Puuston hakkuiden tai palamisen aiheuttamat typen ja fosforin ravinnehuuhtoumat

Tiivistelmä. Tässä työssä tarkasteltiin avohakkuiden vaikutuksia typen ja fosforin huuhtoumiin. Työssä pyrittiin selvittämään huuhtoumia aiheuttavia mekanismeja ja niitä lieventäviä metsänhoidon käytäntöjä. Lisäksi verrattiin avohakkuiden aiheuttamia huuhtoumia maastopalojen aiheuttamiin huuhtoumiin. Tutkimusmenetelmänä käytettiin kirjallisuuskatsausta boreaalisella alueella toteutetuista alan tutkimuksista sekä viranomaisten tuottamista tutkimusraporteista. Ennen tutkimuskysymyksen vastausta työssä käytiin läpi typen ja fosforin kiertokulkua metsäekosysteemissä sekä metsien hydrologiaa. Sen jälkeen kerrottiin avohakkuiden vaikutuksista metsän hydrologiaan ja tarkasteltavien ravinteiden kulkuun. Yleisesti ravinnehuuhtoumien kasvua selittävä tekijä oli ravinteita sitovan ja vettä haihduttavan puuston poisto, joka lisäsi paikallista valumaa. Pohjaveden pinnan nousun todettiin mahdollisesti aiheuttavan fosforin lisääntynyttä huuhtoumaa hapettomien olosuhteiden lisätessä redox-herkkien rauta-fosforiyhdisteiden liukoisuutta. Vesiliukoista nitraattia muodostavan nitrifikaation havaittiin kohonneen maaperässä, mikä saattaa lisätä typen huuhtoumaa. Ravinteikkailla turvemailla tehtyjen avohakkuiden arveltiin joissain tutkimuksissa aiheuttavan enemmän typpihuuhtoumaa kuin köyhemmillä turvemailla toteutettujen hakkuiden. Fosforihuuhtoumien taas on tutkimuksissa havaittu olevan mahdollisesti suurempia köyhistä kuin rikkaista turvemaista johtuen köyhien maiden alhaisista fosforia sitovien alkuaineiden pitoisuuksista. Jatkuvapeitteisen metsänkasvatuksen hyödystä fosforihuuhtoumien lieventämisessä on hieman tutkimusnäyttöä. Typen suhteen tutkimusnäyttö ei ole selkeää. Avohakkuissa syntyvien hakkuujätteiden korjaamisen vaikutukset ravinnehuuhtoumiin eivät ole selkeitä tarkastellun kirjallisuuden perusteella. Suojavyöhykkeiden havaittiin joissain tutkimuksissa alentavan hakkuiden jälkeisiä ravinnehuuhtoumia tehokkaasti, pintavalutuskenttien käytön tehosta sen sijaan on ristiriitaisia tuloksia. Maastopalojen vaikutuksien ravinnehuuhtoumaan havaittiin tutkimuksissa olevan tarkasteltujen ravinteiden kohdalla avohakkuihin rinnastettavia.Leaching of nitrogen and phosphorus caused by clear-cutting or wildfires. Abstract. This thesis examined eutrophication causing leaching of nitrogen and phosphorus caused by clear-cutting. The thesis aimed to find mechanisms which cause leaching and forestry practices to alleviate it, and compared leaching caused by clear-cutting to that caused by wildfires. The research method utilized was literature review of research done in the boreal region and research reports produced by governmental agencies. Before answering the research question, topics such as the cycle of nitrogen and phosphorus in forests, the hydrology of forests and the effects of clear-cutting on the cycles and hydrology were examined. Clear-cuts were found in many studies to cause increase in runoff from forested areas in response to the disappearance of processes which cause trees to evaporate water. The nutrient take-up of trees also disappeared, and these two factors explained the cause of universal nutrient leaching. The rise of groundwater table level and subsequent creation of anoxic conditions was discovered to possibly cause increased leaching of phosphorus in studies with anoxic conditions increasing the solubility of redox-sensitive iron-phosphorus compounds. Nitrification, which forms water-soluble nitrate, was found to increase in soil after clear-cutting, possibly increasing the leaching of nitrogen. Clear-cutting on rich peat soils was thought in some studies to cause more nitrogen leaching than similar logging on poorer peat soils. Phosphate leaching, on the other hand, was found to be greater on poorer than richer peat soils, because of the low amount of strongly phosphorus-binding elements in poor peat soils. Based on studies there is some evidence of continuous coverage of forests to slightly alleviate phosphorus leaching. The evidence is not clear on the effects on nitrogen leaching. The collection of logging waste after clear-cutting did not have any clear effects on nutrient leaching based on the research studied. Buffer zones were found in some studies to effectively lower nutrient leaching from areas of clear-cutting, whereas the studies on overland-flow fields discovered mixed results. The leaching of nitrogen and phosphorus caused by wildfires was found to be similar as that of clear-cutting