Työkalu metsätalouden ympäristövaikutusten arviointiin, FEMMA

 >

Tavoite

tehdä valuma-aluetasolla toimiva mallinnustyöväline metsätalouden vesistövaikutusten ja metsän pitkäaikaisen ravinnetilan simulointiin.

Tulokset

Kts. aikaisempia tuloksia:

Päätehakkuun vaikutus kangasmetsän vesi-, hiili- ja ravinnevirtoihin ja -varastoihin
(hanke 3310 v. 2001-2003)
Suomen Akatemia/Sunare projektisivu (L. Finér)
Hankkeessa rakennettiin valuma-alueen mittakaavassa toimiva, vesi- ja typpikiertoa kuvaava FEMMA-malli yhdistämällä aiempia malleja (Finfor, HUT-SNOW, CPM, MODFLOW) sekä hankkeessa kehitettyjä uusia malleja (ROMULIN, FEMMA-NITROGEN, CPM-GIS).
Kehitetty FEMMA-malli pystyy simuloimaan erilaisten hakkuutapojen vaikutuksia hakkuualueen vesi- ja typpikiertoon. Sen avulla voidaan testata hoidetun metsäekosysteemin toimintaan liittyviä oletuksia. Menetelmä perustuu kaksiulotteiseen mallinnukseen.
Hanketta koordinoineen Metsäntutkimuslaitoksen lisäksi mukana olivat Oulun yliopisto, Joensuun yliopisto, Geologian tutkimuskeskus (GTK) ja Teknillinen korkeakoulu (TKK).

Mallin avulla saatiin seuraavia tuloksia:

  • Malli selitti avohakkuun aiheuttamaa valuman lisääntymistä sillä, että sadeveden pidättymisestä aiheutuvat hävikit vähentyivät.
  • Avohakkuiden aiheuttamaa keväisen lumen sulamisen aikaistumista selittivät auringon säteilyn lisääntyminen ja turbulentit lämpövirtaukset.
  • Hakkuun jälkeen viivästyneenä alkavaa nitraattitypen valuman kasvua selitti typen pidättyminen hakkuutähteisiin.
  • Valumavesien orgaaninen typpi ja ammoniakki ovat pääosin peräisin jokien läheisiltä suoalueilta.
  • Hajotus ja typen kulutus ovat tärkeimmät prosessit typen kierrossa, kun taas talven aikaiset prosessit ovat tärkeimmät kevättulvan suuruuteen vaikuttavat prosessit.
  • Hakkuun jälkeistä typen poistumaa kontrolloivat typen sitoutuminen, aluskasvillisuuden typenkulutus ja toipuvan puuston typenkulutus.
  • Pintavaluman määrä säätelee voimakkaasti typen poistumaa.
  • Pintavaluman määrää puolestaan säätelee maaperän hydrauliset ominaisuudet, mäen pituus, mäen kaltevuus ja mäen konvergenssi.

FEMMA-työkalun kehittäminen jatkuu uusissa tutkimuksissa:

  • KUNTO-hankkeessa mallitetaan suon kuivatuksen ja ojien kunnostuksen vaikutuksia vesi- ja ravinnekiertoon.
  • NUTFLOW-hankkeessa tutkitaan ja mallinnetaan pintavesien virtausta.
  • Jatkotyössä FEMMA-työkaluun on tarkoitus ottaa mukaan uusi ravinne eli fosfori sekä eräitä metsänkäsittelymuotoja (ojien kunnostus, maankäsittely, kulotus ja lannoitus). Lisäksi aiotaan kehittää mallista metsän käsittelystä vastaaville tahoille soveltuva, helposti käytettävä työkalu, jolla voitaisiin auttaa hallitsemaan metsänkäsittelytapojen ympäristövaikutuksia.

FEMMA: Rakenne ja toiminta

FEMMAn toiminta perustuu veden ja typen prosessien laskentaan valuma-alueelle tyypillistä veden virtausreittiä pitkin. Laskentaa varten valuma-alue kuvataan kaltevana rinteenä, joka ulottuu valuma-alueen reunalta purku-uomaan (linkki sivulle FEMMA approach). Valuma-alueen kaksiulotteistakuvausta varten on kehitetty erityinen GIS-työkalu. GIS-työkalu on toteutettu avoimessa Map Window -paikkatieto-ohjelmassa ja on vapaasti kaikkien käytettävissä.

  • FEMMAlla voidaan laskea valuntaa ja valunnan laatua, vesi ja typpitaseita koko valuma-alueelle tai valuma-alueen osalle, sekä metsätaloustoimenpiteiden vaikutusta niihin Outputs.
  • FEMMA-mallia on sovellettu mm. hakkuiden ja kunnostusojitusten vesistövaikutusten laskentaan Application.
  • FEMMAn toimintaa ja tähänastisia tuloksia on raportoitu tieteellisissä julkaisusarjoissa ja esitelty tieteellisissä kokouksissa Publications.

Laurén, A. & Mannerkoski, H. 2006. Yliarvioidaanko hakkuiden vesistövaikutuksia? Metsätieteen aikakauskirja 2/2006: 320- 322.
http://www.metla.fi/aikakauskirja/full/ff06/ff062320.pdf

Finér,L., Laurén, A. & Karvinen, L.(eds) 2002. Ajankohtaista metsätalouden ympäristökuormituksesta – tutkimustietoa ja työkaluja –seminaari Kolin luontokeskus Ukko 23.9.2002. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 886: 89-96.

Yhteyshenkilöt

 
   Päivitetty:   14.3.2008/REsk Metla : Hanke 3383  : Femma   Palaute Metlan etusivulle
. .