Mitä kallioriuttojen levät kertovat ihmisen vaikutuksesta meriluontoon?

Transkriptio

1 Mitä kallioriuttojen levät kertovat ihmisen vaikutuksesta meriluontoon? Henna Rinne Ympäristö- ja meribiologian laitos Biotieteiden tiedekunta Åbo Akademi Henna VELMU-seminaari Rinne Lectio Praecursoria

2 Esitelmän sisältö Tutkimuksen taustaa Aineisto ja menetelmät Tulokset Johtopäätökset 2/18

3 Makroleväyhteisöt Kovien pohjien päätuottajia. Muodostavat elinympäristön, tarjoavat suojaa ja ravintoa mm. monille selkärangattomille eläimille. Esiintyvät pääosin lauhkealla ilmastovyöheellä sekä napa-alueilla, vuorovesirannoilla sekä vuorovesirajan alapuolella. Pohjoisella Itämerellä makrolevät esiintyvät pysyvästi pinnan alla, noin 20m syvyyteen asti. Makroleväyhteisöjä tutkittu paljon etenkin vuorovesirannoilla. Metsähallitus 2010 Mats Westerbom 3/18

4 Itämeren ympäristögradientit Suolapitoisuus Rannan avoimuus Metsähallitus 2009 Essi Keskinen Metsähallitus 2010 Heidi Arponen Avoimussmalli, Martin Isaeus 2004 Syvyys Suolapitoisuusmalli, Elina Virtanen, SYKE Metsähallitus: Petra Pohjola & Annica Långnabba Henna Rinne 4/18

5 Makrolevät muuttuvassa Itämeressä Itämeren rehevöityminen Ylimäärä ravinteita (N, P) Lisääntynyt tuottavuus vesipatsaassa (kasviplankton, sinilevät) Lisääntynyt sedimentaatio Samentuneet vedet, vähemmän valoa Secchi syvyys malli, Harri Tolvanen, TY, 2009 Muutoksia makroleväyhteisöissä: Yksivuotiset rihmamaiset levät lisääntyvät Makroleviä peittää usein mikroskooppiset levät ja sedimentoitunut aines Kasvusyvyys pienentynyt Metsähallitus Heidi Heidi Arponen Arponen 5/18

6 Makrolevät EU direktiiveissä Vesipuitedirektiivi (2000) Tavoitteena Euroopan vesien hyvä ekologinen tila (pohjavesi, järvet, joet, rannikkovedet). Tila-arvioinnissa käytettävä myös biologisia tekijöitä, kuten makroleviä Meristrategiadirektiivi (2008) Tavoitteena meriympäristön hyvä tila (myös EEZ) Makrolevät mainittu rehevöitymiseen liittyvänä indikaattorina. - Miten makroleväyhteisöt muuttuvat ihmispaineiden vaikutuksesta? - Miten makroleväyhteistöt vaihtelevat eri ympäristöolosuhteissa? - Miten pystymme mittaamaan tapahtunutta muutosta kustannustehokkaasti? 6/18

7 Tieteelliset julkaisut I. Rinne, H., Salovius-Laurén, S., Mattila, J., The occurrence and depth penetration of macroalgae along environmental gradients in the northern Baltic Sea. Estuarine, Coastal and Shelf Science 94, II. III. Snickars, M., Rinne, H., Salovius-Laurén, S., Arponen, H., O Brien, K Disparity in the occurrence of the brown algae Fucus vesiculosus in two adjacent areas of the Baltic Sea current status and outlook for the future. Boreal Environmental Research 19, Rinne, H., Korpinen, S., Asplund, A., Mattila, J., Salovius-Laurén, S.. Functionality of potential macroalgal indicators in the northern Baltic Sea. Manuscript. IV. Rinne, H., Kaskela, A., Downie, A-L., Tolvanen H., von Numers, M., Mattila, J., Predicting the occurrence of rocky reefs in a heterogeneous archipelago area with limited data. Estuarine, Coastal and Shelf Science 138, /18

8 Biologinen aineisto Biologinen aineisto kerätty pääosin VELMUn puitteissa. Sukelluslinjat (artikkelit I, III and IV) Drop-video (artikkelit II and IV) Metsähallitus 2012 Tiina Asp Metsähallitus /18

9 Ympäristömuuttujat Variable Paper Data source Depth (m) I-IV VELMU survey data (I-IV) Slope (degrees) I, IV VELMU survey data, calculated using depth and distance to the shoreline (I), Bathymetric model (IV) Hard bottom percentage IV VELMU survey data (%) Geological data IV Data owned and analyzed by the Geological Survey of Finland Exposure (SWM index) I, III, IV Exposure model calculated using SWM (Isaeus 2004) Secchi depth (m) I-IV Spatial interpolations based on national water quality monitoring data (I, III, IV) Two intensive monitoring stations (II) Total nitrogen concentration (μgl -1 ) Total phosphorus concentration (μgl -1 ) I-IV I-IV Spatial interpolations based on national water quality monitoring data (I, III, IV) Two intensive monitoring stations (II) Spatial interpolations based on national water quality monitoring data (I, III, IV) Two intensive monitoring stations (II) Chlorophyll a (μgl -1 ) II Two intensive monitoring stations 9/18

10 Rinne, H., Salovius-Laurén, S., Mattila, J., The occurrence and depth penetration of macroalgae along environmental gradients in the northern Baltic Sea. Estuarine, Coastal and Shelf Science 94, /18

11 Makroleväindikaattorit I 116 sukelluslinjaa Kuinka eri ympäristögradientit vaikuttavat 1) Makroleväyhteisöihin? 2) Levälajien esiintymiseen (presence/absence)? 3) Lajien esiintymisen alarajaan? Yhteisötasolla tärkeimmät tekijät suolapitoisuus ja rannan avoimuus. Levälajien esiintyminen: suolapitoisuus ja rannan avoimuus tärkeitä, ei selkeitä indikaattorilajeja. Lajien esiintymisen alaraja: puna- ja ruskolevät esiintyivät syvemmällä kirkkaissa vesissä.... mutta myös muut tekijät vaikuttivat esiintymisen alarajaan (rannan kaltevuus, avoimuus). E Gulf of Finland C Gulf of Finland Archipelago Sea Bothnian Sea + The Quark Rusko- ja punalevien esiintymisen alaraja potentiaalinen indikaattori 11/18

12 Rinne, H., Korpinen, S., Asplund, A., Mattila, J., Salovius-Laurén, S.. Functionality of potential macroalgal indicators in the northern Baltic Sea. Manuscript. 12/18

13 Makroleväindikaattorit II 115 sukelluslinjaa Testattiin neljän eri makrolevämuuttujan indikaattoripotentiaalia: 1. Levien kumulatiivinen peittävyys(%) 2. Monivuotisten lajien peittävyys(%) 3. Monivuotisten lajien lukumäärä 4. Yksivuotisten levien osuus Odotetaan laskevan rehevöitymisen myötä Odotetaan nousevan rehevöitymisen myötä Kaikki testatut muuttujat ovat käytössä indikaattoreina muualla Euroopassa ja niitä on harkittu käytettäväksi Itämeren alueella. Tähän mennessä testattu laajemmin vain Tanskan merialueella. Metsähallitus /18

14 Makroleväindikaattorit II Levien kumulatiivinen peittävyys (%) Fosforipitoisuudella ja Secchi syvyydellä vain vähän vaikutusta kumulatiiviseen peittävyyteen. Korkeimmat peittävyysarvot johtuivat useimmiten yksivuotisten lajien korkeasta peittävyydestä indikoi veden huonoa tilaa. Tulos päinvastainen esim. Tanskan merialueeseen verrattaessa kumulatiivinen peittävyys ei ole vertailukelpinen indikaattori katsottaessa koko Itämerta. 14/18

15 Makroleväindikaattorit II Monivuotisten lajien peittävyys (%) Monivuotisten lajien lukumäärä Yksivuotisten lajien osuus Fosforipitoisuudella odotettuja vaikutuksia vain avoimilla alueilla Suojaisemmilla alueilla ei vaikutuksia, tai vaikutukset vastakkasia. Biologisilla tekijöillä (esim. herbivoria) tärkeämpi merkitys?? Paljon satunnaisvaihtelua ja vuosien välistä vaihtelua kaikissa testatuissa muuttujissa. Vuosien välinen vaihtelu (10 vuoden aikasarja) ei sidoksissa veden laadun vaihteluun. 15/18

16 Snickars, M., Rinne, H., Salovius-Laurén, S., Arponen, H., O Brien, K Disparity in the occurrence of the brown algae Fucus vesiculosus in two adjacent areas of the Baltic Sea current status and outlook for the future. Boreal Environmental Research 19, /18

17 Rakkolevä Saaristo- ja Selkämerellä ~ 3500 drop-video asemaa Onko rakkolevän esiintymisessä ja esiintymissyvyydessä eroja Saaristomeren ja Selkämeren (ulkosaaristot) välillä? Rakkolevä oli selvästi yleisempää ja se kasvoi syvemmällä Selkämerellä kuin Saaristomerellä. Rakkolevän huono tilanne Saaristomerellä osittain rehevöitymisestä johtuvaa. Tärkeä osatekijä myös rakkolevän laaja häviäminen Saaristomereltä lukujen taitteessa. Metsähallitus Myös aikaisemmilla tapahtumilla vaikutuksia leväyhteisöjen nykytilaan! 17/18

18 Johtopäätökset Kertovatko makrolevät meille jotakin meren tilasta? Itämeren ympäristögradientit, meren yleinen stokastisuus elinympäristönä sekä biologiset vuorovaikutukset tekevät biologisten indikaattorien käytöstä haastavaa! Ei selkeitä indikaattorilajeja. Puna- ja ruskolevien esiintymisen alaraja ehkä lupaavin testatuista indikaattoreista. Muualla yleisesti käytetty levien kumulatiivinen peittävyys ei ole vertailukelpoinen indikaattori Itämeren skaalalla. Avoimuus vaikutti testattujen indikaattorien rehevöitymisvasteisiin; avoimilla paikoilla fosforipitoisuudella odotetunlaisia vaikutuksia, suojaisilla paikoilla ei. Ei pelkästään meren tämän hetkinen tila, vaan myös aikaisemmat tapahtumat vaikuttavat makroleväyhteisöihin! 18/18

19 Kiitos! Metsähallitus 2005 Ohjaajat: Johanna Mattila ja Sonja Salovius-Laurén Rahoitus: EU Life+ FINMARINET ja Finnish Doctoral Programme in Environmental Science and Technology (EnSTe) Kanssakirjoittajat VELMU -aineistoja keränneet!! Julia Nyström, Metsähallitus