiiliyhdisteitä ja niiden tuotanto on suorassa suhteessa kasvilli- suuden määrään. Nieminen ym. (2021a) havaitsivat vesistöjen hiilipitoisuuksien kasvun korre- loivan valuma-alueen puuston määrän kanssa - ei niinkään ojitusten määrän kanssa. Ruotsissa tehdyn väitöskirjan mukaan (Ŝkerlep 2021) vesistöjen hiilipitoisuuksien kasvua ja vesistöjen tummumista ei voi selittää ottamatta huomioon metsäbiomassan kasvua eli vihertymisteoriaa. Viimeisimpien havaintojen mukaan myös typen ja fosforin pitoisuuksien kasvulla ojitusalueiden valumavesissä voi olla yhteys puustobiomassan määrän kasvuun ojitetuilla turvemailla (Niemi- nen ym. 2022). Jatkotutkimuksia kuitenkin tarvitaan, ennen kuin vesistöjen tummumisen ja oji- tuslisän syntymekanismit ymmärretään niin hyvin, että niitä vastaan voidaan kehittää vesien- suojelumenetelmiä. Tämänhetkisen tietämyksen mukaan pysyväisluonteinen ojituslisä muo- dostaa merkittävän osan metsätalouden kuormituksesta ja metsätaloudesta on siitä johtuen tullut monilla vesistöalueilla suurin ihmisperäinen kuormituslähde. Toisaalta tämä tarkoittaa sitä, että muiden metsätalouden kuormituslähteiden (avohakkuiden, lannoitusten, kunnostus- ojitusten) merkitys vesistökuormittajana on vähäisempi kuin aiemmin arvioitiin. Koska ojitusli- sän poistamiseen valumavedestä ei ole olemassa tehokkaita vesiensuojelumenetelmiä, aiheu- tuu tästä vesiensuojelutoimille haasteita. Sekä vesiensuojelumenetelmien että kuormituksen synnyn ehkäisykeinojen kehittämiseen tulisikin kiinnittää tulevaisuudessa nykyistä enemmän huomiota. Kuva 4. Luonnontilaista minerotrofista mäntyvaltaista varsinaista sararämettä (VSR) ja vastaava kasvupaikka n. 60 vuotta ojituksen jälkeen (oikea), jolloin kasvupaikka on muuttunut vähätuot- toisesta suosta runsaspuustoiseksi turvekankaaksi (Ptkg II). Samalla turpeen maatuneisuus on kasvanut. Lisääntyneellä puuston määrällä ja turpeen maatumisella on havaittu olevan yhteyttä ojitusalueilta tulevaan kasvaneeseen kuormitukseen. (Kuvat: Sakari Sarkkola) Boreaalisella vyöhykkeellä – etenkin Suomessa – soiden metsätalouskäytöllä on merkittäviä vaikutuksia vesistöjen hiilikuormiin ja siten vesistöjen tummumiseen. Erityisen hankalaksi on- gelman tekee se, että liuenneen orgaanisen aineen huuhtoutumisen torjumiseen ei ole Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 18 olemassa tehokasta menetelmää. Parhaana vesiensuojelumenetelmänä sekä turvetuotannossa että metsätaloudessa esitetään nk. pintavalutuskenttiä tai vesiensuojelukosteikkoja, joilla tar- koitetaan turvetuotantoalueen tai talousmetsän ja vesistön väliin perustettua ravinteita pidät- tävää kosteikkoa. Nämä kosteikot kyllä pidättävät kohtuullisen tehokkaasti metsäalueilta ja tur- vekentiltä huuhtoutuvaa partikkelimaista ainesta sekä fosforia ja typpeä, mutta ovat tehottomia torjumaan liuenneen orgaanisen aineen huuhtoutumista. Ojitetulle turvemaalle perustetut kos- teikot voivat toimia jopa kuormituslähteinä ainakin ensimmäisten perustamista seuraavien vuosien aikana ja ylipäätään kosteikot eivät juurikaan pidätä vesistöjä tummentavaa orgaanista ainetta tai toista tummumisen aiheuttajaa eli rautaa (Postila ym. 2014, Nieminen ym. 2020c). Vain kemiallisella puhdistuksella liuennut orgaaninen aine saadaan kokonaan vesistöistä pois, mutta sen käyttöä rajoittavat korkeat kustannukset. Myös kemiallista puhdistusta halvempien ratkaisujen kuten biohiilisuodattimien käyttöä on tutkittu ojavesien puhdistuksessa, mutta liuenneen orgaanisen hiilen poistaminen vaatii vielä lisätutkimuksia (Saarela ym. 2020). Mikäli liuenneen orgaanisen aineen ja raudan huuhtoutuminen edelleen jatkuu aiempaa suurempana, meidän on syytä varautua siihen, että tulevaisuudessa Suomen vesistöjen orgaanisen aineen ja raudan pitoisuudet voivat olla entistä korkeammat ja vesistöt voivat olla jopa vielä nykyistä tummempia. Hiilen hävikki voi tulevaisuudessa lisääntyä ilmaston muutoksen myötä myös luonnontilaisilta soilta, mikä voi edelleen johtaa myös liukoisen orgaanisen hiilen huuhtouman lisääntymiseen (Loisel ym. 2021). Avain ojituslisän torjuntaan saattaisi löytyä siitä, että kuivatustehokkuutta vähennetään ja/tai vedenpintaa tietoisesti nostetaan suometsässä. Ensimmäisten alustavien prosessipohjaisella SUSI-simulaattorilla Luonnonvarakeskuksessa tehtyjen mallinnusten perusteella orgaanisen hiilen vapautuminen turpeesta vähenee, kun kasvukauden keskivedenpintaa nostetaan lähelle 30 cm:n syvyyttä, mikä olisi vielä riittävä syvyys puuston suotuisan kasvun kannalta (Sarkkola ym. 2012). Tarvitaan kuitenkin vielä lisää ymmärrystä kuormituksen syntyyn vaikuttavista me- kanismeista ja prosesseista sekä empiiristä mallitulosten verifiointia ennen kuin voidaan antaa ohjeita kuivatussyvyyden säätelystä vesiensuojelumenetelmänä. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 19 4. Mikä on metsätalouden kokonaiskuormitus ja mihin laskenta perustuu? 4.1. Kuormituslaskentamenetelmät Metsätalouden vesistökuormitusta on perinteisesti arvioitu kolmella eri tavalla: i) nk. ominais- kuormituslukujen avulla, ii) erotusmenetelmällä eli vähentämällä metsätalouskäytössä olevien valuma-alueiden vesistökuormituksesta luonnontilaisten valuma-alueiden vesistökuormitus, ja iii) tilastollisilla ennustemalleilla. Nämä menetelmät on kuvattu yksityiskohtaisesti julkaisussa Nieminen ym. (2020b) ja tässä katsauksessa tukeudutaan pääosin heidän julkaisuunsa. 4.2. Ominaiskuormituslaskenta Ominaiskuormituslukuihin perustuva laskenta on ollut pitkään käytännössä ainoa menetelmä arvioitaessa metsätalouden aiheuttamaa vesistökuormitusta (Kenttämies 2006, Finér ym. 2010). Tämä tarkoittaa, että on kokeellisesti määritetty, paljonko eri metsätaloustoimenpiteet käsitte- lypinta-alaa kohden kasvattavat vesistökuormitusta käsittelemättömästä taustakuormitusta- sosta. Ominaiskuormitus ilmoitetaan kilogrammoina tai grammoina toimenpidehehtaaria koh- den vuodessa eli esim. kilogrammaa typpeä per uudistushakkuuhehtaari per vuosi. Kertomalla eri toimenpiteiden toteutuspinta-alat ominaiskuormitusluvuilla ja ottamalla huomioon kuormi- tuksen kesto vuosina, saadaan tietyn metsätalouden toimenpiteen vesistökuormitus tiettynä ajanjaksona. Laskemalla yhteen eri toimenpiteiden vesistökuormitusarviot saadaan arvio koko metsätalouden vesistökuormituksesta laskenta-alueella. Finér ym. (2010) arvioivat merkittävim- pien metsätaloustoimenpiteiden (kunnostusojitus, päätehakkuu, lannoitus) ominaiskuormitus- lukujen perusteella, että metsätalouden vesistökuormitus Suomessa olisi fosforin osalta noin 130 tonnia ja typen osalta noin 1 600 tonnia vuodessa. Ominaiskuormitusmenetelmän merkittävänä etuna on, että sillä pystytään tunnistamaan eri metsätaloustoimenpiteiden osuus metsätalouden kokonaiskuormituksesta ja voidaan ennus- taa kuormituksen muuttuminen metsätalouden käytäntöjen muuttuessa. Ominaiskuormituslu- kuihin perustuva arvio metsätalouden kokonaiskuormituksesta on kuitenkin osoittautunut muita arvioita selvästi alhaisemmaksi. Todennäköisenä syynä tähän on se, että ojituslisä puut- tuu ominaiskuormituslukuihin perustuvista arvioista. Ominaiskuormitusluvuilla voi syntyä muita laskentamenetelmiä alhaisempi kuormitusarvio myös siksi, että joillekin metsätaloustoi- menpiteille, kuten harvennushakkuille ei ole olemassa ominaiskuormituslukua. Finérin ym. (2010) arvioita selvästi suurempia arvioita ominaiskuormituslukuihin perustuen esit- tivät Lepistö ym. (2006) ja Kenttämies (2006). Heidän arvionsa olivat suurempia siksi, että aiem- milla vuosikymmenillä tehdyt ensiojitukset yhä vaikuttivat kuormitukseen toisin kuin myöhem- min tehdyssä Finérin ym. (2010) arviossa. Ominaiskuormituslukuihin perustuvassa laskennassa merkittäväksi ongelmaksi muodostuu myös metsätaloustoimenpiteiden aiheuttaman kuormituksen keston määrittäminen. Ominais- kuormitusluvut perustuvat tyypillisesti parittaisten valuma-alueiden koejärjestelyyn, jossa kah- den ominaisuuksiltaan mahdollisimman samankaltaisen valuma-alueen kuormitusta seurataan ennen toisen alueen käsittelyä ja sen jälkeen. Käsittelyn vaikutus lasketaan käsitellyn alueen kuormituksen ja vertailualueen kuormituksesta arvioidun ’laskennallisen taustakuorman’ väli- senä erotuksena. Koeasetelman sisäinen epävarmuus johtaa siihen, että kymmenen tai Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 20 kahdenkymmenen vuoden seurannan jälkeen havaitusta kuormituksesta ei voida useinkaan osoittaa, mikä osa valuma-alueelta tulleista ravinteista on peräisin käsittelystä ja mikä osa on taustakuormitusta (Laurén ym. 2009). Menetelmä ei siis ole erityisen tehokas arvioimaan met- sätaloustoimien pitkäaikaisvaikutuksia. 4.3. Erotusmenetelmä Metsätalouden vesistökuormitusta on tarkasteltu myös vertaamalla metsätalouskäytössä ole- via valuma-alueita luonnontilaisiin alueisiin. Metsätalouskäytössä olevien valuma-alueiden vuotuinen typpikuormitus on eri tutkimuksissa vaihdellut 1,9–2,3 kg ha-1 välillä (Kortelainen & Saukkonen 1998, Vuorenmaa ym. 2002, Finér ym. 2018, Aaltonen ym. 2021) ja fosforikuormitus 0,08–0,10 kg ha–1 välillä (Löfgren & Olsson 1990, Kortelainen & Saukkonen 1998, Vuorenmaa ym. 2002, Finér ym. 2018, Aaltonen ym. 2021). Luonnontilaisilla valuma-alueilla vuotuinen typ- pikuormitus on taas ollut 1,3–1,43 kg ha-1 ja vuotuinen fosforikuormitus noin 0,05 kg ha-1 (Mattsson ym. 2003, Kortelainen ym. 2006, Aaltonen ym. 2021). Ottamalla huomioon metsä- maan ala (22,2 milj. ha) ja vähentämällä edellä esitetyistä metsätalouskäytössä olevien alueiden kuormituksista luonnontilaisten alueiden kuormitukset vuotuiseksi metsätalouden typpikuor- mitukseksi Suomessa saadaan 11 000–18 000 tonnia ja fosforikuormitukseksi 700–1 100 tonnia. Vastaavalla tavalla, mutta jonkin verran alhaisempaa metsämaan alaa (20 milj. ha) käyttäen, Kenttämies ym. (2006) laskivat, että metsätalouden vuotuinen typpikuormitus olisi noin 10 000 tonnia ja fosforikuormitus 800 tonnia. Erotusmenetelmää käytettäessä ongelmana on, että metsätalouskäytössä olevien ja luonnon- tilaisten alueiden tulisi vastata toisiaan esimerkiksi kasvupaikkojen osalta. On kuitenkin toden- näköistä, että metsätalouskäytössä olevat alueet ovat yleensä ravinteikkaampia kuin luonnon- tilaisiksi jätetyt alueet, ja ravinteikkailla alueilla ravinnekuormat voivat luontaisestikin olla suu- remmat kuin viljavuudeltaan karummilla alueilla. Toisaalta täysin luonnontilaisia alueita ei enää ole, eli vertailussa luonnontilaisina pidettyjen alueiden kuormitus voi olla todellista luonnonti- laa korkeampaa siksi, että niilläkin on aiempaa metsätalouden vaikutusta. Erotusmenetelmää käytettäessä tämä tekijä vähentää metsätalouden havaittua merkitystä todelliseen kuormituk- seen verrattuna. Erotusmenetelmän selvänä heikkoutena on myös, ettei merkittävimmistä kuormittavista toimenpiteistä tai kuormituksen syistä saada käsitystä. Erotusmenetelmän etuna ominaiskuormitusmenetelmään verrattuna on, että laskettuun kuormaan sisältyvät lähtökoh- taisesti kaikki metsätalouden toimenpiteet, mukaan lukien harvennushakkuut ja aikaisempien uudisojitusten aiheuttama nk. ojituslisä (Nieminen ym. 2020b). Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 21 Taulukko 1. Eri laskentamenetelmiin perustuvat metsätalouden valtakunnalliset typpi- ja fos- forikuormitusarviot. lasketuista valtakunnallisista metsätalouden typpi- ja fosforikuormitusar- vioista. Niemisen ym. (2018a, 2020a) tulokset ovat pelkästään ojitusalueille, muut luvut koko metsäalalle (22,2 milj. ha). Menetelmä Viite N, Mg a–1 P, Mg a–1 Ominaiskuormitus Finér ym. (2010) 1 600 130 Kenttämies (2006)* 4 500–7 100 550–800 Lepistö ym. (2006) 11 000 Erotusmenetelmä Nieminen ym. (2020b) 11 000–18 000 700–1 100 Tilastolliset ennustemallit Nieminen ym. (2018) 13 000 Finér ym. (2020) 7 300 440 Nieminen ym. (2020a) 8 500 585 Finér ym. (2021) 8 600 620 *) Korkeampi arvio on vuodelle 1977, alempi arvio vuodelle 1993. 4.4. Kuormituksen laskenta tilastollisten mallien avulla Kolmas menetelmä kuormituksen arviointiin on ollut tilastollinen mallinnus (regressio), jossa tuotetuilla malleilla lasketaan valumaveden ravinnepitoisuuksien tai -kuormitusten riippuvuus valuma-alueen ominaisuuksia ja ilmastoa kuvaavista tekijöistä. Tilastolliseen kuormitusmallin- nukseen perustuvia laskelmia koko metsätalouden kokonaiskuormituksista ovat tehneet Finér ym. (2020, 2021) ja metsäojitettujen soiden kuormituksesta Nieminen ym. (2020a). Kummassa- kin tutkimuksessa selittävinä tekijöinä olivat ojitusalueen osuus valuma-alueen pinta-alasta ja sijaintia kuvaavana tunnuksena lämpösumma sekä Finérin ym. (2020, 2021) malleissa lisäksi soiden osuus valuma-alueen pinta-alasta. Fosforin ja orgaanisen hiilen osalta edellä mainitut mallit sisälsivät myös aikatekijän, eli mittausajankohta vaikutti fosfori- ja hiilipitoisuuksiin valu- mavedessä. Esitetyt mallit johtivat eriäviin arvioihin vuotuisesta vesistökuormituksesta. Niemi- sen ym. (2020) kuormitusarviot (typpi: 8 500 tonnia vuodessa, fosfori: 590 tonnia vuodessa) pelkille ojitusalueille (5,9 milj. ha) olivat suurempia kuin Finérin ym. (2020) arviot (typpi: 7 300 tonnia, fosfori: 440 tonnia) koko metsäalalle (22,2 milj. ha). Finérin ym. (2021) tutkimuksesta tehty täydennetty mallinnus ja sen pohjalta tehdyt uudet laskelmat tuottivat kuitenkin edellisiä (Finér ym. 2020) suurempia arvioita koko metsätalouden kuormituksesta (typpi: 8200 tonnia vuodessa, fosfori: 620 tonnia vuodessa). Nieminen ym. (2018) arvioivat metsäojitettujen soiden typpikuormituksen karkeasti Etelä- ja Pohjois-Suomelle mallilla, jossa selittävänä tekijänä sijainnin (lämpösumman) ja ojitusprosentin (ojitusalueiden osuus valuma-alueen pinta-alasta) lisäksi oli ojituksesta kulunut aika. Heidän arvionsa metsäojituksen typpikuormituksesta (ojituslisästä) oli noin 13 000 tonnia vuodessa. Suurempi kuormitus Niemisen ym. (2020a) esittämään arvioon verrattuna johtunee siitä, että em. tutkimuksessa käytettiin myös 100 % ojitusaluetta sisältäviä nk. keinotekoisia suo-ojien rajaamia valuma-alueita. Näillä keinotekoisilla valuma-alueilla ojitus on usein huomattavasti voimaperäisempää kuin luontaisilla topografisesti rajatuilla valuma-alueilla ja siksi ravinne- huuhtoumat voivat olla suurempia. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 22 Käytetyissä tilastollisissa laskentamalleissa sijainti (lämpösumma), suoala, ojitusala ja ojituk- sesta kulunut aika ovat ainoita kuormitusta selittäviä tekijöitä, eli mallit ovat vielä hyvin karkeita luotettavien alueellisten arvioiden tuottamiseen. Jatkossa tulisikin pyrkiä ennustemalleihin, jotka ottavat huomioon erilaiset ja eri osissa maata hyvinkin paljon vaihtelevat aluetekijät (maa- lajit, ojaverkoston kokonaismäärä, kasvupaikkatyypit, puuston määrä ja rakenne ym.) paremmin kuin tähän mennessä kehitetyt mallit. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 23 5. Metsätalouden vesistökuormituksen seuranta 5.1. Metsätalouden seurantaverkko Metsätalouden vesistökuormituksen seurantaan ja tulosten raportointiin velvoittavat useat sekä kansainväliset että kansalliset säädökset, sopimukset ja ohjelmat. Maa- ja metsätalousmi- nisteriön rahoittama ja Luonnonvarakeskuksen koordinoima Metsätalouden vesistökuormituk- sen seurantaverkko perustettiin 2014 perusteellisen selvitystyön jälkeen. Seuranta toteutetaan yhteistyössä Luonnonvarakeskuksen, Suomen ympäristökeskuksen, Metsähallituksen, ELY-kes- kusten ja Tapio Oy:n kanssa. Näytteenotto ja laboratorioanalyysit on pitkälti ulkoistettu yksityi- sille toimijoille. Metsätalouden vesistökuormituksen seurantaverkon muodostavat luonnon taustakuormituksen ja tavanomaisen metsätaloustoiminnan aiheuttaman kuormituksen seu- rantaan perustetut latvavaluma-alueet, joihin kuuluu 10 luonnontilaista ja 21 metsätalouskäy- tössä olevaa valuma-aluetta eri puolilla Suomea. Alueita valittaessa huomioitiin toiminta alu- eella, valtakunnallinen ja maaperällinen edustavuus, valuma-alueen koko ja metsänkäsittely- historia. Seurantaverkkoon valittiin alueita, joilla oli jo aiemmin tehty virtaama- ja/tai vedenlaa- tuseurantaa. Valintaperusteet esitetään tarkemmin julkaisussa Finér ym. (2012). Seurantaverkko palvelee sekä metsä- ja ympäristöhallinnon että käytännön tarpeita vesiensuo- jelutyön kehittämisessä. Verkon avulla voidaan tuottaa valtakunnalliset sekä vesienhoitoalue- ja jokivaluma-aluekohtaiset arviot metsätalouden aiheuttamasta kuormituksesta ja aineiston karttuessa seurata esim. muuttuvista ilmasto-oloista tai metsätalouden intensiteetin muutok- sista aiheutuvia trendejä. Tämä on tärkeää tunnistettaessa ja ennakoitaessa vesien laadussa tapahtuvia muutoksia sekä ennustettaessa tulevaa kehitystä mallintamisella. Seurantaverkko ei tuota tietoa yksittäisten metsätaloustoimenpiteiden kuten kunnostusojitusten tai hakkuiden aiheuttamasta kuormituksesta eikä eri vesiensuojelutoimenpiteiden tehosta. Näitä tarkastel- laan erillisissä tutkimushankkeissa. Seurantaverkko on keskeinen työkalu Kansallisen metsästrategian ja EU:n vesipolitiikan puite- direktiivin toteutumisen seurantaan ja toimenpideohjelmien vaikutusten arviointiin. Luonnon- tilaiset metsätalouskäytön ulkopuolella olevat alueet luovat vertailupohjan ihmistoiminnan ai- heuttamalle kuormitukselle. Resurssien aiheuttamien rajoitusten vuoksi alueiden lukumäärä on suhteellisen pieni, minkä johdosta valtakunnallisiin kuormitusarvioihin jää epävarmuutta (Aaltonen ym. 2021). Seuranta- verkon alueet kattavat koko Suomen ja maaperän ominais- ja erityispiirteet otettiin huomioon alueita valittaessa, mutta esimerkiksi rannikon sulfaattimaat, runsasfosforiset maat ja kalkkipe- räiset alueet tulivat huonosti edustetuiksi. Seurantaverkkoon ei myöskään löydetty sopivaa luonnontilaista valuma-aluetta Etelä-Suomen savimailta. Valuma-alueita oli seurattu 2–55 vuotta ennen niiden liittämistä seurantaverkkoon. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 24 Kuva 5. Metsätalouden seurantaverkon alueet. Kartasta poiketen Liuhapuron valuma-alue on siirtynyt luonnontilaisesta käsiteltyjen alueiden kategoriaan vuonna 2020. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 25 Seurantaverkon vedenlaadun seuranta perustuu manuaaliseen vesinäytteenottoon, jossa nou- datetaan SFS-standardeja (SFS-käsikirja 2010) ja ympäristöhallinnon ohjeita (Mäkelä ym. 1992, Kettunen ym. 2008, Näykki ym. 2013). Vesinäytteitä pyritään ottamaan patojen välittömästä läheisyydestä 25 kertaa vuodessa. Luonnonolosuhteiden mm. purojen jäätymisen tai kuivumi- sen takia näytteenottokertojen määrä jää jonkin verran tätä pienemmäksi. Näytteenotto ta- pahtuu virtaamapainotteisesti vuodenaikojen mukaan. Näytteistä mitataan lämpötila maas- tossa ja laboratoriossa määritetään pH, sameus, kiintoaine, kokonaisfosfori, fosfaattifosfori (suodatettu), kokonaistyppi, nitraatti- ja nitriittityppi, ammoniumtyppi, orgaaninen kokonais- hiili (TOC) ja kemiallinen hapenkulutus (CODMn). Analyysit tehdään suodattamattomista näyt- teistä lukuun ottamatta fosfaattifosforin määrityksiä. Näytteenottajat ja analyysilaboratoriot ovat sertifioituja ja analyysit akkreditoituja (Näykki ym. 2013). Virtaama- ja vedenlaatuaineisto- jen avulla lasketaan valuma-alueelta tuleva päivittäinen ja vuotuinen kuormitus eri aineille. Näytteiden otto, analyysit ja kuormalaskenta on kuvattu tarkemmin julkaisussa Finér ym. (2017). Valuma-alueiden puustotiedot saadaan Valtakunnan metsien monilähdeinventointitie- doista (MVMI) ja tiedot hakkuista, lannoituksista ja ojituksista kerätään Suomen metsäkeskuk- sesta ja alueellisista ELY-keskuksista kerran vuodessa. Metsätalouden vesistökuormituksen seurantaverkon päivittäiset ja vuosittaiset kuormitustie- dot ja valunnat ovat avoimesti saatavilla Metsätalouden vesistökuormituksen seurantaverkon datapalvelusta (https://metsainfo.luke.fi/fi/vesistokuormitukset). Tulokset lasketaan ja päivite- tään datapalveluun vähintään kerran vuodessa. Mittausaineistot ovat vapaasti saatavilla myös Ympäristötiedon hallintajärjestelmästä Hertasta: https://www.syke.fi/fi-FI/Avoin_tieto/Ymparis- totietojarjestelmat 5.2. Muut kuormitusseurannat Metsätalouden seurantaverkon lisäksi maa- ja metsätalouden kuormittamien vesien tilaa seu- rataan MMM:n rahoittamassa ns. MaaMet-seurantaohjelmassa. MaaMet-seuranta tuottaa val- takunnallisesti kattavaa tietoa hajakuormituksen vaikutuksista pinta- ja pohjavesien tilaan. Seu- rantaverkko on osa EU:n vesipolitiikan puitedirektiivin vaatiman vesienhoitoasetuksen toi- meenpanoa. Lainsäädännön mukaan hajakuormituksen vaikutuksia tulee seurata kohteissa, joissa kuormitus muodostaa merkittävän riskin vesien tavoitetilan eli hyvän ekologisen tilan heikkenemiselle. Seurannat painottuvat maatalousvaltaisille valuma-alueille ja pelkän metsäta- louden vaikutuksia ei ole mahdollista saada empiirisesti esiin mittauksista. Seurannan tuotta- maa tietoa käytetään useisiin tarpeisiin, etenkin maa- ja metsätalouden vesiensuojelun paran- tamiseen, hajakuormitettujen alueiden vesistöjen tilan arviointiin ja alueiden vesienhoidon suunnitteluun. Seurantatieto palvelee myös mm. nitraattidirektiivin velvoittamaa tiedonke- ruuta. Seurannan tuottamaa tietoa käytetään lukuisissa vesiensuojelua ja -hoitoa edistävissä tutkimus- ja kehityshankkeissa. Suomen ympäristökeskus vastaa seurannan koordinaa- tiosta yhteistyössä ELY-keskusten ja Luonnonvarakeskuksen kanssa. https://www.syke.fi/fi FI/Tutkimus__kehittaminen/Tutkimus_ja_kehittamishankkeet/Hankkeet/Maa_ja_metsatalou- den_kuormituksen_ja_sen_vesistovaikutusten_seuranta Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 26 Seurantaohjelmassa on neljä osaohjelmaa: 1. sisävesien ekologisen tilan seuranta. Seurantaan kuuluu biologisten tekijöiden, ravinteiden ja muu vedenlaadun seuranta. Seurantaa varten on perustettu seurantaverkko, johon on valittu koko maan alueelta 63 joki- ja 51 järvivesimuodostumaa. 2. Maatalouden kuormituksen seuranta jatkuvatoimisiin asemiin perustuen. Mittausasemia on kolme kappalaetta Lounais-Suomessa 3. Haitallisten aineiden, torjunta-aineiden ja raskasmetallien seuranta 4. Pohjavesien seuranta. Seurantaverkko on koottu pohjavesialueista, joilla harjoitetaan ravinnekuormitusta aiheuttavaa viljelyä ja/tai karjataloutta, sekä pohjavesialueista, joilla harjoitetaan tai on aikaisemmin harjoitettu turkistarhausta. Tämän lisäksi mukana on pohjavesialueita, joilla maataloustoiminnassa käytetyt kasvinsuojeluaineet ovat mahdollisesti aiheuttaneet pohjaveden huonon tilan. Maa- ja metsätalouden kuormituksen pohjavesiseurannan kohteena on ollut yhteensä yli 200 pohjavesialuetta. Vuosittain seurattavia pohjavesialueita on noin 50–70 kappaletta. Pelkästään metsätalousvaltaisten pohjavesialueiden vedenlaadun systemaattista seurantaa ei ole Suomessa tehty. Tältä osin nk. MEPO-työryhmä esitti, että metsätalouden pohjavesiseuran- toja tulisi lisätä ja kehittää mahdollisimman nopeasti (Britschgi ym. 2022). Yhtäältä tämä tar- koittaa lisäresurssien ohjaamista luotettavaan pitkäaikaisseurantatiedon keräämiseen. Toisaalta olisi syytä pohtia muitakin uusia täydentäviä menetelmiä, kuten kansalaisseurantaan pohjaa- vien menetelmien kehittämistä myös vesien laadun seurantaan. Olisi tärkeää tutkia, miten ais- tinvaraisiin maallikkohavaintoihin pohjautuvaa vesien laadun ja sen muutosten seurantaan liit- tyvää subjektiivisuutta voitaisiin vähentää. Esimerkiksi vesistöjen tummumiskehityksestä ja äkil- lisistä veden laadun heikkenemisistä olisi todennäköisesti helposti saatavissa ihmisten havain- nointiin perustuvaa tieteellisestikin käyttökelpoista tietoa, mikäli menetelmiä kehitettäisiin (esi- merkiksi luokitus veden värille ym.). Kaiken kaikkiaan metsätalouden vesistövaikutusten seuranta on erittäin tärkeää paitsi kuormi- tusmäärien laskennan, ilmaston muutoksen vaikutusten arvioinnin ja vesienhoidon suunnitte- lun kannalta, myös tulevien näköpiirissä olevien tarpeiden, kuten vireillä olevan EU:n ennallis- tamisasetuksen toimeenpanon kannalta. Seurannat mahdollistavat mm. sisävesien ennallista- mistavoitteiden toteutumisen arviointiin liittyvien velvoitteiden täyttämisen. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 27 6. Vesistökuormitus Kansallisessa metsästrategiassa Tällä hetkellä voimassa olevassa metsästrategiassa (Kansallinen metsästrategia 2025) on useita metsäluonnon monimuotoisuutta sekä ekologista ja sosiaalista kestävyyttä kuvaavia mittareita, joiden perusteella seurataan metsästrategian toteutumista. Metsätalouden vaikutuksia pinta- vesien laatuun kuvataan yhdellä tunnuksella, jonka avulla seurataan metsätalouden aiheutta- man kiintoainekuormituksen määrää sekä asetetaan tavoite sen pienentymiselle (pienentymi- nen tasosta 57 000 tn/vuosi). Kiintoainekuormitus vedenlaadun mittarina on aiemmin ollut pe- rusteltua, koska sitä on pidetty tärkeimpänä kuormituksen aiheuttajana metsätalousvaltaisilla valuma-alueilla. Kiintoainekuormitukseen voidaan myös vaikuttaa suhteellisen helposti vesien- suojelutoimenpitein ja kuormitukselle voidaan asettaa määrällisiä vähennystavoitteita täsmäl- lisemmin kuin muille aineille. Kiintoainekuormituksen vähentämisessä onkin onnistuttu tavoit- teiden mukaisesti ja kiintoainekuorma on laskussa - ei vähiten siksi, että kunnostusojitusten toteutusmäärät ovat vähentyneet ja vähenevät jatkossa edelleen. Ottaen huomioon uudet tie- dot erityisesti ensiojituksen pitkäaikaiskuormituksesta ja toisaalta muuttuvan ilmaston, puus- tobiomassan ja turpeen hajotuksen vaikutuksesta kuormitukseen, kiintoainekuormituksen suh- teellinen merkitys tulee edelleen vähenemään. Sen sijaan rehevöitymistä aiheuttavien ravinne- kuormien, tärkeimpinä typpi ja fosfori sekä veden tummumiseen vaikuttavien aineiden merki- tys suhteessa kiintoaineeseen on kasvanut ja tulee edelleen kasvamaan. Kaikkiin näihin aineisiin metsätaloustoimilla on sekä välitöntä lyhytaikaista (esim. hakkuut, kunnostusojitukset) että epäsuorempaa pitkäaikaista (ojituslisä) vaikutusta. Näiden aineiden kuormituksen syntyproses- sit metsämaissa ovat myös usein voimakkaasti sidoksissa toisiinsa. Kiintoaineen suhteellisen merkityksen vähetessä rehevöitymiseen ja veden väriin vaikuttavien aineiden huomioon otta- minen olisi välttämätöntä, jotta strategia olisi ylipäänsä uskottava vedenlaadun parantamisen ja vesienhoidon tehostamisen kannalta. Mikäli uusia kuormitustekijöitä otetaan mukaan uusiksi indikaattoreiksi, on kuitenkin tiedostet- tava, että niitä ei voida käsitellä samalla tavoin kuin kiintoainekuormituksen indikaattoria. Mää- rällisten vähennystavoitteiden asettaminen on käytännössä mahdotonta tiedon puutteen takia. Erityisesti tämä koskee ojituslisän torjumista ja vesistöjen tummumiskehitykseen vaikuttamista. Ojituslisän torjumiseksi ei toistaiseksi ole olemassa vesiensuojelukeinoja. Kun metsätalouden vaikutusta vesistöjen tummumiseen ei voida erottaa muista tummumista kiihdyttävistä teki- jöistä (ilmaston muutos, happaman laskeuman väheneminen), määrällisten tavoitteiden asetta- minen metsätaloudelle vesistöjen tummumiskierteen torjumiseksi ei myöskään ole mahdollista. Puhuttaessa vesistökuormituksesta ja vesiensuojelusta, huomio on perinteisesti kohdistunut metsätalouden aiheuttamaan määrälliseen kuormitukseen, jota on verrattu esimerkiksi luon- non taustahuuhtoumaan ja sillä perusteella on arvioitu kuormituksen suuruutta ja haitallisuutta. Tämä on verraten mielekästä esimerkiksi kiintoaineen kohdalla. Mitä suurempi kiintoaine- kuorma sitä enemmän tapahtuu esimerkiksi vesistöjen täyttymistä ja liettymistä. Sen sijaan esi- merkiksi vesistöjen tummumisen ja veden värin kohdalla metsävaluma-alueelta valuvien vesien hiilipitoisuuksien merkitys voi korostua hiilikuormitusta enemmän. Esimerkiksi kirkasvetisissä vesistöissä pienikin lisäys orgaanisen hiilen määrässä (pitoisuus vedessä) voi tuottaa merkittä- vän vaikutuksen veden väriin, vaikka kuorma suhteessa luonnon taustakuormaan ei kasvaisi- kaan merkittävästi. Myös huuhtoutuvan orgaanisen hiilen laatu vaikuttaa veden väriin siitä riip- puen, minkälainen on sen sisältämien humushappojen jakauma. Elävää kasvibiomassaa sisältä- västä humukerroksesta liikkeelle lähtevä orgaaninen aines on vaaleampaa kuin esimerkiksi maatuneesta turpeesta lähtevä orgaaninen aines ja jälkimmäisen vaikutukset vesistön laatuun voivat näkyä jo suhteellisen pieninä määrinä vesistön koosta ja tilasta riippuen. Pitoisuuksien Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 28 tarkastelu ja niiden alentamiseen tähtäävät toimenpiteet ovat entistä tärkeämpiä muuttuvassa ilmastossa, ja niihin tulisi kuormien ohella kiinnittää huomiota ja tehdä niihin liittyvää seurantaa. Millä tavoilla fosforin, typen ja orgaanisen hiilen kuormitukseen tavoitteenasettelun voisi tehdä ja miten siihen voitaisiin vastata strategian voimassaolon aikana? Suomen solmimien sopimus- ten, vesienhoidon tavoiteohjelmien ja suunnitelmien lähtökohta on vesistöjen tilan parantami- nen eli vesistökuormituksen pitäisi vähentyä jatkossa. Metsätaloudessa voidaan vaikuttaa vain siihen osaan kuormituksesta, jonka voidaan kiistattomasti osoittaa aiheutuvan metsätalouden toimenpiteistä. Toisaalta on tiedossa, että metsätalouden kuormitusmekanismeissa ja -läh- teissä on eroja: kuormitusta syntyy aktiivisista metsissä tehtävistä toimenpiteistä (hakkuut, kun- nostusojitukset, lannoitukset), mutta myös vanhoilta ojituksilta ojituslisän muodossa. Aktiivi- sista metsätaloustoimista aiheutuvaan kuormitukseen voidaan vaikuttaa vesiensuojelutoimin, mutta ojituslisän vaikutusten torjuntaan ei nykytiedon perusteella kyetä. Kuitenkin ojituslisä muodostaa merkittävän metsätalouden kuormituksesta. Jotta kuormituksen vähentämisessä edistyttäisiin, on selvää, että ojituslisän torjumiseen tähtäävää tutkimusta ja kehitystoimintaa tulisi edistää. Mahdollisina ojituslisän torjumiseen tähtäävinä toimenpiteinä voisivat tulla kysy- mykseen esimerkiksi kunnostusojitusten tarkempi suuntaaminen vain kaikkein tarkoituksen- mukaisempiin kohteisiin, ojituksen intensiteetin vähentäminen esimerkiksi matalammalla ojasyvyydellä ja korvaamalla kunnostusojituksia tuhkalannoituksella. Tuhkalannoituksen pitkä- aikaisvaikutuksista maaperän eliöstön rakenteeseen ja hajotustoimintaan on niukasti tietoa ja optimaalinen annosmäärä, jolla olosuhteita kuten maan pH:ta ei muuteta liikaa, voi olla eri kuin teknistaloudellinen levityksen kannattavuuteen perustuva annosmäärä. Muhoksen Leppinie- men 50 vuotta vanha tuhkalannoituskoesarja on esimerkki, jolla suurilla puuntuhkamäärillä (8 ja 16 tn ha-1) turpeen hajotus on saatu kiihtymään, sen sisältämät typpivarastot on vapautettu puuston käyttöön, ja kasvupaikka on muuttunut lähes avosuosta hyvätuottoiseksi (puustoa 360–470 m3 ha-1) turvekankaaksi (Moilanen ym. 2002). Toisaalta ei ole tietoa siitä, miten kyseinen tuhkalannoitus on vaikuttanut ympäristöön, esimerkiksi kasvihuonekaasu- ja vesistöpäästöihin. Ratkaisun avaimet ovat vaikuttaminen erityisesti turpeen hajoamisen ja ravinteiden vapautu- misen hillitsemiseen kaikissa toimenpiteissä. Sitä voidaan edistää välttämällä ojien syventä- mistä tai aktiivisesti nostamalla vedenpintaa eli kasvattamalla puuta vesitaloudeltaan nykyistä märemmissä olosuhteissa, mutta kuitenkin niin, että märkyys ei vielä haittaa liikaa puun kasvua (esim. jatkuvapeitteinen kasvatus, kunnostusojituksista pidättäytyminen, ojien padottaminen). Välttämällä ojituksia voisi turpeen hajotuksen lisäksi vähetä myös toinen mahdollinen ojitusli- sän lähde eli ojaeroosio. Sitä, kuinka paljon näillä toimilla voitaisiin vähentää ojituslisän muo- dossa syntyvää kuormitusta, ei kuitenkaan tiedetä. Tästä syystä määrällisten kuormituksen vä- hennystavoitteiden asettaminen on nykytilanteessa hyvin vaikeaa. Olisi myös tiedostettava, että puustomäärän kasvun lisääminen, joka on tavoiteltavaa taloudel- lisesta ja mm. puuston hiilivaraston lisäämisen näkökulmasta voi johtaa vesistöjen tummumi- seen (ks. Nieminen ym. 2021). Soiden ennallistamisen lisääminen vähentää pitkällä tähtäimellä vesistökuormitusta ja lopulta poistaa ojituslisän. Tutkittua tietoa ennallistamisen pitkäaikaisvai- kutuksista on vielä niukasti. On kuitenkin ilmeistä, että pitkällä aikajaksolla ennallistaminen on hyvin hyödyllistä vesistöille. Näin on erityisesti silloin, kun ennallistetun suon avulla voidaan vähentää sen yläpuoliselta metsätalousalueella syntyvää kuormitusta. Ilmastonmuutos voi johtaa kuormituksen lisääntymiseen mm. sadannan kasvun myötä ja vah- vistusta tähän on saatu jo monista tutkimuksista. Vaikutuksissa voi kuitenkin olla suuriakin alu- eellisia eroja ja eniten valunnan lisääntymisellä olisi ennusteiden mukaan vaikutusta Pohjois- Suomessa (Lepistö ym. 2020). Turpeen hajoaminen voi kiihtyä ojitetuilla soilla keskilämpötilan noustessa (Minkkinen ja Ojanen 2020), mikä todennäköisesti lisää paitsi kasvihuonekaasu- Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 29 päästöjä myös vesistökuormitusta. Ojituslisän torjumiseen ja ilmaston muutokseen varautumi- seen liittyvän tutkimustiedon ollessa vielä hyvin puutteellista lähtökohdaksi metsätalouden kuormituksen torjunnassa tulisi asettaa, että kuormitukset tai pitoisuudet eivät kasvaisi metsä- talousalueilla nopeammin kuin luonnontilaisilla valuma-alueilla. Kunnianhimoisempi tavoite pyrittäessä vesipuitedirektiivin mukaiseen vesien hyvään tilaan voisi olla, että pitoisuudet ja kuormat metsätalousalueilla lähentyvät luonnontilaisten valuma-alueiden kuormia. Tällöin eri- tyisesti kuormitus- ja pitoisuusseurannan merkitys korostuu. Mittareiden seuranta olisi tarkoituksenmukaisinta kiinnittää metsätalouden seurantaverkon seurantaan ja mahdollisiin muihin pitkäaikaisiin vesistöseurantoihin Pitkäaikainen seuranta on nykytiedon perusteella ainoa mahdollisuus todentaa se, saavutetaanko metsätaloudessa pääs- tövähennyksiä vai kasvavatko päästöt vääjäämättä esimerkiksi siksi, että ilmaston muutos kas- vattaa huuhtoumia enemmän ojitetuilta kuin luonnontilaisilta soilta. Päästövähennyksiä voi- daan arvioida myös mallintamalla, mutta silloinkin tarvitaan empiiristä seurantaa mallitulosten validoimiseksi ja mallien kehittämiseksi. Ongelmana seuranta-aineistoissa määrällisten päästövähennysten asettamisen näkökulmasta on kuitenkin se, että useimmat seuranta-aineistot ovat vielä toistaiseksi niin lyhytkestoisia (ml. Metsätalouden seurantaverkko), ettei niillä voida todentaa ajallisia muutoksia ravinne- ja hiili- pitoisuuksissa tai -kuormituksissa. Hyvää pitkäaikaista vedenlaatuaineistoa on olemassa vain hyvin harvoilta metsävaluma-alueilta. Samoin ongelmana on, että vesien laatu todennäköisesti reagoi hitaasti metsätalouden käytäntöjen muuttumiseen, esimerkiksi vesiensuojelun tehosta- miseen. Siksi, mikäli vesiensuojelun tehostamisen tai metsätalouden käytäntöjen muuttumisen (esim. jatkuvapeitteinen kasvatus ojitetuilla soilla) vesistövaikutuksia halutaan arvioida määräl- lisesti, joudutaan siltä osin tukeutumaan mallintamiseen. Tarkkoja määrällisiä tavoitteita ve- siensuojelulle ei ehkä siksi kannata antaa, vesien laadun paraneminen on sellaisenaan jo haas- tava tavoite tilanteessa, jossa ilmaston muutos todennäköisesti tulee heikentämään tilannetta. Jotta metsätalouden vesistövaikutukset tulisivat riittävän kattavasti huomioiduksi, kuormitusta koskevia mittareita olisi syytä olla ainakin kolme, jotka kuvaavat vesistöjen liettymistä, rehevöi- tymistä ja tummumista. Näitä ilmentävät parhaiten edellä mainitut kiintoaine, kokonaistyppi, kokonaisfosfori ja orgaaninen kokonaishiili (tai liukoinen orgaaninen hiili). Mittareiden seuran- nan rungon muodostaisi metsätalouden vesistökuormituksen seurantaverkon karttuva seuran- tatieto. Metsätalouden aktiivitoimenpiteiden aiheuttaman kuormituksen ohella seurannassa ja laskelmissa tulisi ottaa huomioon ojituksen aiheuttama lisäkuormitus ja siinä tapahtuvat muu- tokset suhteessa luonnontilaiseen taustahuuhtoumaan, jotka on laskennallisesti mahdollista ir- rottaa valuma-alueelta tulevista kokonaiskuormista, kun valuma-alueella tehdyt toimenpiteet tiedetään. Kuormituksen muutosten seurannassa kertyvien aikasarjojen tuottama trenditieto olisi avainasemassa arvioitaessa metsätalouden vaikutuksia kuormitustrendeihin mm. ilmas- tonmuutoksen vaikutukset huomioiden. Seurantaverkon tuottaman tiedon täydentämiseen ja muutosten havainnointiin olisi tarpeellista kehittää uusia menetelmiä. Kuormituksen seurannan lisäksi olisi myös tarpeen seurata vesiensuojelumenetelmien määrää, joilla kuormituksen vähenemiseen pyritään. EU:n vesipuitedirektiivin (VPD) toteuttamiseen liit- tyvissä alueellisissa vesihoitosuunnitelmissa menetelmien määrää, kuten päätehakkuissa jätet- tävien purojen suojavyöhykkeiden pituuksia (km) on vuositasolla arvioitu. Toteutuneet mene- telmät kuten suojavyöhykkeiden pituus, leveys ja niillä tehdyt metsänkäsittelytoimet eivät kui- tenkaan rekisteröidy paikkatietoaineistoihin, jolloin niiden toteutumista on vaikea seurata. Suo- metsien hoitohankkeisiin kuten ojien kunnostuksiin vaaditaan suunnitelmat vesiensuojelume- netelmistä, joten toteutuneiden vesiensuojeluratkaisujen määrää on turvemetsien osalta hel- pompi arvioida. Vesiensuojelusuunnitelman vaatiminen kaikkiin metsänhoitotoimiin sekä kan- gas- että turvemailla voisi tehostaa vesiensuojelua ja vähentää kuormitusta. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 30 7. Johtopäätökset ja kehitysehdotukset Tuoreen tutkimustiedon valossa metsätalouden aiheuttama vesistökuormitus on huomatta- vasti suurempaa kuin arvioitiin vielä muutamia vuosia sitten (Finér ym. 2010), ja näyttää vahvasti siltä, että 1950–1980-lukujen laajamittaisten suo-ojitusten pitkäaikaisvaikutukset ovat tässä keskeisessä roolissa. Tarkentunut arvio kertoo siitä, että aiemmin ojituksen pysyväluonteista kuormitusta ei osattu ottaa huomioon ominaiskuormitukseen perustuvissa laskelmissa (Finér ym. 2010). Arvioiden tarkentumisesta huolimatta käsitykset metsätalouden vesistökuormituk- sesta ja sen kehityksestä vaihtelevat yhä huomattavasti, ja on selvää, että kuormituslaskentaa on edelleen kehitettävä. Tärkeintä olisi kuitenkin pyrkiä lisäämään ymmärrystä vesistökuormitukseen vaikuttavista teki- jöistä ja niiden välisistä vuorosuhteista ojitetuilla soilla. Paitsi että ojituksen vesistökuormitus on nykytiedon valossa aiemmin arvioitua selvästi suurempaa ja kattaa metsätalouden koko- naiskuormituksesta merkittävän osan, useat tutkimustulokset viittaavat siihen, että erityisesti hiili- ja typpihuuhtoumat ovat edelleen kasvussa (Nieminen ym. 2017a, 2018c, Asmala ym. 2019, Räike ym. 2020). Vesiensuojelullisesti merkittävä ongelma on, ettei tiedetä, miksi kuor- mitukset ovat aiemmin arvioitua suuremmat ja edelleen kasvavat. Metsätalouden kuormituksen keskeisiä vähentämiskeinoja ovat: • Suunnittelun parantaminen (käsittelytoimenpiteiden ajoitus ja suuntaaminen, vesiensuojelumenetelmien oikea valinta ja mitoitus) • Kuormituksen synnyn ehkäisy: kunnostusojitusten välttäminen ja keventäminen, vedenpinnan nosto patoamalla tai suosimalla jatkuvapeitteistä kasvatusta • Ennallistamistoimet: soiden ennallistamisen lisääminen (vähentää kuormitusta pitkällä tähtäimellä, vaikka aluksi kuormitus voikin kasvaa), metsä- ja suopurojen ennallistaminen, vesienpalautus kuivahtaneille luonnontilaisille suoalueille Nieminen ym. (2020) esittävät, että todennäköisenä syynä on turpeen hajotuksen kiihtyminen, ja siitä seuraava ravinteiden ja hiilen mineralisoitumisen nopeutuminen. Ojituksesta kuluneen ajan myötä suon vedenpinta laskee puuston ja samalla sen haihdunnan kasvaessa (Sarkkola ym. 2010), ja turpeen hajotus on sitä nopeampaa, mitä syvemmällä vedenpinta on (Ojanen ja Minkkinen 2019). Tätä hypoteesia tukee tutkimus, jonka perusteella typen ja fosforin pitoisuu- det ojitettujen soiden valumavesissä ovat sitä suuremmat, mitä enemmän soilla on puustoa ja mitä pidemmälle turpeen maatuminen on edennyt (Nieminen ym. 2022). On myös mahdollista, että ilmaston lämpeneminen on kiihdyttänyt turpeen hajotusta erityisesti ojitetuilla soilla, joilla turpeen hajoaminen on sitä nopeampaa, mitä lämpimämpi on ilmasto (Hiraishi ym. 2014). Näi- den riippuvuuksien ymmärtäminen edellyttäisi, että turpeen hajotuksen ja hiili- ja ravinnehuuh- toumien välinen riippuvuus tunnettaisiin nykyistä paremmin. Ymmärryksen lisääminen on avain myös vesiensuojelun kehittämiseen ja ilmastonmuutokseen varautumiseen. Mikäli kasvavien ravinnekuormitusten taustalla on kiihtynyt turpeen hajotus, puuston kasvun ja turpeen hajotuksessa vapautuvien ravinteiden määräämä ravinnetase ja sen hallinta ovat avainasemassa kehitettäessä kuormitusta hillitseviä metsänhoito- ja vesien-suoje- lumenetelmiä. Nykyisen valuma-alueseurannan (mm. Metsätalouden vesistökuormituksen seu- rantaverkko) rinnalle tarvittaisiin kattavasti instrumentoituja intensiivialueita, joissa voidaan Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 31 syventyä suometsien ravinne- ja hiilikiertoon ja joilla voidaan kehittää vaihtoehtoisia metsän- hoitomenetelmiä sekä todentaa niiden ympäristövaikutukset. Jatkossa erityisesti metsäojituksen kuormitusvaikutuksiin tulisi kiinnittää entistä enemmän huomiota, mikäli vesistöjen ja pohjavesien vedenlaatua ja vesistöjen ekologiasta tilaa halutaan parantaa. Kansallisella metsästrategialla on oma merkittävä roolinsa metsien käytön kehityksen suuntaajana ja ”raamittajana”, vaikka strategialla ei voida suoraan vaikuttaakaan yksittäisen metsänomistajan päätöksentekoon eikä puumarkkinoihin. Nykyisessä metsästrategiassa kuor- mitusvaikutukset keskittyvät pelkästään kiintoaineeseen, joka kattaa vain pienen osan metsä- talouden kuormituksesta ja jonka merkitys on selvästi vähentynyt suhteessa metsätalouden aiheuttamaan ravinne- ja hiilikuormaan. Ottamalla jatkossa mukaan kuormitusmittareiksi kiintoaineen lisäksi metsätalousalueilta huuh- toutuva kokonaisfosfori, kokonaistyppi ja liukoinen orgaaninen hiili sekä kuormina että pitoi- suuksina voidaan kattaa tärkeimmät vesistöjen rehevöitymistä, liettymistä ja tummumista ai- heuttavat tekijät. Tiedon puutteen, kuormituksen luonteen ja riittävän hyvien vesiensuojelume- netelmien puutteen johdosta tarkkoja määrällisiä tavoitteita kuormituksen vähentämiselle ei ole tarkoituksenmukaista asettaa. Tavoitteena tai pikemminkin pyrkimyksenä tulisi kuitenkin olla metsätalouden kuormituksen vähentäminen erityisesti siksi, että metsätalousalueiden kuormitus on suurempaa kuin luonnontilaisten metsien ja soiden vesistökuormitus. Toisaalta on tunnustettava kuormituksen hallintaan liittyvä epävarmuus, joka on erilainen eri kuormitus- tekijöillä. Suurin epävarmuus liittyy orgaaniseen hiileen, jonka kuormituksen vähentämiseen on olemassa tällä hetkellä vähiten menetelmiä. Tärkeää olisi kuitenkin aktiivisesti seurata orgaani- sen hiilenkin kuormitusta ajantasaisesti sekä mahdollisia trendimuutoksia, jotta voitaisiin esi- merkiksi ennakoida tulevaa kuormituskehitystä. Ehdotetut kuormitusmittarit ja niiden ominai- suudet ja tavoitteet voisivat olla seuraavanlaisia: Kuormitusvaikutus Indikaattori Tunnus Vähimmäistavoite Sedimentaatio Kiintoaine Vuosikuorma Kuorma vähenee Rehevöityminen Kokonaistyppi- ja fosfori Vuosikuorma ja keskipitoisuus Metsätalouden aktiivitoiminen ai- heuttama kuorma vähenee Tummuminen Orgaaninen hiili (TOC) Vuotuinen keskip- itoisuus Ajantasainen kuormitusseuranta ja raportointi Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 32 Tutkimustarpeita metsätalouden vesistökuormituksesta • Ojitettujen soiden osalta tarvittaisiin tietoa erityisesti siitä, minkälaisella kasvatusketjulla vesistövaikutuksia voidaan parhaiten hallita (tutkitaan parhaillaan matalan ojasyvyyden vaikutusta ja tuhkalannoitusta kunnostusojituksen korvaajana sekä erilaisia jatkuvan kasvatuksen toimenpideketjuja) • Tuhkalannoituksen pitkäaikaisvaikutukset erityyppisillä turvemailla. Keskipitkän (10 vuoden) tutkimustuloksia huuhtoumista on vain rämemänniköistä. • Kangasmaiden lannoituksen osalta tarvittaisiin tutkimustuloksia muista kuin helposti huuhtoutuvaa nitraattia sisältävistä lannoitteista. Erityisesti orgaanista typpeä sisältävät kierrätyslannoitteet. • Vedenpinnan noston välittömistä ja pitkäaikaisvaikutuksista kuormitukseen metsänkasvatuksessa ojitetuilla soilla (vedenpinnan nosto ojia patoamalla ja tai jatkuvapeitteistä metsänkasvatusta harjoittamalla) • Uusia tehokkaampia vesiensuojelumenetelmiä kehitettävä • Ojitettujen soiden ennallistamisen pitkäaikaiset vesistövaikutukset • Seurantaverkon kehittäminen: Verkon täydentäminen ja kytkeminen kokeellisiin mittauksiin. Uusien kustannustehokkaiden seurantamenetelmien kehittäminen, kuten kansalaisseurantaan pohjautuva vedenlaadun tarkkailu. • Uutta pitkäaikaista vedenlaatudataa mallinnuksen kehittämisen pohjaksi prosessitason ymmärryksen lisäämiseksi Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 33 Viitteet Aaltonen, H., Tuukkanen, T., Palviainen, M., Laurén, A., Tattari, S., Piirainen, S., Mattsson, T., Ojala, A., Launiainen, S. & Finér, L. 2021. Controls of Organic Carbon and Nutrient Export from Unmanaged and Managed Boreal Forested Catchments. Water 13(17). 16 p. doi: https://doi.org/10.3390/w13172363 Ahti, E. 1987. Water balance of drained peatlands on the basis of water table simulation during the snowless period. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae 141. 64 p. Ahtiainen, M. 1990. The effects of clearcutting and forestry drainage on water quality of forest brooks. Vesi- ja Ympäristöhallinnon julkaisuja—sarja A 45. 122 p. Ahtiainen, M., & P. Huttunen. 1999. Long-term effects of forestry managements on water qual- ity and loading in brooks. Boreal Environment Research 4: 101–114. Asmala, E., Carstensen, J. & Räike A. 2019. Multiple anthropogenic drivers behind upward trends in organic carbon concentrations in boreal rivers. Environmental Research Letters 14. 10 p. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ab4fa9. Britschgi, R., Piirainen, S., Joensuu, S., Juvonen, J., Ala-aho, P., Karvonen, T., Kauppila, M., Kerä- nen, J., Marttila, H., Nieminen, M., Nieminen, T., Rintala, J., Ronkainen, T., Ronkanen, A- K., Rossi, P., Räsänen, T. & Tuominen, S. 2022. Metsätalouden pohjavesivaikutukset: MEPO-hankkeen loppuraportti 2021. Valtioneuvoston selvitys- ja tutkimustoiminnan julkaisusarja 2022:4. 183 s. Finér L., Lepistö A., Karlsson K., Räike A., Tattari S., Huttunen M., Härkönen L., Joensuu S., Kor- telainen P., Mattsson T., Piirainen S., Sarkkola S., Sallantaus T. & Ukonmaanaho L. 2020. Metsistä ja soilta tuleva vesistökuormitus 2020. Valtioneuvoston selvitys- ja tutkimus- toiminnan julkaisusarja 2020:6. 77 s. http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-287-826-7. Finér, L., Mattsson, T., Joensuu, S., Koivusalo, H., Laurén, A., Makkonen, T., Nieminen, M., Tattari, S., Ahti E., Kortelainen, P., Koskiaho, J., Leinonen, A., Nevalainen, R., Piirainen, S., Saare- lainen, J., Sarkkola, S. & Vuollekoski, M. 2010. Metsäisten valuma-alueiden vesistökuor- mituksen laskenta. Suomen ympäristö 10/2010. 33 s. http://hdl.handle.net/10138- /37973. Finér, L., Tuukkanen, T., Mattsson, T., Nieminen, M., Piirainen, S. & Tattari, S. 2018. Metsätalou- den vesistökuormituksen seurantaverkko tuottaa uutta tietoa hajakuormituksesta. Vesi- talous 2/2018: 10–12. Finér, L., Mattsson, T., Tattari, S., Joensuu, S. & Penttinen, J. 2012. Esitys maa- ja metsätalous- ministeriölle metsätalouden vesistökuormituksen seurannan järjestämisestä. Metlan työraportteja / Working Papers of the Finnish Forest Research Institute 226. 25 s. ISBN 978-951-40-2356-9 (PDF). http://www.metla.fi/julkaisut/workingpapers/2012/mwp-226.htm Finér, L., Piirainen, S., Launiainen, S., Laurén, A., Mattsson, T., Tattari, S. & Linjama, J. 2017. Met- sätalouden vesistökuormituksen seuranta- ja raportointiohjelma. Luonnonvara- ja bio- talouden tutkimus 21/2017. 13 s. Luonnonvarakeskus. Helsinki. https://jukuri.luke.fi/- handle/10024/538878 Finér, L., Lepistö, A., Karlsson, K., Räike, A., Härkönen, L., Huttunen, M., Joensuu, S., Kortelainen, P., Mattsson, T., Piirainen, S., Sallantaus, T., Sarkkola, S., Tattari, S. & Ukonmaanaho, L. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 34 2021. Drainage for forestry increases N, P and TOC export to boreal surface waters. Science of Total Environment 762: 144098. https://doi.org/10.1016/j.sci- totenv.2020.144098 Finstad, A., Andersen, T., Larsen, S., Tominaga, K., Blumentrath, S., de Wit, H.A., Tømmervik, H. & Hessen, D.O. 2016. From greening to browning: Catchment vegetation development and reduced S-deposition promote organic carbon load on decadal time scales in Nor- dic lakes. Scientific Reports 6: 31944. doi:10.1038/srep31944 Haahti, K., Marttila, H., Warsta, L., Kokkonen, T., Finér, L. & Koivusalo, H. 2016. Modeling sedi- ment transport after ditch network maintenance of a forested peatland. Water Resour- ces Research 52: 9001–9019. doi:10.1002/2016WR019442. Haapanen, M., Kenttämies, K., Porvari, P. & Sallantaus, T. 2006. Kivennäismaan uudistushakkuun vaikutus kasvinravinteiden ja orgaanisen aineen huuhtoutumiseen; raportti Kurussa ja Janakkalassa sijaitsevien tutkimusalueiden tuloksista. Suomen Ympäristö 816: 43–59. Hansen, K., Kronnäs, V., Zetterberg, T., Zetterberg, M., Moldan, F., Petterson, P. & Munthe, J. 2013. The effects of ditch cleaning on runoff, water chemistry and botany fauna in forest ecosystems. Rapport. IVL Svenska Miljöinstitutet AB. 108 s. Hiraishi, T., Krug, T., Tanabe, K., Srivastava, N., Baasansuren, J., Fukuda, M., Troxler, T.G. (toim.) 2014. Supplement to the 2006 IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories: wetlands. IPCC, Switzerland. https://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/wetlands/in- dex.html. Hynninen, A., Sarkkola, S., Laurén, A., Koivusalo, H. & Nieminen, M. 2011. Capacity of riparian buffer areas to reduce ammonium export originating from ditch network maintenance areas in peatlands drained for forestry. Boreal Environment Research 16: 430–444. Joensuu, S., Ahti, E. & Vuollekoski, M. 1999. The effects of peatland forest ditch maintenance on suspended solids in runoff. Boreal Environment Research 4: 343–355. Joensuu, S., Ahti, E. & Vuollekoski, M. 2001. Long-term effects of maintaining ditch networks on runoff quality. Suo-Mires and Peat 52: 17–28. Joensuu, S., Ahti, E. & Vuollekoski, M. 2002. Effects of ditch network maintenance on the chem- istry of runoff water from peatland forests. Scandinavian Journal of Forest Research, 17: 238–247. doi: 10.1080/028275802753742909. Joensuu, S., Vuollekoski, M. & Karosto, K. 2006. Long-term water quality impacts of ditch net- work maintenance. Teoksessa: Kenttämies, K. & Mattsson, T. (toim.). Metsätalouden ve- sistökuormitus. MESUVE-projektin loppuraportti. Suomen ympäristö 816: 83–90. Johnson, R. 1998. The forest cycle and low river flows: a review of UK and international studies. Forest Ecology and Management 109: 1–7. doi: https://doi.org/10.1016/S0378- 1127(98)00231-X Kaila, A., Asam, Z., Koskinen, M., Uusitalo, R., Smolander, A., Kiikkilä, O., Sarkkola, S., O'Driscoll, C., Kitunen, V., Fritze, H., Nousiainen, H., Tervahauta, A., Xiao, L. & Nieminen, M. 2016. Impact of re-wetting of forestry-rained peatlands on water quality—a laboratory ap- proach assessing the release of P, N, Fe, and dissolved organic carbon. Water, Air and Soil Pollution 227. 15 p. doi:10.1007/s11270-016-2994-9 Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 35 Kaila, A., Laurén, A., Sarkkola, S., Koivusalo, H., Ukonmaanaho, L., O’Driscoll, C., Xiao, L., Asam, Z. & Nieminen M. 2015. Effect of clear-felling and harvest residue removal on nitrogen and phosphorus export from drained Norway spruce mires in southern Finland. Boreal Environment Research. 20: 693-706. Kaila, A., Sarkkola, S., Laurén, A., Ukonmaanaho, L., Koivusalo, H., Xiao, L., O´Driscoll, C., Asam, Z., Tervahauta, A. & Nieminen, M. 2014. Phosphorus export from drained Scots pine mires after clear-felling and bioenergy harvesting. Forest Ecology and Management 325: 99–107. doi:10.1016/j.foreco.2014.03.025 Kenttämies, K. 2006. Metsätalouden fosfori- ja typpikuormituksen määritys. Teoksessa: Kenttä- mies K., Kettunen I., Mäkelä A. & Heinonen P. 2008. Vesistötietoa näytteenottajille. Ym- päristöopas. Suomen ympäristökeskus, Helsinki. 78 s. Koivusalo, H., E. Ahti, A. Laurén, T. Kokkonen, T. Karvonen, R. Nevalainen, M. & L. Finér. 2008. Impacts of ditch cleaning on hydrological processes in a drained peatland forest. Hy- drology and Earth System Science 12: 1211–1227. doi:10.5194/hess-12-1211-2008. Kortelainen, P., Mattsson, T., Finér, L, Ahtiainen, M., Saukkonen, S. & Sallantaus, T. 2006. Con- trols on the export of C, N, P and Fe from undisturbed boreal catchments, Finland. Aquatic Sciences 68: 453–468. https://doi.org/10.1007/s00027-006-0833-6. Kortelainen, P. & Saukkonen, S. 1998. Leaching of nutrients, organic carbon and iron from Finn- ish forestry land. Teoksessa: Wieder R.K., Novák M. & Černý J. (toim.). Biogeochemical investigations at watershed, landscape, and regional scales. Springer, Dordrecht. pp. 239–250. https://doi.org/10.1007/978-94-017-0906-4_23. Koskinen, M., Tahvanainen, T., Sarkkola, S., Walle-Menberu, M., Laurén, A., Sallantaus, T., Mart- tila, H., Ronkanen, A.-K., Parviainen, M., Tolvanen, A., Koivusalo, H. & Nieminen, M. 2017. Restoration of nutrient-rich forestry-drained peatlands poses a risk for high exports of dissolved organic carbon, nitrogen, and phosphorus. Science of the Total Environment 586: 858–869. doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.02.065 Kritzberg, E. & Ekström, S. 2011. Increasing iron concentrations in surface waters—A factor behind brownification? Biogeosciences Discussions 8: 12285–12316. doi: 10.5194/bgd- 8-12285-2011. Kritzberg, E.S., Hasselquist, E.M., Škerlep, M. et. al. 2020. Browning of freshwaters: Conse- quences to ecosystem services, underlying drivers, and potential mitigation measures. Ambio 49: 375–390. https://doi.org/10.1007/s13280-019-01227-5 Laiho, R. 1997. Plant biomass dynamics in drained mires in southern Finland—implication for carbon and nutrient balance. Dissertation, University of Helsinki. The Finnish Forest Re- search Institute, Research papers 631: 1–53. Loisel, J., Loisel, J., Amesbury, M.J., Magnan, G., Anshari, G., Beilman, D. W., Benavides, J.C., Blewett, J., Camill, P., Charman, D.J., Chawchai, S., Hedgpeth, A., Kleinen, T., Korhola, A., Large, D., Mansilla, C.A., Muller, J., van Bellen, S., West, J B., Yu, Z. & 50 muuta. 2021. Expert assessment of future vulnerability of the global peatland carbon sink. Nature Climate Change 11: 70–77+12 p. Laurén A., Heinonen J., Koivusalo H., Sarkkola S., Tattari S., Mattsson T., Ahtiainen M., Joensuu S., Kokkonen T. & Finér L. 2009. Implications of uncertainty in pre-treatment dataset on Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 36 estimation of treatment effects from paired catchment studies: loads of phosphorus from forest clear-cuts. Water, Air and Soil Pollution 196: 251–261. https://doi.org- /10.1007/s11270-008-9773-1. Lepistö, A., Granlund, K., Kortelainen, P. & Räike, A. 2006. Nitrogen in river basins: sources, retention in the surface waters and peatlands, and fluxes to estuaries in Finland. Science of the Total Environment 365(1–3): 238–259. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.- 2006.02.053. Lundin, L. & B. Bergquist. 1990. Effects on water chemistry after drainage of a bog for forestry. Hydrobiologia 196: 167–181. doi: https://doi.org/10.1007/BF00006108 Marttila, H., Karjalainen, S.-M., Kuoppala, M., Nieminen, M.L., Ronkanen, A.-K., Kløve B. & Hell- sten, S. 2018. Elevated nutrient concentrations in headwaters affected by drained peat- land. Science of the Total Environment 643: 1304–1313. https://doi.org/10.1016/j.sci- totenv.2018.06.278. Marttila, H. & Kløve, B. 2008. Erosion and delivery of deposited peat sediment. Water Resources Research 44: W06406. doi:10.1029/2007WR006486. Marttila, H. & Kløve, B. 2010a. Dynamics of erosion and suspended sediment transport from drained peatland forestry. Journal of Hydrology 388: 414–425. doi:10.1016/j.jhy- drol.2010.05.026. Marttila, H. & Kløve, B. 2010b. Managing runoff, water quality and erosion in peatland forestry by peak runoff control. Ecological Engineering 36: 900–911. doi:10.1016/j.eco- leng.2010.04.002. Marttila, H., Vuori, K.-M., Hökkä, H., Jämsen, J. & Kløve, B. 2010. Framework for designing and applying peak runoff control structures for peatland forestry conditions. Forest Ecology and Management 260: 1262–1273. doi:10.1016/j.foreco.2010.06.032. Mattsson, T, Finér, L., Kortelainen, P. & Sallantaus, T. 2003. Brookwater quality and background leaching from unmanaged forested catchments in Finland. Water, Air, and Soil Pollution 147: 275–297. https://doi.org/10.1023/A:1024525328220. Mattsson, T., Kortelainen, P. & Räike, A. 2005. Export of DOM from boreal catchments: impacts of land use cover and climate. Biogeochemistry 76: 373–394. doi: 10.1007/s10533-005- 6897-x Mäkelä, A., Antikainen, S., Mäkinen, I., Kivinen, J. & Leppänen, T. 1992. Vesitutkimusten näyt- teenottomenetelmät. Vesi- ja ympäristöhallinnon julkaisuja -sarja B nro 10. Vesi- ja ym- päristöhallitus, Helsinki. 87 s. Nieminen, M. & Ahti, E. 1993. Talvilannoituksen vaikutus ravinteiden huuhtoutumiseen karulta suolta. Folia Forestalia 814: 22 s. Nieminen, M. & Jarva, M. 2000. Dissolution of phosphorus fertilizers of differing solubility in peat soil: a field experiment on a drained pine bog. Scandinavian Journal of Forest Re- search 15(2): 267–273. https://doi.org/10.1080/028275800750015082. Nieminen, M., Ahti, E., Koivusalo, H., Mattsson, T., Sarkkola, S. & Laurén, A. 2010. Export of sus- pended solids and dissolved elements from peatland areas after ditch network maintenance in south-central Finland. Silva Fennica 44: 39–49. https://doi.org/ 10.14214/sf.161 Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 37 Nieminen, M., Moilanen, M. & Piirainen, S. 2007. Phosphorus allocation in surface soil of two drained peatland forests following wood and peat ash application - why effective ad- sorption in low sorptive soils? Silva Fennica 41(3): 395–407. doi:10.14214/sf.280 Nieminen, M., Laurén, A., Hökkä, H., Sarkkola, S., Koivusalo, H., Pennanen, T. 2011. Recycled iron phosphate as a fertilizer raw material for tree stands on drained boreal peatlands. Forest Ecology and Management 261: 105–110. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2010.09.036 Nieminen, M., Koskinen, M., Sarkkola, S., Laurén, A., Kaila, A., Kiikkilä, O., Nieminen, T.M. & Ukonmaanaho, L. 2015. Dissolved organic carbon export from harvested peatland for- ests with differing site characteristics. Water, Air and Soil Pollution 226: 181. doi 10.1007/s11270-015-2444–0 Nieminen, M., Sallantaus, T., Ukonmaanaho, L., Nieminen, T.M., Sarkkola, S. 2017a. Nitrogen and phosphorus concentrations in discharge from drained peatland forests are increas- ing. Science of the Total Environment 609: 974–981. https://doi.org/10.1016/j.sci- totenv.2017.07.210. Nieminen, M., Sarkkola, S. & Laurén, A. 2017b. Impacts of forest harvesting on nutrient, sedi- ment and dissolved organic carbon exports from drained peatlands: A literature review, synthesis and suggestions for the future. Forest Ecology and Management 392: 13–20. doi:10.1016/j.foreco.2017.02.046 Nieminen, M., Palviainen, M., Sarkkola, S., Laurén, A., Marttila, H. & Finér, L. 2018a. A synthesis of the impacts of ditch network maintenance on the quantity and quality of runoff from drained boreal peatland forests. Ambio 47: 523–534. doi: 10.1007/s13280-017-0966-y. Nieminen, M., Piirainen, S., Sikström, U., Löfgren, S., Marttila, H., Sarkkola, S., Laurén, A. & Finér, L. 2018b. Ditch network maintenance in peat-dominated boreal forests: Review and analysis of water quality management options. Ambio 47: 535–545. doi: 10.1007/s- 13280-018-1047–6 Nieminen, M., Sarkkola, S., Hellsten, S., Marttila, H., Piirainen, S., Sallantaus, T. & Lepistö, A. 2018c. Increasing and Decreasing Nitrogen and Phosphorus Trends in Runoff from Drained Peatland Forests – Is There a Legacy Effect of Drainage or Not? Water, Air, & Soil Pollution 229: 10 p. doi:10.1007/s11270-018-3945-4 Nieminen, M., Sarkkola, S., Haahti, K., Sallantaus, T., Koskinen, M. & Ojanen, P. 2020a. Metsäojitettujen soiden typpi- ja fosforikuormitus Suomessa. Summary: Forestry on drained peatlands as a source of surface water nitrogen and phosphorus in Finland. Suo-Mires and Peat 71: 1–13. Nieminen, M., Launiainen, S., Ojanen, P., Sarkkola, S. & Laurén A. 2020b. Metsätalouden vesis- tökuormitus: nykykäsitys ja tulevaisuuden menetelmäkehitys. Metsätieteen aikakaus- kirja 2020–10336. Katsaus. 9 s. https://doi.org/10.14214/ma.10336 Nieminen, M., Sarkkola, S., Tolvanen, A., Tervahauta, A., Saarimaa, M., & Sallantaus, T. 2020. Water quality management dilemma: Increased nutrient, carbon, and heavy metal ex- ports from forestry-drained peatlands restored for use as wetland buffer areas. Forest Ecology and Management 465. 9 s. doi:10.1016/j.foreco.2020.118089. Nieminen, M., Sarkkola, S., Hasselquist, E.-M. & Sallantaus, T. 2021a. Long-Term Nitrogen and Phosphorus Dynamics in Waters Discharging from Forestry-Drained and Undrained Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 38 Boreal Peatlands. Water air and soil pollution 232. 9 s. https://doi.org/10.1007/s11270- 021-05293-y Nieminen, M., Sarkkola, S., Sallantaus, T., Hasselquist, E. M. & Laudon, H. 2021b. Peatland drain- age - a missing link behind increasing TOC concentrations in waters from high latitude forest catchments? Science of the Total Environment 774. 7 s. doi: https://doi.org/- 10.1016/j.scitotenv.2021.145150. Nieminen, M., Hasselquist, E.M., Mosquera, V., Ukonmaanaho, L., Sallantaus, T. & Sarkkola, S. 2022. Post-drainage stand growth and peat mineralization impair water quality from forested peatlands. Journal of Environmental Quality 51: 1211–1221. doi: 10.1002/-jeq2.20412. Näykki, T., Kyröläinen, H., Witick, A., Mäkinen, I., Pehkonen, R., Väisänen, T., Sainio, P. & Luotola, M. 2013. Laatusuositukset ympäristöhallinnon vedenlaaturekistereihin vietävälle tie- dolle: vesistä tehtävien analyyttien määritysrajat, mittausepävarmuudet sekä säilytysajat ja -tavat. Ympäristöhallinnon ohjeita 4/2013. Ojanen, P. & Minkkinen, K. 2019. The dependence of net soil CO2 emissions on water table depth in boreal peatlands drained for forestry. Mires and Peat 24 article 27. 8 p. https://doi.org/10.19189/MaP.2019.OMB.StA.1751. Palviainen, M., Finér, L., Mannerkoski, H., Piirainen, S. & Starr, M. 2005. Responses of boreal forest ground vegetation species to clear-cutting – Aboveground biomass and nutrient contents during the first 7 years. Ecological Research 20: 652–660. doi: 10.1007/s11284- 005-0078-1. Palviainen, M., Finér, L., Laurén, A., Launiainen, S., Piirainen, S., Mattsson, T. & Starr, M. 2014. Nitrogen, phosphorus, carbon, and suspended solids loads from forest clear-cutting and site preparation: long-term paired catchment studies from Eastern Finland. Ambio 43: 218–233. doi 10.1007/s13280-013-0439-x. Palviainen, M., Laurén, A., Launiainen, S. & Piirainen, S. 2016. Predicting the export and concen- trations of organic carbon, nitrogen, and phosphorus in boreal lakes by catchment char- acteristics and land use: A practical approach. Ambio 45: 933–945. doi: 10.1007/s13280- 016-0789-2 Palviainen, M., Peltomaa, E., Laurén, A., Kinnunen, N., Ojala, A., Berninger, F., Zhu, X. & Pumpa- nen, J. 2022. Water quality and the biodegradability of dissolved organic carbon in drained boreal peatland under different forest harvesting intensities. Science of the To- tal Environment 806: 150919. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.150919 Piirainen, S., Domisch, T., Moilanen, M. & Nieminen, M. 2013. Long-term effects of ash fertili- zation on runoff water quality from drained peatland forests. Forest Ecology and Man- agement 287: 53–66. doi: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2012.09.014. Postila, H., Saukkoriipi, J., Heikkinen, K., Karjalainen, S.-M., Kuoppala, M., Marttila, H. & Kløve, B. 2014. Can treatment wetlands be constructed on drained peatlands for efficient purifi- cation of peat extraction runoff? Geoderma 228–229: 33–43. doi: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2013.12.008 Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 39 Prévost, M., Plamondon, A.P. & Belleau, P. 1999. Effects of drainage of a forested peatland on water quality and quantity. Journal of Hydrology 214: 130–143. doi: https://doi.org/- 10.1016/S0022-1694(98)00281-9. Rantakari, M., Mattsson, T., Kortelainen, P., Piirainen, S., Finér, L. & Ahtiainen, M., 2010. Organic and inorganic carbon concentrations and fluxes from managed and unmanaged boreal first-order catchments. Science of the Total Environment 408: 1649–1658. doi:10.1016/- j.scitotenv.2009.12.025. Räike, A., Taskinen, A. & Knuuttila, S. 2020. Nutrient export from Finnish rivers into the Baltic Sea has not decreased despite water protection measures. Ambio 19: 460–472. doi:10.1007/s13280-019-01217-7. Saarela, T., Lafdani, E.K., Laurén, A., Pumpanen, J. & Palviainen, M. 2020. Biochar as adsorbent in purification of clear-cut forest runoff water: adsorption rate and adsorption capacity. Biochar 2: 227–237. https://doi.org/10.1007/s42773-020-00049-z Saari, P. & Högmander, P. 2013. Metsätalouden ja turvetuotannon vesiensuojelun kehittämis- hanke - TASO. Metsätieteen aikakauskirja 2: artikkeli 6885. doi: https://doi.org/10.14214/ma.6885. Saarinen, M. & Silver, T. 2011. Pääravinnesuhteet ja kaliumin riittävyys karujen rämeiden ojitus- alueilla. Suo–Mires and Peat 62(1): 13–29. Sallantaus, T., Nieminen, M., Sarkkola, S. & Turunen, J. 2022. Ojittamattomien soiden vaikutus veden laatuun–suon nielut. Vesitalous 2/2022: 19–23. Sallantaus, T. 1988. Water quality of peatlands and man’s influence on it. Suomen Akatemian julkaisuja 5/1988: 80–98. Sarkkola, S., Hökkä, H., Koivusalo, H., Nieminen, M., Ahti, E., Päivänen, J. & Laine, J. 2010. Role of tree stand evapotranspiration in maintaining satisfactory drainage conditions in drained peatlands. Canadian Journal of Forest Research 40(8): 1485–1496. doi: https://doi.-org/10.1139/X10-084. Sarkkola, S., Koivusalo, H., Laurén, A., Kortelainen, P., Mattsson, T., Palviainen, M., Piirainen, S., Starr, M. & Finér, L. 2009. Trends in hydrometeorological conditions and stream water organic carbon in boreal forested catchments. Science of the Total Environment 408: 92–101. doi:10.1016/j.scitotenv.2009.09.008. Sarkkola, S., Nieminen, M., Koivusalo, H., Laurén, A., Kortelainen, P., Mattsson, T., Palviainen, M., Piirainen, S., Starr, M. & Finér, L. 2012. Trends in concentrations and export of nitrogen in boreal forest streams. Boreal Environment Research 17: 85–101. Sarkkola, S., Nieminen, M., Koivusalo, H., Laurén, A., Kortelainen, P., Mattsson, T., Palviainen, M., Piirainen, S., Starr, M. & Finér, L. 2013. Iron concentrations are increasing in surface wa- ters from forested headwater catchments in eastern Finland. Science of the Total Envi- ronment 463–464: 683–689. doi: 10.1016/j.scitotenv.2013.06.072. Sarkkola, S., Ukonmaanaho, L., Nieminen, T., Laiho, R., Laurén, A., Finér, L. & Nieminen, M. 2016. Should harvest residues be left on site in peatland forests to decrease the risk of potas- sium depletion? Forest Ecology and Management 374: 136–145. doi: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2016.05.004 Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 40 Saura, M., Sallantaus, T., Bilaletdin, Ä. & Frisk, T. 1995. Metsälannoitteiden huuhtoutuminen Kalliojärven valuma-alueelta. Teoksessa: Saukkonen, S. & Kenttämies, K. (toim.). Metsä- talouden vesistövaikutukset ja niiden torjunta. METVE-projektin loppuraportti. Suomen ympäristö 2: 87–104. Sirin, A., Vompersky, S. & Nazarov, N. 1991. Influence of forest drainage on runoff: Main con- cepts and examples from central part of the USSR European Territory. Ambio 20: 334– 339. JSTOR: http://www.jstor.org/stable/4313855. Škerlep, M. 2021. Changing land cover as a driver of surface water browning. Academic Disser- tation. Lund University. 65 p. Stenberg, L., Finér, L., Nieminen, M., Sarkkola, S. & Koivusalo, H. 2015. Quantification of ditch bank erosion in drained forested catchment. Boreal Environment Research 20(1): 1–18. Tuukkanen, T., Koivusalo, H., Marttila, H., Leinonen, A., Kløve, B., Laurén, A. & Finér, L. 2012. A GIS-based model for ditch erosion risk assessment in peatland forestry. Erosion and Sediments Yields in the Changing Environment (Proceedings of a symposium, Institute of Mountain Hazards and Environment, CAS-Chengdu, Kiina, 11–15 Lokakuuta 2012) IAHS Publ. 356: 221–227. Tuukkanen, T., Marttila, H. & Kløve, B. 2014. Effect of soil properties on peat erosion and sus- pended sediment delivery in peat extraction sites. Water Resources Research 50: 3523– 3535. doi:10.1002/2013WR015206. Tuukkanen, T., Stenberg, L., Finér, L., Marttila, H., Piirainen, S., Koivusalo, H. & B. Kløve. 2016. Erosion mechanisms and sediment sources in a peatland forest after ditch cleaning. Earth Surface Processes and Landforms 41: 1841–1853. doi:10.1002/esp.3951. Vuorenmaa, J., Rekolainen, S., Lepistö, A., Kenttämies, K. & Kauppila, P. 2002. Losses of nitrogen and phosphorus from agricultural and forest areas in Finland during the 1980s and 1990s. Environmental Monitoring and Assessment 76: 213–248. https://doi.org/- 10.1023/A:1015584014417. Väänänen, R., Hristov, J., Tanskanen, N., Hartikainen, H., Nieminen, M. & Ilvesniemi, H. 2008. Phosphorus sorption properties in podzolic forest soils and soil solution phosphorus concentration in undisturbed and disturbed soil profiles. Boreal Environment Research 13: 553–567. Ylitalo, E. (toim.) 2012. Metsätilastollinen vuosikirja 2012. Metsäntutkimuslaitos. Vammalan Kir- japaino Oy. 452 s. ISBN 978-951-40-2392-7. Yrjänä, T., Huhta, P.-L., Hartikainen, E., Moilanen, E., Tammela, S., Marttila, H., Klöve, B., Suur- kuukka, H., Virtanen, R. & Muotka, T. 2011. Liettyneiden metsäpurojen kunnostaminen. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2011 numero 2 artikkeli id 6644. doi: https://doi.org/10.14214/ma.6644. Åström, M., Aaltonen, E.-K. & Koivusaari, J. 2001a. Impact of ditching in a small forested catch- ment on concentrations of suspended material, organic carbon, hydrogen ions and met- als in stream water. Aquatic Geochemistry 57: 57–73. doi: https://doi.org/10.1023/A:1011337225681. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 96/2022 41 Åström, M., Aaltonen, E.-K. & Koivusaari, J. 2001b. Effect of ditching operations on stream- water chemistry in a boreal catchment. Science of the Total Environment 279: 117–129. doi: 10.1016/s0048-9697(01)00757-4 Åström, M., Aaltonen, E.-K. & Koivusaari, J. 2002. Impact of forest ditching on nutrient loadings of a small stream - a paired catchment study in Kronoby, W. Finland. Science of the Total Environment 297: 127–140. doi: 10.1016/s0048-9697(02)00129-8. Luonnonvarakeskus Latokartanonkaari 9 00790 Helsinki puh. 029 532 6000