Valkokankaalle heijastuu erikoinen kaaviokuva. Metsäntutkimuksen professori ja dosentti Eero Kubin esittelee Kainuun opiston luokkahuoneessa tutkimustuloksia avohakkuiden vaikutuksista pohjavesiin. Merkillisintä tuloksissa ei ole huuhtoutuneiden ravinteiden määrä, vaan tapa, jolla prosessi etenee.

Kubin mittasi pohjaveden nitraattipitoisuuksia silloisen Metsäntutkimuslaitoksen (Metla) koekentällä Paltamon Kivesvaarassa 1980-luvulta 2000-luvulle. Nitraatit ovat typen yhdisteitä, joilla on rehevöittävä vaikutus. Typpeä käytetään yleisesti metsänlannoituksissa, mutta vesistöihin sitä ei juurikaan saisi päästä.

Kivesvaaran koealalle oli tehty avohakkuu, ja aukko oli jaettu useampaan osaan. Yhdellä kuviolla tutkittiin, millaisia vaikutuksia hakkuutähteiden jättäminen maahan aiheuttaa.

Ennen hakkuuta, hakkuuvuonna ja hakkuuta seuraavana vuonna pohjaveden nitraattipitoisuudet eivät juuri muuttuneet, vaan pysyttelivät pääsääntöisesti reilusti alle sadassa mikrogrammassa litraa kohti. Joku olisi tyytyväisenä lopettanut seurannan tähän, mutta ei Kubin. Neljäntenä vuonna hakkuun jälkeen lukema kohosikin äkisti yli 750 mikrogrammaan. Pohjaveden pitoisuudet tasaantuivat alkuperäiselle tasolleen vasta noin 25 vuoden päästä.

”Tämä tulos kelpaisi jo vaikka väitöskirjan aineistoksi. Hakkuutähteiden jättäminen lisäsi typen huuhtoumaa, mutta nämäkään lukemat eivät ole vielä haitallisia määriä”, Kubin sanoo.

Selitys kaavion ulkonäköön on se, että hakkuutähteet hajoavat maastossa hitaasti ja vapauttavat ravinteita useiden vuosien ajan. Vasta sitten, kun uusi taimikko ja muu kasvillisuus kasvavat isommiksi eikä maassa ole enää niin paljon hajoavaa materiaalia, ympäristövaikutukset pienenevät.

”Jos hakkuutähteet olisi kerätty pois, ravinteita olisi huuhtoutunut paljon vähemmän. Samoin metsän peitteellisyys hidastaa ravinteiden huuhtoutumista.”

Kubinin esimerkki havainnollistaa konkreettisesti sen, miten kauan metsää pitää tutkia ennen kuin tulosten perusteella voidaan tehdä minkäänlaisia johtopäätöksiä. Tutkimustyö on hidasta ja monesti myös kallista, mutta tiedon kerääminen on välttämätöntä esimerkiksi metsänhoitosuositusten pitämiseksi ajan tasalla.

Vuonna 1973 perustettu Kivesvaaran koealue on metsäntutkimuksen kärkipaikkoja, sillä siellä on alettu ensimmäisenä Suomessa selvittää avohakkuiden vaikutuksia vesistöjen laatuun ja ympäristöön. Siellä on tutkittu etulinjassa myös esimerkiksi mätästystä, taimikon perkausta, kulotusta ja taimikon tiheässä kasvattamista.

Koekentät perustettiin silloisen Kajaani Oy:n maille. Kajaani Oy myös solmi Metlan kanssa tutkimussopimuksen ja pääsi vaikuttamaan tutkimusaiheisiin. Yhtiön metsätalouspäällikkönä toimi silloin Lauri Kemppainen.

Nykyään Kemppainen on eläkkeellä ja Kajaani Oy osa metsäyhtiö UPM:ää.

On aika lähteä katsomaan, miltä Kivesvaaran koekentillä näyttää nyt, 45 vuotta perustamisen jälkeen.

Maanmuokkauksen vaikutukset esiin

Kubin pysäköi auton hiekkatien laitaan. Ulkopuolisen on vaikea huomata, missä tavallinen metsä loppuu ja koekentät alkavat.

Kävellessään syvemmälle metsään Kubin kertoo, että metsänuudistamisen tutkimukselle oli suuri tarve 1970-luvulla. Puun korjuumäärät olivat kasvaneet Suomessa voimakkaasti toisen maailmansodan jälkeen, mutta metsänuudistamisen menetelmät olivat kehittymättömiä. Avohakkuut ja maanmuokkaus olivat alkaneet yleistyä vasta 1960-luvulla, eikä niiden vaikutuksista ollut vielä kattavaa tietoa.

”Pohjois-Suomessa uudistettiin paljon metsiä 1960- ja 1970-luvuilla. Tuloksena oli epäonnistuneita taimikoita, eikä uusia tahdottu saada syntymään”, Kubin kertoo.

Metsänviljelyongelmien ratkaisemiseksi aloitettiin taimien elinympäristötutkimus. Metsänuudistamisen kokeita perustettiin eri puolille Suomea, mutta Kivesvaaran koealue jäi kaikista pitkäikäisimmäksi.

Kivesvaaran valintaan vaikuttivat Metlan Muhoksen tutkimusaseman läheisyys ja Oulun yliopiston kanssa tehtävä yhteistyö.

Kubin oli Kivesvaaran koealueiden kenttätyöntekijänä opiskeluajoistaan asti. Ensimmäisellä koealalla tutkittiin eri maanmuokkausmenetelmien vaikutusta maaperän lämpötilaan, kosteusoloihin, ravinnehuuhtoutumaan ja taimettumiseen. Lämpötilalla on metsän kasvulle olennainen merkitys, sillä se vaikuttaa bakteeritoimintaan ja sitä kautta hyödynnettävissä olevien ravinteiden määrään.

14 hehtaarin koealue jaettiin kapeiksi palstoiksi, joilla testattiin eri maanmuokkausmenetelmiä: käsin kuokalla tehtyä laikutusta, Sinkkilä-laikkurilla tehtyä laikutusta ja aurausta palleauralla. Lisäksi kokeiltiin täysmuokkausta, eli aurattiin maa vieri vierestä ja vedettiin vielä yhdet auraukset ristiin.

Kubin kiersi koealueella päivittäin kirjaamassa lämpötilalukemia, sademääriä sekä maankosteushavaintoja. Hän kertoo, että kuokkalaikutus tuotti huonoja tuloksia. Suuri osa taimista kuoli ensimmäisinä vuosina.

Täysmuokatulla alalla näkyy sen sijaan rehevää kasvillisuutta. Siltä ja auratulta alalta mitattiin aikoinaan kaikista korkeimmat lämpötilat, ja puun kasvatuksen näkökulmasta nämä palstat olivat kaikkein tuottoisimpia.

”Silloin mietittiin, miten saataisiin metsä kasvamaan nopeasti, eikä ajateltu luonnon monimuotoisuutta samalla tavalla kuin nyt. Tavallisessakin aurauksessa käsiteltiin yleensä 50–70 prosenttia maanpinnasta. Se oli turhaa konetyötä ja ympäristön muuttamista. Myöhemmät kokeemme ovat tukeneet sitä linjaa, että kevyemmällä muokkauksella pärjätään”, Kubin kertoo.

Kiinnostusta ulkomailtakin

Eräs näistä myöhemmistä kokeista oli Kajaani Oy:n toiveesta vuonna 1986 perustettu ojitusmätästyskoe. Silloin Kainuussa ei ollut vielä minkäänlaista kokemusta kyseisestä maanmuokkaustavasta.

Koealojen välimatkat ovat Kivesvaarassa sen verran pitkiä, että paikalle on mentävä autolla.

Reilun kahdeksan hehtaarin kokoinen koeala on perustettu viljavalle ja ohutturpeiselle lehtomaiselle kankaalle. Koealalle levitettiin ojamaata ja tehtiin 100- ja 300-litraisia mättäitä. Mättäille istutettiin kuvioittain rauduskoivua, kuusta, mäntyä, kontortamäntyä ja lehtikuusta.

Rauduskoivu, kuusi ja mänty ovat menestyneet koealalla hyvin, eikä mättäiden koolla ole ollut juurikaan vaikutusta onnistumiseen.

”Olen käyttänyt täällä useasti Helsingin yliopiston metsäylioppilaita ja käytännön edustajia, kuten metsäsuunnittelijoita, katsomassa jälkeä. Mätästys tuli tämän koealan avulla Kainuuseen”, Kubin sanoo.

Kemppainen kertoo, että kyseisen koealan ansiosta he muuttivat maanmuokkausmenetelmiään Kajaani Oy:ssä.

”Se oli juuri sitä aikaa, kun haluttiin kokemuksia. 1990-luvulla päätimme yhtiössä, että lopetamme auraamisen ja siirrymme kivennäismailla kokonaan mätästykseen.”

Kivesvaarasta saadut koetulokset ovat Kubinin mukaan saaneet huomiota niin kotimaassa kuin ulkomailla. Hän on ollut Euroopan metsäkomission ja YK:n elintarvike- ja maatalousjärjestön FAO:n työryhmässä ohjausryhmän jäsen 1990-luvulta lähtien ja pitänyt siellä lukuisia esityksiä kokeistaan.

”Ruotsi ja Suomi ovat Euroopassa metsäntutkimuksen edelläkävijöitä, koska muissa Euroopan maissa metsätalouden merkitys ei ole ollut niin suuri.”

Kubin työskenteli työuransa aikana myös Metlan Muhoksen yksikön johtajana sekä Oulun yliopiston ja Metlan yhteisenä professorina. Pari vuotta sitten hän jäi eläkkeelle ja on sen jälkeen toiminut Luken ulkopuolisena tutkijana ja dosenttina.

Alun perin Kubinista piti tulla eläintieteeseen erikoistunut biologi, mutta hän päättikin valita polukseen metsätieteet.

”Ajattelin yksinkertaisesti, että jos tutkin lintua, se lentää pois. Mutta kasvit pysyvät paikallaan ja niiden ääreen voi palata.”

Biotalousaika tuo uudet kysymykset

Kubin korostaa, että Kivesvaaran koekentän perustamisen aikaan metsäntutkimuksen tavoitteet olivat toisenlaiset kuin nykyään. Silloin pohdittiin, miten uusia taimikoita saataisiin perustettua, kun taas nykyään pohditaan, miten metsiä voitaisiin hyödyntää niin, että ympäristö huomioitaisiin paremmin. On tapahtunut siirtyminen biotalousaikaan, ja monimuotoisuuden vaaliminen on entistä tärkeämpää.

2000-luvulla Kivesvaara valittiin Bioenergiaa metsistä -tutkimushankkeen yhdeksi tutkimuspaikaksi pitkäaikaisen tutkimushistoriansa ansioista. Uudessa hankkeessa selvitettiin kantojen keräämisen ympäristövaikutuksia kolmella eri paikkakunnalla yhteistyössä UPM:n kanssa.

Myös hakkuutähdekasoja tutkittiin, ja yksi tärkeimmistä mitattavista asioista oli jälleen kerran pohjavesien laatu. Hankkeessa mukana ollut silloisen Metlan, nykyisen Luonnonvarakeskuksen (Luke) tutkimusprofessori Hannu Ilvesniemi kertoo, että ravinteiden huuhtoutumisen määrä pysyi maltillisena.

”Tulokset osoittivat, että hakkuutähdekasoista huuhtoutuu hieman ravinteita, mutta ne liikkuvat vain pintamaassa. Kun mennään humuskerroksen alle kivennäismaan puolelle, maan elämä nappaa ravinteet talteen, jolloin ne eivät liiku enää paljon mihinkään.”

Kivesvaaran koekentiltä ei ole enää vuoden 2014 jälkeen kerätty aktiivisesti tutkimustietoa.

Vuonna 2015 Metla yhdistyi Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskuksen MTT:n, Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitoksen RKTL:n sekä maa- ja metsätalousministeriön tietopalvelukeskuksen Tiken kanssa Luonnonvarakeskukseksi. Samassa yhteydessä Metlan toimintaa karsittiin.

”Tällaisia koealoja on aika vähän, ja niille kyllä on paikkansa. Pitkäaikaiset seurannat olisivat aina tarpeellisia, vaikkei tapahtuisi mitään. Sen havaitseminen, että asiat ovat suurin piirtein entisellä mallillaan, on sekin arvo sinänsä”, Ilvesniemi sanoo.

Tulevaisuudessa kannattaisi Ilvesniemen mukaan tutkia metsämaaston hiilensidontakykyä. Valtakunnan metsien inventointi tuottaa luotettavaa ja vertailukelpoista tietoa puustosta, mutta maaperän hiilivaraston koon muutoksista on huomattavasti vähemmän tietoa.

Metsäluonnon toiminnasta voisi Ilvesniemen mukaan keksiä loputtoman määrän muitakin tutkimusaiheita.

”Tutkimuksen tekeminen on vähän sellaista, että kun jotakin saadaan selville, tulee saman tien kolme uutta tutkimuskysymystä. Kun ymmärrys kasvaa, kasvaa myös ymmärrys siitä, mitä ei vielä tiedetä. Mitä enemmän on tietoa, sitä enemmän on kysymyksiä.”

Jos ajankohtaiset metsäasiat kiinnostavat, tilaa Metsälehti tästä.