Helsingin metropolialueen maisemaekologiset muutokset vuosina 1955-2009

Landscape is shaped by natural environment and increasingly by human activity. In landscape ecology, the concept of landscape can be defined as a kilometre-scale mosaic formed by different land-use types. In Helsinki Metropolitan Region, the landscape change caused by urbanization has accelerated after the 1950s. Prior to that, the landscape of the region was mainly only shaped by agriculture. The goal of this study was in addition to describing the landscape change to discuss the factors impacting the landscape change and evaluate thelandscape ecological impacts of the change. Three study areas at different distances from Helsinki city centre were chosen in order to look at the landscape change. Study areas were Malmi, Espoo and Mäntsälä regions representing different parts of the urban-to-rural gradient in 1955, 1975, 1990 and 2009. Land-use of the maps was then digitized into five classes: agricultural lands, semi-natural grasslands, built areas, waters and others using GIS methods. First, landscape change was studied using landscape ecological indices. Indices used were PLAND i.e. the proportions of the different land-use types in the landscape; MPS, SHEI and SHDI which describe fragmentation and heterogeneity of the landscape; and MSI and ED which are measures of patch shape. Second, landscape change was studied statistically in relation to topography, soil and urban structure of the study areas. Indicators used concerning urban structure were number of residents, car ownership and travel-related zones of urban form which indicate the degree of urban sprawl within the study areas. For the statistical analyses, each of the 9.25 x 9.25 km sized study areas was further divided into grids with resolution of 0.25 x 0.25 kilometres. Third, the changes in the green structure of the study areas were evaluated. The landscape change reflected by the proportions of the land-use types was the most notable in Malmi area where a large amount of agricultural land was developed from 1955 to 2009. The proportion of semi-natural grasslands also showed an interesting pattern in relation to urbanization. When urbanization started, a great number of agricultural lands were abandoned and turned into semi-natural grasslands but as the urbanization accelerated, the number of semi-natural grasslands started to decline because of urban densification. Landscape fragmentation and heterogeneity were the most widespread in Espoo study area which is not only because of the great differences in relative heights within the region but also its location in the rural-urban fringe. According to the results, urbanization induced agricultural lands to be more regular in shape both spatially and temporally whereas for built areas and semi-natural grasslands the impact of urbanization was reverse. Changes in landscape were the most insignificant in the most rural study area Mäntsälä. In Mäntsälä, built area per resident showed the greatest values indicating a widespread urban sprawl. The values were the smallest in highly urbanized Malmi study area. Unlike other study areas, in Mäntsälä the proportion of developing land in the ecologically disadvantageous cardependent zone was on the increase. On the other hand, the green structure of the Mäntsälä study area was the most advantageous whereas Malmi study area showed the most ecologically disadvantageous structure. Considering all the landscape ecological criteria used, the landscape structure of Espoo study area proved to be the best not least because of the great heterogeneity of its landscape. Thus the study confirmed the previous results according to which landscape heterogeneity is the most significant in areas exposed to a moderate human impact.Maisema on luonnonympäristön ja nykyään yhä vahvemmin ihmistoiminnan muokkaama kokonaisuus, joka voidaan maisemaekologisessa tutkimuksessa käsittää kilometrien mittakaavassa ymmärrettäväksi eri maankäyttötyyppien muodostamaksi mosaiikiksi. Helsingin metropolialueella kaupungistumisen aiheuttama maiseman muutos on ollut merkittävintä 1950-luvun jälkeisenä aikana, jota ennen alueen maisema oli pitkälti vain maatalouden muokkaamaa. Tutkimuksen tavoitteena oli maiseman muutosten kuvaamisen lisäksi tarkastella niihin johtaneita tekijöitä sekä arvioida muutosten maisemaekologisia vaikutuksia. Maiseman muutosten selvittämiseksi Helsingin metropolialueelta valittiin kolme peruskarttalehden kokoista tutkimusaluetta eri etäisyyksiltä Helsingin keskustasta: Malmin, Espoon ja Mäntsälän tutkimusalueet, jotka edustavat eri osia kaupunki maaseutu -gradientilla. Maiseman muutosta tutkittiin neljän poikkileikkausvuoden, 1955, 1975, 1990 ja 2009, avulla. Kartoilta digitoitiin GIS-menetelmin maankäyttö luokiteltuna viiteen luokkaan: maatalousmaat, niityt, rakennetut alueet, vesistöt ja muut. Maiseman muutosta tarkasteltiin maisemaekologisten indeksien avulla. Käytetyt indeksit olivat eri maankäyttötyyppien osuuksista maisemassa kertova PLAND, maiseman pirstoutuneisuudesta ja monimuotoisuudesta kertovat MPS, SHEI ja SHDI sekä maankäyttökuvioiden muodosta kertovat MSI ja ED. Maiseman muutosta tutkittiin myös tilastollisesti suhteessa alueiden topografiaan, maaperään ja yhdyskuntarakenteen kehitykseen: väestömääriin, autoistumiseen sekä liikenteen ja yhdyskuntarakenteen yhdistävään vyöhykemalliin, joka kertoo yhdyskuntarakenteen hajautumisesta. Tilastollista tarkastelua varten kukin 9,25 x 9,25 kilometrin laajuisesta tutkimusalueesta jaettiin tarkempiin 0,25 x 0,25 kilometrin kokoisiin maisemaruutuihin. Lisäksi maiseman viheraluerakenteen muutoksia tutkittiin karttatarkasteluna. Maiseman muutos maankäyttötyyppien osuuksien suhteen oli merkittävin Malmin tutkimusalueella. Tärkein muutos oli maatalousmaan osuuden merkittävä väheneminen rakennetun alueen kustannuksella. Niittyihin kaupungistuminen vaikutti siten, että niiden osuus ensin nousi maatalousmaiden lakkautusten myötä, mutta kaupungistumisen edetessä niiden osuus vähentyi täydennysrakentamisen takia. Maiseman pirstoutuminen ja monimuotoisuus oli merkittävintä Espoon tutkimusalueella, mihin vaikutti alueen topografinen rikkonaisuus sekä sijainti kaupunki- ja maatalousmaiseman rajalla. Kaupungistuminen näkyi sekä ajallisesti että alueellisesti maatalousmaiden muodon säännöllistymisenä sekä niittyjen ja rakennettujen alueiden muodon epäsäännöllistymisenä. Maaseutumaisimmassa Mäntsälässä maiseman muutokset olivat vähäisimpiä. Yhdyskuntarakenteen hajautuminen oli merkittävintä Mäntsälän tutkimusalueella, mikä näkyi suuren rakennetun pinta-alan määränä asukasta kohden. Pienin arvo taas oli Malmin tutkimusalueella. Myös yhdyskuntarakenteen liikkumisvyöhykkeille rakentamisessa ekologisesti epäedullisen autovyöhykkeen osuus kasvoi Mäntsälässä muista tutkimusalueista poiketen. Viheraluerakenne oli Mäntsälässä sen sijaan maisemaekologisesti kaikkein edullisin ja Malmilla heikoin. Kaikki tutkimuksessa käsitellyt maisemaekologiset kriteerit huomioiden Espoon tutkimusalueen maisemarakenne osoittautui kaikkein parhaaksi erityisesti maiseman monimuotoisuutensa takia, mikä vahvisti aiempien tutkimusten tuloksia siitä, että maiseman monimuotoisuus on suurinta kohtalaiselle ihmisvaikutukselle altistuvilla alueilla