Search

Decomposition of organic material releases carbon dioxide (CO2) into the atmosphere, and dissolved organic carbon (DOC), dissolved organic nitrogen (DON) and ammonium (NH4-N) into soil water. Each of the decomposition products contributes differently to overall export of carbon (C) and nitrogen (N) to water courses. Our aim was to study the quantity and composition of the released C and N as affected by the organic material and soil fauna, represented by enchytraeid worms. We measured the release rate of carbon dioxide, and calculated the release rates for DOC and dissolved N in soil from repeated measurements of DOC and N pools during laboratory incubation of litter (L), fermented (F) and humus (H) layers of boreal forest mor. The intermediate decomposition products, DOC and DON, were characterised according to the molecule size. The release rate of the decomposition products was higher for fresh than for old organic material. The majority of N and C were released as NH4-N and CO2, respectively. The amount of extractable organic N in soil decreased by time but DON increased. Enchytraeids stimulated N mineralisation and the release of large molecule size DOC, particularly in L layer. The results suggest that organic N in extractable form biodegrades effectively, and that soil fauna have an important role in the decomposition. The results were interpreted from the water quality point of view and the implications of the results to modelling of decomposition and export of DOC and dissolved N to recipient water bodies are discussed. In the modelling context, the novelty of the study is the description of the intermediate decomposition products and the division of the dissolved organic compounds into low molecular weight and high molecular weight fractions.

Metsätalouden toimenpiteistä kunnostusojituksen on arvioitu aiheuttavan merkittävimmät haitalliset vesistövaikutukset nykyisin. Kunnostusojitus lisää kiintoaineen huuhtoutumista metsäojista, ja samalla kiintoaineeseen sitoutuneet ravinteet pääsevät huuhtoutumaan. Tämän työn tarkoituksena oli kuvata kiintoaineen eroosio-, kuljetus- ja sedimentaatioprosessit kunnostusojitetun metsävaluma-alueen uomissa. Kiintoainekulkeuman laskemiseksi kehitettiin malli, jolla voidaan ennustaa uoman pohjan muutoksia ojaverkostossa ja laskeutumisaltaassa sekä kiintoainepitoisuutta vedessä. Tutkimuksessa käytettiin METVE-tutkimusprojektin (Metsätalouden vesistöhaitat ja niiden torjunta) maastoaineistoa. Mallia testattiin yhdellä kunnostusojitusalueella. Koska aineistoa ei kerätty tätä tutkimusta varten, aineistossa oli joitakin puutteita mallinnuksen kannalta: mittausten määrä oli vähäinen, kiintoainekulkeumaa oli mitattu vain pitoisuusmittauksilla suspensiosta, ja uoman leveyden muutosta ei ollut mitattu. Kiintoainekulkeuma voidaan jakaa pohjakulkeumaan ja suspensiokulkeumaan. Olemassa olevat kiintoainekulkeuman laskentamenetelmät ovat vielä puutteellisia. Tässä tutkimuksessa eroosiolle käytetään determinististä lähestymistapaa: partikkelit lähtevät liikkeelle, kun kriittinen leikkausjännityksen kynnysarvo ylittyy. Kiintoainekulkeuma lasketaan van Rijnin (1987) kehittämillä laskentakaavoilla. Mallissa ratkaistaan massatasapainoyhtälö, jolla saadaan selville uoman pohjan korkeuden muutos. Mallilla ei voida laskea uoman seinämäeroosion määrää. Malli soveltuu kitkamaalajeille. Turve voidaan luokitella koheesiomaalajiksi, mutta kunnostusojitetut ojat ulottuvat usein turvekerroksen läpi pohjamaahan, jolloin pääosa eroosiosta on mineraalimaan, tavallisesti kitkamaan, eroosiota. Pohjamateriaali on kuvattu mallissa partikkelikoolla d50. Malli sopii kunnostusojituksen lyhytaikaisten vaikutusten (ensimmäiset kaksi vuotta) simulointiin. Mallilla ei pystytä arvioimaan pitkäaikaisvaikutuksia. Malli