Luontaisesti rehevien valuma-alueiden ravinnekuormitus Sisä-Suomessa

TAUSTA: Karja-Suomen vesien laatu on edelleen keskimääräistä heikompi Pohjois-Savon järvialueella sekä Pohjanmaan jokivesistöjen alueella. Pohjois-Savossa tyydyttävän ja välttävän luokitukseen kuuluvien pintavesien osuus on merkittävä etenkin Iisalmen reitillä, joka on myös voimakasta maidon- ja naudanlihantuotannon aluetta. Julkisuudessa esitetäänkin usein, että syynä on nimenomaan nautakarjatalous, vaikka suoria mittaustuloksia nautakarjatalouden kuormituksesta on vain vähän. Taustahuuhtouman tason selvittämien sekä yleisiä vesistökuormitusmalleja että alueelle kehitettyä reittivesimallia, ja parantaisi myös vesien suojelun ja kunnostuksen tavoitteiden realistisuutta. LIITTYMINEN MUIHIN HANKKEISIIN: Esitetty hanke perustuu MMM:n ja MTT:n rahoittamien "Sisävesien ravinnekuormituksen vähentämiskeinot FOKUS" -hankkeen (2009-2011) ja Esitetty hanke perustuu MMM:n ja MTT:n rahoittamien "Sisävesien ravinnekuormituksen vähentämiskeinot FOKUS" -hankkeen (2009?2011) ja "Sisävesien ravinnekuormitus FOKUS II" -hankkeen (2012?2014) tuloksiin. Hanke tekee tiivistä yhteistyötä valmisteilla olevan ylimaakunnallisen "Ravinnehävikit euroiksi RAE II" -jatkohankkeen kanssa, jossa tutkimuksen lisäksi annetaan maatalouden vesiensuojeluun liittyvää koulusta ja neuvontaa vesiensuojelun painopistealueilla kuten Iisalmen vesistöreitillä."Sisävesien ravinnekuormitus FOKUS II" -hankkeen (2012-2014) tuloksiin. Hanke tekee käytännön tasolla tiivistä yhteistyötä valmisteilla olevan ylimaakunnallisen "Ravinnehävikit euroiksi RAE II" -jatkohankkeen kanssa, jossa tutkimuksen lisäksi annetaan maatalouden vesiensuojeluun liittyvää koulusta ja neuvontaa vesiensuojelun painopistealueilla kuten Iisalmen vesistöreitillä. TAVOITE: RAKU-hankkeen ensisijaiset tavoitteet ovat: OT 1) Selvittää luotettavan pituisen mittausjakson avulla nurmiviljely- ja nautakarjatalousalueelta tulevan vesistökuormituksen suuruus ja dynamiikka aidossa ympäristössä pienen valuma-aluetason mittakaavassa. OT 2) Selvittää kosteikon toimintaedellytykset fosforikuormituksen vähentäjänä ja ravinteiden pidätystehokkuus etenkin liukoisen fosforin osalta sekä arvioida kosteikon kunnostamistöiden vaikutus veden laatuun. OT 3) Selvittää miten alueella tehtävillä viljelytoimenpiteillä voidaan vähentää vesistökuormitusta sekä tarkastella maankäyttömuotojen ja tarkennettujen maaperäanalyysien yhteyttä kuormituksen suuruuteen. OT 4) Selvittää geologisten tekijöiden merkitys Pohjois-Savon järvien luontaiselle rehevyydelle ja taustakuormituksen suuruudelle. Pitkän aikavälin tavoite on nurmiviljelystä ja nautakarjataloudesta aiheutuvan vesistökuormituksen vähentäminen ja alueellisten vesistömallien tarkentaminen. Nämä johtavat myös sisävesien laadun parantumiseen. TUTKIMUSMENETELMÄT: OT 1) Vuonna 2010 Kirmanjärven Ruostepuron osavaluma-alueelle perustettu ravinnekuormituksen seurantaverkosto on Nurmi-ja Karja-Suomen alueella ainoa, jolla on käytössään jatkuvatoiminen laitteisto. Verkosto on tuottanut ensimmäisten kolmen hydrologisen vuoden aineiston (veden laatu/virtaama) ja arvion nurmiviljelyyn pohjautuvasta nautakarjataloudesta peräisin olevan kuormituksen suuruudesta. Verkosto päivitetään tarvittavilta osin ja mittauksia jatketaan koko hankkeen keston ajan. OT 2) Tutkimusvaluma-alueella sijaitsevaa kosteikkoa on kunnostettu paikallisen metsästysseuran toimesta vuosina 2012-2013 (ei-tuotannollisten investointien tuki). Kosteikosta on otettu kattava (ennen/jälkeen) sedimenttinäyteaineisto, ja maaperäanalyysien avulla selvitetään mm. sen toimintaedellytykset fosforikuormituksen vähentäjänä. Mittauspiste päivitetään vastaamaan kunnostuksen jälkeisiä olosuhteita ja mittauksia (veden laatu/virtaama) jatketaan koko hankkeen ajan, sekä samalla seurataan kosteikon kehittymistä (kasvillisuus, sedimentin kertyminen). OT 3) Kootaan tutkimusvaluma-alueen viljelijöiltä maankäyttö- ja toimenpidetiedot sekä lohkojen viljavuusanalyysi- sekä kaltevuustiedot. Aineistoa täydennetään myös tätä tutkimusta varten otettavilla maanäytteillä ja niistä tehtävillä maaperäanalyyseillä. Havaittuja kuormituslukuja suhteutetaan taustamuuttujiin yksinkertaisen mekanistisen tai tilastollisen mallin avulla. Mahdollisuuksien mukaan kehitetään tutkimusvaluma-alueelle yksinkertainen kuormitusmalli. Alueella tullaan edistämään nurmialueelle soveltuvia vesistökuormitusta vähentäviä toimenpiteitä (lietteen sijoittaminen kynnön syventäminen, lannoituksen pintafosforin minimointi), ja niiden toteuttamisen laajuus riippuu viljelijöiden halukkuudesta. OT 4) Luontaisesti reheviksi oletetut potentiaaliset tutkimusalueet valitaan FOKUS II -hankkeessa GTK:n, TY:n ja MTT:n yhteistyönä tuotettujen tulosten, GTK:n kartta-aineistojen, maaperäkartoitusten ja kokemusperäisten maastohavaintojen pohjalta sekä vesiuomista otettavien vesinäytteiden avulla. Rajatuista kohteista määritetään maaprofiilin ja hienoainesmoreenin kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet (esim. PAAc, orgaaninen-P, epäorgaanisen P:n fraktiot, lajitekoostumus). HANKKEEN TOTEUTTAJAT JA TYÖNJAKO: Hankkeen hakijana toimii Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus MTT Maaninka (Perttu Virkajärvi, Mari Räty ja Kirsi Järvenranta), joka vastaa tutkimusosien OT 1, 2 ja 3 toteuttamisesta. Muita hakijoita ovat Helsingin yliopisto HY ja Geologian tutkimuskeskus GTK Kuopio. GTK (Tommi Kaupppila) vastaa osion OT 4 toteuttamisesta ja HY (Helena Soinne, Helinä Hartikainen) vastaa osiin OT 2, 3 ja 4 kuuluvasta tarkemmasta maaperäanalytiikasta. Erkki Saarijärvi (Vesi-eko Oy) toimii ravinnekuormituksen seurantaverkoston teknisenä neuvonantajana sekä vesistömallin asiantuntijana. Leena Finér (METLA Joensuu), Jukka Koski-Vähälä (Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry) ja Vuokko Mähönen (Pohjois-Savon ELY-keskus) toimivat asiantuntijatahoina hankkeen aikana. AIKATAULU: Hanke toteutetaan 1.1.2015?31.12.2017 välisenä aikana. Ravinnekuormituksen seurantaverkoston muutos- ja päivitystyöt painottuvat hankkeen alkuun, ja veden laadun seuranta ja virtaaman mittaus jatkuvat koko hankeen ajan (OT 1 ja 2). Tutkimusosiin OT 3 ja 4 liittyvä maanäytteiden ottaminen ja analysointi painottuu hankkeen kahdelle ensimmäiselle vuodelle. Nurmiviljelyaluille soveltuvien vesistökuormituksen vähentämistoimenpiteiden toteuttaminen tutkimusvaluma-alueella painottuu hankkeen loppupuolella, ja osion toteutettavien toimenpiteiden laajuus riippuu alueen viljelijöistä.