Artikkelit jotka sisältää sanan 'denitrification'

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

• Saari, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: paivi.saari@ely-keskus.fi

Typpikuormituksen vähentäminen pintavalutuskenttien avulla metsävaluma-alueilla: Pidätystehokkuus ja ympäristövaikutukset Tehokkaimpana vesiensuojelukeinona metsätaloudessa pidetään tällä hetkellä pintavalutuskenttiä, joiden kautta metsänkäsittelyalueiden vedet ohjataan vesistöön. Pintavalutuskenttä voidaan perustaa joko johtamalla valuma-alueen vedet luonnontilaiseen kosteikkoon tai ennallistamalla valuma-alueella oleva ojitettu suo. Pintavalutuskentillä vesi puhdistuu kosteikkoekosysteemille luontaisten fysikaalisten, kemiallisten ja biologisten prosessien seurauksena. Pintavalutuskenttien käyttöä metsätalouden valumavesien puhdistamisessa on tutkittu kiintoaineen ja fosforin osalta, mutta niiden tehokkuudesta typen pidättäjinä tiedetään vähän. Tämän tutkimuksen päätavoitteena oli selvittää pintavalutuskenttien käytön merkitys typpikuormituksen torjunnassa sekä tutkia käytön aiheuttamia ympäristövaikutuksia. Typen pidätystehokkuuden ohella tutkimuksessa selvitettiin keskeisimmät pidättymiseen vaikuttavat tekijät, pintavalutuskenttien käytön vaikutukset metaani- ja typpioksiduulipäästöihin sekä pintavalutuksen aiheuttamat muutokset kenttien kasvilajikoostumuksessa. Typen pidätystehokkuutta tutkittiin lisäämällä ammoniumnitraattia pintavalutuskentille valuviin vesiin. Ammoniumtypen pidättymistä selvitettiin lisäksi tilanteissa, joissa kuormitus oli peräisin kunnostusojitustoimenpiteistä. Typpikuormituksen vaikutusta typpioksiduulipäästöihin tutkittiin suljetun kammion menetelmällä aluksi viidellä pintavalutuskentällä, minkä jälkeen koe toistettiin yhdellä pintavalutuskentällä intensiivisemmällä näytteenotolla. Ennallistamalla muodostettujen pintavalutuskenttien ja luonnontilaisille soille perustettujen kenttien metaaniemissioita tutkittiin pintavalutuskentillä kaasunäytteiden avulla sekä määrittämällä turpeessa esiintyvät metaanintuottaja- ja hapettajamikrobipopulaatiot. Pintavalutuksesta aiheutuvia kasvilajikoostumuksen muutoksia tutkittiin vuosien 1996 ja 2009 välillä. Pintavalutuskentät vähensivät tehokkaasti valumavesien typpikuormitusta. Tärkeimmät pidätystehokkuutta selittävät tekijät olivat pintavalutuskentän koko ja muoto sekä kentälle tuleva valunta ja typpikuormituksen määrä. Tutkimus osoitti, että typpioksiduulipäästöt voivat hetkellisesti kasvaa suuren kuormituksen jälkeen, mutta kokonaispäästöt jäävät pieniksi verrattuna esimerkiksi metsäojitettuihin minerotrofisiin soihin tai maatalouskäytössä oleviin soihin. 10–12 vuotta sitten ennallistamalla perustettujen pintavalutuskenttien metaanipäästöt jäivät selkeästi luonnontilaisille soille perustettujen pintavalutuskenttien päästöjä pienemmiksi. Syynä ennallistettujen pintavalutuskenttien pienempiin päästöihin oli metaanintuottajamikrobien hidas toipuminen ennallistamisen jälkeen. Pintavalutuskenttien käytön merkittävimmäksi haitalliseksi ympäristövaikutukseksi osoittautui kasvillisuuden lajikoostumuksen muuttuminen. Suurimmat muutokset havaittiin pintavalutuskenttien yläosissa ja rimpi- ja tasapinnoilla, kun taas kenttien alaosissa ja mätäspinnoilla muutokset olivat vähäisempiä. Kasvillisuusmuutoksista johtuen uhanalaisia suotyyppejä edustavia luonnontilaisia soita ei tulisi käyttää pintavalutuskenttinä, vaan uudet pintavalutuskentät tulisi ensisijaisesti rakentaa ennallistamalla aiemmin ojitettu suo.

• Hynninen, University of Helsinki, Department of Geosciences and Geography Sähköposti: anu.hynninen@metla.fi