Framtiden för Finlands insjöar

Vattendragen har en nära koppling till förändringar i luften och på land. För många organismarter är de dock isolerade biotoper, vilket gör det svårt för organismerna att hitta nya livsmiljöer. När organismerna anpassar sig till klimatförändringen har också naturtypen betydelse; förhållandena i ett stort vattendrag som Saimen är annorlunda än i en fjällbäck eller i en källa djupt inne i en gammal skog.

Från tusen sjöars land

En tiondel av Finlands yta är täckt av vatten. Det finns dock inte mycket vatten jämfört med landets areal, eftersom istiden slipade jordytan jämn och vattendragen blev grunda. [1] Mer än hälften av älvarna och sjöarna i Finland har ett bra ekologiskt tillstånd, [2] men på grund av den ringa vattenmängden är de grunda vattendragen känsliga för de förändringar i miljön som människan orsakar. [1]

Det finns åtskilligt att önska vad gäller mångfalden i insjönaturen. Sammanlagt 68 procent av naturtyperna i södra Finlands insjöar är hotade. I norra Finland är situationen bättre, och endast 3 procent av naturtyperna uppskattas vara hotade. Situationen är oroväckande särskilt för strömmande vatten, dvs. bäckar och älvar, och i södra Finland är alla typer av strömmande vatten hotade eller nära hotade. Läget är bättre för sjöarna, men bland annat på grund av eutrofiering och slambildning på sjöbottnen har största delen av deras naturtyper klassificerats som nära hotade. Åtgärder inom jord- och skogsbruk, dikning och gödsling, torvtäkt, rensning av vattendrag samt vatten- och strandbyggande är de vanligaste orsakerna till att insjönaturtyper blir hotade. [3]

Vattendragen erbjuder människorna näring, energi, trafikleder och rekreationsmöjligheter av olika slag. Med tanke på dessa ekosystemtjänster är det viktigt att vattenekosystemen mår bra. En del av ekosystemtjänsterna är beroende av mångfalden i naturen.

Klimatets inverkan på vattendragen

Regnigheten påverkar bland annat vattenmängden i vattendragen, vattenkvaliteten, älvarnas flöde, vattendragens översvämningsbenägenhet, avrinningen av näringsämnen och fasta partiklar i vattendragen och vattnets syrehalt. Regnigheten definierar också vattendragens hydrologiska tillstånd, och därför har regnmängderna och tidpunkten för regnen stor inverkan på vattendragens tillstånd och på organismsamhällena i vattendragen [4]. Temperaturen påverkar i sin tur vattnets temperaturskiktning och syrehalt och förekomsten av olika arter, eftersom olika arter har olika temperaturoptimum. [5][6]

Regnen och en förhöjd temperatur stärker eutrofieringen

Lufttemperaturen i Finland stiger i genomsnitt med 3–6 grader före utgången av detta sekel. Tillsammans med den längre vegetationsperioden ökar detta fenomen vattenekosystemens primärproduktion. I framtiden påverkas vattendragen i Finland också av regnigheten, som torde öka med 12–20 procent beroende på klimatscenario. De ökade regnen och skyfallen ökar avrinningen av näringsämnen till vattendragen särskilt under milda vintrar, då vegetationen inte binder upp näringsämnena och marken inte har gått i tjäle. Tillskottet av näringsämnen i vattenekosystemen stimulerar tillväxten av växter, och som helhet väntas klimatförändringen öka övergödningen av vattnen. [7]

vass i strandvatten © Auri Sarvilinna

Vass i strandvatten. Klimatförändringen kan öka vegetationen i vattendragen.

Till följd av den längre vegetationsperioden [8] och övergödningen som klimatförändringen orsakar kommer särskilt strandvegetationen att öka. De stora växterna med luftskott gynnas också av den ökade koldioxidhalten i luften, och de kan delvis utkonkurrera arter som är känsliga för övergödning. Massförekomsterna av växtplankton kan öka och ske tidigare. [7] Enligt uppskattningar gynnas blåalgerna av uppvärmningen, eftersom de har ett något högre temperaturoptimum än andra artgrupper. Dessutom kan de binda kväve från luften och är därigenom inte lika beroende av vattnets näringshalt som många andra artgrupper. [9]

levää rantavedessä © Pirjo Ferin-Westerholm

Blomningen av blåalger kan bli vanligare till följd av klimatförändringen.

Den ökade produktionen ökar mängden organiskt material som sjunker ner till sjöbottnen, antalet organismindivider och syreförbrukningen. Detta påverkar organismsamhällenas sammansättning, och ett typiskt drag är eutrofieringen minskat antalet arter i vattendraget. [10] Fiskarter som gynnas av övergödningen är t.ex. gös (Sander lucioperca) och flera mörtfiskar (familjen Cyprinidae) [11]. Övergödningen påverkar också vattenekosystemens funktion som kolfällor [12].

Höst- och vårcirkulation, översvämningar och vattnets surhet

När de årliga medeltemperaturerna stiger, blir vintern och den istäckta säsongen kortare. Samtidigt sker vattendragens vårcirkulation tidigare och höstcirkulation senare än förut. När sjöarnas temperaturskiktning under sommaren varar en längre tid och vattendragens primärproduktion ökar, kan syretillgången på bottnen försämras snabbare än förut och syrebristen vara längre. [7] Detta kan medföra olägenheter för många arter och störa särskilt nedbrytarnas verksamhet på sjöarnas botten. Långa perioder av syrebrist gynnar arter som anpassat sig till förhållanden med låga syrehalter [13]. Bland annat braxen (Abramis brama) och ruda (Carassius carassius) tål förhållanden med mycket låga syrehalter [11][14]. Syrebristen frigör dessutom näringsämnen som lagrats i bottensedimenten och ökar vattendragets interna belastning och övergödning. I vissa sjöar i södra Finland kan temperaturskiktningen emellertid försvagas, och starka vindar kan blanda vattnet också om sommaren, vilket för att syrebrist inte uppstår. [7]

Vattennivån i alla vattendrag väntas växla mer än i dag, och periodiska lokala översvämningar väntas bli vanligare i hela landet. Översvämningarna väntas bli mer oregelbundna än tidigare, och vårfloderna kan bli sällsyntare samtidigt som förekomsten av vinterfloder ökar. Översvämningarna påverkar särskilt sjöar med ett stort avrinningsområde, exempelvis Saimen och Päijänne. [15] Under översvämningarna ökar avrinningen från landekosystemet. Detta kan leda till att vattenförsörjningssystemets kapacitet överskrids, varvid avloppsvatten kan komma direkt ut i vattendragen. Näringsämnena, de fasta partiklarna och de skadliga ämnena skulle försämra vattnets kvalitet samt öka övergödningen och syreförbrukningen i vattendragen. I anslutning till översvämningar har observerats fiskdöd, som orsakats av syrebrist. [10]

Styrkan av klimatförändringens effekter varierar beroende på vattendragets typ. Effekten på små vattendrag, t.ex. bäckar och små sjöar, är sannolikt stor eftersom exempelvis förändringar i lufttemperaturerna påverkar den kraftigt, och de är känsligare för temperaturstress än större vattendrag. Små bäckar är känsliga för förändringar i tillrinningen. Små sjöar är i sin tur känsliga för de torra periodernas effekter. [6]

Den högre koldioxidhalten och den kvävebelastning som avrinningen orsakar försurar vattendragen [15], vilket påverkar alla vattenorganismer och särskilt ryggradslösa djur med kalkskal, såsom snäckor.

Värmen förändrar artsammansättningen

Artrikedomen i sötvattenekosystem är delvis beroende av klimatet, och i den nordliga barrskogszonen minskar artrikedomen i flera artgrupper ju längre norrut man kommer [6]. Exempel på detta är trollsländor, fiskar, kiselalger och stora vattenväxter [16][17] [18]. Därför skulle de höjda medeltemperaturerna ha en lokal inverkan på artrikedomen och organismsamhällena.

Vårtemperaturerna har stigit från 1840-talet, och denna utveckling har observerats påverka sammansättningen av organismsamhällena i Lapplands sjöar. Till följd av uppvärmningen har särskilt artbeståndet av kiselalger (Bacillariophyta) förändrats, och artrikedomen har antingen minskat eller förblivit ungefär på samma nivå. Förändringen antas ha orsakats genom att temperaturskiktningen i de undersökta sjöarna blivit starkare. Detta har gynnat de planktiska arterna i stället för de arter som lever i närheten av bottnen. [19] I Saanajärvi observerades också förändringar i sammansättningen av artgruppen guldalger (Chrysophyta) och djurplanktonbeståndet [20]. Utifrån dessa forskningsrön kan man ställa prognoser för den förändring i klimatet som människan orsakat.

I framtiden är det sannolikt att kallvattenarterna minskar samtidigt som de arter som trivs i varmt och svalt vatten ökar och sprids mot norr [6]. Av fiskarna kräver särskilt röding (Salvelinus alpinus), sik (Coregonus lavaretus) och öring (Salmo trutta) kallt vatten och lider av värmestress [11] [21]. I varmt vatten blir individernas ämnesomsättning snabbare, och skeden under deras livscykler och förökning kan ske hastigare. Samtidigt kan konkurrensen mellan arterna öka och sjukdomar och parasiter bli vanligare. [22] De högre vattentemperaturerna kommer att vara problematiska särskilt för kallvattenarter som lever i små sjöar, som saknar de för större vattendrag typiska kallvattensänkorna dit djuren kan fly när temperaturen stiger [6].

Det är således viktigt för kallvattenarternas överlevnad att de anpassade sig till de förändrade omständigheterna. Det kan vara möjligt åtminstone för arter som har en snabb generationsväxling, men svårare för mer långlivade arter. Rovdjuren på näringsvävens topp är ofta långlivade, och om de går tillbaka kan antalet individer för arter som befinner sig på näringsvävens lägre nivåer öka. [22]

Insjöarnas artbestånd kan förändras även till följd av indirekta effekter. Exempelvis om de barrträdsdominerade skogarna blir lövträddominerade, torde detta få effekter på de ryggradslösa djuren i vattenekosystemen, eftersom löv och barr som faller i vattnet är en viktig näringskälla för dem. Eftersom löven har ett större näringsinnehåll än barr, skulle de ryggradslösa organismernas näringstillgång förbättras. Även förändringar i artbeståndet skulle bli möjliga. [6]

Förbindelserna mellan livsmiljöerna och artens utbredningsförmåga påverkar förändringarna i utbredningsområdena

Förändringar i insjöarnas och älvarnas artbestånd har undersökts endast i ringa omfattning, men för många arter kan förändringar i utbredningen via insjörutter ske långsammare än i för arter som lever i landekosystem. Detta beror på att det finns utbredningshinder mellan vattendragen. De dåliga förbindelserna mellan olika livsmiljöer gör det svårare för en population att överleva och de försvårar också utbredningen av nya arter till området. De arter som har hög utbredningsförmåga har också de bästa förutsättningarna att överleva. Det finns stora skillnader i arternas utbredningsförmåga, och det är möjligt att arterna i sjöarna har utvecklat bättre utbredningsstrategier än arterna i strömmande vatten. På grund av detta är det möjligt att klimatförändringens effekter på arternas utbredning framträder långsammare i strömmande vatten. [23] Denna teori kan nödvändigtvis inte tillämpas på alla arter, och i vissa sjöar påverkar utbredningshindren exempelvis kallvattenarternas möjligheter att spridas till andra områden. [6] Även konkurrensen mellan arterna påverkar förändringarna i artbeståndet i respektive livsmiljö.

sudenkorento järviruoolla © Jouko Lehmuskallio

Trollsländearterna kan bli fler i Finland till följd av klimatförändringen.

Vid sidan av vissa mikroskopiska alger kan det hända att trollsländorna (Odonata) är bra indikatorer på klimatförändringen, eftersom bristen av ekologiska förbindelser och landekosystemen förhindrar de flygande insekternas utbredning i mindre omfattning än exempelvis fiskarnas spridning [6]. På 2000-talet har man påträffat nya arter av trollsländor i Finland, och artbeståndet väntas öka i takt med att klimatförändringen fortskrider. [24] Även om förekomsten av de nya arterna bedöms ha orsakats av de varma somrarna, har igen egentlig uppföljningsundersökning om klimatförändringens inverkan på trollsländornas artbestånd gjorts i Finland.

Övergödningen och den ökade nederbörden och avrinningen har ökat mängden kol som frigörs från insjöarna

Sjösedimenten är Finlands tredje största naturliga kollager. Cirka 0,62 Pg kol har bundits i dem efter den senaste istiden. Koldioxidutsläppen från sjöarna har uppskattats utgöra cirka 1 400 Gg om året. Under samma period lagras cirka 65 Gg kol i sjöarnas bottensediment. Man har observerat att det råder en stark korrelation mellan den årliga regnmängden och de årliga koldioxidutsläppen från sjöarna. Detta kan bero på att mer organiskt material sköljs från avrinningsområdena till vattendragen under regniga år. Även övergödningen av sjöarna ökar lätt mängden organiskt material som bryts ned och effektiviserar nedbrytningen av det. Detta ökar sjöarnas naturliga koldioxid- och metanutsläpp. Om regnmängderna ökar med klimatförändringen och eutrofieringen av vattendragen blir starkare, kan också koldioxidutsläppen från naturliga källor öka. [12]

Andra förändringar i naturens mångfald

Klimatförändringens samlade effekt tillsammans med försurningen av vattendragen, övergödningen, förändringarna i markanvändningen och de främmande arternas effekter kan påverka sjöarnas organismbestånd på oförutsedda sätt [6] [17]. Med klimatförändringen torde antalet främmande arter som introducerats av människan öka ytterligare [25], när förhållandena blir gynnsammare för etableringen av arter som härstammar från områden söder om Finland. De främmande arterna påverkar ekosystemen och deras ursprungliga arter bl.a. genom konkurrens, predation, sjukdomar och parasiter [26].

Källor

  1. Finlands miljöcentral.Ytvattnen. [Refererat 3.11.2010.] http://www.ymparisto.fi/default.asp?contentid=424996&lan=fi&clan=sv
  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.

Skrivet av