Puronvarsimetsien maakosteusolosuhteiden luokitus ja sen hyödyntäminen suojavyöhykkeiden määrittämisessä

Abstract

Vesiensuojelussa ja eliöstön monimuotoisuuden turvaamisessa on kysyntää uusille menetelmille, joilla voitaisiin täsmentää metsänhoidollisten metsäpurojen ja -norojen suojavyöhykkeiden suunnittelua. Maaston korkeusmallista johdettu depth-to-water- kosteusindeksi (DTW) on yksi tällainen potentiaalinen monimuotoisuuden indikaattori, sillä se pyrkii kuvastamaan vaihtelevia maankosteusolosuhteita, jotka ovat erilaisille ekosysteemeille tärkeitä. Tässä työssä tavoitteena oli verifioida DTW-indeksin kykyä kuvata todellisia maankosteusolosuhteita jatkuvatoimisten maankosteusanturien avulla. TMS4-maankosteusantureita asennettiin metsäpurojen varteen tutkimuslinjoille siten, että puroa lähestyessä laskettu DTW-arvo pääsääntöisesti pienenee ja maankosteus lisääntyy. Kosteusanturien tallentamat havainnot kalibroitiin maastossa kerättyjen maanäytteiden avulla, joista määritettiin laboratoriossa maankosteus. Tuloksia analysoitiin kuvaajien, tunnuslukujen ja tilastollisten vertailujen avulla. Pienimpiä DTW- indeksin arvoja sisältävien alueiden havainnot erosivat muista (yhdestä tai useammasta) korkeampia indeksin arvoja sisältävistä alueista maksimikosteuden, keskikosteuden, mediaanikosteuden suhteen. Lisäksi ne erosivat täysin vedellä kyllästyneen tilanteen keston ja 40 ja 60 prosentin volumetrisen kosteuden ylittämisen suhteen. Maalajin keskiarvon ylittävien kosteuksien suhteen tilastollisesti merkitsevää eroa alueiden väliltä ei löytynyt. DTW-indeksin lineaaristen mallien selitysosuudet eri tunnusluvuille olivat 14–37 prosenttia. Saturoituneisuusaika näytti laskevan jyrkästi pienillä DTW-indeksin arvoilla, joten kyseiselle tunnusluvulle olisi mahdollista määrittää vaihtelevanlevyisten suojavyöhykkeiden suunnittelua varten käyttökelpoinen kynnysarvo.

In the field of water and biodiversity protection, there is demand for new measuring methods for the planning of more precise silvicultural protection zones of headwater streams. One potential indicator of biodiversity could be the depth-to-water (DTW) soil moisture index derived from digital elevation model (DEM) which aims at depicting the varying soil moisture conditions important to different ecosystems. The goal of this study was to verify the ability of DTW index to represent the actual soil moisture conditions using continuos soil moisture sensors. TMS4 soil moisture loggers were installed in riparian forests along study lines where the index value would assumingly be smaller and soil moisture greater closer to the stream. The observations recorded by the moisture sensors were calibrated according to soil samples collected from the field whose moisture content was determined in the laboratory. The results were analyzed from graphs, key figures and statistical comparisons. The observations from the zone having the smallest DTW index values differed from the (one ore more) zones having higher index values in the time of saturated state of soil, maximum moisture content, mean moisture content, median moisture content and the frequency of exceeding volumetric moisture content of 40 and 60 percent. There were no statistically significant difference between the groups in the amount of moisture observations exceeding the mean moisture of the particular type of soil. The explanatory powers (R2) of linear key figure models were 14–37 percent. The frequency of saturation sank pronouncedly with small index values so it might be possible to determine a saturation probability threshold value that could be useful in defining the borders of the riparian protection zones of varying width.