Määrlammin eläinplankton kesällä 2014

Transkriptio

1 Määrlammin eläinplankton kesällä 2014 Tommi Malinen ja Mika Vinni Helsingin yliopisto, Ympäristötieteiden laitos Sisällysluettelo 1. Johdanto Aineisto ja menetelmät Tulokset Lämpötila, happi ja näkösyvyys Eläinplankton 5 4. Tulosten tarkastelu.. 8 Lähdeluettelo. 10

2 Kannen kuva: Määrlammin hankajalkaisia. Kuva: Mika Vinni. 2

3 1. Johdanto Määrlammi on luonnostaan karu ja kirkasvetinen järvi, joka on pieneen pinta-alaansa nähden varsin syvä. Järvi on kärsinyt alusveden happivajauksesta, joka saattaa johtua puutteellisesta kevättäyskierrosta ja vähähappisten pohjavesien purkautumisesta järveen (Oravainen 2012). Alusveden heikko happitilanne on johtanut fosforipitoisuuden nousuun. Järvellä on havaittu myös ajoittaisia sinileväkukintoja (Paakkinen 2009). Järven kalasto on särkivaltainen, joskaan koeverkkosaaliit eivät ole olleet erityisen runsaita (Mäkinen & Ruokolainen 2013, Partanen 2013). Vaikka vähähappisen vesikerroksen osuus järven tilavuudesta on suuri, ei sulkasääsken toukkia esiinny ainakaan merkittävissä määrin (Malinen & Vinni 2013). Sulkasääskinäytteenoton yhteydessä saatiin poikkeuksellisen runsaasti hankajalkaisia ja järven eläinplanktonyhteisön koostumus vaikutti varsin omaleimaiselta. Hankajalkaiset eivät pysty säätelemään sinilevien runsautta, koska ne eivät pysty suodattamaan vettä vesikirppujen tapaan. Tämä herätti epäilyksen siitä, että yhtenä syynä Määrlammin sinileväkukinnoille saattaa olla levää suodattavien, suurikokoisten vesikirppujen vähyys. Tässä tapauksessa eläinplanktonia syövän kalaston harventaminen voisi helpottaa sinileväongelmaa. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli Määrlammin syvännealueen eläinplanktonin koostumuksen selvittäminen ja erityisesti levää suodattavien vesikirppujen runsauden arviointi. Lisäksi laskettiin myös runsaimpien vesikirppujen keskipituudet. 2. Aineisto ja menetelmät Koska eläinplanktonin tiheys vaihtelee huomattavasti kesän kuluessa, kerättiin näytteet kolmena ajankohtana kesä-elokuussa (25. kesäkuuta, 23. heinäkuuta ja 13. elokuuta). Näytteet otettiin järven syvimmästä kohdasta Limnos-putkinoutimella (pituus 1 m, halkaisija 10 cm) neljän metrin kokoomanäytteenä (0-4 m, 4-8 m, 8-12 m ja m). Näytteet suodatettiin eläinplanktonhaavin (solmuväli 50 µm) läpi ja säilöttiin 5 % formaliiniliuokseen. Eläinplanktonnäytteiden lisäksi mitattiin vesipatsaan lämpötila- ja happiprofiilit sekä näkösyvyys Secchi-levyllä. Lisäksi näytteenottoa edeltävänä yönä pyydettiin koeverkoilla särkiä ja ahvenia mahdollisia myöhempiä ravintoanalyysejä varten. Eläinplanktonnäytteet analysoitiin laboratoriossa käänteismikroskoopilla. Näytteistä määritettiin lajikoostumus, yksilöiden lukumäärä ja pituus 0,01 mm tarkkuudella. Laskennassa otettiin huomioon vain äyriäisplankton (hankajalkaiset ja vesikirput) ja hankajalkaisistakin vain aikuiset ja kopepodiittivaiheet (esiaikuisvaiheet). 3. Tulokset 3.1 Lämpötila, happi ja näkösyvyys Määrlammilla vallitsi kaikkina näytteenottokertoina voimakas lämpötilakerrostuneisuus (kuva 1). Kesäkuussa päällysveden lämpötila oli n. 15 C, mutta heinä-elokuussa selvästi yli 20 C. ja elokuussa. Alusveden lämpötila oli kaikilla kerroilla ainoastaan n. 5 C. Harppauskerros (kerros, jossa lämpötila laskee nopeasti syvemmälle mentäessä) oli kesäkuussa 4-7 m, heinäkuussa 3-8 m ja elokuussa 4-8 m syvyydellä. Happipitoisuus oli korkea päällysvedessä ja harppauskerroksessa oli kaikilla kerroilla selvä happimaksimi (kuva 1). Tämä voimakkaasta kasviplanktontuotannosta kertova ylikyllästystila havaittiin Määrlammilla myös heinäkuussa 2012 (Malinen & Vinni 2013). Syvemmälle mentäessä happipitoisuus alkoi nopeasti laskea. Kesäkuussa pitoisuus laski alle pitoisuuden 1 mg/l vasta 20 m syvyydellä, mutta heinä-elokuussa tämä raja alittui jo 16 m syvyydessä. Happitilanne oli kuitenkin suhteellisen hyvä verrattuna aikaisempiin mittaustuloksiin Määrlammilta (Määrlammin suojelu ry:n seuranta-aineisto). Näkösyvyys oli kesä- ja heinäkuussa 4,8 m sekä elokuussa 4,2 m Secchi-levyllä mitattuna. 3

4 A Syvyys (m) B Syvyys (m) Lämpötila ( C) Happi (mg/l) Kuva 1. Määrlammin syvänteen (A) lämpötila- ja (B) happiprofiilit tutkimuspäivinä kesällä

5 3.2 Eläinplankton Määrlammin äyriäiseläinplanktontiheys (hankajalkaiset ja vesikrput, kuva 2) oli kesä-elokuussa 2014 melko alhainen ainakin näytteenottopäivinä (kuva 3). Hankajalkaisten ja vesikirppujen keskimääräinen tiheys 0-16 m syvyydessä oli kesäkuussa n. 60, heinäkuussa n. 45 ja elokuussa n. 70 yksilöä litrassa. Vesikirppujen tiheys oli erityisen alhainen: kesäkuussa n. 10, heinäkuussa n. 15 ja elokuussa n. 30 yksilöä litrassa. Runsain vesikirppu oli Daphnia (D. longispina ja D. cristata), jonka tiheys oli kesäkuussa n. 5, heinäkuussa n. 10 ja elokuussa n. 15 yksilöä litrassa. Bosminan (B. longirostis ja B. coregoni) tiheys oli suurimmillaan kesäkuussa ja Diaphanosoman (D. brachyurum) elokuussa. Muista vesikirpuista esiintyi näytteissä ainoastaan Limnosidaa ja Chyrodusta, ja niidenkin tiheys oli hyvin alhainen. Petovesikirppu Leptodoraa ei näytteistä löytynyt lainkaan. Hankajalkaisten tiheys vaihteli kesä-elokuun aikana melko vähän. Suurimmillaan tiheys oli kesäkuussa (48 yks./l) ja pienimmillään heinäkuussa (30 yks./l). Hankajalkaisista yleisin oli Calanoida-lahkon (keijuhankajalkaiset) Eudiaptomus gracilis. Harppauskerroksen alapuolella tavattiin satunnaisesti myös kookasta (> 2 mm) petohankajalkaista, Heterocope saliens -lajia. Kuva 2. Määrlammin eläinplanktonia: a) Cyclopoida -lahkon hankajalkainen, b) Diaphanosoma-vesikirppu, c) Daphnia-vesikirppu ja d) Bosmina-vesikirppu. 5

6 80 Tiheys (yks./l) Muut vesikirput Diaphanosoma -vesikirput Bosmina -vesikirput Daphnia -vesikirput Calanoida -hankajalkaiset Cyclopoida -hankajalkaiset 0 Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Kuva 3. Määrlammin syvännealueen eläinplanktontiheyden kehitys kesän 2014 aikana. Kesäkuussa Määrlammin eläinplankton oli keskittynyt kahteen ylimpään vesikerrokseen (kuva 4). Hankajalkaisten tiheys oli suurimmillaan 0-4 m ja Daphnian 4-8 m syvyydessä. Sen sijaan Bosminaa esiintyi runsaimmin hieman syvemmällä, 8-12 m syvyydellä. Heinäkuussa sekä hankajalkaisten että vesikirppujen tiheys oli suurimmillaan 4-8 m syvyydessä. Diaphanosoma -vesikirpun syvyysjakauma oli hieman poikkeava: sitä esiintyi runsaimmin pinnan lähellä ja syvimmässä vesikerroksessa. Daphnian tiheys oli erityisen alhainen 8-12 m syvyydellä. Elokuussa hankajalkaisia esiintyi runsaasti kolmessa ylimmässä vesikerroksessa. Daphnian tiheys oli suurimmillaan 8-12 m syvyydessä, kun taas Diaphanosoma ja Bosmina olivat selvästi keskittyneet 0-8 m syvyyteen. Määrlammin vesikirput olivat melko tyypillisen kokoisia koko tutkimusjakson ajan. Yleensäkin pienikokoisen Bosminan keskipituus vaihteli 0,36 ja 0,41 mm:n välillä (kuva 5). Suurempikokoisen Daphnian keskipituus oli 0,66-0,67 mm kesä-heinäkuussa, mutta nousi 0,72 mm:n elokuuhun mentäessä. Diaphanosoman koko laski selvästi kesän edetessä: kesäkuussa sen keskipituus oli 0,79 mm, mutta elokuussa enää 0,65 mm. Koska kesä- ja elokuun keskipituuksien 95 %:n luottamusvälit eivät olleet päällekkäisiä, on Diaphanosoman koon lasku myös tilastotieteellisesti merkitsevä tulos (p < 0,01). 6

7 Kesäkuu Yksilöä litrassa m 4-8 m 8-12 m m Heinäkuu 0-4 m m 8-12 m m Elokuu m 4-8 m 8-12 m m Cyclopoida -hankajalkaiset Daphnia -vesikirput Diaphanosoma -vesikirput Calanoida -hankajalkaiset Bosmina -vesikirput Muut vesikirput Kuva 4. Määrlammin syvännealueen eläinplanktontiheys vesikerroksittain kesällä

8 1,0 Bosmina Daphnia Diaphanosoma Pituus (mm) 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Kesä Heinä Elo Kesä Heinä Elo Kesä Heinä Elo Kuva 5. Runsaimpien vesikirppujen keskipituuden kehitys Määrlammilla kesällä Keskipituudelle on esitetty myös 95 %:n luottamusvälit. 4. Tulosten tarkastelu Vesikirppujen alhainen tiheys ja pienehkö keskipituus Määrlammin syvännealueella viittaavat suhteellisen voimakkaaseen kalojen saalistuspaineeseen. Määrlammilla vesikirppuja saalistavat pääasiassa kalat, koska sulkasääsken toukkia ei esiinny (Malinen & Vinni 2013) eikä myöskään petovesikirppu Leptodoraa löytynyt lainkaan tämän tutkimuksen eläinplanktonnäytteistä. Osa hankajalkaisista on petoja, mutta niillä tuskin on kovin suurta vaikutusta vesikirppuyhteisöön. Koeverkkokalastusten perusteella järvessä esiintyy melko runsaasti särkeä ja ahventa (Mäkinen & Ruokolainen 2009, Partanen 2013). Eläinplankton on tyypillisesti tärkeässä asemassa molempien lajien ravinnossa. Määrlammin vesikirpputiheyden tulkintaa vaikeuttaa kuitenkin sopivien vertailukohtien puute. Tiedot vastaavantyyppisten, kirkkaiden mutta syvien pikkujärvien eläinplanktontiheyksistä ovat niukat. Tietyin varauksia vertailuun sopii kirkas mutta matalampi Evon Iso-Valkjärvi, jossa on tehty ravintoverkkotutkimusta lähes kymmenen vuotta KESKALA-hankkeessa (Olin ym. 2012). Iso-Valkjärvellä, jossa on runsaasti ahvenia ja lisäksi paljon sulkasääsken toukkia, vesikirpputiheys ja keskikoko ovat samaa tasoa kuin Määrlammilla (Estlander, S., julkaisematon aineisto). Toisaalta hankajalkaisten suuri tiheys Määrlammin syvännealueella viittaa siihen, että ahventen aiheuttama saalistuspaine on melko vähäinen. Ahvenet nimittäin syövät hankajalkaisia mieluusti (Peterka & Matena 2009). Myös Calanoida -lahkon runsaus Cyclopoidaan verrattuna viittaa melko alhaiseen predaatioon, koska kalat tyypillisesti suosivat suurempikokoisia Calanoida -hankajalkaisia ravinnossaan. Ehkäpä Määrlammin kirkas vesi yhdistettynä hauen, suurten ahventen ja kalansyöjälintujen (kuva 6) esiintymiseen muodostaa ahvenille liian suuren saalistusuhan hyvissä valaistusolosuhteissa. Hämärässä osa ahvenista todennäköisesti vaeltaa avoveteen saalistamaan eläinplanktonia, mutta toisaalta päiväaktiivisena ja pääasiassa näköaistin varassa saalistavana kalana sen eläinplanktonin syönti rajoittunee lyhyisiin ilta- ja aamuhämäräjaksoihin. Esimerkiksi Evon Horkkajärvellä ahvenen aktiivisuudessa oli havaittavissa selvät aamu- ja iltahuiput (Rask 1986). Ahvenesta poiketen särjet syövät yleensä mieluummin vesikirppuja kuin hankajalkaisia (Horppila ym. 2000, Vinni ym. 2000, Horppila & Vinni 2005, Peterka & Matena 2009). Särjetkään tuskin uskaltautuvat päiväsaikaan Määrlammin syvännealueelle petojen takia, mutta särjet pystyvät saalistamaan eläinplanktonia myös pimeässä (Diehl 1988). Eläinplanktontutkimuksen yhteydessä tehdyissä yöverkotuksissa saatiinkin melko 8

9 runsaasti särkiä (julkaisematon aineisto). Näin ollen särjillä saattaa olla ahventa suurempi vaikutus Määrlammin vesikirppuihin kuin ahvenella. Saattaa olla, että runsas särkikanta säätelee levää suodattavien vesikirppujen runsautta niin voimakkaasti, että vesikirppuyhteisön kyky säädellä sinilevien runsautta heikkenee. Tämä voi aiheuttaa tai voimistaa sinileväkukintoja. Toisaalta varmuutta tästä ei ole, koska Määrlammin kalojen ravintoa ei ole tutkittu. Järven ravintoverkko on niin omaleimainen kirkkaan veden, vähähappisen alusveden ja selkärangattomien petojen vähyyden takia, että muilla järvillä saadut tulokset eivät välttämättä pidä lainkaan paikkansa. Eläinplanktontiheyden vaihtelu kesän aikana on yleensä suurta, ja tiheyshuiput saattavat kestää vain vähän aikaa. Näin ollen kolmen ajankohdan näytteenotolla voidaan saada ainoastaan suuntaa antavia tulioksia. Lisäksi on syytä muistaa, että tämän tutkimuksen tulokset koskevat vain syvännealuetta. Rantavyöhykkeen lajisto ja tiheys saattaa olla täysin erilainen. Toisaalta Määrlammin syvännealue kattaa varsin suuren osan järven pinta-alasta ja tämän alueen ravintoverkon toiminta saattaa olla keskeisessä asemassa sinileväkukintojen muodostumisessa. Määrlammin kunnostuksen suunnittelun kannalta olisi hyödyllistä selvittää järven ulapalla runsaana esiintyvien kalojen, etenkin särkien mutta myös pienten ahventen ravinnonkäyttö. Mikäli Määrlammin särjet ovat keskittyneet vesikirppujen saalistamiseen, saattaisi särkikannan harventaminen johtaa suurikokoisten vesikirppujen runsastumiseen ja heikentää sinileväkukintoja. Kalastonhoidollisiin toimiin ei kuitenkaan kannata ryhtyä ennen kuin kalojen ravinto on selvitetty. Eläinplanktontutkimuksen yhteydessä tehdyissä verkotuksissa saatiin yhteensä 142 särkeä ja 113 ahventa. Nämä näytteet tarjoaisivat hyvän mahdollisuuden selvittää kalojen merkitystä Määrlammin ravintoverkossa. Kuva 6. Määrlammilla kaloja saalistavia kuikkia. Kalansyöjälintujen on todettu vaikuttavan voimakkaasti planktonsyöjäkalojen liikkeisiin (esim. van Eerden ym. 1993). 9

10 Lähdeluettelo Diehl, S. 1988: Foraging efficiency of three freshwater fishes: effects of structural complexity and light. Oikos 53: van Eerden, M.R., Piersma, T. & Lindeboom, R. 1993: Competitive food exploitation of smelt Osmeruseperlanus by great crested grebes Podiceps-cristatus and perch Perca-fluviatilis at Lake Ijsselmeer, the Netherlands. Oecologia 93: Horppila, J., Ruuhijärvi, J., Rask, M., Karppinen, C., Nyberg, K. & Olin, M. 2000: Seasonal changes in the diets and relative abindances of perch and roach in the littoral and pelagic zones of a large lake. J. Fish. Biol. 56: Horppila, J. & Vinni, M. 2005: Diurnal variations in the diet composition of three fish species showing different feeding habits, and consequences on food consumption estimates. Arch. Hydrobiol. Spec. Isuues Advanc. Limnol. 59: Malinen, T. & Vinni, M. 2013: Sulkasääsken toukkien runsaus Alajärvellä, Lotilanjärvellä ja Määrlammilla kesällä Tutkimusraportti. Helsingin yliopisto, ympäristötieteiden laitos. 19 s. Mäkinen, P. & Ruokolainen, J. 2009: Raportti Määrlammin verkkokoekalastuksista vuonna Hämeen kalatalouskeskus. Raportti nro 3/ s. Olin, M., Estlander, S., Tiainen, J. & Lehtonen, H. 2012: Kestävän kalastuksen periaate kalakantojen hoidossa (KESKALA) -hankkeen toimintakertomus vuodelta Helsingin yliopisto, ymäristötieteiden laitos. 39 s. Oravainen, R. 2012: Määrlammin tarkkailutulokset Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys ry. Kirje 890/12. 2 s. + liite. Paakkinen, M. 2009: Vesinäytteen mikroskopointitulos. Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys ry. Kirje 572/09. 1 s. Partanen, J. 2013: Koekalastus seitsemällä Tammelan järvellä. FCG Suunnittelu ja Tekniikka oy sekä Tammelan kunta. Raportti. 20 s. ja 1 liite. Peterka, J. & Matena, J. 2009: Differences in feeding selectivity and efficiency between young-of-the-year European perch (Perca fluviatilis) and roach (Rutilus rutilus) - field observations and laboratory experiments on the importance of prey movement apparency vs. evasiveness. Biologia 64: Rask, M. 1986: The diet and diel feeding activity of perch, Perca fluviatilis L., in a small lake in southern Finland. Ann. Zool. Fenn. 23: Vinni, M., Horppila, J., Olin, M., Ruuhijärvi, J. & Nyberg, K. 2000: The food, growth and abundance of five co-existing cyprinids in lake basins of different morphometry and water quality. Aquatic Ecology 34: