JultikaUniversity of Oulu repository

Tiivistelmä

Metsätalous on merkittävä teollisuuden sektori Suomessa ja metsätaloutta harjoitetaan myös pohjavesialueilla. Metsätalouden vaikutuksia pintavesiin on tutkittu laajalti, mutta vaikutuksista pohjaveteen on tehty huomattavasti vähemmän tutkimuksia. Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää mitä olemassa olevaa tutkimustietoa metsätalouden vaikutuksista pohjaveden määrään ja laatuun on tehty ja koota nämä tiedot yhdeksi kokonaisuudeksi. Näin saadaan muodostettua käsitys tutkimustiedon nykytilasta ja havaitaan mahdolliset puutteet tiedoissa. Työ oli osa MEPO-hanketta, jossa selvitettiin metsätalouden pohjavesivaikutuksia. Työ on kirjallisuuskatsaus, jossa etsitään tutkimustietoa julkisista netissä olevista tiedonhakusivustoista.

Työssä käytävät tutkimustiedot metsätalouden vaikutuksista pohjavesiin jaettiin metsätaloustoimenpiteiden mukaan. Työssä käytyjä toimenpiteitä olivat hakkuut, metsitys, kulotus ja ojitus. Näiden metsätaloustoimenpiteiden mahdollisista vaikutuksista esitettiin hypoteeseja perustuen pohjaveden ja metsätalouden teoriaan sekä tutkimuksista metsätalouden vaikutuksista pintavesiin. Näihin hypoteeseihin etsittiin vahvistusta tehdyistä tutkimuksista metsätalouden vaikutuksista pohjaveteen.

Kirjallisuuskatsauksessa käydyissä tutkimuksissa havaittiin, että hakkuut lisäävät pohjaveden muodostumista ja samalla pohjaveteen voi päätyä nitraattityppeä, klorideja sekä mahdollisesti muita yhdisteitä. Jonkin verran tutkimuksissa on ollut ristiriitaisuutta siitä, vaikuttavatko hakkuut merkittävästi pohjaveden laatuun. Metsitys näyttäisi tutkimusten perusteella vähentävän pohjaveden muodostumista alueilla, johtuen lisääntyneestä interseptiosta ja evapotranspiraatiosta. Kirjallisuuskatsauksessa käytyjen tutkimusten perusteella selvisi, että kulotuksen myötä pohjaveden muodostuminen lisääntyi ja samalla pohjaveteen päätyi ravinteita, metalleja sekä jonkin verran polysyklisiä aromaattisia hiilivetyjä. Tutkimusten mukaan ojitus voi potentiaalisesti laskea läheisen harjulla olevan akviferin pintaa toimimalla purkautumisreittinä pohjavedelle. Tätä purkautumista tapahtuu enemmän, kun ojituksen syvyys yltää turvekerroksen läpi alapuoliseen mineraalimaaperään. Purkautumista havaittiin tutkimuksissa jonkin verran myös turvekerroksen läpi pistemäisenä purkautumisena. Tätä purkautumista tapahtuu, vaikka turvekerros johtaisi huonosti vettä ja on paksu.

Metsätaloustoimenpiteillä näyttäisi olevan tämän kirjallisuuskatsauksen perusteella vaikutuksia sekä pohjaveden määrään että laatuun. Nämä vaikutukset tulisi ottaa huomioon suunniteltaessa metsätaloustoimenpiteitä pohjavesialueilla, mutta erityisesti silloin, kun pohjavettä käytetään talousvetenä tai ekosysteemit ovat riippuvaisia tästä pohjavedestä. Kartoitettujen tutkimusten pohjalta voisi avautua uusia tutkimuskohteita, kun havaitaan puutteellista tietoa metsätaloustoimenpiteiden mahdollisista vaikutuksista pohjaveden määrään ja laatuun.

Effects of forestry operations on groundwater

Abstract

Forestry is important industrial sector in Finland and large part of aquifers are located in areas where forestry operations are practiced. Effects of forestry operations on surface water quality and quantity have been studied broadly compared to effects on groundwater quality and quantity. Aim of this literature review type master’s thesis is to examine studies made from the effects of forestry operations on groundwater quality and quantity and gather these studies as one report. This way we can have a view of the current state of our knowledge about effects of forestry operations on groundwater and detect possible lack of knowledge. This thesis was part of MEPO project which aim was to investigate the effects of forestry on groundwater. This work is a literature review in which made studies are searched using open search websites.

Studies were divided by type of forestry operation. Forestry operations discussed in this thesis were clearcutting, afforestation, slash-and-burn and ditching. Hypothesis’s were formed about the effects of these forestry operations based on the theory of groundwater and forestry but also to studies made from effects of forestry on surface water. Answers to these hypothesis’s were looked in the studies made from the effects of forestry on groundwater.

According to studies made from effects of tree felling on groundwater we can conclude that formation of groundwater increases after logging and at the same time nitrate, chloride and other compounds can end up in the groundwater. There were some contradictions about the effect of logging on the groundwater quality and are these effects considerable. Afforestation seems to decrease formation of groundwater in the afforested areas because of increased interception and evapotranspiration. Burn-clearing increases groundwater formation in the burned area but also forms compounds that can end up in groundwater. These compounds are nutrients, metals and polycyclic aromatic hydrocarbons. Ditching can potentially lower groundwater surface in aquifer that is on an esker by working as a discharge point for the groundwater. This discharge happens more when depth of the ditch reaches under the peat layer into the underlaying mineral layer. Discharge was detected also trough the peat layer despite peat having smaller hydraulic conductivity or the peat layer was thick.

It seems that the forestry operations have some effects on the groundwater quality and quantity. These effects should be taken into consideration when planning forestry operations on areas with groundwater but especially these effects should be considered when groundwater on forestry area is used for consumption or local ecosystems depend on groundwater. The studies made can potentially open new research paths as we find our knowledge lacking in some areas of possible effects of forestry on groundwater quality and quantity.