Tutkijablogi: Rakettitiedettä turvekankailla

Ojitetut suometsät ovat muuttuneet turvekankaiksi – uudenlaisiksi ekosysteemeiksi, joissa puuntuotanto, hiilitaseet ja vesistövaikutukset kietoutuvat yhteen. SUSI-mallin avulla voidaan etsiä ratkaisuja, jotka sovittavat yhteen ilmasto-, vesi- ja tuotantotavoitteet eri puolilla Suomea.

Suometsistä turvekankaisiin. Ojitetut suometsät ovat tärkeä osa Suomen puuntuotantoa. Samalla ravinteisuustasolla puusto kasvaa turvekankailla yhtä hyvin kuin kivennäismailla, ja ravinteikkimmilla kasvupaikoilla jopa paremmin. Ojitus on laskenut pohjaveden pintaa, ja ajan kuluessa suokasvillisuus on korvautunut kangasmaiden lajistolla, puuston rakenne on muuttunut ja vanhan turpeen pinnalle on kehittynyt kangashumuskerros. Suometsistä on tullut turvekankaita. Turvekankaat ovat omanlaisensa uusi ekosysteemi: alta suota, päältä kangasmaata ja toiminnaltaan ihan omanlaistaan.

Joutomaasta jalustalle. Samalla kun puuntuotanto turvekankailla on lisääntynyt, myös perusteltu huoli turvemaiden metsänhoidon ilmasto- ja vesistövaikutuksista on kasvanut. Soiden käytössä onkin kuljettu pitkä matka 1860-luvun nälkävuosien joutomaiden ojituksista etsinnän, tavoitteiden asettamisen, koneellistumisen, innostuksen, ylilyöntien, unohduksen ja katumuksen kautta ympäristöahdistuksen aikaan. Kaikkina aikoina johtopäätökset kannattaa altistaa tieteelliselle ajattelulle ja kauaskantoiset ratkaisut rakentaa tutkimustiedon varaan.  

Kuva: Paavo Ojanen

Vuorovaikutusten verkko. Monimutkainen vuorovaikutusten verkko kutoo turvekankailla yhteen puuston kasvun, ekosysteemin ja maan hiilitaseet, sekä ravinne- ja vesivirrat. Tämän verkon kautta metsänhoito ja vesienhallinta vaikuttavat samanaikaisesti kaikkiin ekosysteemin komponentteihin. Siksi puuntuotanto, hiilitaseet ja ravinnekuormitukset pitääkin ratkaista samanaikaisesti. Monimutkaisen kysymyksen ratkaisuun tarvitaan aikaa, viileää ajattelua ja hyvät työkalut.

Suosimulaattori SUSI. SUSI on ekosysteemimalli, joka laskee yhtä aikaa puuston kasvua, ravinnetaseita, ekosysteemin ja maan hiilitaseita, sekä liukoisen hiilen ja ravinteiden kulkeutumista vesistöön. Turvekankailla kalium ja fosfori ovat tavallisimmat puuston kasvua rajoittavat ravinteet ja SUSI laskeekin myös näiden ravinteiden kysyntää ja tarjontaa. Mallissa voidaan säätää kuivatusta ojien syvyyden ja ojavälin avulla, tehdä erilaisia harvennus- ja päätehakkuita, vaihtaa puulajisuhteita, sekä tehdä tuhkalannoituksia. SUSIlla voidaan etsiä metsikölle metsänhoito- ja vesienhallintareseptejä, jotka parhaiten edistävät puun tuotantoon, sekä ilmasto- ja vesistövaikutuksiin liittyviä tavoitteita. 

Vaihtoehtojen avaruus. Suometsiä on hyvin monenlaisia. Erilaiset vaihtelusuunnat viitoittavat moniulotteisen vaihtoehtojen avaruuden: Kasvupaikat ovat ravinteisuudeltaan erilaisia, puulajit ja puulajisuhteet vaihtelevat, puuston tiheys vaihtelee, turvelajit, ojien syvyydet ja ojavälit vaihtelevat. Toimenpiteet, kuten hakkuut, tuhkalannoitukset, kunnostusojitukset, ojien tukkimiset tai osittaiset patoamiset vaihtelevat intensiteetiltään ja ajoitukseltaan. Suomi on iso maa, ja myös sääolosuhteet, erityisesti sademäärä, vaihtelevat paljon. On selvää, että parhaat turvekankaiden metsänhoito- ja vesienhallintareseptit, myös ilmaston kannalta, ovat erilaisia eri puolilla Suomea. Parhaat reseptit eivät löydy tuurilla, vaan etsimiseen tarvitaan systeemistä lähestymistapaa.

Kuva: Paavo Ojanen

Optimikäsittelyt. Alueellisessa optimoinnissa hyväksytään se, että kaikilla metsikkökuvioilla ei tarvitse tuottaa kaikkea hyvää yhtä aikaa. Alueen summa ratkaisee. Toisilla kuvioilla voidaan keskittyä taloustulokseen ja toisilla ilmastohyvään. Miten tällainen jako tehdään tilassa ja ajassa? Tämä on käytännöllinen ja yksinkertainen kysymys, johon ei kuitenkaan ole olemassa yksinkertaista ratkaisua. Laskemme SUSIlla alueen metsikkökuvioille erilaisia skenaarioita, ja käytämme matemaattisia optimointimenetelmiä löytääksemme parhaat metsänhoito- ja vesienhallintareseptit eri puolille Suomea. Optimoinnin ja ekosysteemimallin yhdistäminen avaa uusia mahdollisuuksia myös ilmastovastuulliseen turvekankaiden käyttöön. 

SUSI Hiket-hankkeessa. Sovellamme SUSIa eri kasvupaikoille, eri kokoisille puustoille, eri puolille Suomea ja laskemme metsänhoito- ja vesienhallintaskenaarioita. Skenaarioiden tuloksista voimme päätellä olosuhteiden sekä metsänhoidon ja vesienhallinnan vaikutusta puuntuotantoon ja hiilitaseisiin. Voimme myös ottaa kantaa siihen kuinka paljon turvekankaiden käsittelyllä voidaan vähentää valtakunnallisia nettohiilipäästöjä ja miten hiilipäästöjen vähentäminen vaikuttaa muiden ekosysteemipalveluiden tarjontaan.  

Kuva: Erkki Oksanen