Suomen ympäristö
YM PARISTON - SUOJELU
Annamaija Kylä-Setälä ja Timo Assmuth
Suomen
maaperän tila,
kuormitus ja suojelu
c, .
7li
1
fIå
F\ .p
Ii14
:•:f
•'i` I: - :r :::9.r.: ,J . .. .''
I I) f
&
I ' l » \,f ~ V
r 1
:
'I
I•\
I
' r 6•: ani^
t 3v '/
ilr.
'tk ,
4
I/
r I\ I
';'- II
" !,
f~•s!'~.~~;~:~ .'.~' ~ i • _ y ` ti •_ : , ~~ ~ : i i .' `fir .` ` i• ~ r.; r'~
L • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
• ■
Suomen ympäristö io
Annamaija Kylä-Setälä ja Timo Assmuth
Suomen
maaperän tila,
kuormitus ja suojelu
HELSINKI 1996
49® 0@®®* 0 9 9 9 0 0®® 0 49 b f8 0 (:. .,.
.,.:• ~ i~?~i?i::11'i f '.~.je='r`{F si;i :.[
ISBN 952-I 1-0019-2 ISSN 1238-7312
Etukonnen kuva Kollioleikkous Pitäjänmäki, Helsinki Kuva Timo Assmuth
Poinopoikko Oy Ed/to Ab HELSINKI 1996
0
. . . Suomen ympäristö 10Esipuhe
Euroopan Neuvosto on antanut jäsenmailleen vuonna 1992 suosituksen maape- rän suojelusta. Merkittävässä ja laaja-alaisessa suosituksessa kehotetaan selvittä- mään maaperän ja maaperänsuojelun tilaa ja edistämään niiden suotuisaa kehi- tystä. Suomessa maaperänsuojelun kokonaisvaltainen kehittämistyö aloitettiin vuonna 1994, jolloin silloinen vesi- ja ympäristöhallitus sai ympäristöministeriöltä tehtäväkseen maaperänsuojelun perusselvityksen laatimisen. Käsillä oleva jul- kaisu on pääosin tämän syksyllä 1994 tehdyn työn hedelmä. Julkaisun luonnos on jaettu laajalle asiantuntijajoukolle kommentoitavaksi keväällä 1995, ja syksyllä 1995 järjestettyyn maaperänsuojelun tila ja kehittämistarpeet -seminaariin kutsu-
tuille. Seminaarimuistio on liitetty tähän julkaisuun liitteeksi 3.
Kiitämme eri tutkimuslaitosten edustajia, viranomaistahoja ja muita asiantunti- joita saamastamme palautteesta julkaisun kommenttikierroksella ja seminaarissa.
Kommentteja on otettu huomioon ja tietoja on päivitetty työn kuluessa. Kiitäm- me myös muita työtä edistäneitä henkilöitä ja tahoja.
Jo julkaisun viimeistelyvaiheissa maaperänsuojelu ja sitä palveleva tiedontuotanto ovat kehittyneet ja saaneet käytännönläheisiä ilmenemismuotoja. Esimerkkejä näistä ovat saastuneiden maa-alueiden kunnostuksen mallisuunnitelmat ja muut tutkimus-, kehittämis- ja asiantuntijahankkeet sekä maaperänsuojelun tiedonhal- linnan kehittämisprojekti. Myös kansainvälinen yhteistyö maaperänsuojelun alalla on yhä kehittynyt; esimerkkinä on muun muassa EU:n yhteishanke saastuneiden maa-alueiden riskinarvioinnista sekä Euroopan ympäristövirasto EEA:n kehitty- vä toiminta maaperänsuojelun alalla.
Toivomme, että käsillä oleva ensimmäinen kokonaisvaltainen katsaus Suomen maaperän ja maaperänsuojelun tilaan edistää niiden tuntemusta ja niiden merki- tyksen tiedostamista, ja siten auttaa tämän luontomme peruselementin suojelua ja kestävää käyttöä.
Helsingissä huhtikuussa 1996 Tekijät
Suomen ympäristö 10
. . . 0
. . . Suomen ympäristö 10
Sisällys
Esipuhe
... 3
1 johdanto
... 9
1.1 Suomen maaperän kehitys ja pääpiirteet ... 9
1.1.1 Yleistä ... 9
1.1.2 Maaperän syntymekanismit ... 9
1.1.3 Maaperämuodostumat ... 9
1.1.4 Maalajit ... 11
1.1.5 Maaperän fysikaaliset ja biogeokemialliset prosessit ... 11
1.1.6 Maavesi ja pohjavesi maaperän osana ... 14
1.1.7 Suomen maaperän erityispiirteitä ... 15
1.2 Maaperän merkitys ... 15
1.2.1 Ekologinen merkitys ... 15
1.2.2 Yhteiskunnallinen, taloudellinen ja kulttuurinen merkitys ... 16
1.3 Maaperänsuojelun asema ja kehitys ... 18
1.3.1 Yleistä ... 18
1.3.2 Ulkomainen ja kansainvälinen kehitys ja toiminta ... 18
1.4 Selvityksen tavoitteet ja toteutus ... 19
1.4.1 Tavoitteet ja rajaus ... 19
1.4.2 Toteutus ja tietolähteet ... 20
2 Maankäyttöfnuotojen ja elinkeinotoimintojen vaikutukset maaperään
...
212.1 Maankäytön kehitys ja vaikutustyypit ... 21
2.2 Metsätalous ... 22
2.2.1 Yleistä ... 22
2.2.2 Metsäojitus ... 23
2.2.3 Metsämaan muokkaus ... 24
2.2.4 Metsälannoitus ja metsämaanhoidolliset toimenpiteet ... 25
2.2.5 Torjunta-aineiden käyttö ... 26
2.2.6 Hakkuut ... 26
2.2.7 Metsäteiden rakentaminen ... 27
2.3 Maatalous ... 28
2.3.1 Yleistä ... 28
2.3.2 Kuivatus ja salaojitus ... 29
2.3.3 Muokkaus ... 29
2.3.4 Lannoitus ja kalkitus ... 30
2.3.5 Torjunta-aineiden ja kasvunsääteiden käyttö ... 36
2.3.6 Viljelykierto ... 38
2.3.7 Luonnonmukainen viljely ... 39
2.3.8 Kotieläintalous ja turkistuotanto ... 39
2.4 Maa-ainesten otto ... 40
2.4.1 Soran ja hiekan otto ... 40
2.4.2 Kallionmurskaus ... 42
2.4.3 Turpeenotto ... 42
2.5 Teollinen toiminta ... 44
2.5.1 Yleistä ... 44
2.5.2 Kaivosteollisuus ... 44
2.5.3 Muu maaperään huomattavasti vaikuttava teollinen toiminta... 46
2.6 Rakentaminen ... 47
Suomen ympäristö 10 . . . 0
2.6.1 Asunto- ja teollisuusrakentaminen ... .. 47
2.6.2 Vesistörakentaminen ... .. 48
2.7 Liikenne ... .. 49
2.7.1 Kehitys ja laajuus ... .. 49
2.7.2 Liikennealueiden rakentamisen vaikutukset ... .. 49
2.7.3 Maantiesuolaus ... .. 50
2.7.4 Vaarallisten aineiden maakuljetukset ... .. 52
2.7.5 Liikenteen päästöt ... .. 52
2.7.6 Huoltoasemat ja polttoaineiden varastoiminen .... .. 52
2.8 Yhdyskuntatekninen huolto ... .. 53
2.8.1 Vesihuolto ... .. 53
2.8.2 Jätehuolto ... .. 54
2.8.3 Energiahuolto ... .. 56
2.9 Maanpuolustus ... .. 58
2.10 Virkistys ja luonnonsuojelu ... .. 59
2.10.1 Virkistysalueet ja -toiminnot ... .. 59
2.10.2 Luonnonsuojelualueet ... .. 59
2.10.3 Muut suojelualueet ... .. 60
3
Maaperän tila ja vaurioitu►nimen ... `.` ...'...`...`...`.. 62
3.1 Fysikaalinen tila ja vaurioituminen ... 62
3.1.1 Maaperän rakenne ja sen muutokset ... 62
3.1.2 Muutokset maan vesisuhteissa ja kasvupaikkaoloissa ... 63
3.1.3 Maan radioaktiivinen saastuminen ... 65
3.1.4 Maisemamuutokset ... 66
3.2 Kemiallinen tila ja saastuminen ... 68
3.2.1 Maaperän happamoituminen ... 68
3.2.2 Maaperän saastuminen myrkyllisillä yhdisteillä ... 72
3.2.3 Pohjavesien kemiallinen muuttuminen ... 74
3.2.4 Maaperän viljavuus ... 76
3.3 Biologinen tila ja sen muutokset ... 78
3.3.1 Maaperän biologinen monimuotoisuus ja eliöiden uhanalaisuus... 78
3.3.2 Maaperän ekologinen toimintakyky ... 7
3.3.3 Biologinen (hygieeninen) kuormitus ... 8C
4 Maaperänsuojelun keinot ja toiminta ...`.. €1
4.1 Säädökset, normit ja viranomaisohjeet ... 81
4.1.1 Metsätalous ... 81
4.1.2 Maatalous ... 81
4.1.3 Maa-ainesten otto ... 82
4.1.4 Kaivostoiminta ... 83
4.1.5 Jätehuolto ja saastuneiden maa-alueiden käsittely ... 84
4.1.6 Rakentaminen ... 85
4.1.7 Liikenne ... 86
4.1.8 Teollisuus ja energiantuotanto ... 86
4.1.9 Maisemansuojelu ... 86
4.1.10 Maaperän biologisen saastumisen ehkäiseminen ... 87
4.1.11 Happamoitumisen ehkäiseminen ... 87
4.1.12 Ympäristövaikutusten arviointimenettely ... 87
4.2 Tieto-ohjaus ... 87
4.2.1 Yleistä ... 87
4.2.2 Maaperänsuojelua palveleva kartoitus ... 88
4.2.3 Maaperänsuojelua palveleva tutkimus ... 90
0
. . . Suomen ympänstö 104.2.4 Maaperänsuojeluun liittyvä seuranta ... 94
4.2.5 Maaperän tutkimusmenetelmien kehittäminen
ja
yhtenäistäminen... 964.3 Kansallisten ympäristönsuojeluohjelmien kytkennät maaperänsuojeluun ... 96
4.3.1 Harjujensuojeluohjelma ... 96
4.3.2 Soidensuojeluohjelma ... 97
4.3.3 Metsätalouden ympäristöohjelma ... 97
4.3.4 Maataloutta koskevat ympäristöohjelmat ... 98
4.3.5 Vesiensuojelun tavoiteohjelmat ... 98
4.3.6 Kemikaalialan ohjelmat ... 100
4.3.7 Jätehuollon ohjelmat ... 101
4.3.8 Ilmansuojelun ohjelmat ... 101
4.3.9 Valtakunnallisesti arvokkaat maisema-alueet ... 102
4.3.10 Liikenteen ympäristöhaittojen vähentämistä koskeva ohjelmaehdotus... 102
4.3.11 Rantojensuojeluohjelma ... 102
4.3.12 Lehtojensuojeluohjelma ... 103
4.3.13 Meriensuojeluohjelmat ... 103
4.3.14 Ympäristöohjelma 2005 ... 103
4.3.15 Ympäristön kunnostuksen tutkimusohjelma ... 103
4.4 Taloudellinen ohjaus ... 104
4.4.1 Taloudellisen ohjauksen perusteet
ja
yleispiirteet ... 1044.4.2 Talousohjauksen keinot ... 105
4.4.3 Taloudellisen vastuun määrittely
ja
takautuvuus ... 1074.4.4 Taloudellisten vaikutusten vertailu ... 108
4.5 Maaperänsuojelun teknologia ... 108
4.5.1 Maaperänsuojelun
teknologian
kehityspiirteetja osa
-alueet ... 1084.5.2 Esimerkki: saastuneen maan käsittely-
ja
varmennusteknologian yleispiirteitä... 1095 Maaperänsuojelun tila jea kehittömistarpeet ...` 1 12
5.1 Suomen maaperän tilaja
siihen vaikuttavat tekijät ...1125.1.1 Maaperän tila ... 112
5.1.2 Maankäytiömuotojen vaikutusten vertailu
ja
maaperään vaikuttavat kehitysnäkymät... 1145.2 Maaperänsuojelun tila ... 118
5.2.1 Suomen maaperänsuojelun organisoituminen ... 118
5.2.2 Säädökset lakisääteinen toiminta
ja
ohjaus ... 1195.2.3 Tiedon tuotanto
ja
soveltaminen ... 1236
Jahtopiiri ök
iii ...o... !27
Yhteenvew ...><...<....<.,...,.,.,...<,<...,...>....». 1711
Summary ...>...,,.,.,,..,.,..,...,...>..,... 136
Kirjallisuus ja viittee
...o...>...o ...>....,,,...,...>...143
Liitteet...o....,... ! 57
1 Luettelo eri toimialoilla yleisesti käytetyistä haitta-aineista ...157
2 Maaperän saastuneisuuden arvioinnissa käytettävät ohjeelliset pitoisuusarvot... 159
3 Muistio maaperänsuojelun nykytila
ja
kehittämisiarpeet -seminaarista 16.10.1995 ... 162Suomen ympäristö 10
. . . 0
0
. . . Suomen ympäristö 10Johdanto
1.1 Suomen maaperän kehitys ja pääpiirteet
1.1.1 Yleistä
Tasaisen
ja
alavan maamme maapinta-alasta kolmisen prosenttia on paljasta kal- liota. Kallioperää peittää nuori irtainten maalajien peite, jonka paksuus vaihtelee vajaasta metristä useisiin kymmeniin metreihin; keskipaksuus on vain noin seit- semän metriä. Suomesta puuttuvat käytännössä kokonaan huokoiset sediment- tikivet, jotka vaihettuvat toisaalta irtaimiksi maalajeiksija
toisaalta kiinteäksi kallioperäksi.Tässä selvityksessä maaperällä käsitetään irtaimia kivennäismaalajeja
ja
orgaani- sia maalajimuodostumia sekä näiden sisältämiä vesiä. Maan päällinen humus- kerros luetaan niinikään maaperän osaksi. Kallioperä on huomioitu lähinnä siltä osin kuin se on paljastuneena selvästi maiseman osana. Myös kallioperän ruhje- vyöhykkeetja
niiden sisältämät vedet luetaan tässä selvityksessä maaperään.Maaperä on ekologinen kokonaisuus, joka sisältää abioottisen
ja
bioottisen osanja
joka on vuorovaikutuksessa muiden ympäristön osien kanssa. Abioottiseen osaan kuuluu kiinteätä ainesta, vettäja
muita nesteitä sekä kaasuja. Bioottinenosa
sisältää maaperäeliöt. Maaperä on myös maiseman olennainenosa
.Seuraavassa Suomen maaperän kehityksen
ja
pääpiirteiden kuvauksessa pää- asiallinen lähde on ollut Suomen kartasto (nro 123-126).1.1.2 Maa perän syntymekanismit
Jääkausien muokkaaman maaperämme perustana on ikivanha peruskallio.
Sen
päällä olevat irtaimet maalajit ovat syntyneet pääosin viimeisen jääkauden aika- naja sen
jälkeen. Tärkeimmät maaperän syntymekanismit ovat olleet irtainten ainesten kerrostuminen mannerjäätikönalla ja
reunalla sekä jäätikön sisäisissä sulamisvesivirroissa. Huomattavaosa
meri-ja
järvikerrostumista on syntynyt jään sulamisvesistä kertyneissä jääjärvissä.Jääkauden jälkeen soistuminen on synnyttänyt eloperäisiä kerrostomia, Etelä-
ja
Keski-Suomessa keidas- eli 1<ohosoita, Pohjois-Suomessa aapasoita. Muita jääkau- den jälkeisiä maaperämuodostumia ovatranta
-ja
jokikerrostumat sekä lentohiek- kakerrostumat. Maankohoamisellaja
kallioperän rapautumisella on eräillä alu- eilla merkitystä maaperän muodostumisessa.I. 1.3 Maaperämuodostumat
Maaperämuodostumat voidaan jakaa moreenimuodostumiin, jäätikköjokikerros- tumiin, meri-
ja
järvikerrostumiin,ranta- ja
jokikerrostumiin sekä turvekerrostu- miin.Moreeni peittää suurinta osaa maastamme. Ns. pohjamoreeni on kerrostunut jää- tikön
alla ja
muodostaa paikoin paksuja, virtaviivaisia drumliineja. Ablaatio-ja
kumpumoreenit ovat lähinnä mannerjään reunalla kerrostuneita, löyhiäja
karke- arakeisia moreenimuodostumia.Jäätikköjokikerrostumiin kuuluvat harjut,
deltat ja
glasifluviaalisetreunamuodos- tumat,
jotka koostuvat karkearakeisista, lajittuneista aineksista. Harjut ovatsyn
Suomen ympäristö 10 . . .
1 1 k Kaavioita ja ti kkojokikerrostu mien rakenteesta Diagram över isälvsbildningarnas struktur
Schematic diagrams of structure of glaciofluvial deposits
I Kohomuotoinen harju -
Flötesformad ås • -
Steep-sided esker ~` _'_ \•'\
II Tasoittunut harju Utjämnad as Flat- topped esker
--- -_-
__
III Syvhjuurinen Pohjanmaan harju Österbottnisk ås med djupa rötler Deep - rooted esker in Ostrobothnia
a
IV Poikkileikkaus Salpausselålta Genomskärning av Salpausselkä A cross section of the Salpausselkä ridge
'~9
V Moreenipeitteinen harju Moräntäcke ås Till-covereo esker
f2 9_ ~' . r
__'r,7~,~°p A"~?\~c"ri m.. • 1
•ty y Pohlavedenpinra Kallro pmia
L I Savi -- — - Gmndvan enyia ~` Oeigers yta L _ Lera
Groundwater cable OeWnck smlace Clay
Kuva I. Jäätikköjokikerrostumien rakenteita (lähde: Suomen Kartasto 124: Maaperä).
Schematic diagrams of the stuctures of glaciof uvial deposits
0
. ...Suomen ympäristö 10
tyneet mannerjään tunneleihin
ja
railoihin. Huomattavia jäätikköjokikerrostumista koostuvia reunamuodostumia ovat Salpausselätja
Sisä-Suomen reunamuodos- tuma(Kuva
1).Meri-
ja
järvikerrostumista tärkeimpiä ovat paikoin yli 60 metrin paksuiset Etelä-ja
Lounais-Suomen sekä Pohjanmaan savikot. Joillakin alueilla savikot muo- dostavat syntyvaiheiltaanja
ominaisuuksiltaan vaihtelevien eri-ikäisten kerros- tumien päällekkäisiä sarjoja.Suot jaetaan pääasiallisten kasvillisuusyhdyskuntien mukaan suotyypeiksi, joita ovat kuusivaltaiset korvet, mäntyvaltaiset rämeet, avoimet nevat
ja
letot, sekä eri suotyyppien muodostamiin suoyhdistymätyyppeihin. Niitä ovat Etelä- ja
Keski-Suomen sekä Keski-Pohjanmaan keidas- eli kohosuot, jotka saattavat olla yli 10 metrin paksuisia, sekä Pohjois-Pohjanmaanja
Lapin matalat aapasuot. La- pissa on lisäksi ikiroudan synnyttämiä palsasoita.I. 1.4 MMaalajit
Suomen yleisin maalaji on moreeni. Moreeni on raekokojakaumaltaan heterogee- nista, suhteellisen tai täysin lajittumatonta mineraalimaa-ainesta. Alavilla seu- duilla moreenin päällä on hienorakeisia
ja
eloperäisiä maalajeja. Lajittumattoman moreenimaan vedenläpäisevyys on yleensä huono,ja
kasvillisuussen
päällä on metsää, erityisesti kuusimetsää (karkearakeisella moreenilla mäntyä) tai suota.Soraa, hiekkaa
ja
hietaa on harjuissaja
Salpausselkienja
Sisä-Suomen reuna- muodostuman reunatasanteissaja
deltoissa(Kuva
2). Näiden karkearakeisten maa- lajien vedenläpäisevyys on hyväja
ravinteiden sekä orgaanisen aineen pitoisuu- det pieniä. Kasvillisuutena ovat mäntyvaltaiset metsät.Savea esiintyy erityisesti Etelä-
ja
Lounais-Suomessa sekä Pohjanmaalla, jos- sa se on paikoin sulfidipitoista (ns. alunamaat)(Kuva
2). Savet jaetaan kerrostu- mistapansaja
ominaisuuksiensa perusteella mm. aitosaviinja
liejusaviin sekä ker- rallisiinja
muihin saviin.Orgaanisista maalajeista tärkein on
turve (Kuva
2).Turve
on keidassoilla val- taosin rahkaturvetta, aapasoilla saraturvetta. Lisäksi orgaanisiin maalajeihin kuu- luu lieju.I.1.5 Maaperän fysikaaliset ja biogeokemialliset prosessit
Jääkauden aikaisten
ja
jälkeisten luonnollisten prosessien tuloksena muokkautu- nut maaperämme onkoko
ajan alttiina fysikaalisille, kemiallisilleja
biologisille ilmiöille, joiden vaikutuksesta maaperä yhtäältä muuttuu, toisaalta säilyttää omi- naisuutensa.Kosteussuhteilla on maaperän prosesseissa tärkeä asema,
sillä
vesi toimii mm. aineiden liuottajanaja
kuljettajanaja
säätelee maan hapetus-ja pelkistysolo- ja.
Maanpinnan
lämpötilat vaihtelevat huomattavasti vuoden-ja
vuorokauden- ajan mukaan. Äärimmillään tämä aiheuttaa kiviaineksen rapautumista. Talvinen routa murentaa erityisesti paljasta maataja
muokkaa maaperää kivien noustessa vähitellen maanpinnalle.
Erikoisia maaperän routamuodostumia ovat ikijäiset palsat pohjoisen soissa. Pohjaveden lämpötila ei Suomessa paljon vaihtele vuo- denaikojen mukaan.Suomen ympäristö 10 . . . 4)
4
26 Suomen maaperä The soil in Finland
Kalliomaata
Rocky soil Harjuja, Salpausselkä ja muita reunanmuodostumia Eskers, Salpausselkä and other ice-marginal features
Savikernostumia Turvemuodostumia
Clay layers Peat layers
Lähde: Geologian tutkimuskeskus.
Source: Geological Survey of Finland.
Kuva 2. Eräiden yleisten geologisten muodostumien s~ainti Suomessa (lähde: Suomen Kortosto 124: Maaperä).
Distribution of common geological formations in Finland.
0
...Suomen ympäristö 10
Vesi ja tuuli kuluttavat maa-aineksia toisaalla ja kasaavat niitä toisaalle. Maa- perän peittyminen ja tiivistyminen luonnon sedimentoitumisprosesseissa ei Suo- messa ole tä11ä hetkellä maa-alueilla merkittävää. Luonnollisen maaperän peitty- minen ja tiivistyminen onkin lähinnä ihmisen aiheuttamaa. Maaperää koossa pi- tävät voimat voivat erityisesti veden vaikutuksesta pettää: rantatörmien sortu- miset veteen varsinkin savialueilla eivät ole tavattomia.
Maassa tapahtuu kaasujenvaihtoa maan huokosten sisältämien nesteiden ja kaasujen sekä maan eliöiden ja maan huokosilman välillä sekä maan ja yläpuoli- sen ilman välillä. Maan eliöstön maahengitys tuottaa hiilidioksidia ja kuluttaa ilman happea. Hapettomissa oloissa maaperän hajotusprosessit tuottavat myös pelkistyneitä kaasumaisia yhdisteitä. Maaperässä kulkevat myös maaperään jou- tuneet haihtuvat haitalliset aineet ja haitallisten aineiden haihtuvat hajoamistuot- teet.
Liukeneminen siirtää kiinteitä aineita nestefaasiin, josta liuenneet ainekset saostuvat, kun niiden konsentraatio ylittää liukoisuuden rajan ko. nesteessä.
Ioninvaihtoreaktiot ovat tärkeitä maaperän happamuuden puskurointiky- vyssä. Esim. pohjaveden happamuus ei nouse niin kauan kuin happamuutta ai- heuttavat maaveden protonit voivat korvautua maahiukkasissa lähinnä metalli- kationeilla.
Adsorptiossa maavedessä kulkevat ainekset kiinnittyvät maaperän orgaani- siin ja epäorgaanisiin aineksiin lähinnä vastakkaisten sähkövarausten välisin si- doksin. Esimerkiksi orgaanisilla kemikaaleilla on usein taipumus sitoutua maan orgaaniseen ainekseen. Adsorptio on palautuvaa ja loppuu, kun adsorptiopaikat loppuvat.
Maaperässä tapahtuu myös kompleksien muodostusta. Erilaisia komplek- seja muodostavat liuenneet orgaaniset aineet, mikro-organismit tai näiden meta- boliatuotteet ja mineraalit.
Orgaanista ainesta kertyy maahan maanpäällisen ja -sisäisen eliöstön kuol- lessa. Maan mikrobisto hajottaa tätä vähitellen pääosin aerobisesti uudelleen käyt- tökelpoiseen muotoon. Maaperän eläimet sekoittavat maan päälle kertyvää or- gaanista ainesta alla olevaan kivennäismaahan.
Lauhkeassa ilmastossa ja runsassateisissa oloissa vallitsevat maaperän pro- sessit ovat aikaansaaneet maassamme tyypillisen ns. podsolimaannoksen syn- nyn (kuva 3). Sitä tavataan parhaiten kehittyneenä sora- ja hiekkamailla, joilla veden virtaus on jatkuvasti alaspäin. Ylimmäksi kerrokseksi muodostuu karike- kerros, joka vaihettuu alempana uutemaaksi. Hajoamistuotteet ovat happamia, josta osaltaan seuraa, että uutemaasta huuhtoutuu pois metalli-ioneja. Uutemaan pH on alhainen, mutta maan veden pH kasvaa alempana, kun liuenneiden me- tallien saostuminen alkaa. Maan horisonttia, jossa saostumista tapahtuu, kutsu- taan rikastumiskerrokseksi. Podsolimaannoksesta on useita muunnoksia. Mm.
savimailla, jotka veden kyllästäminä ovat lähes vettäläpäisemättömiä, vesi nou- see hitaasti kapillaarisesti ylöspäin, jolloin rikastumiskerros muodostuu uutemaan yläpuolelle. (Uusinoka 1986).
Suomen ympäristö 10
. . . 0
MAANNOSPROFIILI % \ 5J
Karike- ja humuskerros__ 0 m
Huuhtoutumiskerros A
Rikastumiskerros B
rauta-, alumlini- ja humus -
yhdisteiden rikastuminen „
Heikosti muuttunut kerros- B-C '~ "1 ' '' '"
Muuttumaton pohjamaa-I C
Osittain vedellä
kyllästynyt vyöhyke i
Pohjaveden pinta-- - --- —
2m
Kuva 3. Podsolipro fillin poikkileikkeus (Räisänen 1989). Huuhtoutumis- (A) ja rikostumiskerrok- sen (B) välillä voi ollo voihettumisvyöhyke varsinaiseen rikostumiskerrokseen. Heikosti podsoloi-
tuneisso maissa ei esiinny rikastumiskerrosta (B), vaan A-kerroksen alapuolella on B+C -kerros
toi C-kerros.
Gross-section of a podzol profile, There may be a transition zone (A+B layers) to the illuviol ho- rizon proper between the leached horizon (A) and the enrichment horizon (B). Weakly podzo- lizared soils do not exhibit the illuviol horizon (B). Instead, the horizon is underlain by the tron- sitione zone (B+C) or by the C horizon.
I. 1.6 Maavesi ja pohjavesi maaperän osana
Pohjavesi on olennainen osa maaperää, missä se muodostaa vedellä kyllästyneen vyöhykkeen. Ylempien maakerrosten vesiä kutsutaan mm. orsivedeksi. Pohjave- den pinta noudattelee yleensä vedellä kyllästyneen vyöhykkeen ylärajaa, mutta savi- ja silttialueilla esiintyy myös paineenalaista salpavettä, joka voi omalla pai- neellaan nousta maan pintaan, kun vettä salpaavat hienojen maalajien muodos- tamat kerrokset rikotaan. Pohjavesimuodostumat voivat olla pohjavettä ympä- ristöstä kerääviä (synkliinisiä) tai sitä ympäristöön purkavia (antikliinisiä). Näi- den päätyyppien lisäksi erilaiset välimuodot ovat yleisiä. Pohjavettä esiintyy myös kallioperän rikkonaisissa osissa.
Maahan imeytyvät sade- ja sulamisvedet muuttuvat maavedeksi ja edelleen pohjavedeksi, jonka kertymä, korkeus ja fysikaalis-kemialliset ominaisuudet riip- puvat maaperän laadusta ja maakerrosten paksuudesta. Pohjaveden imeytymis- syvyyden määräävät kalliot, heikosti vettä läpäisevät maakerrokset tai läheisen vesistön pinnankorkeus. Pohjavesien uudistuminen on hidasta, ja sen pilaantu- misen aiheuttamat vahingot ovat vaikeasti korjattavia.
Pohjavesivarat keskittyvät Suomessa vettä hyvin johtaviin ja varastoiviln hiekka- ja soraesiintymiin. Varsinaisen maaperän lisäksi pohjavesiä esiintyy myös kallioperän ruhjevyöhykkeissä.
0
...Suomen ympäristö 10I .1.7
Suomen maaperän erityispiirteitäKorkeusvaihtelut ovat Suomessa pienet. Maaperän luontainen eroosio on siksi keskimäärin vähäistä. Vuoden keskilämpötila on alhainen
ja
vuorokautisetläm
- pötilanvaihtelut pienet. Lisäksi kallioperä on kestävää, joten rapautuminen on hidasta. Suomessa sadanta on haihduntaa runsaampaa,ja sateiden jakautuminen vuoden mittaan on kohtuullisen tasaista. Maa routaantuuja
on lumipeitteenalla
osan vuotta, mikä edelleen vähentää eroosion merkitystä sekä vaikuttaa maape- rän kosteutta lisäävästija
kosteussuhteita tasaavasti. Tämä puolestaan edistää soistumista. Suomessa ei runsaanja
tasaisen sadannan takia myöskään maape- rän suolaantuminen ole ongelma.Suomen maaperä on luonnostaan hapan
ja
kallioperä hitaasti rapautuvaa, joten neutraloivia emäskationeja on vähän. Siten happamoitumisriski on suuri.Rannikolla pohjavesi happamoituu, kun maa nousee, maata kuivataan tai muu- ten kaivetaan, jolloin Itämeren Litorina-vaiheen aikana kerrostuneiden alunamai- den sulfidit pääsevät hapettumaan sulfaateiksi.
Ravinnesisällöltään
ja
orgaanisen aineksen pitoisuudeltaan Suomen maape- rä jakautuu kahteen selvään ryhmään. Orgaanisesta aineksesta koostuvassatur
- vemaassa on runsaasti typpeä, mutta niukasti muita ravinteita. Kivennäismaassa taas on erittäin vähän orgaanista ainestaja typen
puute rajoittaa kasvua eniten.Suomen pohjavesiesiintymät ovat pieniä verrattuna esim. Keski-Euroopan vastaaviin. Esiintymät sijaitsevat erillisinä muodostumina, joiden välillä ei usein ole virtausyhteyksiä. Esiintymiä peittävät vain ohuet irtomaalajikerrokset.
Ilmastomme kylmyyden vuoksi maaperän
biologiset ja
kemialliset prosessit ovat hitaita. Kylmyys aiheuttaa myös routaa, joka olennaisesti vaikuttaa maape- rän fyysiseen rakenteeseenja
ominaisuuksiin.Maaperän eliöstöä yleensä
ja
erilaisten maaperätyyppien eliöstön välisiä eroja tunnetaan huonosti (Väisänen 19.9.1994). Suomen maaperäeliöstön erityispiirteet johtuvat ilmaston kylmyydestäja
kosteudesta sekä maaperän karuudestaja
hap- pamuudesta.1.2 Maaperän merkitys
1.2.1
Ekologinen merkitysMaaperän ekologinen merkitys voidaan jakaa
biomassan
tuotantoon, aineidenja energian
suodattamiseen, puskurointiin, varastointiinja
muuntamiseen sekä elin- ympäristönäja
geenireservinä toimimiseen (Council of Europe 1994).Maaperä tarjoaa ravintoa eläimille
ja
ravinteita kasveille sekä tuen, kasvu- alustan, elinympäristönja
suojapaikan. Vesija
ilma varastoituvat eliöiden käytet- täväksi maaperään. Maaperä tuottaa ihmisen käyttöön uusiutuvia energiavarojaja
muita raaka-aineita. Maaperä on ravinnonja biomassan
tuotannon perusta.Huokoinen maaperä osallistuu
veden
kiertokulkuun sitomalla vettä itseen- sä, haihduttamalla sitäja
suodattamalla sekä puhdistamalla sadevettä pohjave- deksija
pintavedeksi. Maaperän pieneliöstö palauttaa orgaanisetja
epäorgaani- set eliöiden rakennusaineet luonnon kiertoon.Ihmisen luontoon päästämien luonnolle vieraiden aineiden nieluna toimii usein lopulta maaperä. Suuri
osa
näistä aineista muuttuu maaperän biologisissaja
kemiallisissa prosesseissa haitattomammiksi tai luonnon hyötykäyttöön sovel-tuviksi. Maaperässä on vaimennuskykyä myös maan
ja
vesistöjen happamoitu- mista vastaan.Maaperä ylläpitää osaltaan maapallon ilmastollista tasapainoa. Se mm. vai- mentaa kasvihuoneilmiötä sitomalla hiilidioksidia soihin
ja
muuhun biomassaan.Suomen ymparisto 10
. . . 0
Maaperä sitoo ja luovuttaa auringon energiaa lämpönä ja heijastaa takaisin osan auringon säteilystä. Pintamaa tasaa pohjamaan ja pohjaveden lämpötilan.
Osa auringon säteilyenergiasta varastoiuta maan päällä kemialliseksi energiaksi (yhteyttäminen). Kemiallinen energia muuntuu ja vapautuu maaperäeliöstön toi- minnoissa.
Maapallon sisäiset energiapurkaukset nousevat maan pintaan paikoin voi- makkainakin lämpöenergian purkauksina. Kallioperän ja mineraalien radioaktii- visten sarjojen kaasumaiset tuotteet purkautuvat ylös maaperän kautta.
Maaperä ylläpitää eliöyhteisöjen rakenteellisiaja funktionaalisia ominaisuuk- sia sekä dynaamisia ekologisia tasapainoja. Luonnon ekologisenja geneettisen mo- nimuotoisuuden turvaaminen edellyttää maaperän suojelua.
1.2.2 Yhteiskunnallinen, taloudellinen ja kulttuurinen merkitys
Maaperällä on suuri ja monipuolinen merkitys taloudelle, kulttuurille ja muille yhteiskunnan ja ihmisyhteisöjen toiminta-alueille. Se on
• ihmistoimintojen fyysinen perusta ja rakennusalusta
• ravinnontuotannon perusta
• raaka-aineiden ja energian lähde
• kulttuuriperintö: maisemat, arkeologiset, paleontologiset ja geologiset jäänteet
• esteettisen nautinnon ja virkistyksen lähde
• luonnonsuojelun olennainen kohde
Kuva 4. Kaavamainen esitys aineiden kulkeutumisesto maaperän eri faasien ja kerrosten välillä ja niihin vaikuttavista mekonismeista (Setälä 1992, Bonazountosio (1983) mukaillen).
Schematic presentation of the mechanisms causing and affecting the movement of chemical compounds in soil.
0 ...omen ymp
ristö I 0Nyky-yhteiskunnan fyysiseen ylläpitämiseen ja kehittämiseen tarvitaan jat- kuvasti maaperän sisältämiä luonnonvaroja. Maaperän samanaikaisesta hyödyn- tämis- ja suojelutarpeesta aiheutuvien ristiriitojen tyyppiesimerkki on maa-aines- ten ja pohjaveden oton välinen ristiriita. Maan käyttötarkoitukset vaihtuvat eri- tyisesti taajamien laajentuessa ja ongelmia ilmenee mm., kun asumistarkoituk- siin kaavoitetun maaperän havaitaan teollisuuden jäljiltä saastuneen. Ristiriito- jen välttämiseksi tarvitaan yhteiskunnan pitkäjänteistä maankäytön suunnitte- lua. Maankäytön suunnittelussa taas syntyy maan hyödyntämisestä saatavan yksi- tyisen taloudellisen edun sekä yhteiskunnan lyhyen ja pitkäntähtäimen etujen välisiä ristiriitoja.
Maaperä on keskeinen osa kansallisvarallisuuttamme. Tästä näkökulmasta maaperän suojelussa on kyse maaomaisuuden arvon säilyttämisestä. Elinympä- ristön jatkuvan toimintakyvyn taloudellista merkitystä on mahdoton arvioida, mutta toimintakyvyn säilyminen riippuu suuresti nimenomaan maaperän ekolo- gisesta toimintakyvystä ja yhteydestä muuhun ympäristöön. Maaperänsuojelun vaatimissa taloudellisissa uhrauksissa on kysymys taloudellisten arvojen säilyt- tämisestä ja lisäämisestä.
Maaperänsuojelun taloudellisesta merkityksestä ja kustannuksista on esi- merkkejä pitkältä ajalta (ks. 1.3.1). Maaperän toimintakyvyn merkitys on joilta- kin osin jo pitkään oivallettu ja sitä on pyritty vaalimaan. Esim. aavikoitumisen taloudellinen vahingollisuus on selvää, ja maan viljavuuden säilyttäminen on maanviljelyssä tärkeää.
Viime aikoina maaperän taloudellista arvoa on noussut uhkaamaan monia uusia paikallisia ja globaaleja tekijöitä (ks. 2). Maaperän tila onkin monessa suh- teessa heikentynyt tai sen voidaan epäillä heikentyvän (ks. 3). Osin on kyse maa- perän tuotannollisen käytön itsessään aiheuttamista haittavaikutuksista (esim.
liian voimaperäinen maan muokkaus, maa-ainesten otto), osin syynä ovat ulkoi- set tekijät, esimerkiksi muiden ihmistoimintojen aiheuttama haitallisten aineiden kuormitus. Näiden haittojen vähentämiseksi ei ole vielä kehitetty riittäviä talou- dellisia voimavaroja ja toimintamekanismeja.
Maaperänsuojelun (ja muun ympäristönsuojelun) kustannukset on nähtävä sijoituksena, jolla estetään vielä suuremmat kustannukset tulevaisuudessa. Suo- messa on tähän haittojen ja kustannusten minimointiin vielä monessa suhteessa hyvät mahdollisuudet. Maaperän suojelulla voidaan paitsi varmistaa hyvinvoin- tiamme myös lisätä taloudellisia kilpailuetujamme suhteessa maihin, joissa maa- perän tila on jo huonompi.
Näitä argumentteja tärkeämpää on kuitenkin se, että lisäämällä tietoa maa- perästä ja huolehtimalla maaperän laadusta voimme parhaimmillaan sekä säilyt- tää ja edistää kansamme ja jälkeläistemme taloudellisen toiminnan pitkän tähtäi- men edellytyksiä ja elämänlaatua että auttaa muita kansoja näissä pyrkimyksis- sä. Suomen talouden perustalle erityisen merkittäviä maaperänsuojeluongelmia ovat metsänkasvua uhkaavat muutokset ja vauriot mm. happaman laskeuman seurauksena. Myös pohjavesiesiintymien, asuinalueiden ja eräiden viljelyaluei- den maaperän pilaantuminen voi aiheuttaa suuria kustannuksia meilläkin.
Maaperän geologisilla muodostumilla sekä arkeologisilla ja paleontologisil- la jäänteillä on ollut ja tulee olemaan tieteen ja kulttuurin kehitykselle suuri mer- kitys. Maaperän kulttuuriseen merkitykseen on luettava myös paljolti maaperän ehdoilla muodostunut kulttuurimaisema ja maaperän suuresti määräämä luon- nonmaisema sekä niiden tarjoamat esteettiset nautinnot ja virkistysmahdollisuu- det.
Suomen ympäristö 10
. . . 0
1.3 Maaperiånsuojelun asema ja kehitys
1.3.1
Yleistä
Maaperänsuojelu on
kuulunut kulttuureihin niidenalkuvaiheista
asti; erityisesti maanviljelystä riippuvaisissasivilisaatioissa
sitäon
toteutettukehittyneillä ja
kestä- villä
tavoilla(mm. kastelujärjestelmät, viljelykierto, terassiviljely,
lannoitusym.
humuksen ja ravinteiden
kierrätys). Toisaalta esimerkiksiylilaidunnuksen, ari- disten
alueidenkeinokastelun tai
metsien liiallisten hakkuiden takia kulttuurit ovat olemassaolon edellytystenheiketessä
kadonneet.Maaperänsuojelu
on
Suomessa otettu huomioon vanhastaan lähinnä maa- peränviljavuuden ylläpitämisessä
maataloudessa. Vasta viime vuosinaja
vuosi- kymmeninä maaperääon
laajemmin alettu tarkastella ekologisessa mielessä,ra- jallisena luonnonvarana
sekä suojelun tarpeessa olevana ympäristön osanaja
suo- jelun kohteena. Maaperän suojelu, muutoinkin kuin maaperänhyödyntämiseen
liittyvän hoidon yhteydessä,on
alkanut kehittyä omaksi ympäristönsuojelunja
yhteiskunnantoimintalohkoksi.
Maaperän ekologinen
monitoimintaisuus (engl. multifunctionality) ja haa- voittuvuus
ovat nousseetmaaperänsuojelun
keskeisiksi kohteiksi. Myös maape- rän heterogeenisuusja sen vaurioitumis- ja muutosprosessien
pitkätaikajänteet ja viiveet
ovat keskeisiä seikkojamaaperänsuojelun
perusteinaja
sisältönä.Modernin ympäristönsuojelun kehityksessä
vesiensuojelu ja ilmansuojelu
ovat vakiinnuttaneetjo
aiemmin asemansa; niitä vartenon mm.
luotu sekä Suo- messa että muissa maissaerillislakeja ja
hallinnollisia organisaatioita. Maaperän- suojelu on
ollut tässä suhteessakehittymättömämpää.
Osittain muidenympäris- tönsuojelun
alueiden kehityson
heijastunut myösmaaperänsuojelun kehittämis- tarpeina
(esimerkiksipuhdistamolietteiden hyötykäytön
ongelmat).Euroopan neuvoston suosituksia (Euroopan neuvoston...
1992)
tulkiten maa- peränsuojelun perusperiaatteina on
seuraavia seikkoja:• Maaperänsuojelu
tulee käsittää yhteiseksi eduksija
ottaa ympäristönsuojelunosa-
alueeksija
pitkän tähtäimen politiikan osaksi.• Maaperä tulee tunnustaa yhteiseksi perinnöksi
ja uusiutumattomaksi
luonnon- varaksi,
jonka suojeleminenon
tulevien sukupolvien elinehto. Yhteisen edun tu- lee käydä maankäyttöön liittyvän yksityisen edun edellä.• Maaperänsuojelu
tulee ottaa huomioon paitsi ympäristö-,
myös muussapolitii- kassa (erit.
maatalous-,
metsä-,
teollisuus-,
liikenne-ja kaavoituspoli
tiikassa).
• Kansalaisille tulee taata mahdollisuudet saada tietoa
ja
voida vaikuttaamaape- ränsuojelua
koskevassa päätöksenteossa.1.3..E
Ulkomainen
jakansainvälinen
kelcitys jatoiminta
Ympäristönsuojelun kehittymiseen
ja suojelutoimenpiteisiin ryhtymiseen
johtaa yleensä vastaakuutti
tarve. USA:ssa, erityisestiKeskilännen osavaltioissa,
jou- duttiinjo 1920-
luvulta alkaen luomaantaloudellisiakin
järjestelmiä yksipuoli- sesta viljelystäym.
luonnon käytöstä aiheutuneen eroosion vähentämiseksi. Yleen- sä maaperänvaurioituminen on
alkanut saada toimenpiteitä aiheuttavia mitta- suhteita
vasta1970-80-
luvuilla, jolloin muun ympäristönsuojelun kehittymisen myötä myös erilaiset maaperään liittyvät kysymykset nousivat esiin. Maaperän- suojelu on
vasta1990-
luvulla noussutja
nousemassa "virallisesti" erilliseksiym- päristönsuojelun osa-
alueeksi ilmanja
vesienja alkuperäisluonnon
säilyttämisen rinnalle.1980-
luvulla valtavatutkimuksellinen ja
tekninen, taloudellinenja lainsää- dännöllinen
panostus alkoi kohdistua Keski-
Euroopassa sekä Yhdysvalloissaai-
0
. . . Suomen ympäristö 10heutuneeseen maaperän kemialliseen saastumiseen (erityisesti ydinasevalloissa myös radioaktiivinen saastuminen). USA:ssa yksistään liittovaltion omistamien (pääasiassa
sota- ja
ydinenergiateollisuuden synnyttämien) saastuneiden aluei- den kunnostuskustannuksiksi on arvioitu satoja miljardeja dollareita. Kustannuk- set ylittävät moninkertaisesti muiden jätealueidenja
kemiallisesti saastuneiden alueiden kunnostuksen maaperänsuojelutoimien kustannukset, joiden hoitami- seksi 1983 luotiinja
1986 laajennettiin erityissäädöksillä rahoitusjärjestelmiä. Pel- kästään USA:n energiaministeriön tutkimus-ja
kehitystyön kustannuksetsen hal
- lussa olevien saastuneiden alueiden hoitamiseksi ovat miljardeja dollareita. Myös varsinaisten kaatopaikkojenja
maanalaisten öljysäiliöiden aiheuttaman maape- rän saastumisen torjumisesta arvioidaan USA:ssa koituvan suuria menoja.Saksan itäisten osavaltioiden saastuneiden maa-alueiden kunnostuksesta on aiheutunut äkillisiä menoja, jotka ovat suuri
osa
näiden alueiden kehittämiskus- tannuksista. Yksittäisten alueiden saastumisen lisäksi torjunta-aineidenja
lannoit- teiden käytöstä johtuva laaja-alainen saastuminen on aiheuttanut Hollannissa, Saksassaja
Tanskassa valtavia menoja, kun pohjavettä on suojeltu, puhdistettu, valmistettuja
korvattu muilla vesilähteillä. Itä-Euroopassa kustannukset saatta- vat olla vähintään yhtä suuria, mutta ne eivät ole realisoituneet taloudellisten voimavarojen puutteessa.Ulkomailla
ja
kansainvälisesti maaperänsuojelu on kehittynyt viime vuosi- na ripeästi, jopa niin, että eri toimintojen koordinointi ei aina ole ollut tehokasta.Muun muassa Euroopan Neuvostossa on ajettu maaperänsuojelun kehittämistä
ja
yhtenäistämistä. Eräänä osoituksena tästä on maaperänsuojelun periaateohjel- mien laatiminen Neuvoston jäsenmaissa. Maaperänsuojelua on kehitetty myös muissa kansainvälisissä organisaatioissa kuten Euroopan yhteisöissä, OECD:ssa, NATO:ssaja
YK:ssa. Nimenomaan maaperän kemiallinen saastuminen on ollut viime kädessä se tekijä, joka lopulta on nostanut maaperän suojeltavien luonnon elementtien joukkoon.Kansallisella tasolla Euroopassa varsinkin Tanskassa, Saksassa
ja
Hollannis- sa on kehitetty maaperänsuojelua myös institutionaalisesti. Yleisesti maaperän- suojelun organisointi yhteiskunnassa on vasta kehittymässä.1.4 Selvityksen tavoitteet ja toteutus
1.4.1 Tavoitteet ja rajaus
Tämän julkaisun tavoitteena on tiivis kokonaisesitys maaperän
ja
maaperänsuo- jelun tilastaja
niihin vaikuttavista tekijöistä sekä kehittämistarpeista Suomessa.Tällaisen kokonaisesityksen tarkoituksena on palvella maaperänsuojelun toimin- taa esim. tutkimus-
ja
kehitystyön valmistelussaja
toteutuksessa.Selvityksen tarkoituksena on myös olla osaltaan perustana maaperänsuoje- lun periaateohjelmalle, jonka laatiminen on mm. Euroopan Neuvoston suositus- ten mukaisesti tuotu esille ympäristöministeriön tulostavoitteina 1995 TMAE:ssä
ja
tulosohjauksessa Suomen ympäristökeskukselle.Tarkastelun lähtökohtana ovat maaperän vaurioitumisilmiöt, joihin on Eu- roopan Neuvoston laajan rajauksen mukaisesti luettu selvästi geologista maape- rää koskevien vaurioitusmisilmiöiden lisäksi mm. maisemavauriot
ja
maan sisäl- tämien kulttuurijäännösten vaurioituminen.Pohjavesi katsotaan kuuluvaksi maaperään, joskin sitä paikoin käsitellään erikseen (ks. 1.1.1). Muuta ympäristöä käsitellään siltä osin kuin se olennaisesti vaikuttaa maaperään
ja
toisin päin.Suomen ympäristö 10
. . . 0
Selvityksen yhteydessä kerättiin tietoa myös maaperänsuojelun keinoista, erityisesti säädöksistä ja normeista, maaperänsuojelua koskevista periaateohjel- mista sekä tutkimus- ja kehitystyöstä.
Maaperänsuojelun taloudellista merkitystä ja sen kustannuksia ei ole pyrit- ty arvioimaan. Maaperänsuojelun keinojen määrittely ja toimenpidesuositusten esittäminen ei myöskään ole ollut selvityksen tavoite.
1.4.2 Toteutus
jatietolähteet
Tiedonhankinnassa kirjallisuus on ollut keskeisellä sijalla. Kirjallisuutta koottiin kirjastojen (erityisesti vesi- ja ympäristöhallituksen kirjaston) välityksellä manu- aalisesti ja ATK-hakujen avulla.
Tietolähteinä on käytetty myös karttoja ja kartastoja, tilastoja, tutkimus- ym.
rekistereitä sekä alkuperäislähteiden ohella runsaasti sekundaarilähteitä, mm. yh- teenvetoja.
Asiakokonaisuuksiin paneuduttiin lisäksi haastattelemalla eri hallinnonalo- jen ja niiden tutkimus- ja asiantuntijaorganisaatioiden asiantuntijoita. Uusia tie- tolähteitä saatiin heidän antamiensa tietojen avulla. Asiantuntijoilta tiedusteltiin myös näkemyksiä maaperänsuojelun kehittämistarpeista.
0
...Suomen ympäristö 10
Maankäyttömuotojen ja a1inkeiootoimi Wto jan
vaikutukset maaperään
2.1 Maankäytön kehitys ja vaikutustyypit
Eri maankäyttömuodot vaikuttavat maaperään paikallisesti, alueellisesti ja globaalisti. Aiheutuneiden vaurioiden merkitys määräytyy paitsi niiden laajuu- den, myös niiden palautuvuuden/palautumattomuuden mukaan. Vaurioiden va- kavuuden arviointi ja painottaminen on ongelmallista ja aina jossain määrin sub- jektiivista. Selvityksen taustaksi on tarpeen tarkastella erilaisten maankäyttö- muotojen alueellisen laajuuden suurta vaihtelua ja alueiden käytössä tapahtunei- ta muutoksia sellaisina kuin niitä on tilastoitu (Taulukko 1).
Metsäalueiden osuus Suomen pinta-alasta (ilman merialueita) on lähes 70
%. Tämä heijastaa mm. maamme keskimäärin harvaa asutusta, jonka toinen il- menemismuoto on rakennetun maa-alan osuuden vähyys.
Maatalousmaa-alan osuus on ollut lievässä laskussa ja laskusuunta voi tule- vina vuosina jatkua ja voimistua Suomen liityttyä EU:iin. Vanhimmilla viljelys- mailla maaperää on muutettu, hyödynnetty ja hoidettu satoja vuosia.
Rakennetun maa-alan kasvu on viime vuosikymmeninä ollut nopea. Tämä heijastanee teollisuuden laajenemista, liikkumistarpeen kasvua, ihmisten muut- toa taajamiin ja perinteisellä tavalla mitatun elintason nousua. Etelä-Suomea ei
Taulukko I. Maankäyttömuodot Suomessa (% pinta-alasta ilman merialueita, 338 145 kmz:stä) (Tilastokeskus I994a).
Land use in Finland (% of total area without sea, 338 145 km2).
Maankäyttöluokka
Land use form 1960 1970 1980 1990
Maatalousmaa
Agricultural land 9.3 9.0 8.5 8.3
Metsä- ja muut puustoalueet
Forests and other wood
areas 66.4 69.2 68.9 69.1
Rakennettu maa
Land covered by 1.0 1.4 2.3 2.8
construction Vesialueet
Water area 9.7 9.8 9.9 9.9
Other use Muu 13.6 10.6 10.4 9.9
Suomen ympäristö 10
. . . 0
100 prosenttia kustannuksista per cent of costs 1 pysyvien metsäteiden rakentaminen ja kunnossapito
construction and maintenance of permanent forest roads
x, forest
a°;%ac•Y.vle-?i c -+
i
_lII ja
I__ fWW jaimikanholto
tondinq of seedling stånds and pruning
40-I ... ..._{...
. . metsänviljely - seeding and planting
~ '~~F; i:1+.'=~~1=Pi;=~~ • ~'=,i±J-7ii~Ir ~ri~lif =
67 70 75 80 85 90 94
Lähde: Metsäntutkimuslaitos, melsälilastollinen tielopalvelu Vuosi - Year Source: The Finnish Forest Research Institute
Kuva 5. Metsänhoito-ja perusparannustöiden (kaikki omistajaryhmät) kokonaiskustannusten jakautuminen eri työlajeille vuosina 1967-1994 (lähde: Metsötilastollinen vuosikirja 1995).
The proportions of di fferent silvicultural and forest improvement work in the total costs during 967— 1994. All forest ownership categories.
voi enää pitää harvaanasuttuna. Maamme asukastiheyden vaihtelut ovat suuret.
Suurin osa maaperänsuojelun ongelmista keskittyy oletettavasti ihmisen lähelle, rakennetulle maalle.
2.2 Metsätalous
2.2.9 Yleistä
Metsätalousmaata ja muita puustoalueita on Suomen kokonaispinta-alasta lähes 70 % ja metsätalouden maata koko maa-alasta n. 87 %. Metsänhoito ja -hakkuut ovat alueellisesti laajinta maaperän muutoksia aiheuttanutta toimintaa Suomes- sa. Metsänhoidon ympäristövaikutuksia on tarkasteltu toistaiseksi pääasiassa ve- siensuojelun ja perinteisen luonnonsuojelun näkökulmasta.
Valtio on tukenut yksityismetsien perusparannustöitä,joiksi on laskettu mm.
metsäojitus, metsäteiden rakentaminen, metsäojituksen kunnostus ja metsälan- noitus (Kuva 5). Vuonna 1993 metsälannoitus (paitsi ns. terveyslannoitus) ja uu- disojitus poistettiin tuettavien töiden luettelosta.
Valtion metsät ovat puuntuotannon kannalta keskimäärin epäsuotuisissa ym- päristöissä Pohjois- ja Itä-Suomessa. Näiden alueiden hoitoon on kuitenkin pa- nostettu. Metsätilastollisen vuosikirjan (1995) vertailutiedoista nähdään, että eräissä metsänparannustöissä valtio on tehnyt pioneerityötä omissa metsissään, ja työmuodot ovat sen jälkeen yleistyneet myös yksityismetsätaloudessa.
0
...Suomen ympäristö I0
j Uudisojitusalat yhleenså fi First-time drainage, total
Yksityiset ym.
Private & other Metsåteollisuus Forest industries Valtio - State Kunnoslusojitus I Ditch cleaning and supplementary ditching
-100
,;.i, j 00000
200
2.2.2 Metsdojitus Kehitys ja laajuus
Metsätalouden käytössä on 5,9
milj,
ha maamme kokonaissuoalasta, 10,4milj.
ha:sta
(Lappalainen ja
Hänninen 1993). Suometsän saaminen metsätaloudellises- ti tuottavampaan käyttöön edellyttää ojitusta. Ojituksella pyritään parantamaan metsämaan kasvuoloja pohjavesipinnan tasoa alentamalla (Heikkiläja
Lindholm 1994).Metsien uudisojitus oli huipussaan 1960-luvun lopussa
ja
on vähentynytsen
jälkeen tasaisesti. Kunnostusojitukset ovat 1980-luvulta jonkin verran lisäänty- neet(kuva
6). Koko Suomen kangasmetsistä oli 1991 ojitettu 5 %ja
soista 51 %.Kankaita
ja
soita on ojitettu eniten Keski-Suomen läänissäja
vähiten Lapin lää- nissä (Tilastokeskus 1994b).300 1000 ha 30
50 55 60 65 70 75 80 85
' Vuosina 1950-70 ojien perkaus. Vuosien 1950-88 luvut ovat arvioiluja.
During 1950-70 ditch cleaning. During 1950-88 the figures are estimated.
Lähde: Metsäntutkimuslaitos, melsålilaslollinen betopalvelu Source: The Finnish Forest Research Institute
90 94
Vuosi - Year
Kuva 6. Uudis- ja kunnostusojitusalat vuosina 1950—I 994 (Metsätilastollinen vuosikirja I995).
Drainage area (incl. ditch cleaning and supplementary ditching) during 1950-1994).
Vaikutukset
Metsäojituksen vaikutukset ilmenevät maan vesi-
ja
ravinnesuhteiden, orgaani- sen aineksen mineralisaation, rakenteenja
mikroilmaston muutoksina. Kasvu- paikkaolojen muuttuessa kasvillisuusja
eläimistö muuttuvatja
elinyhteisötpirs
- toutuvat. Runsas ojitus on muuttanut paljon soidenja
kivennäismaiden maise- marakennetta (Heikkiläja
Lindholm 1994).Ojituksen vaikutuksia vesiin on selvitetty useissa tutkimuksissa. Vaikka tut- kimukset eivät suoraan paljasta maaperässä tapahtuneita muutoksia, voidaan nii- den perusteella arvioida myös ojituksen merkitystä maaperän eroosiolle
ja ravin
- teiden huuhtoutumiselle. Metsäojituksen on todettu mm. äärevöittävänja
lisää- vän valuntaaja
kiintoaineen, sekä kivennäisaineksen että humuksen,huuhtoutu- mista
varsinkin kaivuaikana sekä ylivalumajaksoina. Myös typpeäja
fosforia saat- taa huuhtoutua paljon. Kunnostusojituksessa vaikutukset ovat uudisojitusten kal- taisia, mutta vähäisempiä (Saukkonenja
Kenttämies 1993). Soiden ojitus estää ravinteiden siirtymisen kivennäismaalta suometsiin. Ravinteet jäävät ojiinja
tur-Suomen ympäristö 10
. . . 0
peeseen eivätkä siirry eteenpäin korpien
ja
rämeiden ravinnekiertoon. Suometsät karuuntuvat tästä syystä vähitellen (Ympäristöministeriö 1994e). Ojitusajallaja
-tavalla on suuri merkitys sille, millaisia seurauksia ojituksesta aiheutuu (Ahti- ainen 1990).Soiden ojituksella metsätalouskäyttöön voi olla myös maailmanlaajuisia vai- kutuksia. Se, muuttuuko suo ojituksen jälkeen hiilen sitojasta hiilen lähteeksi riip- puu lisääntyvän puuston kasvun aikaansaaman hiilen kertymisen
ja
turpeen hii- len lisääntyvän mineralisaation suhteesta (Laineja
Päivänen 1992).Metsäojituksen kokonaisvaikutusta ympäristöön
ja
eliöihin ei ole vielä ar- vioitu. Ojitetut suot voivat palautua itsestään luonnontilaan,jos ojat
tukkeutuvatja
hydrologiset olot palautuvat entiselleen, mutta tällaista ei tapahdu aina. Suot, jotka eivät kuivu perusteellisesti, kehittyvät usein sekä kivennäismaista että luon- nontilaisista soista poikkeavaan suuntaan. Luonnontilan palautuminen on erit- täin hidasta sielläkin, missä se on mahdollista.Metsänojitusalueiden ennallistamisesta eli palauttamisesta sellaiseksi, että
sen
eliötja
toiminnot ovat luonnontilaisen eliöyhteisön kaltaisia, on vasta vähän kokemuksia. Ojitettujen soiden ennallistamisen periaatteetja
menetelmät on kui- tenkin määriteltyja
metsäojitettujen soiden ennallistamisen käsikirja on valmis- tunut (Heikkiläja
Lindholm 1995).2.2.3 Metsämaan muokkaus
Perusteet ja kehitys
Avohakkuuseen liittyvä metsänviljely on yleensä edellyttänyt maaperän muok- kausta. Metsämaan muokkauksella pyritään parantamaan maaperän
lämpöolo- ja,
saamaan orgaaniseen aineeseen sitoutuneet ravinteet liikkeelleja
siten luo- maan uudelle puustolle suotuisat olot. Yli 80 % metsämaiden uudistusaloista muo- kataan (Maa-ja
metsätalousministeriö 1995). Muokkausala on jatkuvasti kasva- nut, mutta maaperää voimakkaasti muuttanut auraus on vähentymässä. Vuonna 1991 muokattiin 130 000 ha metsämaata, josta 3/5 äestettiin tai laikutettiin,ja
lo- put aurattiinja
mätästettiin (Ympäristöministeriö 1994e).Vaikutukset
Aurauksen vaikutuksesta syvällä maassa olevat rauta-
ja
alumiiniyhdisteet nou- sevatpinnalle ja
muuttuvat liukoisiksi joutuessaan kosketuksiin happaman sa- deveden kanssa. Tällöin ne saattavat joutua normaalia nopeammin ravinnekier- toon (Ympäristökatsaus 7/1993). Voimakas maaperän muokkaus vaikuttaa maa- perän kivennäisainetasapainoonja
ravinteiden huuhtoutumiseen sekä edistää hap- pamoitumista. Muokkauksen vaikutuksesta maaperän eliöstöön ei tiedetä juuri mitään. Koska auraus kuitenkin muuttaa metsämaan kosteusoloja, muuttuu esim.sienilajisto oleellisesti toiseksi (Ympäristöministeriö 1994e).
Aurausalueilta voi huuhtoutua kiintoainesta, humusta sekä ravinteista eri- tyisesti typpeä (Maa-
ja
metsätalousministeriöja
Ympäristöministeriö 1994). Ke- vyemmät muokkausmenetelmät rasittavat pohja-ja
pintavesiä esimerkiksiravin
- nehuuhtoutumilla huomattavasti vähemmän kuin auraus(Kubin,
suull. tied.).Kivenpäismaiden
aurauksia on arvosteltu paitsi siitä, että ne muuttavat maa- perää, myös siitä, että ne rumentavat maisemaa pitkään.0
. . . .Suomenympäristö 10250 1000 ha
200 ---
150 -
100 -
50 -i
— 250
.. ` t Metsänlannoitusalat yhteensä - Total
~.:-: I. '., _ Yksityiset ym. - Private & other 200 _ ' .- I ~' - Metsäteollisuus -Forest industries
:1• i i — Valtio - State
:'i! E I i-.rr !"3 — - 150
i~E IF I - ,"I :.
100
~ 1
~~r'i
L 1;::E ~•,! :J..- 1[: ;I ;f:-.;ti.: :.;f =il 'E '.i - -! { li- .ir0i: 3l
65 70 75 80 85 90 94
Lähde: Metsäntutkimuslaitos, metsätilastollinen tietopalvelu Vuosi - Year Source: The Finnish Forest Research Institute
Kuva 7. Metsänlsnnoitusalat vuosina 1964— 1994 (Lähde: Metsöti1ostolIinen vuosikirja 1995).
Forest fertilisation areas during I964-1994, by forest ownership category.
2.2.4 Metsänlannoitus ja metsämaanhoidolliset toimenpiteet
Lannoitus
Metsänlannoitus oli huipussaan 1970-luvun puolivälissä, jonka jälkeen se on vä- hentynyt. Tällä hetkellä metsänlannoitus ei ole merkittävää (Kuva 7). Viime vuo- sina on kuitenkin otettu käyttöön niin sanottu metsän terveyslannoitus (kunnos- tuslannoitus), jolla on tarkoitus lisätä puiden elinvoimaisuutta muuttuvissa ym- päristöoloissa.
Metsän typpilannoitus voi happamoittaa maata (nitrifikaation lisääntymi- nen ja nitraatin huuhtoutuminen). Pitkien tutkimusten tulosten mukaan maan pH-arvojen muutokset ovat useiden lannoituskertojen jälkeenkin olleet hyvin pie- niä. Typpilannoitus nopeuttaa typen kiertoa metsämaassa ja lisää maan orgaanis- ten ainesten määrää (Mälkönen 1989). On myös esitetty, että orgaanisen aineksen määrän kasvaminen maan humuskerroksessa lisää metsämaan vedenpidätysky- kyä, ja maan puskurikyky happamia sateita vastaan saattaa lisääntyä (Salonen
1991).
Lannoitus muuttaa etenkin karuilla mäntykankailla kenttäkerroksen lajien kilpailusuhteita. Mm. sienilajisto yksipuolistuu selvästi ja hollantilaisten selvi- tysten mukaan esim. puille tärkeä mykorritsasienilajisto köyhtyy (Ympäristömi- nisteriö 1994e). Lannoituksen vaikutus metsämaan mikrobiologiaan on erittäin monisäikeinen. Eri lannoitteiden, lannoiteyhdistelmien ja metsätyyppien yhtei- nen nettovaikutus voidaan tuntea, mutta mistä muutokset todellisuudessa johtu- vat, on epäselvää (Vuorinen 1991).
Kalkitus
Maan happamuus haittaa puun tuottoa. Happamoitumista voidaan ehkäistä kal- kituksella, kulotuksella, tuhkalannoituksella ja lehtipuiden suosimisella. Metsä- maiden kalkituskokeita on tehty Suomessa jo 1920-luvulla. Tavoitteena on ollut
Suomen ympäristö l 0 . . . 0
vähentää maan happamuutta, edistää pieneliötoimintaa ja siten nopeuttaa ravin- teiden vapautumista maan orgaanisesta aineesta uudelleen kasvien käyttöön. Do- lomiittikalkkia käytettäessä parannetaan samalla maan magnesiumvaroja. Mag- nesiumin puute saattaa rajoittaa kasvua happamoitumisen edetessä.
Sekä kivennäismaan että turvemaan kalkituksen vaikutukset ovat olleet vuo- sikymmenten mittaisia. Tähän mennessä saatujen tulosten mukaan kalkitus on yleensä vähentänyt metsän kasvua pitkään. Kalkitus muuttaa suuresti eri myko- ritsaryhmien suhteita, mikä saattaa vaikuttaa puiden ravinteiden ottoon. (Hyvä- rinen ym. 1993). Kalkitus lisää hienojuurten kuolleisuutta ja nitrifikaatiota. Nitri- fikaatio happamoittaa maata ja voi johtaa nitraatin huuhtoutumiseen. (Smolan- der, Mälkönen ym. 1994).
Kalkitus muuttaa alkuaineiden liukoisuuksia maassa. Se saattaa mm.sitoa maahan joitakin ravinteita, jolloin ilmenee ravinnehäiriöitä. Kalkituksen yhtey- dessä olisikin huolehdittava tasapainoisesta ravinnetaloudesta. Tällaisia kunnos- tuslannoituksia varten lannoitustarve on selvitettävä ravinneanalyysien avulla (Hyvärinen ym. 1993).
Muut happamuuden vähennyskeinot
Kulotusta on vanhastaan käytetty suomalaisessa metsänhoidossa. Sitä on alettu uudelleen lisätä. Kulotuksessa ravinteita jää maahan kasveille lähes ihanteelli- sessa suhteessa ilmaan katoavaa typpeä lukuunottamatta, ja maan happamuus vähenee muutamaksi vuosikymmeneksi. Kulotukseen liittyy kuitenkin ravintei- den huutoutumisriski. Huuhtoutumisvaara on pienin moreenimaiden tuoreilla ja kuivahkoilla kankailla.(Hyvärinen ym. 1993).
Tuhkalannoitus vaikuttaa maahan samalla tavoin kuin kulotus. Ojitetuilla soilla tuhkalannoitus lisää suuresti puuston kasvua ja sillä voidaan korjata vai- keitakin ravinnehäiriöitä (Hyvärinen ym. 1993). Kulotuksen vaikutukset maan kemiallisiin prosesseihinja erityisesti pitkäaikaisvaikutukset ovat epäselviä (Man- nerkoski 1991). Lehtipuiden tuottama karike ja juuristo vaikuttavat maaperään positiivisesti. Varttuneiden lehtimetsien humuskerros sisältää enemmän ravin- teita kuin havumetsien (Hyvärinen ym. 1993).
2.2.5 Torjunta-aineiden käyttö
Metsätalouden käyttöön myytiin vuonna 1994 yhteensä 25 t torjunta-aineita te- hoaineiksi laskettuna ja valmisteina laskettuna 55 t. Tästä herbisidien osuus oli 48 t. Metsätalouden torjunta-aineiden myyntimäärä on 1,8 % torjunta-aineiden ko- konaismyynnistä Suomessa. Metsätaloudessa käytettävien torjunta-aineiden myynti vuonna 1994 laski 56 tonnilla vuodesta 1993 (Hynninen ja Blomqvist 1994 ja 1995). Tutkimustyötä metsänuudistamisen apuna käytettävien torjunta-ainei- den käytön kehittämiseksi tehdään. Torjunta-aineiden vaikutuksista metsämaas- sa ei tiedetä käytännössä mitään.
2.2.5 Hakkuut
Laajuus ja alueellinen jakautuminen
Vuosittaisia hakkuupinta-aloja on esitetty kuvassa 11. Etelä-Suomessa keskimää- räiset hakkuualat ovat pieniä, alle 2 ha. Avohakkuualat ovat laajimpia Itä- ja Poh- jois-Suomessa, missä ovat suurimmat yhtenäiset vanhat metsät (Ympäristömi- nisteriö 1994e).
Sekä maisemallisesti että maaperän kannalta haitallisin hakkuumuoto on laaja avohakkuu. Viime vuosikymmeninä avohakkuuala on ollut vuosittain noin
0 ...
Suomen ymparistö 10100 000 ha. Vuonna 1991 kaikista hakkuista oli avohakkuita Etelä-Suomessa 31 ja Pohjois-Suomessa 35 % (Tilastokeskus 1994b). 1980-luvun lopussa ja 1990-lu- vun alussa hakkuiden määrä hehtaareina on pienentynyt (kuva 8).
— 700
Hakkuuala yhteenså - Total area treated Harvennushakkuu - Thinning
Siemen- ja suoluspuuhakkuu - Seed tree and sheltenvood lelhngsi -600 Avohakkuu - Clear Sellings
500
400
300
•
1 .1 may_
200 ,µ~ n i. Ib6k~*.r ♦ ~, 4 I is ~
N ~ j '~G ,f, I i. r f •,,,. ~ d.~r ■aH~~l i i s `°''=°°. '~P •100
0 - 0
70 75 80 85 90 94
Lähde. Metsäntutkimuslaitos, metsätdaslollinen lietopalvelu Vuosi - Year Source: The Finnish Forest Research Institute
Kuva 8. Hakkuualat vuosina 1970-1994. Kaikki omistajaryhmät. (Lä/ide: Metsötilastolllnen vuosikirja I 995).
Forest area treated with feltings during 1970-1994.AII forest ownership categories.
Vaikutukset
Avohakkuualueella tapahtuvien maaperän muutosten syyt, seuraukset ja keski- näiset yhteydet riippuvat mm. alueen ominaisuuksista (Ahtiainen 1990). Muu- tokset ovat osittain palautuvia. Avohakkuun esitetään joskus vastaavan luonnol- lisen metsäpalon tai myrskyn aiheuttamaa muutosta metsäluonnossa. Vertaus on sikäli virheellinen, että lähes 2/3 metsän biomassasta sisältyy puiden runkoihin.
Myrskytuhon tai metsäpalonjälkeen ne jäävät osittain maatumaan luonnon käyt- töön, osittain ravinteet vapautuvat palamisessa heti uudelle kasvustolle. Hak- kuussa puiden biomassa poistetaan metsän kierrosta (Ympäristöministeriö 1994e).
Avohakkuu lisää kokonaisvaluntaa, äärevöittää valuntaa etenkin keväisin ja nostaa pohjaveden pintaa. Pohjaveden nitraattipitoisuudet nousevat hakkuun jäl- keen (Saukkonen ja Kenttämies 1993, Kubin suull. tied.). Avohakkuut muuttavat myös maan eliöstöä. Maan selkärangattomien kokonaisbiomassa ja toisaalta maa- hengitys kasvavat väliaikaisesti osin nousseen lämpötilan, osin vapautuneiden ravinteiden takia ja eliöiden lajisuhteet muuttuvat (Huhta 1976). Avohakkuun aiheuttamien muutosten ja metsän pirstoutumisen vaikutuksista maaperän eli- öihin on vain joitakin tutkimuksia (mm. Niemelä ym. 1994) ja yleistävien arvioi- den tekemiseen tarvitaan vielä paljon tutkimusta.
2.2.7 Metsäteiden rakentaminen
Metsäteitä on Suomessa noin 110 000 km (Ympäristökatsaus 4/1994) (Kuva 9).
Oulun läänin eteläpuolella metsiä on käytetty metsäteihin yli kaksinkertaisesti luonnonsuojelualueisiin verrattuna (Ympäristöministeriö 1994e).
700 1000 ha
600- --
500, ii 4o0-.-
300--
.
II i
4J 200 •'
I j 100i-
Suomen ympäristö 10 . . . 0