Päivi Saari

Dynamics of vegetation, nitrogen and carbon as indicators of the operation of peatland buffers

Saari P. (2014). Dynamics of vegetation, nitrogen and carbon as indicators of the operation of peatland buffers. https://doi.org/10.14214/df.173

Tiivistelmä

Kasvillisuuden, typen ja hiilen dynamiikka suometsätalouden pintavalutuskenttien toiminnan kuvaajina Suometsätalouden toimenpiteissä vapautuu metsänkäsittelyalueilta epäorgaanista typpeä (N), fosfaattifosforia (PO4-P), liukoista orgaanista ainesta (DOM) ja kiintoainetta. Niiden vesistöihin huuhtoutumisen vähentämiseksi metsänkäsittelyalueen ja vesistön tai pienveden väliin jätetään pintavalutuskenttä, jolle metsätalouden valumavedet ohjataan laskeutusaltaan kautta. Pintavalutuskenttien toimivuus riippuu turpeen ravinteiden pidätyskyvystä, ravinteiden sitoutumisesta mikrobi- ja kasvibiomassaan sekä typen vapautumisesta kaasumaisessa muodossa ilmakehään. Typen kierron tunteminen pintavalutuskentillä olisikin tärkeää. Myös DOM:n laadun merkitys dityppioksidi- eli N2O-dynamiikkaan on vielä epäselvä. Itä-Suomessa tutkittiin kahta aiemmin ja yhtä tutkimuksen aikana perustettua pintavalutuskenttää: korpi- ja luhtaniittykenttä oli perustettu 1997 sekä järvenlaidenevakenttä 2005. Kentiltä ja järvenlaidenevan yläpuoliselta hakkuualueelta mitattiin N2O-vaihtoa sekä määritettiin t urveprofiilin N2O-kertymänopeutta korpikentältä kairatuista näytteistä. Laboratoriokokeella tutkittiin eri lannoitetasojen vaikutuksia N2O:n vapautumiseen korpikentältä kairatuista turvenäytteistä. Lisäksi kentille saapuvasta ja lähtevästä vedestä sekä vajovedestä määritettiin ravinnepitoisuuksia sekä DOM:n määrää ja laatua DOC:n kautta yläpuolisella valuma-alueella sekä tutkittiin DOM:n vaikutusta N2O-dynamiikkaan ja arvioitiin DOC:n laadun merkitystä N2O-vuolle. Myös kasvillisuusmuutosta seurattiin kolmen vuoden aikana tarkkaillen pintavalutuskentän perustamisen vaikutusta kasvilajistoon ja lajien peittävyyksiin. Pintavalutuskenttien ja järvenlaidenevan laskeutusaltaan N2O:n tuotto oli vähäistä, vaikka laskeutusaltaan N2O-päästö ylittikin typpikuormittuneiden humuspitoisten järvien päästöt. N2O:n kertymänopeus ja lannoitekokeen N2O:n päästö olivat korkeita, minkä perusteella pintavalutuskentiltä vapautuisi N2O:a, mikäli sinne saapuu nitraattia (NO3-). Kentille tulevasta vedestä mitatut epäorgaanisen typen pitoisuudet olivat alhaisia, mitä tukee myös vähäinen N2O:n tuotto jopa lähellä laskeutusallasta. Pienen molekyylipainon DOM:n saatavuus vajovedessä näyttäisi olevan merkittävä maaperän ja ilmakehän välisen N2O-vuon säätelijä metsätaloustoimenpiteiden jälkeen. PO4-P:n pitoisuus kentältä lähtevässä vedessä ylitti ajoittain tulevan veden pitoisuuden, mikä kertoo mahdollisesta ravinteiden huuhtoutumisesta pintavalutuskentältä. Kenttien kasvillisuusmuutoskaan ei luhtalajien lisääntymisen ja metsälajiston taantumisen perusteella viitannut ravinteisuuden lisääntymiseen, vaikka osoittaakin alueen, jolle pintavalutus kohdistuu. Myöskään kasvillisuuden maanpäällinen biomassa tai sen typpipitoisuus ei kerro lisääntyneestä ravinteiden pidätyksestä pintavalutuskentillä. Pinta-alaltaan pienillä pintavalutuskentillä on todennäköisesti enemmän merkitystä kiintoaineen kuin ravinteiden pidättäjinä. Kasvihuonekaasujen vapauttajina pintavalutuskenttien merkitys N2O:n osalta todettiin vähäiseksi ja jo pintavalutukseen käytetyn pienen pinta-alan vuoksi kaasupäästöjen merkitys on marginaalinen

Avainsanat
suometsätalous; denitrifikaatio; DOM; N2O; PO4-P; pintavalutuskenttä

Julkaistu 6.3.2014

Katselukerrat 4438

Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.173 | Lataa PDF

Osajulkaisut

Saari P., Saarnio S., Kukkonen J.V.K., Akkanen J., Heinonen J., Saari V., Alm J.(2009). DOC and N2O dynamics in upland and peatland forest soils after clear-cutting and soil preparation. Biogeochemistry 94: 217 – 231.

https://doi.org/10.1007/s10533-009-9320-1

Saari P., Saarnio S., Saari V., Heinonen J., Alm J. (2010). Initial effects of forestry operations on N2O and vegetation dynamics in a boreal peatland buffer. Plant and Soil 330: 149 – 162.

https://doi.org/10.1007/s11104-009-0188-6

Saari P., Saarnio S., Saari V., Heinonen J., Alm J. (2013). Emissions of N2O from peatland buffer receiving water flows from catchment with peatland forestry. Boreal Environment Research 18: 164 – 180.

http://www.borenv.net/BER/pdfs/ber18/ber18-164.pdf

Saari P., Saari V., Luotonen H., Alm J. (2010). Vegetation change in peatland buffer as an indicator of active areas of run-on from forestry. Annales Botanici Fennici 47: 425 – 438.

http://www.sekj.org/PDF/anb47-free/anb47-425.pdf

---