Paikkatiedon hyödyntämismahdollisuudet pienvesien tilan ja kunnostustarpeen 

arvioinnissa

Teemu Ulvi, SYKEMetsätalouden vesiensuojelupäivät, Koli

22.9.2015

Sisältö

Purojen tila‐arviointimenetelmien tarve ja kehitystyön lähtökohdat

Työssä käytetyt aineistot  Arviointimenetelmän sisältö Jatkokehitystyön tarve ja suunnitelmat

Laajemmalle pienvesien tilan arvioinnille paljon tarpeita

Lajirikas luontoympäristö, jolla suuri virkistyskäyttöarvo Muodostavat lukumääräisesti suurimman osan pintavesistä

Vaikuttavat monin tavoin alapuolisiin vesistöihin Pienvesien tilasta ja muuttuneisuudesta luonnontilaan verrattuna on hyvin vähän tietoa

Tärkeitä monien eliölajien elin‐ ja lisääntymisalueina ja luonnon monimuotoisuuden turvaajina 

On otettu tarkasteluun aiempaa pienempiä pintavesiä, mutta ei riittävästi tietoa kunnostus‐ ja suojelutarpeen arvioimiseksi

Ei resursseja tiedon keruulle perinteisillä maastotarkasteluilla

Voitaisiinko hyödyntää paikkatietoaineistoja ja –menetelmiä?

Vesienhoidossa pienvedet jääneet vähälle huomiolle

Menetelmän kehitystyö PienvesiGIS‐hankkeessa

Aloite paikkatietopohjaisen purojen tilan arviointimenetelmän kehittämiseksi pienvesien suojelu‐ ja kunnostusstrategiatyöryhmältä

SYKE valmisteli PienvesiGIS‐hankesuunnitelman, jolla Pohjois‐Pohjanmaan ELY myönsi EAKR‐rahoituksen

Valittiin testikohteiksi yhteensä 58 puroa Iijoen vesistöalueen keskijuoksulta, jotka on inventoitu maastossa (Metsähallitus ja Pohjois‐Pohjanmaan ympäristökeskus)

Pohjana purojen maastoinventointitiedot

Metsähallituksen Iijoella käyttämässä inventointimenetelmässä (Hyvönen ym. 2005) puro jaetaan jaksoihin, jotka ovat keskeisten hydro‐morfologisten ominaisuuksien perusteella yhtenäisiä puron osia

Jokaiselle purojaksolle arvioidaan luonnontilaisuusluku asteikolla 0‐5 0 = puroa voidaan kuvailla ”suoraksi ränniksi” 5 = puroa voidaan pitää luonnontilaisena

Valitun 58 puron inventointiaineistosta jokaiselle purolle laskettiin yksi luonnontilaisuutta kuvaava luku väliltä 0‐5 purojaksojen luonnontilaisuuslukujen keskiarvona 

Hyvönen, S., Suanto, M., Luhta P., Yrjänä T. & Moilanen E. 2005. Puroinventoinnit Iijoen valuma‐alueella vuosina 1998‐2003. Aleelliset ympäristöjulkaisut 403. Pohjois‐Pohjanmaan ympäristökeskus.

Muuttujien laskenta ja soveltuvuuden testaus

Seuraavassa vaiheessa laskettiin eri paikkatietoaineistoista puron tai valuma‐alueen ominaisuuksia kuvaavia muuttujia

Muuttujien riippuvuussuhteita luonnontilaisuusastetta kuvaavan muuttujan kanssa testattiin tilastomatemaattisilla menetelmillä 

Tuloksena löydettiin sellaiset muuttujat, jotka kuvasivat valitussa purojoukossa luonnontilaisuuden astetta parhaiten

Käytetyt paikkatietoaineistot

Uoman geometriatieto:  Ranta10‐aineisto (käsittää  virtavesistä 2‐5 m leveät joet) MML:n maastotietokannan uoma‐aineisto tätä pienimmiltä puroilta

Maaston korkeusmallit: Laserkeilaukseen perustuva Korkeusmalli 2 (KM2) (2 m x 2 m ruutukoko) Korkeusmalli 10 (10 m x 10 m ruutukoko) 

Maankäyttöaineisto CORINE Land Cover 2006 (erotuskyky 25 * 25 m) 

Soiden ojitustilanne SOJT_09b1 (rasterimuotoinen, erotuskyky 25 m x 25 m) luokittaa koko Suomen turvemaat 

ojittamattomiin, ojitettuihin ja turpeenottoalueisiin.  Maaperäaineisto

1:200 000 maaperän digitaalinen aineisto (käytettiin pohjamaadataa) Kasvupaikan päätyyppi

Monilähteisen valtakunnan metsien inventoinnin (MVMI) kartta‐aineisto 2011 Kattaa metsätalouden maan (VMI‐maaluokista metsä‐, kitu‐ ja joutomaan).  Kasvupaikan päätyyppi jakaa metsämaan, kitumaan ja joutomaan kivennäismaiksi ja soiksi ja 

suot edelleen korpiin, rämeisiin ja avosoihin.

Testipurojen jakauma luonnontilaisuusasteen mukaan

Purojen fyysisiä ominaisuuksia kuvattiin mutkaisuuden ja kaltevuuden avulla

Puron mutkaisuuden arviointi Uoman pituus ei itsessään kerro puron 

luonnontilaisuudesta, joten kehitettiin mutkaisuutta kuvaava indeksi

Indeksissä alkuperäisestä purouomasta laskettiin suoristettu uoma, jota verrattiin alkuperäisen uoman pituuteen

Laskennassa määritettiin haluttu raja‐arvo, joka kertoo, kuinka kaukana uusi suoristettu viiva voi olla alkuperäisestä viivasta (etäisyys on pienempi kuin määritetty toleranssi, ks. kuva alla)

Laskenta tehtiin sekä 10 metrin että 50 metrin raja‐arvolla.

Mitä lähempänä indeksin arvo on lukua yksi, sitä vähemmän eroa on alkuperäisen ja suoristetun viivan välillä, eli sitä suorempi purouoma on. Indeksi on jatkuva muuttuja, jonka arvo ≥ 1. Lukuarvo 1 = täysin suora uoma.

ä ,

,

Mutkaisuusindeksi

• Kaltevilla alueilla purot ovat yleensä luontaisesti suorempia, kun taas alavilla alueilla purot mutkittelevat luontaisesti enemmän 

• Puron keskimääräisen kaltevuuden ja luonnontilaisuuden välinen riippuvuus ei ole kovin vahva ja hajontaa on paljon

• Kaltevimmat purot ovat maastoinventoinnissa saaneet matalampia luonnontilaisuusarvoja kuin alavimmat purot 

• Tulokset viittasivat siihen, että kaltevilla alueilla luonnontilaisuus saa lähtökohtaisesti pienempiä arvoja ja tämän vuoksi testattiin kaltevuuden vaikutuksen poistamista muuttujasta

• Todettiin kuitenkin, ettei tarkastelussa purojoukossa kaltevuudella ole vaikutusta

Kaltevuuden vaikutus mutkaisuuteen

Valuma‐aluemuuttujien tilastollinen tarkastelu

Yleisesti ottaen valuma‐aluemuuttujien hajonnat olivat suuria ja korrelaatiot melko heikkoja luonnontilaisuusindeksin kanssa 

Kasvupaikan päätyypeillä ei selkeitä korrelaatiota luonnontilaisuusindeksin kanssa

Maankäyttöluokat Alueella vain vähän rakennettuja alueita ja maataloutta, eivät korreloineet purojen luonnontilaisuuden kanssa Paras korrelaatio luonnontilaisuuden kanssa harvapuustoisilla metsillä 

Maankäyttöluokkien muutokset Hakkuiden ja luonnontilaisuuden välinen hajonta oli suurta, ei merkitsevää korrelaatiota

Soiden ojitustilanne Soiden ojitustilanne ja ojittamaton turvemaa korreloivat melko heikosti luonnontilaisuuden kanssa 

Maaperä Yleisimmillä maaperäluokilla, paksulla turpeella ja sekalajitteisella maalajilla, hajonta oli suurta eikä 

korrelaatiota luonnontilaisuuden kanssa havaittu. Myöskään muut maaperämuuttujat eivät korreloineet luonnontilaisuusindeksin kanssa

Vihreällä merkityt muuttujatvalittiin purojen luonnon‐tilaisuuden arviointimenetelmän perusmuuttujiksi. 

Jos p‐arvo > 0,05, muuttujan ja luonnontilaisuusasteen riippuvuus‐suhde ei ole tilastollisesti merkitsevä

Vaikka kaltevuuden ja luonnon‐tilaisuuden välinen korrelaatio oli tässä aineistossa heikko, se otettiin menetelmään yhdeksi perusmuuttujaksi, koskaeri tyyppisissä luonnon‐olosuhteissa sen vaikutus voi olla merkittävä

Aineisto Muuttuja

Purouoman fyysisiä ominaisuuksia kuvaavat muuttujat rs p‐arvoRanta10 Mutkaisuusindeksi (offset 10m) 0,341 0,009KM2 Keskimääräinen kaltevuus ‐0,294 0,025Ranta10 Mutkaisuusindeksi (offset 50m) 0,260 0,049

Puskurialuetta kuvaavat muuttujat rs p‐arvoKasvupaikan päätyyppi Avosuo 0,425 0,001Kasvupaikan päätyyppi Korpi ‐0,197 0,138Kasvupaikan päätyyppi Räme ‐0,088 0,513Kasvupaikan päätyyppi Kangas ‐0,086 0,519

Valuma‐aluetta kuvaavat muuttujat rs p‐arvoCorine 2006 Harvapuustoiset alueet (kiv. maa + turvemaa) ‐0,470 0,000Maaperä (pohjamaa) Vesi 0,341 0,009Corine 2006 Kivennäismaanmetsät 0,330 0,012Corine 2006 Harvapuustoiset alueet kivennäismaalla ‐0,312 0,017Corine 2006 Harvapuustoiset alueet turvemaalla ‐0,308 0,019Soiden ojitustilanne Ojitettu turvemaa ‐0,301 0,022Corine 2006 Vesistöt 0,285 0,030Maaperä (pohjamaa) Rakka 0,270 0,040Soiden ojitustilanne Ojittamaton turvemaa 0,219 0,099Maaperä (pohjamaa) Sekalajitteinenmaalaji 0,195 0,142Corine 2006 Turvemaanmetsät ‐0,191 0,152Soiden ojitustilanne Muu (sojt) 0,161 0,228Maaperä (pohjamaa) Hienojakoinenmaalaji ‐0,159 0,235Soiden ojitustilanne Turvetuotantoalue (sojt) ‐0,132 0,324Corine 2006 Turvetuotantoalueet ‐0,132 0,324Corine 2006 muutokset Hakattu metsä ‐0,119 0,375Maaperä (pohjamaa) Karkearakeinenmaalaji ‐0,106 0,429Corine 2006 Avosuot ja kosteikot 0,084 0,532Maaperä (pohjamaa) Kalliopaljastuma 0,072 0,590Corine 2006 Rakennetut alueet ‐0,057 0,673Maaperä (pohjamaa) Kalliomaa ‐0,051 0,703Corine 2006 Maatalous ‐0,033 0,806Maaperä (pohjamaa) Paksu turvekerros ‐0,033 0,808Maaperä (pohjamaa) Kiviä ‐0,022 0,870Corine 2006 Rantahietikot ‐0,019 0,887

Yhteenveto tilastollisista tarkasteluista

Menetelmä kaipaa vielä jatkokehittämistä

Pilottihankkeen tulokset osoittavat, että purojen muuttuneisuutta luonnontilasta on mahdollista suuntaa antavasti paikkatietoaineistojen avulla

Tulokset pohjautuvat kuitenkin melko pieneen purojoukkoon (58 kpl), joten menetelmän perusteiden varmistamiseksi lisäanalyysejä suuremmalla otoksella tarvitaan 

Ei voida vielä tehdä johtopäätöksiä arviointimenetelmän sopivuudesta eri tyyppisille alueille, esim. maastonmuodoiltaan jyrkemmille seuduille 

Myös menetelmän validointi toiseen suuntaan eli sen tulosten varmistaminen maastoinventoinneilla puroilla, joita ei ole aiemmin inventoitu, on ehdottomasti tarpeen

Jatkokehitystyötä voitaisiin tehdä vaiheittain esim. seuraavasti:

1. Laajennetaan tehtyjä tarkasteluja Iijoen vesistöalueella hyödyntämällä laajaa, lähes 500 puron inventointidataa Tarkka korkeusmalli ei ole välttämätön, joten hyödyntämätöntä aineistoa jäi paljon

2. Testataan menetelmää puroinventointidatalla muualla Suomessa luonnonolosuhteiltaan erityyppisillä kohdealueilla

3. Testataan menetelmää alueilla, joilta ei ole saatavissa valmista puroinventointiaineistoa. Paikkatietoanalyysien tulosten perusteella valitaan kohdepurojen joukko, jotka käydään inventoimassa maastossa ja verrataan maastokäyntien tuloksia analyysituloksiin. 

Vasta sitten voidaan tehdä lopullisia johtopäätöksiä, minkä tyyppisiin tarkasteluihin paikkatietopohjainen arviointimenetelmä soveltuu, kuinka luotettavia menetelmän antamat tulokset ovat ja miten menetelmää voitaisiin laajasti hyödyntää valtakunnallisesti

Kehitystyötä ja testausta on tarkoitus jatkaa FresHabit Life‐hankkeessa

Loppuraportti saatavilla netissä

www.syke.fi/hankkeet/Pienvesi‐GIS

KIITOS MIELENKIINNOSTA!