Viime vuosina julkaistujen tutkimusten mukaan metsäojitettujen soiden vesistökuormituksen epäillään olevan moninkertaisesti aiemmin arvioitua suurempaa. Syynä tähän on se, että kuormitusta syntyy aiemmista käsityksistä poiketen silloinkin, kun ojitusalueilla ei ole vuosikausiin tehty mitään toimenpiteitä. Tässä työssä arvioitiin metsäojitusalueilta syntyvä vesistökuormitus ottamalla huomioon sekä tämä nykyisistä metsätaloustoimenpiteistä riippumaton ”ojituslisä” että kunnostusojituksen, lannoituksen ja hakkuiden aiheuttama kuormitus. Tehdyn arvion mukaan metsätaloudesta ojitetuilla soilla syntyy Suomessa vuosittain typpikuormitusta noin 8 500 Mg ja fosforikuormitusta 590 Mg. Kun ojituslisä otetaan huomioon, typpikuormitus on noin 18-kertainen ja fosforikuormitus 6–7-kertainen aiempiin vain eri toimenpiteiden kuormitukset huomioon ottaviin arvioihin verrattuna. Vesiensuojelun kannalta oleellista olisi selvittää, mitkä tekijät ojitusalueilla aiheuttavat ojituslisän muodossa tapahtuvaa pysyvää kuormitusta ja mitä tämän kuormituksen torjumiseksi on tehtävissä.
Ensimmäiset varmistetut havainnot männynjuurikäävän (Heterobasidion annosum) aiheuttamasta tyvitervastaudista tehtiin ojitettujen turvekankaiden männiköissä vuosina 2016‒2017. Juurikääpätartunnan saaneita mäntyjä havaittiin kuudella eri turvemaakohteella Länsi- ja Keski-Suomessa. Tuhokohteet ovat alun perin olleet märkiä, vähäpuustoisia tai puuttomia soita, jotka on ojitettu vuosina 1930‒1972. Selvitystä tehtäessä turvekerroksen paksuus vaihteli 0,3:sta kahteen ja puoleen metriin ja suotyyppi niukkatyppisestä varputurvekankaasta runsastyppiseen mustikkaturvekankaaseen. Osa tartunnan saaneista männyistä kärsi kaliumin puutteesta. Kaikki kohteet olivat runsaspuustoisia (arvioituna puustoa oli yli 100 m3/ha). Juurikääpätartuntojen alkuperä jäi epäselväksi. On kuitenkin epätodennäköistä, että tautia olisi esiintynyt märillä soilla ennen ojitusta. Puusto on todennäköisesti altistunut juurikäävän itiötartunnalle kesällä tehtyjen hakkuiden tai taimikon hoitotöiden seurauksena. Tartuntaa on voinut tapahtua myös ojien kaivussa katkenneiden ja vaurioituneiden juurten kautta. Tyvitervastaudin esiintymisrunsaudesta samoin kuin männynjuurikäävän itiö- ja rihmastolevinnästä turvemailla tarvitaan lisätutkimusta. Tämän selvityksen perusteella näyttää kuitenkin siltä, että turvemaiden männiköt altistuvat kesähakkuissa juurikääpätartunnalle ja kantokäsittelyn laajentaminen myös näille kohteille olisi tarpeellista, vaikkei nykyinen laki metsätuhojen torjunnasta sitä edellytäkään.
Turvemailta tulevan valumaveden laatu samoin kuin turvemaiden käyttö ovat viime aikoina olleet keskustelun aiheena. Toisaalta EU:n vesipuitedirektiivissä vesiympäristölle haitallisista aineista kaivataan yhä enemmän tietoa. Energiantuotannossa polttoaineen sisältämät epäorgaaniset aineet rikastuvat tuhkaan ja voivat joskus haitata tuhkan hyötykäyttöä. Turvetuotannon valumavesien laatua tarkkaillaan säännöllisesti ravinteiden, humuksen ja kiintoaineen osalta, mutta raskasmetallipitoisuuksia on määritetty vain yksittäistapauksissa. Turpeen osalta raskasmetalleja on vuosien varrella määritetty joissakin tutkimuksissa, mutta kattavaa kartoitusta moderneilla määritysmenetelmillä ei ole tehty. Tässä tutkimuksessa määritettiin turpeen raskasmetallipitoisuudet 14 eri maankäytön (metsäojitus, turvetuotantoon valmistelu ja turvetuotanto) kohteella syvyyskerroksittain. Samoilta tutkimuskohteilta seurattiin valumavesien metallipitoisuuksia kerran kuukaudessa kahdeksan kuukauden ajan touko-joulukuussa 2015. Tulokset osoittivat, että sekä turpeen että valumavesien metallipitoisuudet (As, Cd, Co, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn) olivat varsin alhaisia kaikilla tutkimuskohteilla. Maankäyttömuodolla ei havaittu olevan tilastollisesti merkitsevää eroa valumavesien metallipitoisuuksissa tai turpeen metallipitoisuuksissa.
Metsäojitus vähentää merkittävästi soiden metaanipäästöjä. Rehevien ruoho- ja mustikkaturvekankaiden maaperä on kuitenkin merkittävä hiilidioksidin lähde ilmakehään turpeen vähenemisen takia. Karujen puolukka- ja varputurvekankaiden turve ei näyttäisi nykyisin merkittävästi vähenevän. Puustobiomassan merkittävän suurenemisen ansiosta Suomen metsäojitetut suot ovat tällä hetkellä kasvihuonekaasujen nettonielu.
Ilmastonmuutoksen hillitsemisen kannalta metsänkasvatuksen jatkaminen lienee paras maankäyttömuoto metsäojitetuille soille lähivuosikymmenten aikana. Vaikka laajamittaisella ennallistamisella voitaisiin estää rehevien soiden turpeen väheneminen, samalla kuitenkin puuston kasvu vähenisi ja metaanipäästö kasvaisi. Ennallistamisen jälkeen kestänee vähintään kymmeniä tai satoja vuosia, ennen kuin saavutetaan ilmaston kannalta metsänkasvatuksen jatkamista parempi tilanne. Pitkällä aikavälillä rehevien soiden ennallistaminen on kuitenkin ilmaston kannalta parempi vaihtoehto, koska jo muutaman kymmenen senttimetrin paksuisen turvekerroksen häviäminen vapauttaa enemmän hiiltä ilmakehään kuin kookaskaan puusto pystyy sitomaan itseensä.
Metsäojitettujen soiden kasvihuonekaasutaseista on viime vuosina kertynyt melko kattavasti tietoa. Jotta metsätalouden jatkamisen tai mahdollisen puuston kasvamaan jättämisen tai suon ennallistamisen ilmastovaikutuksen suuruutta voidaan täsmällisesti arvioida, tarvitaan vertailulaskelmia eri vaihtoehtojen kasvihuonekaasupäästöistä. Suuren kokonaispinta-alan takia metsäojitettujen soiden tulevalla käytöllä voi olla suuri vaikutus Suomen kasvihuonekaasupäästöihin.
Tutkimuksessa selvitettiin turpeen kosteusvaihteluiden vaikutuksia männyn siementen itämiseen ja sirkkataimien varhaiskehitykseen vanhojen ojitusalueiden metsänuudistusalojen muokkauspinnoilla. Erilaisten muokkausvaihtoehtojen tarkastelussa rajoituttiin kaivurilla tehtyihin mättäisiin ja laikkuihin. Mättäillä tutkittiin niiden pintakerroksen vesipitoisuuden ja laikuissa turvemaan vedenpinnan syvyyden vaihteluiden vaikutuksia taimettumiseen. Aineisto kerättiin kahdelta Pirkanmaan pohjoisosassa sijaitsevalta koekentältä. Kummallakin kokeella kolmen sääsuhteiltaan erilaisen kasvukauden aikana toistetut kylvöt ja niillä tehty taimettumisen seuranta osoittivat, miten kylvön ja epäsuorasti päätellen myös luontaisen uudistamisen onnistuminen ovat sääoloille hyvin herkkiä. Laikkujen ja mättäiden edut ja haitat metsänuudistamisen kannalta riippuivat siitä, millaiset olivat siementen itämisen ja sirkkataimien varhaiskehityksen aikaiset lämpöolot, sademäärät ja niiden vaihtelu varsinkin ensimmäisen kasvukauden aikana. Keskimääräisen sadannan ja lämpöolojen kasvukausina aiheutuu todennäköisemmin ongelmia laikuissa liian korkealla olevasta vedenpinnasta kuin mättäissä pintaturpeen liiallisesta kuivumisesta. Laikkujen taimimäärät olivat suurimmillaan keskimääräistä kuivempien kasvukausien aikana. Vastaavissa oloissa taas mättäiden liiallinen kuivuminen on varsin todennäköisintä. Kasvukausien sateisuutta ja turvemaan vedenpinnan syvyyden vaihteluita ei kuitenkaan pystytä ennakoimaan. Tämän aineiston perusteella laikutus näyttääkin mielekkäältä maanpinnan muokkausmenetelmältä vain kun sirkkataimia on mahdollista syntyä usean vuoden aikana, eli lähinnä luontaisen uudistamisen yhteydessä. Hyvän uudistamistuloksen saavuttamiseksi kylvö on turvallisinta tehdä mahdollisimman pian maanmuokkauksen jälkeen vielä riittävän kosteuden säilyttäneisiin turvemättäisiin.
Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää turpeen ja nykypuuston kaliumvarojen määrä sekä arvioida kaliumvarojen riittävyys puuston kasvulle päätehakkuuvaiheessa ja toisen puusukupolven aikana vanhoilla varputurvekankaan (Vatkg) ojitusalueilla Lounais-Suomessa. Tarkoituksena oli arvioida, voiko osalla karuista varputurvekankaista kalium loppua jo ennen päätehakkuuvaihetta tai viimeistään toisen puusukupolven aikana. Puustoon oli mittaushetkellä sitoutunut kaliumia keskimäärin 62 % (23–106 %) turpeen kaliumvarastoon verrattuna. Jos kiertoajan kokonaistuotokseksi arvioidaan 200 m3 ha–1, eikä turpeen tiivistymisen tai laskeuman mahdollista vaikutusta kaliummäärien muutoksiin huomioida, oli pintaturpeessa keskimäärin 67 % (34–96 %) siitä kaliummäärästä, jonka puusto tarvitsee tuon kokonaistuotoksen maanpäällisen biomassan saavuttamiseksi. Kaliumin riittävyys nykypuuston koko kiertoajalle sekä seuraavan puusukupolven tarpeisiin riippuu paljolti siitä, pystyvätkö ilmasta tuleva kalium ja turpeen tiivistyessä konsentroituva kalium kompensoimaan hakkuun ja huuhtoutumisen aiheuttamat menetykset. Tarkastelu osoittaa, että myös karuilla rämeillä käytettävissä olevan kaliumin määrä saattaa rajoittaa puuston kehitystä. Vähiten kaliumia sisältävien turpeiden kasvupaikoilla ongelmia voi ilmetä jo ensiharvennuksen jälkeen, eikä kalium ehkä riitä edes tavoiteltuun 200 m3 ha–1 kokonaistuotokseen. Kaliumin riittävyyden ongelma lienee pahin niillä varputurvekankailla, jotka ovat lähtöisin runsaasti nevapintaa sisältäneistä lyhytkorsirämeistä (LkR).
Tutkimuksessa selvitettiin fosfori- ja kaliumlannoituksen aikaansaaman männyn kasvureaktion riippuvuutta neulasten ravinnepitoisuuksista 36 pohjoissuomalaisella metsäojitusalueella. Tarkasteltavana vastemuuttujana oli 15 vuoden aikajaksolla lannoituksen jälkeen syntynyt ero lannoitettujen ja lannoittamattomien metsiköiden kokonaiskasvussa. Neulasanalyysin perusteella 53 % metsiköistä kärsi fosforin, 39 % kaliumin ja 19 % typen puutoksesta. Regressioanalyysin tulosten mukaan lannoit-tamattomien vertailupuiden neulasten fosfori- ja kaliumpitoisuudet selittivät 47 % metsiköiden tilavuuskasvumuutosten vaihtelusta. Turpeen tai neulasten typpipitoisuus ei vaikuttanut puiden kasvureaktioon. Johtopäätöksenä esitetään, että ojitusaluemän-niköissä lannoituksen tuottama puuston lisäkasvu voidaan suuntaa-antavasti arvioida määrittämällä neulasanalyysilla puiden ravinnetila ennen lannoitusta.
Neulasanalyysi on vakiintunut menetelmä määrittää puiden ravinnetila ja lannoitustarve. Käytännön metsänhoito-ohjeissa neulasnäytteet suositetaan otettavaksi puiden talvilevon aikana, jolloin puut ovat jäässä ja niiden aineenvaihdunta pysähdyksissä. Ravinneanalyysin tulkinta ja puutostiloja osoittavien pitoisuuksien raja-arvot pohjautuvat niin ikään talvella kerätyistä neulasnäytteistä tehtyihin ravinnemäärityksiin. Tässä tutkimuksessa selvitettiin metsäojitusalueella kasvavien mäntyjen ravinnetilassa syksyn aikana tapahtuvia muutoksia. Keskeinen tavoite oli vastata kysymykseen, voidaanko puiden ravinnetila määrittää luotettavasti jo syys–lokakuussa ennen puiden talvilepoa kerätyistä neulasnäytteistä. Tutkimusaineisto (216 neulasnäytettä) kerättiin kuudesta ojitusaluemänniköstä Keski- ja Pohjois-Suomesta. Aineistoon sisältyi neulasnäytepuita sekä lannoittamattomista että 2–4 vuotta aiemmin PK-lannoitetuista metsiköistä. Ravinnepitoisuuksien erot samoista puista otettujen syys- ja talvinäytteiden välillä olivat suhteellisen vähäiset. Vain lannoitettujen metsiköiden männynneulasten Cu- ja K-pitoisuudet olivat syyskuussa merkitsevästi korkeammat kuin lokakuussa tai seuraavana talvena. Lannoittamattomilla koealoilla neulasten K-pitoisuus oli lähes sama eri ajankohtina. Ca- ja Mn-pitoisuudet puolestaan hiukan kohosivat syyskuun ja sitä seuranneen talvikauden välisenä aikana. Lokakuun ja talvikauden välillä ei puiden ravinnepitoisuuksissa esiintynyt mainittavia eroja. Tulokset osoittavat, että neulasnäytteet voidaan luotettavia ravinneanalyysejä varten kerätä männyistä lokakuun alun ja maaliskuun lopun välisenä aikana.
Tutkimuksessa selvitettiin helikopterilannoituksen tarkkuutta, levityksen tasaisuutta sekä suoraan ojiin kulkeutuvan lannoitteen määrää turvemailla. Lisäksi arvioitiin lannoituksen aiheuttamaa fosforin huuhtouman riskiä. Tarkasteltavana lannoitelajina oli PK-lannos. Tulokset osoittivat, että helikopterilannoituksen yhteydessä on hyvin vaikeaa välttää lannoitteen joutumista ojiin. Tutkimuksessa lannoitusalueen ojiin sijoitetuista keräyssuppiloista 69 % sai lannoitetta levityksen yhteydessä. Ojiin kulkeutui lannoitetta keskimäärin 13 kg ha–1 (PK-lannoite sisältää fosforia 8–9 %). Levityksen alueellinen tasaisuus ei myöskään ollut tyydyttävä. Keskimääräinen levitystasaisuuden poikkeama oli 47 % (tavoite alle 30 %). Lannoitteen joutumista ojiin on vaikea välttää ojitusalueilla siksi, että ojaverkosto on usein epäsäännöllinen. Sarkaleveys vaihtelee yleensä 30–60 metrin välillä kun taas lentolannoituksen levityskaistan leveys on vakio; n. 30 m. Kova tuuli voi myös heikentää levityksen tarkkuutta. Lannoitusten vesistövaikutuksien pienentämisessä oikea kohdevalinta on tärkeää ojitusalueilla.
Metsäntutkimuslaitos perusti vuosina 1973–1978 ojitusaluemetsiin maanlaajuisen nk. H-kulttuurikoesarjan. H-kulttuurilla tarkoitetaan metsänuudistamis- ja kasvatustapaa, jossa puuntuotannon olosuhteet — puiden vesi- ja ravinnetalous sekä myös puunkorjuu — on optimoitu puuntuotoksen ja metsänkasvatuksen talouden maksimoimiseksi. Vuosien 1999–2003 aikana tästä koesarjasta mitattiin yhdeksän koetta. Kokeiden perustamisesta oli tällöin kulunut 24–30 vuotta. Mitatut kohteet olivat istutusmänniköitä, jotka saivat istutuksen yhteydessä laikku- tai kaistalannoituksen. Kasvupaikat vaihtelivat karuista keskiviljaviin; kohteiden ravinnetila (turpeen typpi, neulasten pääravinteet) oli varsin hyvä. Yleiset kasvutekijät (lämpösumma, viljavuus) ovat määränneet puuntuotoksen tason. Pelkän istutuslannoituksen saaneilla koealoilla runkopuun kokonaistuotos oli kokeesta riippuen 46–192 m3 ha–1. Vuonna 1994 tehtyjen jatkolannoituskäsittelyjen vaikutus vaihteli suuresti. Parhaiten kasvaneella Padasjoen mustikkaturvekankaalla tuotokset olivat 1973 1999, käsittelystä riippuen, 182–238 m3 ha–1. Kokeiden perustamisvaiheessa esitettyihin tuotostavoitteisiin (300 m3 ha–1 30 vuodessa) ei päästy missään kokeessa. Nykykäsityksen mukaan manuaaliseen puunkorjuuseen perustunut ja paljon hoitotöitä vaatinut H-kulttuuri tuottaa liian kallista puuta. Ajatukseltaan ja toteutukseltaan tämä tutkimuksellinen lähestymistapa on kuitenkin ollut kokopuukorjuu- ja energiametsäasioiden edelläkävijä.
Avainsanat: intensiivinen kasvatus, kokonaistuotos, lannoitus, neulaset, turvemaa
Key words: intensive cultivation, total yield, fertilisation, needles, peatland hiilen kierto, Fennoskandia, Holoseeni, Pohjois-Venäjä, palsa, ikirouta, kasvimakrofossiili, radiohiiliajoitus