The effects of peatland restoration on water-table depth, elemental concentrations, and vegetation: 10 years of changes. Restor. Ecol

Abstract We studied the effects of restoration on water-table depth (WTD), element concentrations of peat and vegetation composition of peatlands drained for forestry in southern Finland. The restoration aimed to return the trajectory of vegetation succession toward that of undisturbed systems through the blockage of ditches and the removal of trees. Permanent plots established on a bog and a fen were sampled 1 year before, and 1, 2, 3, and 10 years after the restoration. The restoration resulted in a long-term rise of the water-table in both peatlands. Ten years after restoration, the mineral element concentrations (Ca, K, Mg, Mn, and P) of peat corresponded to those reported from comparable pristine peatlands. In particular, the increase of K and Mn concentrations at both sites suggests the recovery of ecosystem functionality in terms of nutrient cycling between peat and plants. The restoration resulted in the succession of plant communities toward the targeted peatland vegetation of wetter condition at both sites. This was evident from the decreased abundance of species benefiting from drainage and the corresponding increase of peatland species. However, many species typical of pristine peatlands were missing 10 years after restoration. We conclude that the restoration led to a reversal of the effects of drainage in vegetation and studied habitat conditions. However, due to the slow recovery of peatland ecosystems and the possibility that certain failures in the restoration measures may become apparent only after extended time periods, long-term monitoring is needed to determine whether the goals of restoration will be met

Hydrology LIFE - conservation of peatlands and small water bodies in Finland

Wetlands are biodiversity hotspots and provide many globally important ecosystem services, such as carbon storage and control of water circulation. However, they are badly degraded by human land-use and are, therefore, among most threatened habitats in Europe, for instance. A 20-year experience on wetland restoration in Finland will now be utilized in Hydrology LIFE project, that safeguards peatlands, small water bodies and important bird lakes in 103 Finnish Natura 2000 areas. Majority of peatlands around the globe are severely degraded by human land-use. The major cause for degradation in Finland is forestry-drainage, including also areas within N2000 sites. The blocking of ditches and removal of trees on 5200 hectares in and around 95 N2000 sites recovers the wet and open habitats crucial for many valuable species. The measures also restore peatland’s ability to store water, nutrients and carbon. New methods for simultaneously improving biodiversity conservation and water protection are developed in the project running 2017-2023. Dredging, channelization and drainage are widely decreasing the ability of streams and ponds to sustain their natural communities and control the circulation of water. We restore 34 km of degraded streams and raise water table in 17 ponds to recover their natural hydrological functioning, and to regain target species. The open water areas as well as mosaics of water and vegetation, that are important as bird nesting and breeding habitat, are decreasing in many lakes in Finland due to overgrowth by vegetation and nutrient loading from the surroundings. We create open water areas and increase the mosaic structure of habitats e.g. by dredging and raising the water table to improve the habitat quality on four especially important bird lakes. The project funded 60% by European Commission LIFE funding focuses mainly in practical restoration. However, we collect and analyse globally significant data-sets to better understand how restoration can be used to preserve biodiversity, to improve water quality and to slow down climate change. Lack of such long-term and well-replicated studies is one of the biggest challenges in reaching the huge global targets for wetland restoration, and for many other ecosystems. The information gained by examining how local people and the recreational users of protected areas feel about restoration can be used to develop restoration measures. Wide range of field inventories on several species groups will be done in the project to support restoration. Successful conservation requires better public understanding on the wide range of wetland values. We raise public awareness by developing effective and innovative communication methods, such as a wetland simulator and material for teachers and nature centres.peerReviewe

Metsäojituksen ja ennallistamisen vaikutukset suokasvillisuuteen Seitsemisen kansallispuistossa

Tässä tutkimuksessa analysoitiin Seitsemisen kansallispuiston ennallistetuilta ja luonnontilaisilta soilta kerättyä kasvillisuusnäytealaseurannan aineistoa. Tavoitteena oli selvittää, minkälaisia vaikutuksia metsäojituksella on ollut soiden kasvillisuuteen ja onko ennallistamalla onnistuttu korjaamaan noin 30 vuoden ojituskauden aikana tapahtuneita muutoksia. Tutkimuksessa käytetty aineisto kerättiin 4:ltä luonnontilaisille sekä 14:ltä ojitetuille ja myöhemmin ennallistetuille soille sijoitetulta näytealalta. Ojitettujen soiden kenttä- ja pohjakerroksen kasvillisuus inventoitiin ensimmäisen kerran kunkin suon ennallistamisen aikoihin (noin 30 vuotta ojittamisen jälkeen) ja toisen kerran 1-11 vuotta ennallistamisen jälkeen. Tuloksia analysoitiin DCA-ordinaatiomenetelmällä sekä tarkastelemalla kasvilajiryhmien ja suon eri ominaisuuksia ilmentävien lajien esiintymistä. Ojitus lisäsi varpujen peittävyyttä ja vähensi rahkasammalten peittävyyttä pohjakerroksessa. Muiden sammalten kuin rahkasammalten peittävyys kasvoi lähes tilastollisesti merkitsevästi. Lisäksi ojitus oli lisännyt puiden taimien kasvua minerotrofisilla soilla sekä kaventanut ombrotrofisilla ja minerotrofisilla soilla eroa sarojen esiintymisessä. Rämeisyyttä ja mätäspintaa ilmentävien lajien peittävyys oli suurempi ja nevaisuutta ilmentävien lajien pienempi ojitetuilla kuin luonnontilaisilla soilla. Ojitus ei vaikuttanut suon ravinteisuustasoja ilmentävien lajien esiintymiseen. Ennallistamalla oli onnistuttu käynnistämään tutkimussoilla kehitys, joka johtanee suoekosysteemin palautumiseen luonnontilaisen kaltaiseksi. DCA-analyysi osoitti, että ennallistettujen soiden kasvillisuudessa tapahtunut muutos oli nopeampaa kuin muutos luonnontilaisilla soilla. Kasvillisuuden muutokset olivat jatkuneet koko tutkimuksen (noin 10 vuotta ennallistamisesta) ajan. Turvetta muodostavien rahkasammalten ja välipintaa ilmentävien kasvilajien peittävyyden lisääntyminen ennallistetuilla soilla kertoo suokasvillisuudelle ominaisten kasvuolosuhteiden palautumisesta. Ennallistumisprosessin hitautta kuvaa kuitenkin se, että rimpipinnan kasvilajit puuttuivat tutkimussoilta lähes kokonaan. Joillakin soilla kasvillisuuden kehitys ojien tukkimisen jälkeen oli erityisen hidasta. Tämä osoittaa, että metsäojituksen aiheuttamien merkittävien muutosten korjaaminen vaatii huolellisuutta sekä ennallistamistoimien suunnittelussa että toteutuksessa.peerReviewe

Ekosysteemin ennallistamisen ja luonnonhoidon ekologia

nonPeerReviewe

Restoration of low-productive, forestry-drained peatlands : impacts on CO2 and CH4 fluxes

201

What does the recovery debt really measure?

Recently, Moreno-Mateos et al. (2017) coined the concept ‘recovery debt’, clearly a close relative of the ecosystem service debt (Isbell et al. 2015), and gave it significance as “the interim reduction of biodiversity and biogeochemical functions occurring during ecosystem recovery”. Using rather impressive dataset consisting 3,035 sampling plots worldwide as an example, they analysed the recovery debt for plant and animal species diversity and abundance as well as for carbon and nitrogen cycling. Based on their analysis Moreno-Mateos et al.  conclude that “… recovering and restored ecosystems have less abundance, diversity and cycling of carbon and nitrogen than ‘undisturbed’ ecosystems …”. Here, we scrutinize the proposed new concept and point out problems in conclusions resulting from the operationalization of the concept

What does the recovery debt really measure?

Recently, Moreno-Mateos et al. (2017) coined the concept ‘recovery debt’, clearly a close relative of the ecosystem service debt (Isbell et al. 2015), and gave it significance as “the interim reduction of biodiversity and biogeochemical functions occurring during ecosystem recovery”. Using rather impressive dataset consisting 3,035 sampling plots worldwide as an example, they analysed the recovery debt for plant and animal species diversity and abundance as well as for carbon and nitrogen cycling. Based on their analysis Moreno-Mateos et al. conclude that “… recovering and restored ecosystems have less abundance, diversity and cycling of carbon and nitrogen than ‘undisturbed’ ecosystems …”. Here, we scrutinize the proposed new concept and point out problems in conclusions resulting from the operationalization of the concept

Ravinnetason ja ojituksen vaikutus suokasvillisuuden monimuotoisuuteen ja lajikoostumukseen

Lajistollisessa monimuotoisuudessa on havaittavissa ajallista ja paikallista vaihtelua, joka on jo vuosisatojen ajan innoittanut ekologeja selvittämään lajirikkauden määrittäviä tekijöitä. Muun muassa pinta-alan, elinympäristön heterogeenisyyden, energian ja resurssien saatavuuden sekä erilaisten häiriöiden on havaittu vaikuttavan lajistolliseen monimuotoisuuteen. Osa monimuotoisuuteen vaikuttavista prosesseista on yhä huonosti tunnettuja, ja yksittäisen tekijän vaikutusta voi olla vaikea tulkita, sillä eri tekijät ovat keskenään vuorovaikutuksessa. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää suokasvillisuusyhteisöjen avulla, vaikuttavatko resurssit tai häiriö (1) yhteisön lajimäärään (alfa-diversiteetti), (2) yhteisöjen väliseen lajistolliseen monimuotoisuuteen (beta-diversiteetti) ja (3) yhteisön lajikoostumukseen, sekä onko resursseilla ja häiriöllä edellä mainittuihin tekijöihin yhdysvaikutusta. Tutkittavana resurssina oli suon ravinnetaso, joita oli kaksi, rehevä ja karu. Tarkasteltavana häiriökäsittelynä oli ojitus, jolla samoin oli kaksi tasoa, ojitettu ja luonnontilainen. Kysymyksiä tarkasteltiin kolmella eri suotyypillä (korvet, rämeet ja avosuot) sekä putkilokasvi- ja lehtisammalyhteisöillä erikseen. Tutkimus toteutettiin Metsähallituksen valtakunnallisen soiden ennallistamisen seurantaverkoston kasvillisuusseurantakohteilla. Rehevillä kohteilla oli poikkeuksetta enemmän lajeja kuin karuilla. Sen sijaan ojitus ei vaikuttanut lajimäärään. Myös beta-diversiteetti oli enimmäkseen rehevillä kohteilla korkeampi kuin karuilla, mutta ojituksen vaikutus beta-diversiteettiin ei ollut yksiselitteinen. Ojitettujen kohteiden lajikoostumus poikkesi luonnontilaisista, joten kohteilla on tapahtunut ojituksen myötä paikallisia sukupuuttoja tai uusien lajien kolonisaatiota. Koska lajimäärä kuitenkin säilyi ojituksessa muuttumattomana, sukupuuttojen ja kolonisaatioiden määrä oli tasapainossa. Ero lajimäärässä karujen ja rehevien kohteiden välillä säilyi yhä lajikoostumuksen muututtua, joten häiriö ei muuttanut resurssien ja lajimäärän välistä suhdetta. Alfa- ja beta-diversiteetti eivät tässä tutkimuksessa osoittautuneet kovin hyödyllisiksi mittareiksi häiriön aiheuttaman yhteisömuutoksen tarkastelussa, sillä ne voivat säilyä muuttumattomana, vaikka yhteisön lajisto muuttuu merkittävästi. Erityisesti lajikoostumuksessa tapahtuneet muutokset saadaan näkyviin käyttämällä lajien läsnäoloon perustuvaa indeksiä. Tulokset osoittavat, että suolajien leviämiskyky on merkittävä tekijä alkuperäisen yhteisörakenteen palautumisen kannalta.nonPeerReviewe