Ulkoinen ravinnekuormitus peräisin useasta lähteestä

Transkriptio

1 Saaristomeren kujanjuoksu Saaristomeren tilaa on viime vuosina luonnehtinut kaikkialla etenevä rehevöityminen, jonka taustalla ovat tutut syylliset: maatalous, yhdyskunnat, teollisuus, kaukokulkeutumat, kalankasvatus. Rehevöityminen on ollut nähtävissä mm. veden samentumisena, rantavyöhykkeessä kasvavien rihmalevien ja ajelehtivien rihmalevämattojen lisääntymisenä sekä etenkin viime vuosina sinilevien määrän runsastumisena. Rehevöityminen johtuu ravinnepitoisuuksien noususta. Ulkoisen ravinnekuormituksen muutokset eivät kuitenkaan yksin riitä selittämään veden laadun heikkenemistä eivätkä muutoksen alueellisia eroja. Keskeinen syy pinta- ja alusveden ravinnepitoisuuksien nousuun on tietyillä alueilla ollut sisäisten ravinnekiertojen merkityksen ja pohjasta tulevan sisäisen ravinnekuormituksen kasvu. Ulkoinen ravinnekuormitus peräisin useasta lähteestä Lounais-Suomen ympäristökeskus ja Saaristomeren tutkimuslaitos ovat rakentaneet koko Saaristomeren kattavaa kolmiulotteista virtaus- ja vedenlaatumallia, jonka avulla voidaan mm. laskea pääravinteiden, fosforin ja typen, reaaliaikainen taustakuormitus. Taustakuormituksella tarkoitetaan tässä yhteydessä Itämeren pääaltaalta ja Suomenlahdelta tulevaa, mutta Saaristomeren alueelle jäävää ravinnemäärää. Saaristomeri on laskelmissa rajattu kansainvälisen merialuejaon mukaan etelässä linjalle Hanko-Maarianhamina ja pohjoisessa Geta-Uusikaupunki. Näin ollen esimerkiksi pääosa Ahvenanmaan kalankasvatuksen kuormituksesta lasketaan tulevaksi Saaristomereen. Kun mallilla lasketut taustakuormitusluvut yhdistetään muihin kuormitustietoihin, saadaan aikaan seuraavanlainen koko Saaristomeren alueen kuormitustasetaulukko (luvut tonneja vuodessa).

2 Fosfori Typpi Jätevedet 35 (3 %) (5 %) Kalankasvatus 95 (8 %) 585 (2 %) Maatalous 400 (32 %) (17 %) Ilmalaskeuma 120 (10 %) (28 %) Taustakuormitus 580 (47 %) (48 %) Yhteensä Virtaus- ja vedenlaatumallilla arvioidun taustakuormituksen suurta määrää on myös kritisoitu. Mallien ja niiden lähtötietojen parantaminen on aina tarpeellista ja jokaisen asiaan vihkiytyneen tutkijan päätavoite. Yhtä selvää on, että malli on aina vain todellisuutta havainnollistava apuväline. Eräs mallityön sivutuotteena syntynyt tärkeä tulos olikin, että olemassa olevat havainnot ja asemaverkostot (sekä ympäristöhallinnon että Merentutkimuslaitoksen ynnä muiden) ovat tällaiseen arviointitarkoitukseen vielä puutteelliset. Puutteista huolimatta tämä on toistaiseksi tarkin ja perustelluin arvion Itämeren altaalta Saaristomerelle tulevan taustakuormituksen määrästä. On kuitenkin muistettava, että näin tasetaulukkona esitettynä eri lähteistä peräisin olevan kuormituksen suhteellinen merkitys on osin harhaanjohtava. Esimerkiksi kalankasvatuksen vähäistä osuutta (2 ja 8 %) kokonaistaseissa ei pidä tulkita niin, etteikö kirjolohenkasvatuksella olisi mitään merkitystä Saaristomeren rehevöitymiskehityksessä. Paikallisia vaikutuksia on kiistatta havaittu etenkin paikoissa, jossa veden vaihtuvuus on vähäistä. Olennaista on hahmottaa kunkin kuormituslähteen vaikutusalueen laajuus. Kuormituslähteen - niin kalankasvatuslaitoksen kuin jätevesien purkuputken - haitta-alueen laajuuteen voidaan ratkaisevasti vaikuttaa kuormituksen vähentämisen lisäksi myös oikealla sijainninohjauksella. Kuormituslähteiden merkitystä arvioitaessa on myös pidettävä mielessä kuormituksen ajallinen vaihtelu. Maataloudesta peräisin oleva jokien tuoma hajakuormitus tulee vesistöön lyhyessä ajassa keväällä ja syksyllä runsasvirtaavaisena aikana. Kesäkaudella biologisen tuotannon olleessa suurimmillaan jokivirtaamat ovat yleensä pienimmillään. Sen sijaan kalankasvatuksen kuormitus ajoittuu avovesikauteen ja on suurimmillaan silloin, kun levillä on suurin pula ravinteista. Mereen tuleva muu

3 jätevesikuormitus ja ilmakuormitus ovat enemmän tai vähemmän tasaisia läpi vuoden. Taustakuormituksen luonteeseen kuuluu huomattava ajallinen vaihtelu, joka paljolti määräytyy vallitsevista virtausoloista. Nykykäsityksen mukaan koko Saaristomeren alueelle tulevasta fosforista ja typestä on siis noin puolet peräisin Itämeren pääaltaalta ja Suomenlahdelta. Paikalliset kuormituslähteet - maatalous, asutuksen ja teollisuuden jätevedet sekä kalankasvatus - vastaavat fosforin osalta 43 %:sta ja typen osalta 24 %:sta alueelle tulevasta kokonaiskuormituksesta. Näiden tilastojen valossa on selvää, että vaikuttamalla koko Itämeren valuma-alueella tapahtuviin kuormituksen vähentämistoimenpiteisiin voimme hidastaa tehokkaasti myös Saaristomeren rehevöitymiskehitystä. BIODIVERSITEETTI MUUTTUU REHEVÖITYMISEN EDETESSÄ Kallioisilla ja kivikkoisilla Saaristomeren pohjilla kasvavaa rakkoleväyhteisöä on usein verrattu merkitykseltään metsään. Se on siis nähty paitsi omana leväyhteisönään myös rakenteena, joka tarjoaa suojapaikkoja eläimille ja kasvualustoja muille kasveille. Rakkoleväyhteisö myös kokonaisuutena pidättää ravinteita ja tuottaa kasvibiomassaa ravinnoksi. Siinä mielessä se onkin yksi Itämeressä esiintyvän eläimistön ja kasviston monimuotoisuuden, biodiversiteetin perusta. Rakkoleväyhteisö taantui voimakkaasti paitsi Saaristomerellä myös koko Suomen eteläisellä rannikkoalueella 1980-luvulla. Viime vuosikymmenen aikana rakkoleväkasvustot ovat monin paikoin toipuneet. Toipuminen ei ole kuitenkaan täydellistä ja paluuta entisiin runsaisiin rakkolevävyöhykkeisiin ei ole näkyvissä. Uusi rakkolevävyöhyke on entistä kapeampi syvyyssuunnassa ja palautuminen on myös pääasiassa rajoittunut saarten eteläisille reunoille. Veden sameutuminen selittänee molemmat rakkoleväkasvuston kapenemiset. Ilmiö ei ole voinut tapahtua seurauksitta. Esimerkkejä rakkolevävyöhykkeen taantumisen seurauksista on lukuisia: näihin kuuluvat haukikato, rantavyöhykkeen pikkukalojen romahdusmainen väheneminen, ja lopulta myös maaekosysteemeissä tapahtuvat muutokset. Rihmaleväkasvusto on samalla kovasti lisääntynyt. Irtonaiset rihmalevälautat aiheuttavat rantojen likaantumista ja myös matalien pohjien happikatoja. Toisin kuin rakkolevä rihmalevät ovat hyvin lyhytikäisiä: periaatteessa koko rihmaleväyhteisö rakentuu uudelleen joka kevät.

4 SISÄISET RAVINNEKIERROT MÄÄRÄÄVÄT TAHDIN Saaristomeren ekosysteemille on suuri merkitys, ovatko kasvien tarvitsemat ravinteet, typpi ja fosfori pääosin varastoituneena lyhytikäiseen rihmalevään vai pitkäikäiseen rakkolevään. Ravinnevarastot ovat viime aikoina muuttuneet pitkäaikaisista, suurikokoisten rakkoleväkasvustojen muodostamista monivuotisista varastoista nopeakiertoisiksi rihmalevävarastoiksi ja jopa erittäin nopeakiertoisiksi vapaan veden sinilevävarastoiksi. Vapaan veden planktontuotanto ylläpitää kaikkea pohjaeläintuotantoa. Leväkukinnat satavat lopulta biologisena sateena pohjalle ja ruokkivat simpukoita, monisukasmatoja ja pohjan äyriäisiä. Ravintoketjun lopuksi niistä saavat ruokansa myös pohjalla ruokailevat selkärankaiset: kalat ja linnut. Pehmeille pohjille päätyvät viimein myös rannoilta huuhtoutuvat pohjakasvit, esimerkiksi irronneet rihmalevän pätkät. Pohjaeläimistön kehitys noudattaa veden biologisen tuotannon lisääntymisen seurauksena selvää kuviota. Ensin myös pohjaeläimet lisääntyvät, mutta rehevöitymisen vain jatkuessa alkavat pohjaeläinyhteisöt kärsiä ja lopulta tuhoutuvat happikadon myötä. Tapahtumaketjun alkupää on havaittu tapahtuneeksi tosiasiaksi esimerkiksi Turun edustan merialueella Airistolla, todisteita tapahtumaketjun käynnistymisestä löytyy myös ulompaa, Nauvosta ja Iniöstä. Pohjille satava biologinen tuotanto on viime vuosikymmeninä noussut niin suureksi ettei pohjaeläinyhteisö enää kykene sitä hajottamaan ja hyödyntämään, vaan hajoavaa levämassaa kasautuu pohjalle ja aiheuttaa samalla matalissakin vesissä happikatoa, joka aikaisemmin tunnettiin vain Itämeren keskisten syvänteiden ilmiönä. Happikato tappaa pohjaeläimet ja jos pohjaeläimet häviävät, kärsivät lopulta myös kalakannat ja lintukannat. Pohjan tila vaikuttaa myös vesien ravinnetalouteen, koska pohjasta voi nousta ravinteita veteen. Tämän ovat osoittaneet hapettomien pohjien kartoitukset, joita ovat tehneet Saaristomeren tutkimuslaitoksen tutkijat yhdessä Lounais-Suomen ympäristökeskuksen kanssa. Velvoitetarkkailuhavaintojen perusteella on tiedetty jo 1990-luvun alussa, että hapettomia pohjia esiintyy paikallisesti kaikkialla Kustavista Hiittisten Rosalaan. Vuonna 2001 toteutettu yhteistutkimus osoitti kuitenkin ensimmäistä kertaa, että myös ulkosaariston alueilla on näitä hapettomia alueita. Ilmiö liittyy kaikilla Euroopan rannikkoalueilla havaittuun rehevöitymiseen, lisääntyneisiin leväkukintoihin ja ilmentää yleisesti ihmistoiminnan vaikutuksia meriekosysteemiin.

5 On siis pantava merkille, että Saaristomerelläkin esiintyy laajoja hapettomia alueita lukuisissa pienissä syvänteissä, joissa veden kerrostuminen estää hapekkaan pintaveden sekoittumisen syvään veteen. Tämä matalien vesien happikatoilmiö tuottaa tulokseksi ravinteiden siirtymisen sedimentista takaisin veteen. Ilmiötä kutsutaan nimellä sisäinen kuormitus ja siihen viittavia muutoksia on havaittu jo monissa paikoissa Saaristomerta mm. Nauvon Seilissä ja Kustavissa sijaitsevilla tutkimusalueilla. Kuva. Vaikka Kustavin merialueella kalankasvatuksesta aiheutunut fosforikuormitus on laskenut huomattavasti, meriveden fosforipitoisuudet jatkavat nousuaan. KIRJOITTAJAT: Dosentti Harri Helminen toimii tällä hetkellä Lounais-Suomen ympäristökeskuksessa ympäristötutkimusryhmän vastaavana. Dosentti Ilppo Vuorinen on Turun yliopiston Saaristomeren tutkimuslaitoksen johtaja.