© Natural Resources Institute Finland© Natural Resources Institute Finland
Markku Saarinen
Luonnonvarakeskus (Luke)
Turvemaiden ojitusalueiden
uudistaminen ja kasvatus
vesiensuojelun näkökulmasta
© Natural Resources Institute Finland© Natural Resources Institute Finland2
© Natural Resources Institute Finland© Natural Resources Institute Finland
50–60 vuotta sitten ojitetuilla soilla valumavesien typpi- ja fosforipitoisuudet voivat olla jopa
kahdesta kolmeen kertaa suurempia kuin 20–30 vuotta ojitettuna olleilla alueilla.
Aiempia arvioita suuremmat vesistökuormat merkitsevät sitä, että nykyiset
kuormituslaskelmat aliarvioivat metsätalouden vesistövaikutuksia Suomessa.
Nieminen M, Sallantaus T, Ukonmaanaho L, Nieminen TM & Sarkkola S. 2017: Nitrogen and phosphorus
concentrations in discharge from drained peatland forests are increasing. Science of the Total Environment 609:
974-981
© Natural Resources Institute Finland© Natural Resources Institute Finland4 16.1.2018
… ”Suomen raporteissa ilmoitetaan turvemaiden päästöksi nykyisellään noin 7 miljoonaa
hiilidioksiditonnia, kun Simolan tutkimuksissa on päädytty 33 miljoonaan tonniin. Ero selittyy
osaltaan sillä, että ’virallinen’ laskenta ei lainkaan ota huomioon hiilipäästöjä siltä yli miljoonan
hehtaarin alalta hukkaojitettuja soita”…
© Natural Resources Institute Finland
Metsänkäsittelyn vaikutukset turvemailla - mitä
ongelmia?
• Turvemaiden käytöstä suurempi kuormitus ilmakehään ja vesistöihin
kuin kivennäismailta
• Parhaat metsämaamme, runsasravinteiset, tuottoisat turvemaat:
– menettävät maaperän hiiltä koko ajan, sitä enemmän, mitä
syvemmällä vedenpinnan taso on
– uudistamisvaiheessa, kun vedenpinta nousee lähelle
maanpintaa, päästävät vesiin suuret määrät hiiltä ja ravinteita,
mm. fosforia; kuormat moninkertaisia kangasmaihin verrattuina
• Myös heikkotuottoisemmilta turvemailta pääsee uudistamisvaiheessa
vesiin hiiltä ja fosforia
• Kunnostusojitusten aiheuttama fosforikuorma on n. 50%, ja
kiintoainekuorma > 90% koko metsätalouden kuormituksesta
5 16.1.2018
© Natural Resources Institute Finland
Avohakkuu nostaa vedenpinnan tasoa
6 16.1.2018
Avohakkuu
Vedenpinnan taso kahdessa suometsikössä Keski-Suomessa. Vedenpinnan nousu
avohakkuun jälkeen keskimäärin n. 18 cm kun puuta poistettu n. 150 m3/ha
© Natural Resources Institute Finland
Vedenpinnan nousu lisää huuhtoumaa
7 16.1.2018
-> P-kuorman lisä: n. 1,5 kg/ha (3 v. aikana hakkuun jälkeen)
- Orgaanisen hiilen lisä: 200-400 kg/ha (3 v. aikana hakkuun jälkeen)
Fo
sfo
rik
uo
rma
g/h
a/v
Vedenpinnan syvyys, cm
© Natural Resources Institute Finland
Voidaanko jatkuvapeitteisellä metsänkasvatuksella
välttää kunnostusojituksia, avohakkuita ja
maanmuokkausta ojitetuissa turvemaametsissä?
8
© Natural Resources Institute Finland
Miksi jatkuvapeitteinen metsänkasvatus voisi
soveltua juuri turvemaille?
• Puustoissa ennestään erirakenteisuutta – etenkin korpikuusikoissa
• Hyödyntämiskelpoista alikasvosta usein runsaasti keskiravinteisilla ja
sitä rehevämmillä kasvupaikoilla
o Alkuperäisen suotyypin ominaispiirteiden vaikutus
o Alikasvoksen muodostumista suosiva päällyspuuston rakenne ja
uudistumisolosuhteet
• Kangasmaita edullisemmat uudistumisolosuhteet
9 16.1.2018
© Natural Resources Institute Finland
Mustikkakorpi Mustikkaturvekangas I
Ruohokorpi Ruohoturvekangas I
© Natural Resources Institute Finland16.1.2018
© Natural Resources Institute Finland
Sararäme Puolukkaturvekangas II
Ruohoinen sararäme Mustikkaturvekangas II
© Natural Resources Institute Finland13 16.1.2018
© Natural Resources Institute Finland
Korpiräme Puolukkaturvekangas I
© Natural Resources Institute Finland15 16.1.2018
© Natural Resources Institute Finland
Jatkuvapeitteisen metsänkasvatuksen edut ja haitat
- jos selvitään ilman kunnostusojituksia, uudistushakkuita ja maanmuokkauksia -
• Mahdollisia hyötyjä:
- Pienempi ravinnekuormitus
- Pienemmät kasvihuonekaasupäästöt
- Kustannussäästöt (kunnostusojitukset ja uudistamiskulut jäävät pois)
• Mahdollisia haittoja:
- Kalliimpi puunkorjuu ja pienemmät kokonaiskertymät
- Uudistumistulos ja taimen varhaiskehitys ja niiden vaikutus
metsikön jatkokäsittelyihin ja edelleen tulovirtaan
- Lahottajasienten leviämisen hallinta
Oleellista, että vedenpinta ei liian korkealla eikä liian syvällä
© Natural Resources Institute FinlandWTD, cm
-60 -50 -40 -30 -20 -10 0Th
e r
ela
tive e
ffect
of D
M-o
pe
ratio
ns
on tre
e g
rwoth
(%
)
0
20
40
60
80
100
y=5.2314+103.5916/(1+e(-(x-25.1573)/4.6817))
r2
=0.651
Mikä on ”optimaalinen” vedenpinnan syvyys
puuston kasvulle?
- Kun vedenpinta 35-40 cm syvyydellä loppukesän olosuhteissa,
kunnostusojituksella ei kasvuvaikutuksia
- Kunnostusojituksella selviä kasvuvaikutuksia, jos vedenpinta alle 30 cm syvyydellä
ennen kunnostusojitusta
(Sarkkola ym. 2012) Ku
nn
os
tus
oji
tuk
se
n k
as
vu
nli
sä
(%
)
Vedenpinnan syyvyys ennen k-ojitusta, cm
© Natural Resources Institute Finland
Puuston vaikutus vesitalouteen
18 16.1.2018
Puuston tilavuus, m3 ha-1
0 100 200 300 400
Ve
de
np
inn
an
ta
so
ma
an
pin
na
sta
, c
m
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
Mittaushavainto
Malliennuste
Ennustettu havaintojen yläraja
Tasarakenteinen puusto
Sarkkola, Hökkä, Koivusalo, Nieminen, Ahti, Päivänen & Laine 2010
© Natural Resources Institute Finland
Puuston vaikutus vesitalouteen
19 16.1.2018
Puuston tilavuus, m3 ha-1
0 100 200 300 400
Ve
de
np
inn
an
ta
so
ma
an
pin
na
sta
, c
m
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
Mittaushavainto
Malliennuste
Ennustettu havaintojen yläraja
?
Eri-ikäisrakenteinen puusto
Sarkkola, Hökkä, Koivusalo, Nieminen, Ahti, Päivänen & Laine 2010
© Natural Resources Institute Finland20 16.1.2018
Jatkuvapeitteisen
metsänkasvatuksen tutkimus
© Natural Resources Institute Finland
Tutkimusryhmä
• Luke:
Raija Laiho, Hannu Hökkä, Mika Nieminen, Meeri Pearson,
Timo Penttilä, Markku Saarinen, Sakari Sarkkola, Sauli
Valkonen
• Helsingin yliopisto:
Kari Minkkinen, Paavo Ojanen, Markku Koskinen
• Ilmatieteen laitos:
Annalea Lohila, Mika Korkiakoski, Mari Pihlatie
21
© Natural Resources Institute Finland
Tavoitteena suometsien kasvatusvaihtoehtojen
kokonaisvaltainen tarkastelu
Pääkysymykset:
• Miten vedenpinnan taso vaihtelee erilaisten poimintahakkuu-
kiertojen aikana tai vapautetun kuusialikasvoksen kehityksen eri
vaiheissa (ilman kunnostusojituksia) ?
• Miten puusto kasvaa ja uudistuu erilaisten poimintahakkuiden
jälkeen?
• Miten paljon jatkuvapeitteisellä metsänkasvatuksella voidaan
vähentää turvemaiden metsätalouden kasvihuonekaasu- ja
vesistökuormitusta ?
22 16.1.2018
© Natural Resources Institute Finland
Koekohteet
23
Multian kokeen hakkuu maaliskuussa 2016
© Natural Resources Institute Finland24
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50
Rungon läpimitta, cm
Ru
nko
luku
, kp
l
Jäävä puusto
Laskennallinen runkolukujakauma
säännöllisen eri-ikäisrakenteiselle
puustolle tavoitellulla pohjapinta-alalla
Eri-ikäisrakenteeseen siirtyminenEri-ikäisrakenteen ”ainekset” valmiina olemassa
Lähtöpuusto
Korpilähtöiset kohteet
Markku Saarinen
© Natural Resources Institute Finland
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50
Lähtöpuusto
Eri-ikäisrakenteeseen siirtyminenRunkolukujakauma yksi- tai kaksihuippuinen
25
Rungon läpimitta, cm
Ru
nko
luku
, kp
l
Laskennallinen runkolukujakauma
säännöllisen eri-ikäisrakenteiselle
puustolle tavoitellulla pohjapinta-alalla
Jäävä puusto
Korpilähtöiset kohteet
Markku Saarinen
© Natural Resources Institute Finland
Ote Pukkalan, Lähteen ja Laihon kirjasta:
Metsän jatkuva kasvatus
© Natural Resources Institute Finland27 16.1.2018
Tervola
Lintupirtti
© Natural Resources Institute Finland28
9 m2Kuva: Hannu Hökkä
Tervola
© Natural Resources Institute Finland29
17 m2
Kuva: Hannu Hökkä
Tervola
© Natural Resources Institute Finland
Multia
34
121
23
45
6
987
1 23
45
6
987
12
3
45
6
987
12
3
45
6
987
Kontrolli
ruutu 1 ppa 25 m2
ruutu 4 ppa 28 m2
Hakkuu (21.3.2016)
ruutu 2 ppa 29 m2 13 m2
ruutu 3 ppa 31 m2 13 m2
© Natural Resources Institute Finland31Kuva: Markku Saarinen
© Natural Resources Institute Finland32Kuva: Markku Saarinen
© Natural Resources Institute Finland
Kohde 10
Heinävesi
Kuusikko erirakenteiseksi
kahdella yläharvennustyyppisellä
väljennyksellä vertailunaan
hakkaamaton kontrolli
1.Kontrolli
2.Ppa 17 m2
3.Ppa 12 m2
1
3
4
5
6
2
© Natural Resources Institute Finland34
30 m2HeinävesiKuva: Markku Saarinen
© Natural Resources Institute Finland
Kuusikko erirakenteiseksi
kahdella siirtymävaiheen
yläharvennustyyppisellä
väljennyksellä vertailunaan
hakkaamaton kontrolli
Kontrolli (21-30 m2)
Hakkuu 17 m2
Hakkuu 12 m2
Kaivettava kokoojaoja
(punainen), mittapato (musta
viiva) sekä vanhan ojan
tukkiminen (musta neliö)
1
2
34
5
6
9
8
7
5 1
2
34
5
6
9
8
7
6
1
2
34
5
6
9
8
7
1315 1
2
34
5
6
9
8
7
14
121
2
34
5
6
9
8
7
11
100 m
1
2
34
5
6
9
8
7
1
2
34
5
6
9
8
7
1
2
34
5
6
9
8
7
1
2
34
5
6
9
8
7
1
2
34
5
6
9
8
7
1
2
34
5
6
9
8
71
2
34
5
6
9
8
7
1
2
34
5
6
9
8
7
1
2
34
5
6
9
8
7
1
2
34
5
6
9
8
7
12
3
4
789
10
1
2
34
5
6
9
8
7
Jokaisella ruudulla pohjaveden
vaihtelun seurantapisteet
(mittausputket 9 kpl/ ruutu)
Janakkala Janakkala
© Natural Resources Institute Finland36
Orivesi
Alikasvokset metsänviljelyn vaihtoehtona rehevimmissä
männiköissä
© Natural Resources Institute Finland
OrivesiMäntyvaltapuuston hakkuu ja
jäljelle jäävän erirakenteisen
kuusikon kasvatus. Kuusikkoa
jää korjuun jälkeen vaihtelevilla
pohjapinta-aloilla eri ruuduissa.
Ruutujen koko kummassakin
käsittelyssä n 30x50 m.
1 23
45
6
987
1 23
45
6
987
1 23
45
6
987
1 23
45
6
987
1 23
45
6
987
1 23
45
6
987
1 23
45
6
987
1 23
45
6
987
1
2
3
4
5 6
7
8
Avohakkuu
Mänty-ylispuuston
poisto
© Natural Resources Institute Finland16.1.201838
EC; ekosysteemin CO2-vaihdon
jatkuva mittaus 2009 - (IL)
Valunnan mittauspato
Automaattiset khk-kammiot
Sääasema
Ohitusoja, tehty 2012
PutkipatoLetto1
Lepo
Letto2
Letto3
Avohakkuu
Pohjavesimittaus-
ja manuaalikammio-
linjat (22 m)
Uusi kokoojaoja 2015
Ylispuuhakkuu, kaikki
mä pois (ko ja ku jää);
III/2016
TAMMELA
Mtkg (II), RhSR oj. 1970
© Natural Resources Institute Finland
Tammela
40 16.1.2018
Tuusula Mänttä-Vilppula
Kaistalehakkuut niukkaravinteisissa männiköissä
Kaistat 20-25 m leveitä
© Natural Resources Institute Finland41 16.1.2018
Kaistale-/pienaukkohakkuu niukkaravinteisessa rämemännikössä (Vatkg I)
Tuusula
© Natural Resources Institute Finland
© Natural Resources Institute Finland
© Natural Resources Institute Finland
Alustavia tuloksia
© Natural Resources Institute Finland
Alustavia tuloksia
45 16.1.2018
No
v
De
c
Ja
n
Fe
b
Ma
r
Ap
r
Ma
y
Ju
n
Ju
l
Au
g
Se
p
Oct
No
v
De
c
Ja
n
Fe
b
Ma
r
Ap
r
Ma
y
Ju
n
Ju
l
Au
g
Se
p
Oct
No
v
Ved
en
pin
nan
syvyys, cm
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
Ylispuuhakkuu
KontrolliN
ov
De
c
Ja
n
Fe
b
Ma
r
Ap
r
Ma
y
Ju
n
Ju
l
Au
g
Se
p
Oct
No
v
De
c
Ja
n
Fe
b
Ma
r
Ap
r
Ma
y
Ju
n
Ju
l
Au
g
Se
p
Oct
No
v
Ved
en
pin
nan
syvyys, cm
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
Avohakkuu
Kontrolli
Hakkuu
Avohakkuu
2015 2016
2015 2016
Vedenpinnan nousu
hakkuiden jälkeen kesä-
elokuu 2016:
- Avohakkuu: n. 20 cm
- Ylispuuhakkuu: n. 9 cm
Jäänyt puusto n. 70m3/ha
Hakkuiden vaikutus
vedenpinnan tasoon,
Tammela
© Natural Resources Institute Finland46 16.1.2018
Kontrolli 26 m2
Hakkuu 25 17 m2 (32%)
Hakkuu 26 13 m2 (50%)
Vedenpinnan nousu 5-10 cm
riippuen sadannasta ja
haihduntaoloista
© Natural Resources Institute Finland47 16.1.2018
Vedenpinnan nousu 0-10 cm
riippuen sadannasta ja
haihduntaoloista
Vedenpinnan nousu 5-15 cm
riippuen sadannasta ja
haihduntaoloista
© Natural Resources Institute Finland48 16.1.2018
Hakkuun jälkeinen vedenpinnan nousu suhteessa hakkaamattomaan
kontrolliin riippuu vedenpinnan syvyydestä;
Mitä kuivempaa ja mitä syvemmällä vesipinta on, sitä suurempi on
puuston haihdunnan merkitys
© Natural Resources Institute Finland49 16.1.2018
Hakkuiden vaikutukset valumaveden ainepitoisuuksiin, Tammela
Clearcut = avohakkuu
Control = hakkaamaton vertailu
Weir = ylispuuhakkuualueelta tuleva vesi
Kokonaistyppi
Kokonaisfosfori
© Natural Resources Institute Finland
Puiden ”stressimittaukset” –kuusen neulasten
yhteyttämiskapasiteetin palautuminen
June 10th
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
Fv/F
m
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
ControlPine overstory removed
July 18th
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0August 31st
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
ONE-YEAR-OLD SPRUCE NEEDLES
Tree height (cm)
Meeri Pearson ym., julkaisematon aineisto
© Natural Resources Institute Finland
Metaanipäästöt riippuvat vedenpinnan tasosta
Multia, Havusuo
WT depth (cm)
0 10 20 30 40 50 60 70
CH
4 f
lux
(mg m
-2 d
-1)
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
ControlSelectively harvested
Meeri Pearson ym., julkaisematon aineisto
© Natural Resources Institute Finland
Poimintahakkuu ei lisännyt typpioksiduulin
päästöjä
Meeri Pearson ym., julkaisematon aineisto
Multia, Havusuo
WT depth (cm)
0 10 20 30 40 50 60 70
N2O
flu
x (m
g m
-2 d
-1)
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
ControlSelectivelyharvested
© Natural Resources Institute Finland