Search

Funding Information: This work was supported by the Academy of Finland Project PortRight (Grant No. 323798 , 323800 , 325430 ). We would like to thank stakeholders who actively participated in the workshops and brought their expertise and experience to the process. Publisher Copyright: © 2022 The Author(s) Environmental management problems are often portfolio problems where the task is to find a set of actions that meets different objectives (e.g., the reduction of greenhouse gas emissions) and constraints (e.g., costs). We report experiences from deploying multiple operations research (OR) methods in a real decision-making setting and discuss the insights gained from this process. The applied methods were Multi-Attribute Value Theory (MAVT), the project portfolio selection tool Your Own Decision Aid (YODA) and Robust Portfolio Modelling (RPM). The methods were applied in a portfolio case evaluating three peatland rewetting options (“No action”, “Restoration”, “Damming”) for 79 drained peatland stands in an important recreational and nature conservation area in southern Finland. The pros and cons of the methods were evaluated, as well as their key methodological challenges, in a participatory environmental portfolio case. The applied methods yielded similar results in terms of the superiority of rewetting options. The strength of MAVT was its ability to highlight the strengths and weaknesses of all three rewetting options for a single peatland stand. YODA's strength was its simplicity and the possibility to apply it independently via the Internet. RPM made it possible to determine the priority of peatland stands within constraints, even without precise preference information. To our knowledge, this is the first systematic evaluation of three methods representing different ‘method categories’ (MAVT, multi-criteria elimination, portfolio decision analysis) applied to a real environmental problem.

This doctoral thesis aims to review methods which use high-resolution remote sensing (RS) to evaluate the changes in degraded and restored northern peatlands and to test and develop these topo-hydrological methods. A significant share of peatlands worldwide is degraded and encountered subsidence due to land use and drainage. Recently, activities have been directed increasingly to mitigating environmental impacts and to restoration. Understanding the state and characteristics of degradation, as well as monitoring restoration success, is important in the sustainable management of peatlands. Conventionally, the state of peatlands has been monitored using laborious field surveys that are poorly suited for monitoring larger areas. Monitoring the internal heterogeneity of the site or larger regional, national or international areas requires more applicable methods. This thesis reviews the available remote sensing methods to observe the land cover, water flow routes, and surface soil moisture on peatlands. In addition, the magnitude and impacts of topographical changes on peatland hydrology were demonstrated at eight sites. The analysis showed the subsidence of cultivated peatlands, which have caused a spread of annual river floods by 101–194% over the last 24–51 years. On forestry-drained peatlands, topographic flow accumulation and wetness indices showed that restoration increased the site wetness by 2.9–6.9% and decreased its deviation by 13–15% 1–10 months after the restoration. The methods used emphasized the determinative role of topography in the hydrological conditions of peatlands. RS is well applicable in peatland monitoring, providing advanced large-coverage and/or high-detail monitoring data. Each method, however, includes specific technical challenges and development needs, and field measurements will also be needed in the future to support the remote sensing data and analysis. The production of the data might be laborious and require adjunct resources. For many areas, open data, such as national aerial imageries and digital terrain models, can be utilized. The reviewed RS methods can be used to study the hydrological and topographical attributes specific to each peatland use. The results from the sites can be applied to guide agricultural land use management and develop restoration practices. Tiivistelmä Tämän väitöskirjan tarkoituksena on koota tarkan resolution kaukokartoitusmenetelmiä soiden kuivatuksesta ja ennallistamisesta aiheutuneiden muutosten arvioimiseen sekä testata ja kehittää valittuja topo-hydrologisia menetelmiä. Merkittävä osuus maailman soista on häiriintynyt, ja maa on painunut maankäytön ja kuivatuksen seurauksena. Toimintaa on alettu suunnata yhä enemmän ympäristövaikutusten lieventämiseen ja ennallistamiseen. Soiden muuttuneen hydrologian ymmärtäminen ja toisaalta toteutettujen toimenpiteiden onnistumisen arviointi ovat soiden tavoitteidenmukaisen ja kestävän käytön edellytys. Perinteisesti soita on seurattu työläillä kenttämenetelmillä. Suon sisäisen vaihtelun kattaviin sekä alueellisiin, kansallisiin ja kansainvälisiin seurantoihin tarvitaan soveltuvampia menetelmiä. Tässä väitöskirjassa kootaan kaukokartoitusmenetelmiä maanpinnan peitteen sekä veden kulkureittien ja suon pintakosteuden tarkastelemiseen. Lisäksi maanpinnan korkeusaseman muutosten vaikutuksia suon hydrologialle demonstroitiin kahdeksalla tutkimuskohteella. Turvepelloilla testattiin menetelmää, joka osoitti turvemaiden painumisen aiheuttaneen viereisen joen vuotuisen tulvan peittämän alueen laajentuneen 101–194 % kuluneiden 24–51 vuoden aikana. Metsätaloutta varten ojitetuilla soilla puolestaan todettiin topografisten virtauskertymien ja märkyysindeksien avulla ennallistamisen lisänneen tutkimusalueiden keskimääräistä märkyyttä 2.9–6.9 % sekä pienentäneen sen vaihteluväliä 13–15 % 1–10 kk aikana ennallistamisen jälkeen. Testatut menetelmät tähdensivät topografian merkitystä hydrologisten olosuhteiden määräytymisessä. Kaukokartoitus soveltuu hyvin soiden tilan seurantaan ja sillä saadaan tuotettua kattavia tarkan resoluution aineistoja. Kuhunkin menetelmään kuitenkin liittyy omat tekniset haasteensa ja kehitystarpeensa, ja kenttämittauksia tarvitaan myös jatkossa kaukokartoitusaineistojen ja -analyysien tukena. Aineistojen tuottaminen voi olla työlästä ja vaatia lisäresursseja. Monilla alueilla on mahdollista hyödyntää valmiita, avoimia aineistoja kuten kansallisia ilmakuvakokoelmia ja korkeusmalleja. Koottuja menetelmiä voidaan hyödyntää soiden erilaisiin käyttömuotoihin liittyvissä topografisissa ja hydrologisissa tutkimuksissa. Tutkimuskohteilta saatuja tuloksia voidaan käyttää ohjaamaan soiden maankäyttöä ja kehittämään ennallistamismenetelmiä.

Ekologinen kompensaatio nousi uuden luonnonsuojelulain myötä olennaiseksi osaksi luontokadon pysäyttämisen keinovalikoimaa. Pian ratkeaa, onnistuuko tavoite vapaaehtoisesti vai tarvitaanko aiheuttaja maksaa -pakko, Panu Halme Jyväskylän yliopistosta kirjoittaa. nonPeerReviewed

Helmi-elinympäristöohjelma on EU:n biodiversiteettistrategiaan kytkeytyvä kansallinen luonnon monimuotoisuuden turvaamisen ohjelma, joka lisää merkittävästi Suomen luonnon ennallistamiseen, kunnostukseen ja hoitoon käytettäviä resursseja. Valtioneuvoston periaatepäätöstä varten toteutettua Helmi-elinympäristöohjelman vaikutusten arviointia käsitellään artikkelissa laajemmin työkaluna biodiversiteetin ja ekologisen siirtymän monitasohallinnoinnin ymmärtämiseen. Asiantuntijoiden tunnistamia taloudellisia, viranomais-, ympäristö- ja muita yhteiskunnallisia vaikutuksia tarkastellaan suhteessa eri valtion toimijoiden ajamiin tavoitteisiin sekä toimijoiden välisiin valtasuhteisiin. Helmi-elinympäristöohjelmalla on potentiaalia tehostaa valtionhallinnon toimijoiden toimintaa, mutta samalla se nostaa esiin jännitteitä liittyen luonnonvarojen käytön ja luonnon suojelun välisiin intressiristiriitoihin ja pyrkimyksiin häivyttää niitä, mittaamisen tapojen ja tietojärjestelmien kytkeytymisestä päätöksenteon legitimiteettiin, sekä eri toimijoiden rooleihin. Vaikka ennallistamis- ja kunnostamistoimet luovat edellytyksiä luontoarvojen palautumiselle luoden samalla yritystoimintaa, Helmi-elinympäristöohjelman vapaaehtoisuus ja talousvaikutusten arvioinnin korostuminen nähdään merkkinä luonnonsuojeludiskurssin alisteisuudesta talousdiskurssille, mikä asettaa reunaehtoja ohjelman vaikuttavuudelle, ja lisää myös arvioinnissa tunnistettuja epävarmuuksia. Ekologisen siirtymän edellyttämä kokonaisvaltaisempi hallintorakenteiden muutos vaatii toimijoiden roolien ja valtasuhteiden uudelleenmäärittymistä, ja näiden rakenteiden näkyväksi tekeminen muun muassa tutkimuksen keinoin edistää ekologisen siirtymän saavuttamista. Helmi-elinympäristöohjelman rooli monitasoisena ja hallinnonalojen rajat ylittävänä ohjelmana tuo esiin siihen liittyviä haasteita, mutta myös mahdollistaa muutosta hallinnon toimintatapoihin, monimuotoisuuden ympärillä käytävään diskurssiin, ja Suomen monimuotoisuuden tilaan., Helmi habitat programme is a national programme for the safeguarding of biodiversity, linked to the EU biodiversity strategy, and it increases the resources of ecological restoration and management in Finland. An impact assessment of the programme is analysed as a tool for understanding the multi-scalar governance of biodiversity and transformative change. The potential impacts recognised by experts are considered in relation to the varying interests pursued by governmental actors. The programme enhances the cooperation between governmental actors, but also highlights the tensions related to the extraction of natural resources and environmental protection, and the links between environmental data production and the legitimacy of decision-making. Restoration creates the conditions for the recovery of natural values, but the voluntary basis of the programme and an emphasis on evaluating the economic impact of the programme are seen as a sign of prioritising economic growth over environmental protection. An overhaul of the governmental structure is required to achieve transformative change, and this requires that the power relations between actors are redefined and made visible. The role of the programme as a multi-scalar programme crossing administrative boundaries enables change in the governmental operating principles, the discourse around biodiversity, and the state of biodiversity in Finland.

Ekologiset kompensaatiot ovat keino, jonka avulla voidaan estää kokonaisheikennyksen syntymistä luonnolle. Kompensaation tarve luonnon monimuotoisuuden köyhtymisen pysäyttämiseksi on tunnistettu kansainvälisesti ja sittemmin myös Suomessa luonnon-suojelulain toimivuusarvioinnissa (kts. hallituksen esityksen luonnos, Valtioneuvosto 2021). Alue ja Ympäristö -lehdessä julkaistu tutkimuksemme ”Ekologisten haittojen hyvittäminen suojelualueita ennallistamalla” (Mustajärvi ym. 2019) tarkasteli jo aiemmin suojeltujen, mutta ihmistoiminnan heikentämien alueiden soveltumista kompensaatiossa tarvittavien luontohyötyjen tuottamiseen. Sen keskeisenä tavoitteena oli selvittää, voidaanko jo aiemmin suojellulla alueella toteutetun ennallistamisen tuottamia luontohyötyjä pitää aidosti lisäisinä, eli sellaisina, joita ei olisi syntynyt muutenkin. Toisin sanoen selvitettävänä oli, tehtäisiinkö ennallistamis-toimet suojelualueille joka tapauksessa jo olemassa olevien velvoitteiden seurauksena. Tutkimuskysymys liitettiin käytäntöön suoluontoon kohdistetun tapaustutkimuksen avulla, ja tuotetun lisäisen hyvityksen määrää arvioitiin elinympäristöjen tilan edistämistyöryhmän kehittämään niin sanottuun ELITE-malliin pohjautuen (Kotiaho ym. 2015).

Peatland restoration aims to achieve pristine water pathway conditions to recover dispersed wetness, water quality, biodiversity and carbon sequestration. Restoration monitoring needs new methods for understanding the spatial effects of restoration in peatlands. We introduce an approach using high-resolution data produced with an unmanned aircraft system (UAS) and supported by the available light detection and ranging (LiDAR) data to reveal the hydrological impacts of elevation changes in peatlands due to restoration. The impacts were assessed by analyzing flow accumulation and the SAGA Wetness Index (SWI). UAS campaigns were implemented at two boreal minerotrophic peatland sites in degraded and restored states. Simultaneously, the control campaigns mapped pristine sites to reveal the method sensitivity of external factors. The results revealed that the data accuracy is sufficient for describing the primary elevation changes caused by excavation. The cell-wise root mean square error in elevation was on average 48 mm when two pristine UAS campaigns were compared with each other, and 98 mm when each UAS campaign was compared with the LiDAR data. Furthermore, spatial patterns of more subtle peat swelling and subsidence were found. The restorations were assessed as successful, as dispersing the flows increased the mean wetness by 2.9–6.9%, while the absolute changes at the pristine sites were 0.4–2.4%. The wetness also became more evenly distributed as the standard deviation decreased by 13–15% (a 3.1–3.6% change for pristine). The total length of the main flow routes increased by 25–37% (a 3.1–8.1% change for pristine), representing the increased dispersion and convolution of flow. The validity of the method was supported by the field-determined soil water content (SWC), which showed a statistically significant correlation (R2 = 0.26–0.42) for the restoration sites but not for the control sites, possibly due to their upslope catchment areas being too small. Despite the uncertainties related to the heterogenic soil properties and complex groundwater interactions, we conclude the method to have potential for estimating changed flow paths and wetness following peatland restoration.

nonPeerReviewed

Ihmistoiminnasta aiheutuvat ekologisesti haitalliset vaikutukset voidaan kompensoida tuottamalla luonnon kannalta hyötyjä, esimerkiksi ennallistamalla elinympäristöjä tai perustamalla uusia luonnonsuojelualueita. Elinympäristön ennallistaminen mahdollistaa elinympäristön palautumisen kohti luonnontilaa. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, voitaisiinko jo aiemmin suojelluilla alueilla tehtävällä ennallistamisella saavuttaa ekologisessa kompensaatiossa tarvittava luontohyöty. Voi ehkä vaikuttaa siltä, että tällä tavoin tuotetut hyödyt eivät ole luonnon kannalta lisäisiä, koska toimenpiteet kohdistuvat alueisiin, jotka ovat jo suojeltu. Suomessa on kuitenkin tällä hetkellä monia suojelualueita, joilla tehtävät ennallistamistoimet tuottaisivat luontohyötyjä, mutta joihin ei ole taloudellisia resursseja. Ihmisen toiminnasta aiheutuvia ekologisesti haitallisia vaikutuksia ei pääsääntöisesti kompensoida lainkaan. Näin ollen elämme tilanteessa, jossa vapaaehtoiset kompensaatiot olisivat joka tapauksessa lisäisiä, sillä vaihtoehtoisesti ennallistamista ei tehtäisi lainkaan. Tässä työssä esitetään myös laskentamalli suojelualueilla tuotettavien ennallistamishyötyjen arviointiin., Harmful ecological impacts caused by development projects can be compensated (offset) by ecological gains, produced by habitat restoration or the establishment of new protected areas. Restoration actions allows ecosystem recovery to start and eventually leads to improved habitat condition. The aim of this study was to determine whether restoration actions applied inside an already protected area could be used as gains to offset the ecological damage. The key question is whether restoration gains inside protected areas really are additional from the perspective of the nature. At first, it may seem such gains are not additional, because the target area is protected already. However, restoration needs in the conservation area network of Finland far exceed the economic resource available for implementing said restoration. In addition, most development projects can be completed without any requirement to offset ecologically harmful impacts. Therefore, voluntary offsetting of harmful ecological impacts can indeed provide benefits additional to nature. Here, we present a method for estimating offset gains quantitatively, taking into account improvements gained both by conservation and restoration in the estimation of offset gains.

1. To prevent local species extinction and to counteract population declines, we must ensure species have access to resources they require for life. This can be done through ecological restoration where previously depleted resources are reintroduced. If the restoration is conducted as a one-off action in a large area, it resembles a natural resource pulse, which should lead to increased abundance of individuals, accompanied possibly by increased species richness. Species–energy relationship and underlying theory enable predictions about how different features of resource pulses affect species richness. 2. We conducted a large-scale, controlled, randomized and replicated field experiment to study the effect of a resource addition on polypore species richness in a previously managed boreal forest landscape in Finland. We manipulated the amount and distribution of dead wood and studied the effects on polypore assemblages on added and natural dead wood during nine years after manipulation (2004–2012). 3. By adding dead wood, species richness grew, mainly through increasing abundances: a large amount of dead wood resulted in higher abundance, higher number and faster accumulation of species than a small amount of dead wood. 4. For a given abundance, dead wood addition contained fewer species than natural dead wood. This is most probably because added dead wood was of low diversity and provided habitat only for a limited number of species. 5. Species richness on natural dead wood increased substantially during the study period, and this increase was not related to the resource manipulation. Thus, habitat improvement through natural succession can occur within a relatively short time period irrespective of human intervention. 6. Synthesis and applications. We demonstrate how the introduction of dead wood additions can strengthen polypore populations. The species taking advance of the introduced resource were primarily common species, instead of rare or red-listed species. Thus, we recommend ensuring the natural formation of dead wood while the populations of the common species supporting ecosystem functions can be increased by adding dead wood in the landscape. peerReviewed

Highlights • The invertebrate biodiversity across 261 lakes in the Lake Taihu basin was studied. • The α diversity was consistent with the intermediate disturbance hypothesis. • Significant cross-taxon congruence was found between zooplankton and zoobenthos. • Zoobenthos were more sensitive to nutrient increases compared with zooplankton. • Eutrophication causes biodiversity loss and decreases cross-taxon congruence. Eutrophication is a major problem currently impacting many surface water ecosystems. Impacts of increased nutrient concentrations on biodiversity may differ between different scales, different organism groups, and different trophic states. Surveys at different spatial scales have suggested that biodiversity of different taxa may exhibit significant cross-taxon congruence. In our study, we examined the diversity of zooplankton and zoobenthos across 261 lakes in the Lake Taihu watershed, an area that is undergoing a severe eutrophication process. We tested the cross-taxon congruence in species richness and Shannon-Wiener diversity between zooplankton and zoobenthos along a nutrient gradient across the lakes. Our findings were consistent with the intermediate disturbance hypothesis, considering nutrient input as the disturbance. Also, we found significant cross-taxon congruence between zooplankton and zoobenthos diversities. Our results confirmed that excess nutrient levels resulted in diversity loss and community simplification. Zoobenthos were more sensitive to nutrient increases compared with zooplankton, which decreased cross-taxon congruence because these organism groups did not respond similarly to the anthropogenic disturbance.

Assessments of river restoration outcomes are mostly based on taxonomic identities of species, which may not be optimal because a direct relationship to river functions remains obscure and results are hardly comparable across biogeographic borders. The use of ecological species trait information instead of taxonomic units may help to overcome these challenges. Abundance data for fish communities were gathered from 134 river restoration projects conducted in Switzerland, Germany and Finland, monitored for up to 15 years. These data were related to a dataset of 22 categories of ecological traits describing fish life-history strategies to assess the outcome of the restoration projects. Restoration increased trait functional diversity and evenness in projects that were situated in the potamal zone of rivers. Restoration effect increased with the length of the restored river reaches. In areas with low levels of anthropogenic land use, the peak of the restoration effect was reached already within one to five years after the restoration and effect receded thereafter, while communities responded later in areas with higher levels of anthropogenic land use. In the lower potamal zone, a shift towards opportunistic life-history strategists was observed. In the upper rhithral zone, in contrast, species with an opportunistic life-history strategy increased only in the first five years of restoration, followed by a shift towards equilibrium strategists at restorations older than 5 years. This pattern was more pronounced in rivers with higher level of anthropogenic land use and longer restored river reaches. Restoration reduced the variability in community trait composition between river reaches suggesting that community trait composition within these zones converges when rivers are restored. This study showed how ecological traits are suitable to analyse restoration outcomes and how such an approach can be used for the evaluation and comparison of environmental management actions across geographical regions. peerReviewed

Featuring original artworks and writings of 34 prominent artists and researchers, ‘Eco Noir: A Companion for Precarious Times’ is a textual and visual collaborative exploration of interspecies relations in time of crisis. In light of the escalating climate emergency we are facing, with its immanent future extinctions, pandemic waves and their vast influence, ‘Eco Noir’ suggests new readings into the fragile and complex ways in which we inhabit and share our environment with other species. This expanded reader offers engaging meeting points formed by the tension and correlation between texts and visual artworks. It acts as a cartography for the cultural and artistic strategies we can suggest for emancipating our perception from viewing other species merely as subjects for politics of consumption or as objects of fascination. ‘Eco Noir’ shows how relations with other species correspond with ancient tales and rumours while offering new ways in which humans and animals can unite to create a contemporary common story.

nonPeerReviewed

River restoration offers the potential to enhance biological integrity, often measured as fish population changes. We used a meta-analytical approach to synthesize density responses to in-stream habitat restoration by young-of-the year (YOY) brown trout and Atlantic salmon in 28 rivers (overall 32 restoration projects) in Finland. We also examined which local and watershed-scale factors most influenced restoration success. Finally, we conducted an expert survey to obtain an independent estimate of a sufficient density enhancement for restoration to be considered successful. Despite strong context-dependency, habitat restoration had an overall positive effect on YOY salmonid density. When compared to target levels derived from the expert survey, density responses mainly reached the minimum expected success rate, but remained short of the level considered to reflect distinct success. Variability in restoration responses of trout was linked mainly to river size, predominant geology, water quality and potential interspecific competition (trout vs. European bullhead). Fishing mortality tended to obscure positive effects of restoration and stocking by YOY fish affected negatively trout’s response to restoration, supporting a shift towards self-sustainable schemes in fisheries management. These results imply that habitat restoration is a useful approach for improving the ecological and conservational status of salmonid populations in boreal rivers. To further improve the success rate, and thereby public acceptance, of restorations they need to be complemented by other management measures that enhance the potential for the recovery of threatened salmonid populations. peerReviewed

Successional and other temporal habitat changes may also affect conservation areas and reduce their conservation value. Active management to promote vulnerable habitat features may be an effective, but controversial, solution. Old deciduous trees and deciduous dead wood in boreal forest reserves are examples of habitat features that may be lost during succession, yet several threatened species, including the white-backed woodpecker (Dendrocopos leucotos), are dependent on them. Encroaching spruce have been removed from white-backed woodpecker territories to promote the regeneration of deciduous trees and to preserve habitat quality, although the efficiency of this treatment is unclear. In this study, we measured the canopy tree potential (integrating the number, height and condition) of aspen, birch and spruce saplings, and the number and basal area of mature trees in control and treatment sites 2–12 years after spruce removal. The canopy tree potential of aspen saplings increased on treated sites, along with a decrease in the number of spruce saplings and mature spruce trees. We found no evidence that spruce removal would benefit birch saplings. For both aspen and birch saplings, the abundance of mature trees of the same species increased their canopy tree potential more than spruce removal. Overall, our results indicate that spruce removal facilitates aspen regeneration, particularly in areas where large mature aspen trees are present. The lack of birch regeneration, however, indicates that maintaining a full array of important habitat characteristics in white-backed woodpecker territories may require a more comprehensive set of management tools than simply removal of spruce. peerReviewed

Tarve turvata biologista monimuotoisuutta eli biodiversiteettiä on maailmanlaajuisesti suuri. Itämeren luonnon tilan heikentyminen johtuu ihmisen toiminnasta merellä, rannikolla ja Itämeren valuma-alueella. Mereiset luonnonsuojelualueet ovat keskeinen keino meriluonnon taantumisen pysäyttämisessä. Suojelualueilla turvataan sekä erilaisia vedenalaisia elinympäristöjä muodostavia avainlajeja että näitä elinympäristöjä elinkierrossaan hyödyntäviä muita lajeja. Luonnon monimuotoisuuden nopeaa heikkenemistä ei kuitenkaan voida pysäyttää yksinomaan perinteisten luonnonsuojelumenetelmien, kuten luonnonsuojelualueverkoston kehittämisen ja lajien tai luontotyyppien suojelun, avulla. Ekologinen kompensaatio on yksi niistä keinoista, joka voisi tuoda lisäkeinoja luonnon monimuotoisuuden turvaamiseen perinteisten suojelukeinojen rinnalle. Ekologisella kompensaatiolla tarkoitetaan menettelyä, jossa ihmistoiminnasta aiheutuva haitta luonnon monimuotoisuudelle hyvitetään turvaamalla vähintään yhtä paljon monimuotoisuutta toisaalla. Menettelyn tavoite on tuottaa hyötyä ekosysteemeille ja ylläpitää niiden tarjoamia keskeisiä ekosysteemipalveluita tilanteissa, joissa ihmistoiminta aiheuttaa luonnonympäristön heikentymistä. Hyvityksien tuottamien ekologisten hyötyjen tulisi olla selkeästi mitattavissa ja luonteeltaan pysyviä. Aiheutetun heikennyksen ja kompensaationa tuotettavan hyvityksen suuruusluokkaa ja vaikutusta tulisi arvioida nimenomaan ekologisilla mittareilla, mikä erottaa ekologiset kompensaatiot esimerkiksi hiili- ja ravinnekompensaatioista. Meriekosysteemien toimintaan ja lajistoon kohdistuvat kompensaatiot ovat haasteellisempia toteuttaa kuin kompensaatiot maaympäristössä. Tämä johtuu siitä, että meriekosysteemit ovat dynaamisesti ja kolmiulotteisesti kytkeytyneitä ekologisia kokonaisuuksia, joita luonnehtii voimakas paikkaan ja aikaan liittyvä biologisten komponenttien ja meriympäristön välinen vuorovaikutus. Tässä raportissa esitellään sekä valuma-alueella että rannikolla ja merellä mahdollisesti käyttökelpoisia periaatteita ja toimenpiteitä kompensaatioiden suunnitteluun ja toteutukseen. Valuma-alueella suoritettavia toimenpiteitä esitellään siksi, että ne voivat muodostaa yhdessä merialueella toteutettavien toimenpiteiden kanssa kokonaisuuden, jonka vaikutukset ylittävät yksinomaan merellä toteutettavien toimenpiteiden vaikutukset pureutuessaan tärkeimmän vedenalaisen luonnon monimuotoisuuden uhkatekijän, rehevöitymisen, paikallisiin vaikutuksiin erityisesti rannikon matalissa ja suojaisissa sisälahdissa. Tämän jälkeen esitellään rannikolla ja merenlahdissa, avoimemmilla hiekkapohjilla, sekä kalliorannoilla mahdollisesti käyttökelpoisia toimenpiteitä, jotka voisivat soveltua osaksi ekologiseen kompensaatiosuunnitteluun. Lopuksi kuvataan lyhyesti esimerkkejä yksittäisiin lajeihin kohdistuvista kompensaatiomahdollisuuksia. Useimpia raportissa kuvattuja toimenpiteitä voidaan tapauksesta riippuen hyödyntää myös ihmistoiminnan aiheuttamien ekologisten haittojen tai heikennysten vähentämiseksi tai lieventämiseksi. Suunnittelussa on suositeltavaa noudattaa lievennyshierarkiaa ja erottaa selkeästi mitkä toimenpiteet ovat lieventämistä ja mitkä jäljelle jäävien vaikutusten kompensaatio. Olennaista on, että mikäli päädytään esimerkiksi ennallistamaan elinympäristöjä poistamalla kasvillisuutta tai ruoppaamalla merenpohjaa, toimenpiteiden suunnitteluun, toteutukseen ja niiden vaikutusten seurantaan nimenomaan kompensaatioina on kiinnitetty huomiota.

Peatland restoration via rewetting aims to recover biological communities and biogeochemical processes typical to pristine peatlands. While rewetting promotes recovery of C accumulation favorable for climate mitigation, it also promotes methane (CH4) emissions. The potential for exceptionally high emissions after rewetting has been measured for Central European peatland sites previously grazed by cattle. We addressed the hypothesis that these exceptionally high CH4 emissions result from the previous land use. We analyzed the effects of cattle dung application to peat soils in a short- (2 weeks), a medium- (1 year) and a long-term (grazing) approach. We measured the CH4 production potentials, determined the numbers of methanogens by mcrA qPCR, and analyzed the methanogen community by mcrA T-RFLP-cloning-sequencing. Dung application significantly increased the CH4 production potential in the short- and the medium-term approach and non-significantly at the cattle-grazed site. The number of methanogens correlated with the CH4 production in the short- and the long-term approach. At all three time horizons, we found a shift in methanogen community due to dung application and a transfer of rumen methanogen sequences (Methanobrevibacter spp.) to the peatland soil that seemed related to increased CH4 production potential. Our findings indicate that cattle grazing of drained peatlands changes their methanogenic microbial community, may introduce rumen-associated methanogens and leads to increased CH4 production. Consequently, rewetting of previously cattle-grazed peatlands has the potential to lead to increased CH4 emissions. Careful consideration of land use history is crucial for successful climate mitigation with peatland rewetting. peerReviewed

nonPeerReviewed

nonPeerReviewed

Drainage is known to affect peatland natural hydrology and water quality, but peatland restoration is considered to ameliorate peatland degradation. Using a replicated BACIPS (Before-After-Control-Impact Paired Series) design, we investigated 24 peatlands, all drained for forestry and subsequently restored, and 19 pristine control boreal peatlands with high temporal and spatial resolution data on hydroclimate and pore water quality. In drained conditions, total nitrogen (Ntot), total phosphorus (Ptot), and dissolved organic carbon (DOC) in pore water were several-fold higher than observed at pristine control sites, highlighting the impacts of long-term drainage on pore water quality. In general, pore water DOC and Ntot decreased after restoration measures but still remained significantly higher than at pristine control sites, indicating long time lags in restoration effects. Different peatland classes and trophic levels (vegetation gradient) responded differently to restoration, primarily due to altered hydrology and varying acidity levels. Sites that were hydrologically overrestored (inundated) showed higher Ptot, Ntot, and DOC than well-restored or insufficiently restored sites, indicating the need to optimize natural-like hydrological regimes when restoring peatlands drained for forestry. Rich fens (median pH 6.2–6.6) showed lower pore water Ptot, Ntot, and DOC than intermediate and poor peats (pH 4.0–4.6) both before and after restoration. Nutrients and DOC in pore water increased in the first year postrestoration but decreased thereafter. The most important variables related to pore water quality were trophic level, peatland class, water table level, and soil and air temperature., published version, peerReviewed

nonPeerReviewed

Kestävä luonnonvarojen käyttö on perusta sekä ihmisen että luonnon hyvinvoinnille. Tähän mietintöön on koottu Elinympäristöjen tilan edistämisen (ELITE) työryhmän työn tulokset. Työ edistää osaltaan luonnonvarojen käytön kestävyyttä antamalla suuntaviivoja luonnon monimuotoisuuden turvaamiseen Suomen metsissä, soilla, perinnebiotoopeilla, maatalousalueilla, kallioilla, tuntureilla sekä rannikolla. Osin tarkastelussa mukana olivat myös kaupunkiympäristöt ja sisävedet. Varsinaisen tarkastelun ulkopuolelle jätettiin rannikkovesien ulkopuoliset meret. Elinympäristöjen tilan edistämisen toimenpiteet voivat käsittää suojelua, luonnonhoitoa tai perinteisellä tavalla ymmärrettyä ennallistamista. Toimenpiteet voivat myös olla mahdollistavia, kuten lainsäädännön muutoksia. Työn ensimmäisessä vaiheessa kullekin elinympäristölle määritettiin elinympäristön tilaa tehokkaasti ja kustannuksia minimoiden edistävistä toimenpiteistä koostuvat toimenpidepaletit. Elinympäristökohtaisten toimenpidepalettien, uhanalaisten ja silmälläpidettävien lajien ja luontotyyppien lukumäärän, elinympäristöjen pinta-alojen sekä työryhmän harkinnan pohjalta laadittiin tämän jälkeen työryhmän esitys elinympäristöjen väliseksi priorisointisuunnitelmaksi. Esitys sisältää useita priorisointivaihtoehtoja ja arviot niiden kokonaiskustannuksista. Työryhmä ei arvioinut esityksen laajempia taloudellisia, sosiaalisia ja yhteiskunnallisia vaikutuksia. Tulosten perusteella tarkastelun kohteena olleiden elinympäristöjen tila on heikentynyt keskimäärin noin 60 prosenttia verrattuna luonnontilaan. Johtopäätöksenä tästä on, että vaikka Suomi on elinympäristöjen tilan edistämisen kansainvälinen edelläkävijä, on tilaa edistäviä toimia edelleen jatkettava, laajennettava ja tehostettava. Lisäksi mietintö osoittaa, että elinympäristöjen tilaa edistävien kustannusvaikuttavien toimenpiteiden valinnalla ja elinympäristöjen yhtäaikaisella tarkastelulla voidaan säästää kustannuksia jopa 60–90 prosenttia verrattuna tilanteeseen, jossa kaikkien elinympäristöjen tilaa edistetään toisistaan riippumatta. Työryhmä esittää, että kustannusvaikuttavimpien tulosten saavuttamiseksi elinympäristökohtaisista suojelu- ja toimintaohjelmista siirrytään useiden elinympäristöjen tilaa samanaikaisesti edistäviin ohjelmiin. Jatkoselvityksissä tulee tarkentaa erityisesti tässä mietinnössä esitettyjen toimenpiteiden kustannuksia ja niiden kohdentumista, sosiaalisia ja taloudellisia vaikutuksia sekä toimenpiteiden käytännön kohdentamista ja toteutusmenetelmiä. nonPeerReviewed

nonPeerReviewed

Ihmistoiminta on muuttanut ja yhä muuttaa luonnontilaisia ekosysteemejä agro- ja teknosysteemeiksi. Nämä muutokset ovat kiihdyttäneet biologisen monimuotoisuuden häviämistä ja käynnistäneet niin sanotun kuudennen sukupuuttoaallon. Koska ihmiselo tukeutuu pitkälti luonnon monimuotoisuuteen, on monimuotoisuuden turvaamiseksi tehty sekä kansallisia että kansainvälisiä päätöksiä ja sopimuksia. Monimuotoisuutta voidaan turvata ennallistamalla tai hoitamalla muuttuneita ekosysteemejä. Ennallistaminen ja luonnonhoito ovat kuitenkin epämääräisiä käsitteitä. Uudet kattotermit, ekologinen interventio ja sitä tutkiva tieteenala interventioekologia, selventävät käsitteellisiä ongelmia. nonPeerReviewed

Metsien hävittäminen, maanviljely ja muut ympäristöä muokkaavat toimet muuttavat ekosysteemejä kasvavissa määrin. Tämän seurauksena syntyy poikkeuksellisia, ihmisen toiminnasta peräisin olevia ekosysteemejä. Näiden uusekosysteemien merkitys monimuotoisuudelle kasvaa lähitulevaisuudessa kun ihmisen vaikutus Maahan lisääntyy. Metsitetyt pellot voidaan monessa tapauksessa lukea uusekosysteemeihin: lannoituksella on pitkäaikaisia vaikutuksia maaperän fysikaalisiin ominaisuuksiin ja ravinteiden määrä on metsitetyillä pelloilla suurempi kuin tavallisissa metsissä. Kasvillisuuden sukkession tarkkaa lopputulosta ei vielä tiedetä. Metsitetyt pellot käsittävät 300 000 hehtaaria Suomen pinta-alasta ja niiden mahdollinen positiivinen merkitys monimuotoisuudelle on toistaiseksi puutteellisesti tiedossa. Maakiitäjäiset ovat yleinen kovakuoriaisryhmä ja niitä löytyy lähes kaikista habitaateista. Ne ovat pohjakerroksen petoja ja tärkeä osa ekosysteemin prosesseja kuten ravinteiden kiertoa ja ravintoverkon säätelyä. Maakiitäjäiset heijastelevat muutoksia ympäristössään – etenkin ihmisen toiminnasta peräisin olevia häiriöitä – lyhyessä ajassa. Vaikka erilaisten maanmuokkaustoimenpiteiden vaikutuksia maakiitäjäisiin on tutkittu laajalti erilaisissa ympäristöissä, vain harva tutkimus on keskittynyt metsitettyjen peltojen maakiitäjäisiin. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli saada tietoa siitä millaisia maakiitäjäislajeja metsitetyillä pelloilla esiintyy Suomessa ja mikä on niiden runsaus ja koostumus näissä habitaateissa. Lisäksi tutkin istutetun puulajin merkitystä maakiitäjäislajiston koostumukselle ja yhteisön rakenteelle. Tein kenttäkokeen aiemmin viljelykäytössä olleilla turvepohjaisilla pelloilla, jotka oli metsitetty noin 25 vuotta sitten. Kenttäkoe piti sisällään 8 kohdetta, jotka sijaitsivat Keski-Suomessa ja Pohjanmaalla. Yhteensä 4018 maakiitäjäisyksilöä ja 40 lajia löydettiin. Kaiken kaikkiaan lajikoostumus ja -runsaus oli poikkeuksellinen verrattuna talousmetsiin. Vastoin hypoteesia, lajirikkaus ja yksilömäärä ei kuitenkaan eronnut eri puulajien välillä. Tästä huolimatta maakiitäjäisyhteisön samankaltaisuus riippui sekä puulajista että maantieteellisestä sijainnista (tutkimusalue) kun niitä tarkasteltiin yhdessä. Yhteenvetona, metsitetyt pellot tässä tutkimuksessa vaikuttaisivat todella olevan uusekosysteemejä ainakin maakiitäjäisten osalta niiden poikkeuksellisesta koostumuksesta ja runsaussuhteista johtuen. Deforestation, cultivation and other land management practices are transforming ecosystems in increasingly amounts. As a consequence, exceptional anthropogenic ecosystems will arise. The importance of these novel ecosystems for biodiversity will increase in the near future as the human impact on the Earth increases. Afforested fields could in many cases be regarded as novel ecosystems: Fertilizing has long lasting effects on the physical features of the soil and the amount of nutrients is higher in afforested field than in natural forest. However, the precise outcome of vegetation development is not yet known. In Finland, the area of afforested fields is now almost 300 000 hectares and their possible positive importance for the biodiversity is still insufficiently known. Carabids are widespread group of beetles and found almost in all kinds of habitats. They are surface active predators and an important link in ecosystem processes including nutrient fluxes and food web regulation. Ground beetles reflect changes in their environment – especially disturbances caused by human actions – in short period of time. Although the effects of different land use activities to ground beetles have been studied extensively in many kinds of environments, there has been only few research focused on carabids of afforested fields. The overall aim of this study was to achieve knowledge about what kind of ground beetle species afforested fields maintain in Finland and what is their abundance and composition in these habitats. Furthermore, I studied the importance of wooded species for ground beetle species composition and community structure. I had a field experiment in former agricultural peat soils which were afforested about 25 years ago. My research included 8 study sites which were situated in Central Finland and Ostrobothnia. A total of 4018 carabid individuals representing 40 species were recorded. Overall, species composition and abundance was exceptional in comparison with managed forests. Contrary to hypothesis, the number of species and individuals did not differ between wooded species. However, the similarity of carabid community depends both on tree species and geographical location (study site) when they were considered together. Altogether, it seems that afforested fields in this study really are novel ecosystems at least in regard to carabids due to their exceptional composition and abundance in these habitats.

Verkostonäkökulma korostuu vahvasti luonnonsuojelun suunnittelussa Suomessa ja maailmalla. Suojelualueita ei voi nähdä yksittäisinä eristyneinä alueina, vaan luonnonsuojelualueiden verkosto ja koko ympäröivä maisema ylläpitävät yhdessä tietyn alueen eliölajistoa. Parhaiden alueiden kytkeytyvyyden varmistamista ja verkostojen ylläpitämistä on myös ehdotettu ratkaisuksi biodiversiteetin säilyttämiselle, kun ilmastonmuutos pakottaa lajeja siirtymään uusille asuinalueille. Verkostonäkökulma kannattaa huomioida myös ennallistamiskohteiden valinnassa – mikä ei kuitenkaan ole yksiselitteistä ja helppoa. nonPeerReviewed

nonPeerReviewed

nonPeerReviewed

Ennallistamisen tavoitteena on nopeuttaa talousmetsäkäytössä olleen boreaalisen metsän palautumista rakenteeltaan, toiminnaltaan ja eliöstöltään luonnontilaisen kaltaiseksi. Ennallistamistoimilla, kuten lahopuun määrän lisäämisellä tai kulotuksella, pyritään jäljittelemään metsän luontaisia häiriöitä, kuten tuulenkaatoja tai metsäpaloja. Intensiivisen metsänhoidon piirissä olevaan tasaikäiseen ja vähälajiseen metsään ihmisavusteinen häiriö, kuten lahopuun lisääminen ja/tai kulotus, luo monimuotoisempaa rakennetta ja uutta kasvutilaa. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli testata maakiitäjäisten vasteita ennallistamistoimiin, kun ennallistamisesta oli kulunut seitsemän vuotta eli hieman pidempi aika kuin useimmissa metsän ennallistamista koskevissa tutkimuksissa. Tutkimuksen kohteena toimivat kuoppapyydyksin pyydystetyt maakiitäjäis-heimon kovakuoriaiset (Coleoptera: Carabidae), koska ne ovat ekologisesti hyvin tunnettu ryhmä ja niiden tiedetään vastaavan herkästi metsänhoitotoimenpiteiden aiheuttamiin elinympäristön muutoksiin. Tutkin ennallistamisen vaikutuksia maakiitäjäisten yhteisörakenteen vaihteluun tutkimusaloilla, joita oli kulotettu, harvennettu ja jätetty erilaiset määrät maapuuta. Lisäksi huomioin tutkimusalojen sisällä olleen kosteusgradientin. Tämän tutkimuksen perusteella maakiitäjäislajisto vaikutti selvinneen ennallistamistoimenpiteistä ts. häiriöistä kohtalaisen hyvin. Tarkempaa tarkastelua varten jaoin lajiston metsän latvuskerroksen sulkeutuneisuuden mukaan metsä-, avomaa- ja generalistilajeihin. Metsälajisto oli säilynyt parhaiten alojen kosteilla ruuduilla, mutta avomaa- ja generalistilajisto näyttivät yleisesti hyötyneen häiriöistä. Kulolajistoa ei löytynyt, joten edes voimakkaimmin palaneet alat eivät tarjonneet niille sopivia resursseja. Luontaisiin häiriöihin sopeutuneet lajit voivat hyötyä mutta metsien herkimmät lajit kärsiä ennallistamisesta, joten metsän historia, rakenne ja lajisto täytyy tuntea ennen ennallistamistoimiin ryhtymistä. Tutkimuksessa saatua tietoa lajien vasteista häiriöihin voidaan hyödyntää metsän ennallistamisessa. Kuitenkin tulosten yleistettävyydestä muihin lajiryhmiin sekä häiriöiden ja ennallistamistoimien pitkäaikaisista vaikutuksista tarvitaan lisää tietoa.