Suomen sisävesien tulevaisuus

Vesistöt ovat läheisessä yhteydessä ilmassa ja maalla tapahtuvien muutosten kanssa. Ne ovat kuitenkin useiden lajien kannalta eristyneitä elinympäristöjä, mikä tekee uuden elinpaikan löytämisestä haastavaa. Eliöiden sopeutuessa ilmastonmuutokseen myös luontotyypillä on väliä; olosuhteet Saimaan kaltaisessa suuressa vesistössä ovat erilaiset kuin tunturijoessa tai vanhan metsän siimeksestä löytyvässä lähteessä.

Tuhansien järvien maasta

Kymmenesosa Suomen pinta-alasta on veden peitossa. Vettä on kuitenkin pinta-alaan suhteutettuna vähän, sillä jääkauden myötä maanpinta hioutui tasaiseksi ja vesistöt jäivät mataliksi. [1] Yli puolessa Suomen joista ja järvistä ekologinen tila on hyvä, [2] mutta pienen vesimäärän vuoksi matalat vesistöt ovat herkkiä ihmisen aiheuttamalle ympäristönmuutokselle. [1]

Sisävesien luonnon monimuotoisuuden tilassa on toivomisen varaa. Etelä-Suomen sisävesien luontotyypeistä 68 % on uhanalaisia. Pohjois-Suomessa tilanne on parempi ja vain 3 % luontotyypeistä on arvioitu uhanalaisiksi. Erityisesti virtavesien, eli jokien ja purojen, tilanne on huolestuttava ja Etelä-Suomessa kaikki virtavesiluontotyypit ovat uhanalaisia tai silmälläpidettäviä. Järvien tilanne on parempi, mutta muun muassa rehevöitymisen ja pohjien liettymisen vuoksi suurin osa niiden luontotyypeistä on luokiteltu silmälläpidettäviksi. Maa- ja metsätalouden toimenpiteet, ojitukset ja lannoitus, turpeennosto, vesistöjen perkaukset sekä vesi- ja rantarakentaminen ovat yleisin syy sisävesien luontotyyppien uhanalaistumiseen. [3]

Vesistöt tarjoavat ihmisille ravintoa, energiaa, liikenneväyliä ja erilaisia virkistysmahdollisuuksia. Näiden ekosysteemipalveluiden säilymisen kannalta vesiekosysteemien hyvinvointi on tärkeää. Osa ekosysteemipalveluista on riippuvaisia luonnon monimuotoisuuden tilasta.

Ilmasto-olojen vaikutus vesistöihin

Sateisuus vaikuttaa muun muassa vesistöjen vesimäärään, veden laatuun, jokien virtaamaan, tulvaherkkyyteen, ravinteiden ja kiintoaineen huuhtoutumiseen vesistöihin sekä veden happipitoisuuteen. Sateisuus määrittää vesistöjen hydrologisen tilan, joten sateisuuden määrän ja ajankohdan muutoksilla on merkittävä vaikutus vesistöjen tilaan ja eliöyhteisöihin [4] Lämpötila taas vaikuttaa veden lämpötilakerrostumiseen, happipitoisuuteen ja eri lajien esiintymiseen, sillä lajeilla on omat lämpötilaoptiminsa. [5][6]

Sateet ja lämpötilan nousu voimistavat rehevöitymistä

Ilman lämpötila noussee Suomessa keskimäärin 3-6 astetta vuosisadan loppuun mennessä. Yhdessä kasvukauden pitenemisen kanssa se lisää vesiekosysteemien perustuotantoa. Suomen vesistöihin vaikuttaa tulevaisuudessa myös sateisuus, joka kasvanee 12-20 prosenttia ilmastoskenaariosta riippuen. Lisääntynyt sadanta ja rankkasateet lisäävät ravinteiden huuhtoutumista vesistöihin erityisesti leutoina talvina, jolloin kasvipeite ei sido ravinteita ja maa ei ole roudassa. Ravinteiden runsaus vesiekosysteemissä lisää kasvien kasvua ja kokonaisuudessaan ilmastonmuutoksen odotetaan voimistavan vesien rehevöitymistä. [7]

järviruokoa rantavedessä © Auri Sarvilinna

Järviruokoa rantavedessä. Ilmastonmuutos voi lisätä kasvillisuutta vesistöissä.

Ilmastonmuutoksen aiheuttaman kasvukauden pidentymisen [8] sekä rehevöitymisen takia erityisesti rantakasvillisuuden määrä tulee runsastumaan. Suuret ilmaversoiset kasvit hyötyvät myös ilman hiilidioksidipitoisuuden noususta ja ne voivat osittain syrjäyttää rehevöitymiselle herkkiä lajeja. Kasviplanktonin massaesiintymät voivat yleistyä ja aikaistua. [7] Sinilevien arvellaan hyötyvän lämpenemisestä, sillä niiden lämpötilaoptimi on hieman korkeampi kuin muiden lajiryhmien. Lisäksi ne pystyvät sitomaan itseensä ilman typpeä, eivätkä ne näin ollen ole yhtä riippuvaisia veden ravinnepitoisuudesta kuin monet muut lajiryhmät. [9]

levää rantavedessä © Pirjo Ferin-Westerholm

Sinileväkukinnot voivat ilmastonmuutoksen seurauksena runsastua.

Tuottavuuden kasvu lisää pohjalle tulevan orgaanisen aineksen määrää sekä eliöiden yksilömääriä ja hapenkulutusta. Tällä on vaikutusta eliöyhteisöiden koostumukseen ja tyypillisesti rehevöitymisen seurauksena lajirunsaus pienenee. [10] Rehevöitymisestä hyötyviä kaloja ovat esimerkiksi kuha (Sander lucioperca) sekä useat särkikalat (Cyprinidae-heimo) [11]. Rehevöityminen vaikuttaa myös vesiekosysteemien toimintaan hiilinieluna [12].

Täyskierrosta, tulvista ja veden happamuudesta

Vuotuisten keskilämpötilojen noustessa talvi- ja jääaika lyhenevät, vesistöjen kevätkierto aikaistuu ja syyskierto myöhentyy. Kun järvien kesäaikainen lämpötilakerrostuneisuus pidentyy ja vesistöjen perustuotanto kasvaa, pohjien happitilanne voi huonontua aiempaa nopeammin ja hapettomat olot voivat kestää pitempiä aikoja. [7] Tämä voi haitata useiden lajien elämää ja erityisesti pohjan hajottajien toimintaa järvissä. Pitkään kestävät hapettomat olosuhteet suosivat matalaan happipitoisuuteen sopeutuneita lajeja [13]. Muun muassa lahna (Abramis brama) ja ruutana (Carassius carassius) sietävät hyvin vähähappisia olosuhteita [11][14]. Lisäksi hapettomuus vapauttaa pohjaan varastoituneita ravinteita ja voimistaa vesistön sisäistä kuormitusta ja rehevöitymistä. Joissakin Etelä-Suomen järvissä lämpötilakerrostuneisuus saattaa kuitenkin heiketä, ja voimakkaat tuulet voivat sekoittaa vettä kesälläkin, eikä hapettomuutta esiinny. [7]

Veden pinnan korkeuden odotetaan vaihtelevan kaikissa vesistöissä enemmän kuin nykyään ja ajoittaisten ja paikallisten tulvien odotetaan lisääntyvän koko maassa. Tulvien odotetaan muuttuvan aiempaa epäsäännöllisemmiksi ja kevättulvat saattavat heiketä talvisten tulvien runsastuessa. Tulvat vaikuttavat erityisesti laajan valuma-alueen omaaviin järviin, kuten Saimaaseen ja Päijänteeseen. [15] Tulvien aikana valunta maaekosysteemeistä voimistuu ja vesihuollon kapasiteetti voi ylittyä, jolloin jätevettä voi joutua suoraan vesistöihin. Ravinteet, kiintoaines ja haitalliset aineet huonontaisivat veden laatua ja voimistaisivat rehevöitymistä sekä hapenkulutusta vesistöissä. Hapettomuuden vuoksi tulvien yhteydessä on havaittu kalakuolemia. [10]

Ilmastonmuutoksen vaikutusten voimakkuus eroaa erityyppisten vesistöjen välillä. Vaikutus pieniin vesistöihin, kuten puroihin ja lampiin, on todennäköisesti suuri, sillä esimerkiksi ilman lämpötilamuutokset vaikuttavat niihin voimakkaasti ja ne ovat alttiimpia lämpötilastressille kuin isommat vesistöt. Pienet purot ovat herkkiä valunnan muutoksille. Pienet lammet taas ovat alttiita kesän kuivuuskausien vaikutuksille. [6]

Ilman hiilidioksidipitoisuuden nousu sekä valunnan mukana tuleva typpikuorma happamoittavat vesistöjä [15], mikä vaikuttaa kaikkiin vesieliöihin ja erityisesti kalkkikuorellisiin selkärangattomiin, kuten kotiloihin.

Lämpö tuo mukanaan lajistomuutoksia

Makean veden ekosysteemien lajirunsaus on osittain riippuvaista ilmastosta ja pohjoisella havumetsävyöhykkeellä lajirunsaus useissa lajiryhmissä pienenee siirryttäessä kohti pohjoista [6]. Esimerkkeinä tästä ovat sudenkorennot, kalat, piilevät ja suuret vesikasvit [16][17] [18]. Siispä keskilämpötilojen nousu voisi vaikuttaa alueelliseen lajirunsauteen ja eliöyhteisöihin.

1840-luvulta alkaneen kevätlämpötilojen nousun on havaittu vaikuttaneen Lapin järvien eliöyhteisön koostumukseen. Lämpenemisen myötä erityisesti piilevälajisto (Bacillariophyta) on muuttunut ja lajirunsaus on pienentynyt tai pysynyt suunnilleen samana. Muutoksen arvellaan johtuneen tutkimusjärvien lämpökerrostumisen voimistumisesta, joka on suosinut planktisia lajeja lähellä pohjaa elävien sijaan. [19] Saanajärvessä havaittiin myös muutoksia kultalevä- (Chrysophyta) ja eläinplanktonlajiston koostumuksessa [20]. Näiden tulosten avulla voidaan ennustaa ihmisen aiheuttaman ilmastonmuutoksen vaikutuksia.

Tulevaisuudessa kylmän veden lajit todennäköisesti vähenevät ja lämpimän ja viileän veden lajit runsastuvat ja levittäytyvät kohti pohjoista [6]. Kaloista erityisesti nieriä (Salvelinus alpinus), siika (Coregonus lavaretus) ja taimen (Salmo trutta) vaativat kylmää vettä ja kärsivät lämpöstressistä [11] [21]. Lämpimässä vedessä yksilöiden aineenvaihdunta kiivastuu ja elinkaaren tapahtumat ja lisääntyminen voivat nopeutua. Myös kilpailu lajien välillä sekä taudit ja loiset voivat runsastua. [22] Veden lämpötilannousu tulee olemaan ongelmallista erityisesti pienissä lammissa eläville kylmän veden lajeille, joilta puuttuvat isommille vesistöille tyypilliset syvänteiden kylmän veden alueet, joihin ne voivat paeta kesäkuumalla [6].

Sopeutuminen olosuhteiden muutokseen olisi tärkeää erityisesti kylmän veden lajien säilymiselle. Se saattaa olla mahdollista ainakin lyhyen sukupolven välin omaaville lajeille, mutta pitkäikäisille lajeille se on vaikeampaa. Ravintoverkon huippupedot ovat usein pitkäikäisiä, ja niiden taantuminen saattaisi runsastuttaa ravintoverkon alempien tasojen lajien yksilömääriä. [22]

Lajistokoostumus sisävesissä voi muuttua myös epäsuorien vaikutusten kautta. Esimerkiksi metsien muuttuminen havupuuvaltaisista lehtipuuvaltaisiksi vaikuttanee vesiekosysteemien selkärangattomiin eliöihin, sillä puista putoavat lehdet ja neulaset ovat niille tärkeä ravinnonlähde. Koska lehtipuiden lehtien ravintosisältö on neulasiin verrattuna parempi, selkärangattomien eliöiden ravintotilanne paranisi ja myös lajistomuutokset ovat mahdollisia. [6]

Elinympäristöjen väliset yhteydet ja lajin leviämiskyky vaikuttavat levinneisyysaluemuutoksiin

Muutoksia sisävesien lajistossa on tutkittu vasta vähän, mutta useiden lajien kohdalla levinneisyysaluemuutokset sisävesireittejä pitkin voivat olla hitaampia kuin maaekosysteemeissä. Tämä johtuisi vesistöjen välisistä leviämisesteistä. Huonot yhteydet elinympäristöstä toiseen vaikeuttavat populaation säilymistä sekä uusien lajien levittäytymistä alueelle. Parhaiten säilyvät lajit, jotka ovat hyviä leviämään. Leviämiskyvyssä on suuria eroja eliöiden välillä ja on mahdollista, että järvien ja lampien lajisto on kehittänyt parempia leviämisstrategioita kuin virtavesien lajisto. Tämän vuoksi ilmastonmuutoksen vaikutus lajien levinneisyyteen saattaisi näkyä hitaammin virtavesissä. [23] Tämä teoria ei välttämättä sovellu kaikkiin lajeihin ja joissain järvissä leviämisesteet vaikuttavat esimerkiksi kylmän veden lajien mahdollisuuteen siirtyä muualle. [6] Myös lajien välinen kilpailu vaikuttaa kunkin elinympäristön lajistomuutoksiin.

sudenkorento järviruoolla © Jouko Lehmuskallio

Sudenkorentolajit saattavat lisääntyä Suomessa ilmastonmuutoksen myötä.

Joidenkin mikroskooppisten levien lisäksi sudenkorennot (Odonata) ovat mahdollisesti hyviä ilmastonmuutoksen indikaattoreita, sillä ekologisten yhteyksien puute ja maaekosysteemit rajoittavat vähemmän lentävien hyönteisten kuin esimerkiksi kalojen liikkumista [6]. Suomessa on 2000-luvulla tavattu vuosittain uusia sudenkorentolajeja ja ilmastonmuutoksen myötä lajiston odotetaan runsastuvan entisestään. [24] Vaikka uusien lajien saapumisen arvellaan johtuneen lämpimistä kesistä, ilmastonmuutoksen vaikutuksista sudenkorentolajistoon ei ole Suomessa tehty varsinaista seurantatutkimusta.

Rehevöityminen sekä runsastuvat sateet ja valunta voivat lisätä sisävesistä vapautuvan hiilen määrää

Järvisedimentit ovat Suomen kolmanneksi suurin luonnon hiilivarasto. Niihin on sitoutunut noin 0.62 Pg hiiltä viime jääkauden jälkeen. Järvien hiilidioksidipäästöjen on arvioitu olevan noin 1 400 Gg vuodessa ja samassa ajassa pohjasedimentteihin varastoituu noin 65 Gg hiiltä. Vuosittaisen sademäärän ja järvien vuosittaisten hiilidioksidipäästöjen väliltä on löydetty voimakas riippuvuus. Tämä voi johtua siitä, että sateisina vuosina valuma-alueilta huuhtoutuu järviin enemmän orgaanista ainetta. Myös järvien rehevöityminen lisää helposti hajoavan orgaanisen aineksen määrää ja tehostaa orgaanisen aineksen hajotusta. Tämä lisää järvien luontaisia hiilidioksidi- ja metaanipäästöjä. Jos sademäärät kasvavat ilmastonmuutoksen myötä ja vesistöjen rehevöityminen voimistuu, myös luonnon lähteistä tulevat hiilidioksidipäästöt saattavat kasvaa. [12]

Muita muutoksia luonnon monimuotoisuudessa

Ilmastonmuutoksen yhteisvaikutus vesien happamoitumisen, rehevöitymisen, maankäytön muutosten ja vieraslajien vaikutuksen kanssa voi vaikuttaa vesistöjen eliöstöön ennalta arvaamattomin tavoin [6] [17]. Ilmastonmuutoksen myötä ihmisten tuomien vieraslajien määrä sisävesissä runsastunee entisestään [25], kun olosuhteet eteläisemmiltä alueilta kotoisin olevien lajien vakiintumiselle muuttuvat aiempaa otollisemmiksi. Vieraslajit vaikuttavat ekosysteemeihin ja niiden alkuperäiseen lajistoon mm. kilpailun, saalistuksen, tautien ja loisten kautta [26].

Lähteet

  1. Suomen ympäristökeskus. Pintavedet. [Viitattu 3.11.2010.] http://www.ymparisto.fi/default.asp?node=106&lan=fi
  2. Ympäristöhallinto. Pintavesien ekologinen ja kemiallinen tila. http://www.ymparisto.fi/default.asp?node=22605&lan=fi Viitattu 3.11.2010.
  3. Ilmonen, J., Leka, J., Kokko, A., Lammi, A., Lampolahti, J., Muotka, T., Rintanen, T., Sojakka, P., Teppo, A., Toivonen, H., Urho, L., Vuori, K.-M. & Vuoristo, H. 2008. Sisävedet ja rannat. Julk.: Raunio, A. Schulman, A. & Kontula, T. (toim.). 2008. Suomen luontotyyppien uhanalaisuus − Osa I: Tulokset ja arvioinnin perusteet. Suomen ympäristökeskus, Helsinki. Suomen ympäristö 8/2008. S. 55–74.
  4. Poff, N. L. 1992. Regional hydrologic response to climate change: An ecological perspective. Kirjassa: P. Firth and S. G. Fisher (toim.) Global Climate Change and Freshwater Ecosystems. Springer Verlag, New York. s. 88–115.
  5. Magnuson, J. J., Crowder, L.B. & Medwick, P.A. 1979. Temperature as an ecological resource. American Zoologist 19: 331–343.
  6. Heino, J., Virkkala, R. & Toivonen, H. 2009. Climate change and freshwater biodiversity: detected patterns, future trends and adaptations in northern regions. Biological Reviews 84: 39–54.
  7. Kauppi, L. & Kämäri, J. (toim.). 1996. Vedet. Julk.: Kuusisto, E., Kauppi, L. & Heikinheimo, P. (toim.). Ilmastonmuutos ja Suomi. SILMU. Yliopistopaino, Helsinki. S. 145–178.
  8. Alahuhta, J., Heino, J. & Luoto, M. 2010. Climate change and the future distributions of aquatic macrophytes across boreal catchments. Journal of Biogeography, Online 2 November 2010.
  9. Kanoshina, I., Lips, U. & Leppänen J-M. 2003. The influence of weather conditions (temperature and wind) on cyanobacterial bloom development in the Gulf of Finland (Baltic Sea). Harmful algae 2: 29-41.
  10. Maa- ja metsätalousministeriö, 2005: Ilmastonmuutoksen kansallinen sopeutumisstrategia. MMM:n julkaisuja 1/2005.
  11. Auvinen, S. (toim.) 2008. Ilmastonmuutoksen nopeus pitää tutkijat varpaillaan. Apaja 1/2008 : 3-12. http://www.rktl.fi/www/uploads/pdf/apaja_108_netti.pdf Viitattu 3.11.2010.
  12. Rantakari, M. 2010. The role of lakes for carbon cycling in boreal catchments. Monographs of the Boreal Environment Research no. 35, p. 37. http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=117984&lan=en Viitattu 3.11.2010.
  13. Tonn, W. M. 1990. Climate change and fish communities: a conceptual framework. Transactions of the American Fisheries Society 119, 337–352.
  14. Luontoportti. Ruutana. www.luontoportti.fi > kalat > Ruutana. http://www.luontoportti.com/suomi/fi/kalat/ruutana Viitattu 3.11.2010.
  15. Silander, J., Vehviläinen, B., Niemi, J, Arosilta, A., Dubrovin, T., Jormola, J., Keskisarja, V., Keto, A., Lepistö, A., Mäkinen, R, Ollila, M., Pajula, H., Pitkänen, H., Sammalkorpi, I., Suomalainen, M. and Veijalainen, N. 2006. Climate change adaptation for hydrology and water resources. FINADAPT Working Paper 6, Finnish Environment Institute Mimeographs 336, Helsinki, 52 pp.
  16. Heino, J. 2001. Regional gradient analysis of freshwater biota: do similar biogeographic patterns exist among multiple taxonomic groups? Journal of Biogeography 28: 69–77.
  17. Heino, J. & Toivonen, H. 2008. Aquatic plant biodiversity at high latitude: patterns of species richness and rarity in Finnish freshwater macrophytes. Boreal Environment Research 13, 1–14.
  18. Weckström, J. & Korhola, A. 2001. Patterns in the distribution, composition and diversity of diatom assemblages in relation to ecoclimatic factors in Arctic Lapland. Journal of Biogeography 28: 31-45.
  19. Sorvari, S., Korhola, A. & Thompson, R. 2002. Lake diatom response to recent Arctic warming in Finnish Lapland. Global Change Biology 8, 171–181.
  20. Korhola, A., Sorvari, S., Rautio, M., Appleby, P.G., Dearing, J.A., Hu, Y., Rose, N., Lami, A. & Cameron, N.G. 2002. A multi-proxy analysis of climate impacts on the recent development of subarctic Lake Saanajärvi in Finnish Lapland. Journal of Paleolimnology 28: 59–77.
  21. Lappalainen, J., Lehtonen, H. 1997. Temperature habitats for freshwater fishes in a warming climate. Boreal environment research : an international interdisciplinary journal 2: 69–84.
  22. Wrona, F. J., Prowse, T. D. & Reist, J. D. 2004. Freshwater Ecosystems and Fisheries: 393−419. ACIA Scientific Report, Cambridge University Press, 2005. 1042 s. http://www.acia.uaf.edu/PDFs/ACIA_Science_Chapters_Final/ACIA_Ch08_Final
  23. Hof, C., Brändle, M. & Brandl R. 2008. Latitudinal variation of diversity in European freshwater animals is not concordant across habitat types. Global Ecology and Biogeography 17, 539–546
  24. Karjalainen, S. 2010: Suomen sudenkorennot (Odonata). 2. painos, Tammi. s. 239.
  25. Campbell, A., Kapos, V., Scharlemann, J. P.W., Bubb, P., Chenery, A., Coad, L., Dickson, B., Doswald, N., Khan, M. S. I., Kershaw, F. & Rashid, M. 2009. Review of the Literature on the Links between Biodiversity and Climate Change: Impacts, Adaptation and Mitigation. Secretariat of the Convention on Biological Diversity, Montreal. Technical Series No. 42, s. 124. http://www.cbd.int/doc/publications/cbd-ts-42-en.pdf
  26. Ympäristöhallinto. Vieraslajit. http://www.ymparisto.fi/default.asp?contentid=364086&lan=FI Viitattu 3.11.2010.

Tuottajatahot