Environmental loading from a thin peat field : Establishment of an experimental field in Ruukki and the first results of leaching of substances into watercourses and emissions into the atmosphere

Abstract

Turvemailta peräisin olevan typen (N), fosforin (P) ja orgaanisen aineksen huuhtoutuminen on jo pitkään tunnistettu ympäristöongelmaksi. Turvemaita koskevan keskustelun painopiste on kuitenkin viime vuosina siirtynyt vesistökuormituksesta ilmakehään vapautuvaan hiilidioksidiin (CO2), dityppioksidiin (N2O) ja metaaniin (CH4) eli kasvihuonekaasuihin (KHK). Edessä olevien merkittävien maatalous- ja ympäristöpoliittisten päätösten pohjaksi tarvitaan luotettavaa mittaustietoa turvemailta sekä vesiin että ilmaan joutuvan kuormituksen suuruudesta ja kuormitukseen vaikuttavista tekijöistä. Ruukkiin perustettiin v. 2016 koekenttä, jolla saadaan tietoa Pohjanmaan rannikolla yleisiltä ohuilta turvemailta tulevan kuormituksen suuruudesta ja eri viljelytoimien vaikutuksesta siihen. Kentän pinta-ala on 19,6 ha, ja kentän kuudella ruudulla olevan turvekerroksen paksuus vaihtelee 15–80 cm:n välillä. Salaojat ovat siis selvästi kivennäismaassa, joka on alueen jokilaaksoille tyypilliseen tapaan hapanta sulfaattimaata. Kenttä on salaojitettu siten, että kunkin ruudun vedet saadaan kerättyä erikseen. Pintavaluntavettä kerätään yhdeltä ruudulta. Tässä raportissa esitetään kentän maaperän ominaisuudet, kuvataan kentän perustaminen ja esitetään salaojista tulleesta valumavedestä mitattuja tuloksia lokakuusta 2016 lokakuuhun 2018. Raportissa esitetään myös tulokset kasvihuonekaasuemissioista heinä-elokuussa 2017 toteutetun kahdeksan viikon mittausjakson ajalta. – Ruukin kenttä kuuluu eurooppalaiseen kokeellisen ekosysteemiekologian tutkimusinfrastruktuuriverkostoon (AnaEE, https://blogs.helsinki.fi/anaee-suomi/). Salaojaveden sisältämä kokonaistypen ja orgaanisen aineksen määrä kasvoi ruutujen turvekerroksen paksuuden kasvaessa. Normaali- ja vähäsateisen vuoden tulosten perusteella huuhtoutuneen typen määrä syväturpeisemmilta (40–80 cm) ruuduilta oli keskimäärin 15,4 kg ha-1 vuodessa ja ohutturpeisemmilta (≤20 cm) ruuduilta 9,2 kg ha-1 vuodessa. Orgaanisissa yhdisteissä olevan typen osuus oli 36 %. Salaojaveden kokonaisfosforin määrä (0,27 kg ha-1) ei ollut riippuvainen turvekerroksen paksuudesta, mutta veteen liuenneen fosfaattifosforin osuus oli ohutturpeisemmalla alueella pienempi (18 %) kuin syväturpeisemmalla alueella (50 %). Huuhtoutunut fosforimäärä oli pieni, koska kivennäismaakerrosten happamille sulfaattimaille tyypilliset runsaat rautayhdisteet luultavasti sitoivat fosforia tehokkaasti. Salaojien kautta tulleen kokonaistypen ja -fosforin määrien arvioitiin olleen 83 % ja 64 % pellolta tulleesta kokonaishuuhtoumasta. Kasvihuonekaasupäästöissä ei ollut selkeää eroa eri ruutujen välillä, vaikka turpeen syvyys eri ruuduilla vaihtelee 15 ja 80 cm:n välillä. Metaanipäästö tai -nielu oli kaikilla ruuduilla pieni, kuten on tyypillistä hyvin ojitetuille turvepelloille ja hiilidioksidi- ja dityppioksidipäästöt olivat puolestaan suuremmat kuin vastaavalla kivennäismaapellolla. Kasvihuonekaasumittausten aikaan ruuduilla 1–4 kasvoi ohra ja ruuduilla 5–6 ruisvehnä. Mittauskampanja kesti kuitenkin vain 8 viikkoa ja kattoi ainoastaan osan kasvukautta, joten turpeen syvyyden ja kasvilajin merkitystä kasvihuonekaasupäästöihin ei tässä tapauksessa voida selkeästi osoittaa. Pellolta huuhtoutunut rikkimäärä (keskiarvo 147 kg ha-1) oli noin 10-kertainen verrattuna peltoihin, jotka eivät ole hapanta sulfaattimaata. Tulokset viittaavat kuitenkin siihen, että turvekerros hidastaa pelkistyneiden rikkiyhdisteiden hapettumista, jolloin rikin huuhtoutuminen jää vähäisemmäksi, eikä ojavesissä havaita yhtä suurta happamuutta kuin sulfaattimailla, joilla ei ole turvekerrosta. Ruukin ohutturpeiselta maalta huuhtoutui typpeä ja fosforia vähemmän kuin maalta, jossa salaojat ovat turvekerroksessa. Arvioitaessa turvemailta tulevaa vesistökuormitusta kaikkia turvemaita ei saa pitää samanlaisina, vaan turvekerroksen paksuus on otettava kuormitusarvioissa huomioon.202