Kosteikot

Kosteikolla tarkoitetaan ojan, puron, joen tai muun vesistön osaaja sen ranta-aluetta, joka suuren osan vuodesta on veden peitossa ja muunkin ajan pysyy kosteana (MMM 2007b). Kosteikkoja perustetaan useimmiten vesienhoidollisista syistä, mutta niillä on runsaasti positiivia vaikutuksia esimerkiksi luonnon monimuotoisuuteen ja maisemaan. Kosteikolla voidaan vähentää vesistöjen fosfori-ja typpikuormitusta.

Useiden järvien pintaa on aikoinaan laskettu, jotta saataisiin lisää viljelyalaa.

Samoista syistä luonnonuomissa ja vesistöissä olleita kosteikkoja on kuivatettu (MMM 2007b). Uomien varressa voi olla useita hyviä paikkoja kosteikkoa varten.

Kosteikon vedenpuhdistusmekanismit ovat kiintoaineksen laskeutuminen, liuenneen fosforin adsorptio, typen denitrifikaatio ja ravinteiden biologinen kulutus. Ravinteet jäävät pääsääntöisesti kosteikkoon, paitsi typen denitrifikaation tapauksessa, jossa typpi poistuu ilmakehään. Mekanismeille on tärkeää veden pitkä viipymä. (Puustinen et ai. 2007).

Koska valtaosa pelloilta tulevasta fosforista on sitoutunut kiintoainekseen, on sen laskeutuminen eli sedimentaatio tärkeä puhdistusmekanismi. Pidempi veden viipymä edistää sedimentaatiota. Myös kosteikon kasvillisuus pidättää jonkin verran kiintoainesta. Ravinteet jäävät kosteikkoon, joten poikkeuksellisen suurissa virtaama- tapauksissa ravinteet voivat lähteä uudelleen liikkeelle. (Puustinen et ai. 2007)

aineksen ja kosteikkoon tulevan veden DRP-pitoisuuksista. Kun veden DRP-pitoituus ylittää maa-ainekselle ominaisen fosforin tasapainopitoisuuden fosforia pidättyy.

Adsorptioon vaikuttaa maa-aineksessa olevan vapaan fosforilla kyllästymättömän raudan ja alumiinin määrä ja kosteikon happitilanne. Adsorptio toimii parhaiten hapellisissa olosuhteissa. Hapettomuuden vallitessa maaperän rautaoksideista alkaa vapautua fosforia. Koska raudan ja alumiinin määrä kosteikossa on rajallinen, fosforin pidättyminen adsorption kautta heikkenee kosteikon iän kasvaessa.

(Puustinen et ai. 2007)

Nitraattityppeä pelkistyy mikrobitoiminnan kautta kaasumaiseen muotoon, joka poistuu ilmakehään. Tätä kutsutaan typen denitrifikaatioksi. Se on kosteikon merkittävin typenpoistoprosessi. Sen teho ei periaatteessa heikkene kosteikon iän myötä, sillä typpi poistuu kosteikosta pysyvästi, eikä jää kosteikkoon, kuten fosfori adsorptiossa. Denitrifikaatio on tehokkaimmillaan hapettomissa ja lämpimissä olosuhteissa ja kun tulevan veden nitraattitypen pitoisuus on suuri. (Puustinen et ai.

2007)

Kasvillisuus käyttää ravinteita varsinkin kasvukauden aikana, mutta ravinteita vapautuu takaisin veteen lakastumis- ja hajoamisvaiheen aikana. Netto tasoltaan ravinteiden biologinen kulutus ei ole kovin suuri. Kasvillisuuden kautta tapahtuvaa ravinteiden ottoa voidaan tehostaa niittämällä ja poistamalla kosteikon kasvillisuutta säännöllisesti. Vesiensuojelun karmalta kasvillisuuden tärkein ominaisuus on suoran ravinteiden oton sijaan tukea muita mekanismeja. Esimerkiksi tiheä kaislikko siivilöi kiintoainesta läpivirtaavasta vedestä ja korkeat järviruo'ot tuottavat pohjalle juuristonsa kautta fosforin pidättymiselle tärkeää happea. (Puustinen et ai. 2007)

Luku 3

Maatalouden

ympäristötukij ärj estelmä

3.1 Ympäristötuen historia

Maatalouden ja ympäristön suhde on muuttunut viime vuosikymmenien aikana (Aakkula ym. 2006). 1970-luvulla vesistöjen pilaantumisesta syytettiin lähinnä yhdyskuntia ja teollisuuslaitoksia. Maatalouden ja ympäristön suhdetta pidettiin ongelmattomana, vaikka maataloudessa oltiin ruvettu käyttämään enenevissä määrin kasvinsuojeluaineita ja lannoitteita. Maatalous nähtiin ympäristövaroja kestävästi käyttävänä elinkeinona eikä siihen kohdistunut ympäristöpoliittisia vaateita (Aakkula ym. 2006).

1980-luvulla myös maataloutta ryhdyttiin pitämään vesistöjen yhtenä kuormittajana.

Tuolloin perustetun ympäristöministeriön laatimassa vuoteen 1995 yltävässä vesien­

suojelun tavoiteohjelmassa maatalouden vaadittiin vähentävän vesistökuormitustaan tasavertaisesti teollisuuden ja yhdyskuntien kanssa ja fosforin osalta vähentämis­

tavoite oli jopa 50% (Ympäristöministeriö 1988). Maatalouspolitiikan toimijat eivät hyväksyneet uusia tavoitteita, vaan korostivat teollisuuden ja yhdyskuntien maa­

taloutta suurempaa merkitystä vesistöjen tilaan ja vaativat lisätutkimusta maatalouden osuudesta vesistökuormitukseen (Aakkula ym. 2006). Tutkimusta varten perustettiin maatalous- ja vesientila -tutkimusohjelma, jonka johtopäätökset vahvistivat käsitystä siitä, että maatalouden osuus vesistökuormituksesta on suurempi kuin teollisuuden ja yhdyskuntien yhteenlaskettu osuus (Rekolainen ym. 1992). Tämän seurauksena ryhdyttiin maataloudessakin hajoittamaan ympäristöpolitiikkaa. Uusia keinoja, esimerkiksi taloudellista ohjausta, ei kuitenkaan tullut mukaan, vaan viljelijää ohjattiin suosittelemalla hyviä viljelykäytäntöjä (Aakkula ym. 2006).

Maatalouden tukijärjestelmä sai uusia piirteitä, kun Suomi liittyi Euroopan Unioniin vuonna 1995. EU:n yhteinen maatalouspolitiikka (CAP) asetti väljät ja laadulliset kriteerit maatalouden ympäristöpolitiikalle. Suomessa otettiin käyttöön maatalouden

keskityttiin lähinnä vesistöjen suojeluun. Aiemmin suositeltuja hyviä viljely­

käytäntöjä pystyttiin nyt tukemaan rahallisesti. Kritiikkiä herätti toimenpiteiden riittämättömyys (Aakkula 2006). Maatalouden kokonaistuki pysyi samana, joten ympäristötuki lohkaistiin vanhoista tuotantotuista.

3.2 Tukijärjestelmän rakenne ja toimenpiteet

Suomen olosuhteissa maataloustuotteiden tuotantokustannukset nousevat suuriksi verrattuna niistä saatuihin myyntituloihin. Maataloustukien avulla halutaan turvata ruoantuotannon omavaraisuus. Viljelijälle maksetaan suoria tulotukia jatkuvuuden ja kannattavuuden turvaamiseksi. Lisäksi maksetaan kustannusperusteisia investointi­

tukia.

EU:n rahoittamia tukia ovat yhteisen maatalouspolitiikan tilatuki eli CAP-tuki (Common Agricultural Policy), luonnonhaittakorvaus eli LFA-tuki (Less Favorable Areas) ja ympäristötuki. Suomella on oikeus maksaa kansallisia tukia, joista tärkeimmät ovat Etelä-Suomen kansallinen tuki, pohjoinen tuki sekä ympäristötuen ja luonnonhaittakorvauksen kansalliset lisäosat. Ympäristötuen kansallisesta lisäosasta ollaan luopumassa.

Tärkein tukimuoto ovat tilatuet, joita maksetaan hehtaarikohtaisesti tuotannosta riippumatta. Luonnonhaittakorvauksen tarkoituksena on säilyttää maatalous elin­

voimaisena huolimatta haittaavista luonnontekijöistä, kuten esimerkiksi Suomen lyhyestä kasvukaudesta. Ympäristötuen tarkoituksena on ohjata maataloutta ympäristöystävällisempään suuntaan. Ympäristötuen ehtoihin sitoudutaan useaksi vuodeksi kerrallaan.

Ympäristötuki koostuu vähimmäisvaatimuksista lannoitukselle ja kasvinsuojelu­

aineiden käytölle, perustoimenpiteistä, lisätoimenpiteistä ja erityistukisopimuksista (Maaseutuvirasto 2007a). Lannoitukselle ja kasvinsuojeluaineille on määritelty rajoituksia, joita jokaisen ympäristötukeen sitoutuneen viljelijän tulee noudattaa ilman erilliskorvausta.

Perustoimenpiteet ovat pakollisia jokaiselle ympäristötukeen sitoutuneelle viljelijälle.

Ne voidaan nähdä eräänlaisena perustasona, jota täydennetään muilla toimilla. Koti­

eläintiloille perustuen suuruus on 107 euroa/ha/v, ja kasviviljelytiloille 93 euroa/ha/v (Maaseutuvirasto 2007a). Perustoimenpiteet on esitetty liitteessä 1.

Erityisesti vesistöön vaikuttavia perustoimenpiteitä ovat pientareet ja suojakaistat.

Piennar on valtaojan varteen jätettävä vähintään yhden metrin levyinen monivuotisen nurmikasvillisuuden peittämä maakaistale. Piennar voi olla kolmekin metriä leveä,

jos se vesiensuojelullisesti on perusteltua. Piennarta ei lannoiteta eikä siinä käytetä kasvinsuojeluaineita, paitsi erityisistä syistä. (Maaseutuvirasto 2007a)

Suojakaista on piennarta leveämpi, vähintään keskimäärin kolme metriä leveä alue, joka perustetaan puron, järven, lammen tai talousvesikaivojen ympärillä tai meren rannalla sijaitsevalle peltolohkolle. Suojakaista voi olla enintään keskimäärin 10 metriä leveä, jos se vesiensuojelullisesti on perusteltua. Suojakaista niitetään yleensä kerran kasvukaudessa ja sitä saa laiduntaa. (Maaseutuvirasto 2007a)

Perustoimenpiteiden lisäksi viljelijät voivat valita lisätoimenpiteitä, joista maksetaan erikseen. A-ja В-tukialueella viljelijä voi valita enintään neljä lisätoimenpidettä ja C- tukialueella enintään kaksi (Maaseutuvirasto 2007a). Jotkin lisätoimenpiteistä sulkevat muita pois ja jotkin sopivat vain esimerkiksi kotieläintiloille. Lisätoimen­

piteet on listattu liitteessä 2.

Tässä työssä ei keskitytä esimerkiksi lannoitukseen tai viljeltävien kasvilajien runsauteen vaan peltoihin kohdistuviin muokkaustoimenpiteisiin. Siksi tarkastellaan lähemmin muutamaa lisätoimenpidettä.

Toimenpiteet peltojen talviaikainen kasvipeitteisyys ja tehostettu muokkaus, peltojen talviaikainen kasvipeitteisyys ja peltojen tehostettu talviaikainen kasvipeitteisyys ovat samantyyppisiä ja niillä kaikilla pyritään estämään eroosiota. Ensimmäisessä sallitaan pellon kevyt muokkaaminen, esimerkiksi kevennetty syyssänkimuokkaus kulti- vaattorilla kertaalleen. Kaksi jälkimmäistä on mahdollista valita ainoastaan A- ja B- tukialueilla. Ne eroavat toisistaan ainoastaan vaadittavan peltoalan prosenttiosuuden suhteen. Kaikissa toimenpiteissä edellytetään kasvipeitteisyyden säilyvän kylvö- muokkaukseen asti ja toimenpidettä suositellaan kohdistettavaksi vesistöihin ja valtaojiin rajoittuville peltolohkoille. Kotieläintila ei voi valita mitään näistä toimenpiteistä. Kaikki kolme toimenpidettä ovat toisensa poissulkevia eli niistä voi valita ainoastaan yhden. (Maaseutuvirasto 2007a)

Laajaperäisessä nurmituotannossa kotieläintilalla pitää olla vähintään puolet peltoalasta nurmikasvien viljelyssä. Nurmien lannoittamiseen saa käyttää typpeä enintään 75 % "Peltokasvien lannoitus" -perustoimenpiteen mukaisista typpimääristä.

Toimenpiteen voi valita ainoastaan A- ja В-alueilla. Toimenpidettä ei voi valita yhdessä vähennetyn lannoituksen, typpilannoituksen tarkentamisen peltokasveilla tai peltojen tehostetun talviaikaisen kasvipeitteisyyden kanssa. (Maaseutuvirasto 2007a) Vesien suojelun kannalta merkittäviä erityistukisopimuksia ovat:

• Suojavyöhykkeiden perustaminen ja hoito

• Monivaikutteisen kosteikon hoito

• Lannan käytön tehostaminen

• Luonnonmukainen tuotanto

• Luonnonmukainen kotieläintuotanto

Niistä tämän työn kannalta oleellisia ovat kaksi ensimmäistä. Muita erityistuki­

sopimuksia ovat:

• Perinnebiotooppinen hoito

• Luonnon ja maiseman monimuotoisuuden edistäminen

• Alkuperäiskasvien viljely

• Alkuperäisrotujen kasvattaminen

Suojavyöhykkeitä suositellaan varsinkin jyrkille pelloille, jotka viettävät valtaojaan tai vesistöön. Suojakaista ei tällaisissa tapauksissa ole riittävä pidättämään pellolta lähtenyttä maa-ainesta, vaan tarvitaan leveämpää suojavyöhykettä. Suojavyöhyke perustetaan viljelyksessä olevalle pellolle. Joissain tapauksissa mukaan voidaan ottaa myös pellon ja vesistön väliin jäävä maakaistale. Pellon ja vesistön välissä ei kuitenkaan saa olla metsää. Suojavyöhykkeen tulee olla vähintään keskimäärin 15 metriä leveä, sen vähimmäiskoko on 30 aaria ja siitä on tehtävä oma peltolohkonsa.

Sen tulee olla monivuotisen nurmikasvillisuuden peittämä ja sitä ei saa lannoittaa.

Suojavyöhykettä hoidetaan niittämällä tai laiduntamalla, mikäli siitä ei aiheudu vesiensuojelulle haittaa. (MMM 2007c)

Suojavyöhykkeen perustamisesta ja hoidosta maksetaan ympäristötukea enintään 450

€/ha. Sopimusala koostuu suojavyöhykkeestä ja sille ei makseta ympäristötuen perus- tai lisätoimenpiteiden tukea, mutta sille voidaan maksaa luonnonhaittakorvaus.

Suojavyöhykkeen yläpuolinen peltolohko saa normaalin ympäristötuen. Suoja­

vyöhykkeen perustamisesta ja hoidosta solmitaan viisi- tai kymmenvuotinen sopimus.

Perustamisesta on laadittava suunnitelma ja hoidosta pidetään vapaamuotoista hoito- päiväkirjaa. (MMM 2007c)

Kosteikon hoitamiseen, esimerkiksi lietteen poistoon, rakenteiden ylläpitoon ja kasvillisuuden niittämiseen voi saada ympäristötuen erityistukea. Tuen suuruus riippuu hoidosta aiheutuvista kustannuksista ja mahdollisista tulonmenetyksistä ja on enintään 450 €/ha. Tehtävän sopimuksen kesto on viisi tai kymmenen vuotta.

Sopimukseen liitetään hoitosuunnitelma ja kosteikon hoitamisesta pidetään vapaa­

muotoista hoitopäiväkiijaa. (MMM 2007b)

Kosteikon perustamista varten on erillinen ei-tuotannollisten investointien tuki.

Perustettavan kosteikon tulee sijoittua vesienhoidollisesti merkittävään paikkaan. Sen tulee olla pinta-alaltaan vähintään 0,3 haja vähintään 0,5-1% yläpuolisesta valuma- alueesta. Lisäksi yläpuolisen valuma-alueen peltoisuusprosentti tulee olla 20%.

Toteutusaikaa kosteikon perustamiseen on kaksi vuotta, erikseen hakemalla voi saada

vielä yhden lisävuoden. Kosteikon perustamisen jälkeen tulee solmia vaikutteisen kosteikon hoitamisesta erityistukisopimus. (Wallenius 2007)

moni-3.3 Tukijärjestelmä ohjauskeinona

Ympäristötuki on ohjauskeino, jossa ympäristölle suotuisista toimenpiteistä annetaan korvaus (Kaljonen 2002). Suomen liittyessä EU:in vuonna 1995 uuden ympäristötuen piiriin liittyi 81% viljelijöistä ja vuonna 2002 ympäristötuki kattoi jo 98% viljely­

alasta (MMM 2003 s. 14). Ympäristötuesta muodostui nopeasti alueellisesti kattava ohjauskeino.

Ympäristötuki muodostaa merkittävän osan viljelijöiden tulosta, eli se on toisaalta myös tuotantotuki. Sen osuus maatalouden tuista on noin 18 prosenttia ja maa­

talouden kokonaistuotosta noin 7 prosenttia (Aakkula ym. 2006). Ympäristötuella on ollut merkittävä tuotantoa ylläpitävä vaikutus (Turtola ym. 2008).

Ympäristötuki on toisaalta ohjauskeino ja toisaalta tuotantotuki. Suomen liittyessä EU:iin juuri ympäristötuen avulla saatiin maatalouden kokonaistuki nostettua kansallisesti hyväksyttävälle tasolle EU:n komissiota tyydyttävällä tavalla (Aakkula ym. 2006). Tämän takia ympäristötuen osuus kokonaistuesta nousi merkittäväksi.

Luku 4

Aurajoen valuma-alueen

ominaisuudet ja tausta-aineistot

4.1 Aurajoen valuma-alue

Työssä tarkastellaan Aurajoen valuma-aluetta Lounais-Suomessa. Sen halki virtaava Aurajoki saa alkunsa Oripään harjualueelta ja virtaa 70 km Pöytyän, Auran, Liedon ja Turun kautta saaristomereen. Alueen pinta-ala on 885 km2 ja siitä on 53% metsää ja 37% peltoa (Hertta-tietokanta 2008). Maaperä on enimmäkseen savimaata ja jonkin verran hietaa, hiekkaa tai moreenia (Puustinen ym. 1994). Paikoin jyrkätkin pelto­

alueet sijaitsevat enimmäkseen jokien varsilla, muodostaen erään Suomen kansallis­

maisemista.

Alueella on runsaasti maataloutta. Maatiloista kaijatalouksia on noin 30% ja loput lähinnä kasvinviljelytiloja. Erikoiskasviviljelyä alueella on suhteellisen vähän.

Laiduntaminen on harvinaista. (LOS 2007)

Aurajoki kuljetti Saaristomereen vuosina 2000-2005 keskimäärin 47 tonnia fosforia ja 635 tonnia typpeä vuosittain. Peltoviljely ja karjatalous ovat suurimpia kuormituksen lähteitä. Maatalouden arvioitu osuus typpikuormituksesta on 69% ja fosfori- kuormituksesta 66%. Muita kuormituksen lähteitä ovat haja-asutus ja luonnon-huuhtouma. Taajamien jätevesikuormitus on muutamien prosenttien luokkaa. (LOS 2007)

Virtaama uomassa vaihtelee runsaasti sateiden mukaan. Uomien reunat ovat kaltevia ja ympäröivät ojitetut pellot ovat tiivistä savimaata, eikä virtaamaa tasaavia järviä ole.

Kuormitus on suurimmillaan runsaiden virtaamien aikaan syksyllä ja keväällä ja leutoina talvina tammi-maaliskuun aikaan.

Valuma-alueen jokien ja ainoan järven, Savojärven, tila on välttävä tai huono. Joet virtaavat voimaperäisesti viljeltyjen savimaiden halki, minkä takia vesi on sameaa ja siinä on runsaasti ravinteita. Aurajoen yläjuoksulla pienen virtaaman takia taajamien jätevedet aiheuttavat tilan huonontumista.

Aurajoen valuma-alueella on peltoa 327,45 neliökilometriä. Alueen peltoalan kaltevuus- P-luku- ja maalajijakauma on esitetty alla olevissa taulukoissa. Jakauma on arvioitu Turun vesi-ja ympäristöpiirin arvojen perusteella (Puustinen ym. 1994).

Taulukko 1. Kai te vuusj akauma

Kaltevuus Alle 0.5% 0.5%-1.5% 1.5% - 3% 3%- 6% Yli 6%

Osuus 27% 33% 23% 12% 5%

Taulukko 2. P-lukuj akauma

P-luku Alle8 8-14 Yli 14

Osuus 17% 42% 41%

Taulukko 3. Maalaj ij akauma

Maalaji Savi Hiesu Karkeat Eloperäiset

Osuus 68% 2% 23% 7%

Koska tietoa eri kaltevuuslajien P-lukujakaumista tai maalaj ¡jakaumista ei ollut käytettävissä, oletettiin, että kussakin kaltevuusluokassa P-luku ja maalaji on samalla tavalla jakautunut. Tämä ei vastaa todellisuutta, mutta on siitä riittävä approksimaatio.

Alkutilanteessa muokkaustapoina ovat normaali syyskyntö (81%), syysviljat (5%) ja pysyvä nurmi (15%). Tämä vastaa tilannetta ennen Suomen EU-jäsenyyttä.

Suojavyöhykkeitä ei ole alkutilanteessa lainkaan, eikä myöskään kosteikolta.

4.2 Viljelyalueiden valumavesien hallintamalli (VIHMA)

Viljelyalueiden valumavesien hallintamalli (VIHMA) on malli pellolta tulevasta kuormituksesta ja sen vähentämisestä. Se perustuu koekentiltä hankittuun aineistoon ja ottaa huomioon pellon muokkaustavan, kaltevuuden, maalajin ja P-luvun.

VI HM An avulla voidaan arvioida, kuinka paljon pellolta lähtee kiintoainesta, partikkelifosforia, liukoista fosforia ja typpeä vesistöön. Se kertoo peltolohkon kuormituksen pellon reunalla, ei siis valuma-alueen keskimääräistä kuormitusta (Puustinen 2008). VIHMA selittää kuormitusta muokkaustavalla ja pellon ominai­

suuksilla eikä ota esimerkiksi lannoitusta huomioon.

Koekentät sijaitsevat Etelä- ja Lounais-Suomessa. Yhteensä seitsemältä koekentältä mitattiin pintavaluntaa ja sen laatua ja lisäksi viideltä kentältä myös salaojavaluntaa.

Varhaisin koekenttä on perustettu vuonna 1975 ja uusin vuonna 1990. (Puustinen 2008)

VIHMAssa peltojen ominaisuudet on jaoteltu luokkiin perustuen 1990-luvun alussa tehtyyn peltojen ominaisuuksien inventointitutkimukseen (KUTI-tutkimus) (Puustinen 2008). Tutkimukseen valitut pellot valittiin alueellisen peltoalan mukaan painotetulla otannalla (Puustinen ym. 1994). VIHMAssa käytetyt peltojen ominai­

suuksien luokitukset ovat

Maalajit: savet, hiesut, hiedat ja sitä karkeammat kivennäismaat sekä eloperäiset turve-ja multamaat.

‘ Kaltevuus: alle 0.5%, 0.5 - 1.5%, 1.5 - 3%, 3 - 6% ja yli 6%.

• P-luku: alle 8 mg/l, 8-14 mg/l ja yli 14 mg/l.

Koekentät eroavat toisistaan kaltevuuden, P-luvun ja maalajin suhteen. Suurin osa koekentistä sijaitsee savimailla, yksi koekenttä on hietamaalla ja yksi eloperäisellä maalla. Koekentät eivät kata kaikkia ominaisuusluokkien yhdistelmiä, joten osa VIHMAn arvoista on laskennallisia. Esimerkiksi hiesumaiden kuormitusluvut on laskettu savimaiden luvuista. Puuttuvien kaltevuusluokkien kuormitusluvut on interpoloitu muiden kaltevuusluokkien lukujen perusteella. (Puustinen 2008).

Muokkaustavat perustuvat Puustisen ym. (2005) luokitteluun. Luokittelussa otetaan huomioon muokkauksen intensiteetti ja ajankohta. Kaikkien muokkaustapojen vaikutusta kuormitukseen on tutkittu Aurajoen koekentällä. Muilla koekentillä on mitattu useimpien muokkaustapojen vaikutuksia. Puuttuvat arvot on interpoloitu mitattujen arvojen pohjalta. (Puustinen 2008).

VIHMAn avulla voidaan arvioida myös suojavyöhykkeiden vaikutuksia kuormitukseen. Arvot perustuvat laskennalliseen malliin, jonka antamia tuloksia on verrattu kahdelta koekentältä saatuihin suojavyöhyketuloksiin. (Puustinen 2008).

4.3 Mallissa käytettyjen kosteikkojen tiedot

Mallikosteikoita varten käytettiin kolmesta kosteikosta mitattuja tietoja ja laajemman empiiriseen aineiston perusteella arvioituja funktioita. Flytträskin, Flovin ja Alastaron kosteikoilta mitattuja keskimääräisiä ravinnevähenemiä käytettiin suoraan kolmen mallikosteikon tietoina. Puustisen ym. (2007, s. 31) esittämien yhtälöiden pohjalta laskettiin useiden erilaisten mallikosteikoiden vaikutukset. Kustannukset arvioitiin ympäristötuen avulla. Esimerkkikosteikot on listattu liitteessä 3.

4.3.1 Flytträsk, Hovi ja Alastaro

Flytträskin kosteikko on erittäin suuri patoamalla toteutettu kosteikko. 60 hehtaarin suuruinen luonnontilaista muistuttava kosteikko on tehty nykyiseen muotoonsa 1980- luvulla ojitustoimenpiteiden avulla. Keski- ja matalan veden aikoina vesi virtaa kosteikon 5-8 metrin levyisiä ja 0,9-1,3 metrin syvyisiä uomia pitkin ja suuremmat virtaamat levittäytyvät koko kosteikkoalueelle. Kosteikon valuma-alueen pinta ala on 20 neliökilometriä ja peltoisuusprosentti on 35%. (Puustinen ym. 2007)

Hovin kosteikko on rakennettu vuonna 1998 patoamalla ja kaivamalla vanhaa peltomaata. Peltomaasta poistettiin noin 30 cm:n kerros ruokamultaa, jotta vältyttiin fosforin liukenemiselta vuosikymmeniä lannoitetusta maasta ja saatiin alapuolinen runsaasti rautaa ja alumiinia sisältävä maakerros esille. Hovin kosteikko on 0,6 hehtaarin kokoinen ja sen yläpuolinen valuma-alue on kooltaan 12 hehtaaria.

Kosteikko on siis suhteessa suuri (5%) valuma-alueeseensa nähden, minkä takia veden viipymä on pitkä. Valuma-alue on täysin viljelykäytössä ja sen keskikaltevuus on 2,8%. (Puustinen ym. 2007)

Alastaron kosteikko on toteutettu vuonna 1996 massiivikaivuulla ympäristötuen erityistukirahoituksella. Kosteikko koostuu kahdesta suunnilleen samankokoisesta osasta, joissa syvemmän keskisyvyys on tulva-aikaan n. 1,25 metriä ja matalampi osa on tiheän kasvillisuuden peitossa. Kosteikon yläpuolinen valuma-alue on tasainen ja pääosin (90%) viljelykäytössä. Kosteikon koko on 0,48 hehtaaria ja sen osuus valuma-alueesta on 0,5%. (Puustinen ym. 2007)

Esimerkkikosteikkojen mitatut ainepoistumat on esitetty alapuolisessa taulukossa.

Luvut kertovat kuormitusvähenemän kiloina kosteikkohehtaaria kohden ja poistuma- prosentin. Hovin luvut ovat yhden vuoden keskiarvoja, Alastaron ja Flytträskin luvut perustuvat kahden vuoden mittauksista laskettuun keskiarvoon.

Taulukko 4. Esimerkkikosteikoiden vuotuiset ainepoistumat (Koskiaho ym. 2003, s. 95-97)

Kosteikko Kiintoaine Kokonais fosfori

- Liukoinen

fosfori Kokonaistyppi

kg/ha % kg/ha % kg/ha % kg/ha %

Hovi 24300 68% 24 62 % 1,2 27% 280 36%

Alastaro 9400 18% 8,1 7% -4,7 -20 % -255 -6%

Flytträsk 755 12% 1,6 15% 0,15 8% 42 8%

Alastaron kosteikosta on lähtenyt enemmän liukoista fosforia ja typpeä kuin mitä sinne on tullut. Tämä saattaa johtua kosteikon runsaasta kasvillisuudesta, joka on imenyt ravinteita maaperästä (Koskiaho ym. 2003).

4.3.2 Laskennalliset mallikosteikot

Kosteikon ravinteiden pidättämiskykyyn vaikuttavat kosteikon suhde yläpuoliseen valuma-alueeseen ja yläpuolisen valuma-alueen peltoisuusprosentti. Suhteellisesti tehokkainta pidättyminen on, kun yläpuolinen valuma-alue on täysin peltoa ja kosteikon suhde valuma-alueeseen on kaikkein pienin. Laskennalliset mallikosteikot eroavat toisistaan kokonsa ja yläpuolisen valuma-alueen peltoisuusprosentin mukaan.

Kaikilla valuma-alueen koko on 100 hehtaaria. Kosteikkojen koot ovat 0.3 ha, 0.5 ha, 0.7 ha, 1 ha, 1.5 ha, 2 ha, 3 ha, 5 ha, 7 ha, 10 ha, 15 ha ja 20 ha. Käytetyt peltoisuus- prosentit ovat 30%, 50%, 70% ja 100%.

Ravinteiden poistuminen arvioitiin Puustisen ym. (2007, s. 31) esittämien yhtälöiden pohjalta. Yhtälöt on saatu pohjoismaisten ja USArlaisten kosteikoiden tietojen perusteella. Ravinnepoistumia on verrattu kosteikon pinta-alan suhteeseen valuma- alueeseen ja tehty partikkelifosforin osalta potenssisovitus pisteisiin ja muiden kuormitusten suhteen lineaarinen sovitus. Yhtälöt on esitetty seuraavan sivun kuvassa, y on ravinteiden poistumisprosentti ja x on kosteikon pinta-alan ja valuma- alueen suhde.

Ravinteiden pidättyminen kosteikkoon

---Partkkefctebri __ . . Ukonen tisbri . . . .Kokonaetyppi

Kosteikon koko suhteessa valuma-alueeseen [%]

Kuva 1. Ravinteiden pidättyminen kosteikkoon (Puustinen ym. 2007, s. 31)

Yhtälöistä saadaan absoluuttiset pidättymismäärät kertomalla ne yläpuolisen valuma- alueen pellon pinta-alalla ja keskimääräisellä kuormituksella. Tässä ei oteta kantaa siihen, minkälaisia ja miten muokattuja peltoja valuma-alueella on, vaan käytetään keskimääräistä kuormitusta. Lisäksi oletetaan kaiken kuormituksen tulevan maa­

taloudesta, jotta voidaan arvioida kosteikkojen tehoa nimenomaan maatalouden vesistökuormituksen vähentämisessä. Keskimääräisinä kuormituslukuina käytettiin 0,77 kg/ha partikkelifosforia, 0,44 kg/ha liukoista fosforia ja 18,3 kg/ha typpeä.

Luku 5

Vesistökuormitusta vähentävien toimenpiteiden priorisointi ja lineaarinen optimointimalli

5.1 Mallin lähtöoletukset

Optimointimalli perustuu pääasiallisesti VIHMA-aineistoon. VIHMAsta saadaan eri toimenpiteiden vaikutukset vesistökuormitukseen ja mallissa käytettävät luokittelut, esimerkiksi kaltevuusluokat. Toimenpiteen kustannuksena on toimenpiteelle maksettavan maatalouden ympäristötuen määrä. Myös muunlaisia kustannuksia, esimerkiksi viljelijälle toimenpiteestä tai sadon menetyksestä koituvia kustannuksia olisi mahdollista käyttää. Tässä tarkastellaan kuitenkin ympäristötukea ohjaus­

keinona, joten käytetään sitä kustannuksena.

Laskennan kannalta on huomattava, että malli pitää yhdenvertaisina toimenpiteitä, jotka alentavat kuormitusta yhtä paljon ja ovat kustannuksiltaan samanlaiset. Jos kaksi toimenpidettä ovat VIHMAn kannalta samanlaisia ja saavat lisäksi saman verran tukea, niitä tulee tarkastella yhdessä.

Mallissa oletetaan, että kaikki tilat ovat ympäristötukikelpoisia ja ympäristötuki kattaa koko peltoalan. Tämä vastaa todellisuutta melko hyvin, sillä noin 95 % pelto­

alasta on ympäristötuen piirissä. Yksinkertaistuksen ansiosta ympäristötuen lisä­

toimenpiteitä tai erityistoimenpiteitä voidaan kohdistaa mille tahansa peltoalalle.

Ympäristötuen perusosa ja lisätoimenpiteiden tuki maksetaan koko tilan hehtaarien mukaan, vaikka toimenpide kohdistuisikin vain osalle peltoalasta. Koska tässä mallissa ei tarkastella yksittäisiä tiloja ja halutaan tarkastella nimenomaan tukien kohdentumista erityyppisille pelloille, tukea ajatellaan maksettavan toimenpiteen peltoalan mukaan.

Viljelijä voi valita ympäristötuen lisätoimenpiteistä haluamansa. Tässä käytettävä malli ei ota huomioon yksittäisiä viljelijöitä tai maatiloja. Usean itsenäisen ja omaa

hyötyä maksimoivan päätöksentekijän sijasta malli olettaa kaikkien toimivan yhteisen päämäärän, eli vesistökuormituksen vähentämisen eteen. Tämä tarkoittaa sitä, että valittavaan muokkaustapaan vaikuttaa vain pellon ominaisuudet, ei yksittäisen viljelijän toimeentulo. Valuma-aluetasolla tukea jaetaan saman verran, mutta se jakautuu tilatasolla eri tavalla. Käytännössä viljelijät tekevät itsenäisesti päätöksensä, ja heillä on muitakin kriteereitä kuin koko alueen vesistökuormituksen minimointi.

Sen takia mallin antamien tulosten merkitystä ja toteuttamista tarkastellaan erikseen viljelijän näkökulmasta.

Jotkin lisätoimenpiteet saattavat sulkea muita pois tilatasolla. Esimerkiksi lisätoimen­

piteet "peltojen talviaikainen kasvipeitteisyys tai kevennetty muokkaus" ja "peltojen tehostettu talviaikainen kasvipeitteisyys" ovat toisensa poissulkevia. Koska tarkastelutasona tässä työssä on valuma-alue eikä yksittäinen tila, optimoinnissa ei

piteet "peltojen talviaikainen kasvipeitteisyys tai kevennetty muokkaus" ja "peltojen tehostettu talviaikainen kasvipeitteisyys" ovat toisensa poissulkevia. Koska tarkastelutasona tässä työssä on valuma-alue eikä yksittäinen tila, optimoinnissa ei

In document Cost-efficient reduction of agricultural load to water system (sivua 15-0)