Uposkasvien rooli järviekosysteemissä

Transkriptio

1 Uposkasvien rooli järviekosysteemissä Vesistökunnostusverkoston seminaari Lahti Suvi Mäkelä Vesistöasiantuntija Vanajavesikeskus

2 Uposkasvien elomuodot Elomuodot voivat vaihdella kasvupaikan mukaan. Pohjaruusukkeelliset/pohjalehtiset lajit * esim. lahnaruohot, raani, nuottaruoho, rantaleinikki Uposkasvit * esim. ahvenvita, pitkälehtivita, ruskoärviä, vesirutto Irtokeijujat (esim. karvalehti, vesiherne, sahalehti) Vesisammalet (esim. rahkasammalet, näkinsammelet) Näkinpartaiset (Chara) 2

3 3

4 Uposkasvien kasvupaikat Suomen järvissä 0-1,5 m syvyisiä ranta-alueita on km2, joka vastaa n. 16% koko järvialasta. < 0,5 km2 järvissä 0-1,5 m syvyysvyöhykkeen ala kattaa 43%. 4

5 Uposkasvien kasvupaikat Etelä-hämäläisissä järvissä vesikasvillisuuden peittävyys koko järvialasta oli keskimäärin 5,2% -> valtaosin ilmaversois- (46%) ja kelluslehtis- (35%) kasvustoja (Bergström et al. 2007). Lajirunsaus tyypillisesti suurin virtapaikoissa sekä matalilla maatalousvaikutteisilla rannoilla. Suurissa reittivesissä lajisto runsaampi kuin pienissä latvavesissä. Veden ph:n vaikutus: - Lajimäärä vähenee ph:n laskiessa - Emäksissä vesissä oma lajistonsa, tyypillisesti samoja lajeja kuin murtovedessä 5

6 Uposkasvien kasvupaikat Lajistoa ja kasvien määrää säätelevät mm.: - Rannan morfometria ja avoimuus - Pohjan laatu - Valaistusolosuhteet - Veden virtausolosuhteet - Vedenpinnan korkeuden vaihtelu -> rantaviivan siirtyminen - Veden fys.-kem. laatu - Jäätyminen ja jään aiheuttama eroosio - Toisten kasvilajien aiheuttama kilpailu - Ihmistoiminta; veneliikenne, laidunnus - Eläinten herbivoria; erityisesti piisami - Lajien leviämishistoria - Lajien kannanvaihtelut 6

7 Uposkasvien kasvupaikat Monet lajit suosivat hienojakoista sedimenttiä, jossa ravinnepitoisuus on korkea. Karkeiden pohjien tai vähäravinteisen veden suosiminen (mm. useat pohjaruusukkeelliset lajit) saattaa olla sekundaarinen syy; välttävät päälleen sedimentoituvaa ainesta ja/tai nopea- ja isokasvuisten lajien kilpailua. Eri lajit talvehtivat eri tavoin: - Kesäasuisina esim. lahnaruohot - Lyhyet versot tai silmut esim. uistinvita - Rönsyt esim. nuottaruoho - Talvehtimisversot esim. heinävita - Talvisilmut esim. tähkä-ärviä Talvehtimismuodolla voi olla vaikutusta kevään kasvuunlähdössä! 7

8 Uposkasvien erityispiirteitä Ilmaraot puuttuvat vedenalaisista osista. Uposkasvien juuristo matala ( yleensä < 10 cm). Silti suurin osa vesikasvien tuotannosta kuluu juurakoiden ja juuristojen kasvattamiseen! Ottavat tarvitsemansa kaasut pääosin suoraan vedestä. Ovat harvoin yksivuotisia (vain näkinruohot ja äimäruoho). Ohuet, hienojakoiset lehtirakenteet (vain muutamien solukerrosten paksuisia) edistävät aineenvaihduntaa. Kaasujen siirtyminen verson eri osiin hankalampaa kuin maakasveilla. Sisältävät maakasveihin nähden enemmän natriumia -> hirvieläinten suosimaa ravintoa kesällä. 8

9 Uposkasvien erityispiirteitä Vesi- ja suokasveilla laaja soluvälisysteemi kerää yhteyttämishappea ja ilmatiehyet johtavat happea etenkin juuriin (vrt. sedimentin hapettomuus jo mm-cm syvyydessä) Valontarve selvästi suurempi kuin planktonlevillä (alaraja humusvesissä n. näkösyvyys, kirkkaissa vesissä näkösyvyyttä matalammassa). Ei juurikaan fotoinhibitiota (= liikaa valoa) Pölytys joko ilmassa tai vedessä. Ilmapölytteiset joko tuuli- tai hyönteispölytteisiä. Suurin osa vesikasveista lisääntyy ja leviää kasvullisesti versonpalasten, juurakoiden tai silmujen avulla -> laajoja, geneettisesti yhden yksilön kloonikasvustoja. Siementen avulla leviäminen usein tehostuu jos siemenet ovat kulkeneet vesilintujen ruuansulatuselimistön läpi. 9

10 Uposkasvillisuuden rooli järviekosysteemissä (+) Uposkasvillisuus sitoo sedimenttiä -> vähentää aallokon vaikutusta ja sedimentin resuspensiota Tarjoaa elinympäristöjä (suojapaikkoja ja ravinnonhankinta-alueita) - litoraalin plankton- ja epifyyttilajistolle o o Vesikirput, hankajalkaiset Kiinnittymisalusta, erityisesti piilevät sekä useiden kalalajien mäti - Kalanpoikasille - Selkärangattomille pohjaeläimille -> ravinnonlähde kaloille ja linnuille (erityisesti lintujen poikaset) o Linnunpoikasten kannalta parhaita kalattomat matalat altaat, jossa kasvillisuutta -> ei kalojen ravintokilpailua selkärangattomista Ravintoa mm. vesilinnuille, ravuille 10

11 Uposkasvillisuuden rooli järviekosysteemissä (+) Uposkasvit ja niiden epifyytteinä kasvavat levät käyttävät vedessä olevia ravinteita kasvuunsa -> ravinteet sitoutuvat biomassaan Juuristoon pumpattu happi parantaa sedimentin happioloja -> vähentää sisäisen kuormituksen riskiä matalilla alueilla Voimakas hapentuotanto nostaa veden happipitoisuutta (päivällä), voimakas CO2 sitominen -> veden ph saattaa nousta paikoin jopa > 10 -> mahdolliset haittavaikutukset muulle eliöstölle, hiilen esiintymismuodon muutokset vedessä (hiilidioksidi -> karbonaatti tai bikarbonaatti), fosforin vapautumien * Raani (Littorella uniflora) ottaa CO2 sedimentistä veden sijaan ja käyttää ns. CAM-yhteyttämistä. Raanit varastoivat (yöllä) otetun CO2:n omenahapoksi jota se käyttää päivällä yhteyttämisessä -> etu hiiliköyhissä vähätuottoisissa vesissä. 11

12 Uposkasvillisuuden rooli järviekosysteemissä (-) Kasvillisuus tuottaa kasvihuonekaasuja, mutta ilmaversoisten metaanintuotanto on keskimäärin voimakkaampaa kuin uposkasvien. Hajotessaan järvessä myös uposkasvit tuottavat merkittäviä määriä metaania CH4, joka vapautuu lopulta ilmakehään. -> niittojätteet käytettävissä energiantuotantoon??? (biokaasuntuotantoon). lopputyö LAMK: Vitie (2009) Hajoava kasvimassa kuluttaa happea vedestä ja vapauttaa ravinteita veteen. Totaalinen happikato talvella voi vähentää seuraavan kesän uposkasvillisuuden määrää. 12

13 Uposkasvillisuuden rooli järviekosysteemissä (-) Veden virtausolosuhteiden muutokset paikallisesti -> seisova vesi lämpenee voimakkaammin, orgaanisen aineksen kertyminen -> lajistomuutokset myös muun vesikasvillisuuden suhteen (esim. irtokellujat hyötyvät) Voimakkaat kannanvaihtelut -> valtalajin nopea lisääntyminen voi vähentää monimuotoisuutta. Veden ph:n nousu tiheissä uposkasvustoissa voimakkaan yhteyttämisen takia parantaa ainakin vesiruton kasvuolosuhteita entisestään laji viihtyy parhaiten ph 9-9,5:ssa. 13

14 14

15 Uposkasvillisuuden rooli järviekosysteemissä Muutokset näkösyvyydessä -> muutokset kasvillisuudessa Levä- tai savisamennus -> uposkasvillisuus rajoittuu matalille rannoille ja on määrältään ja lajistoltaan usein vähäistä. Vähätuottoinen järvi -> kirkas vesi -> uposkasvillisuuden sijoittuminen mahdollista syvemmälle. Vaikutus biomassaan * 15

16 Uposkasvillisuuden rooli järviekosysteemissä Allelopatia = toisten lajien kasvua inhiboiva vaikutus Tavattu ainakin ärviöillä ja karvalehdellä, mahdollisesti myös vesirutolla -> estävät kasviplanktonin kasvua Eri lajeilla (mm. karvalehti ja vesirutto) kyky hiilen eri muotojen käyttökyky vaihtelee: vesirutto käyttää tehokkaammin bikarbonaattia kuin karvalehti. -> Vaikutus massaesiintymien vaihteluun? o Vesisammalet ja nuottaruoho voivat käyttää vain CO2:ta. Vesisammalet ovat tehokkaita yhteyttämään myös vähäisessä valossa -> otollisissa olosuhteissa voivat peittää lähes koko järven alan tiheänä mattona. 16

17 Uposkasvillisuuden rooli järviekosysteemissä Vesikasvillisuus varsin tuottavaa: matalien rantojen kasvibiomassan tuotto voi olla yhtä suuri tai suurempi kuin hyvätuottoisessa metsäekosysteemissä. Suurimpaan tuottavuuteen yltävät ilmaversoiset kasvit. Puolalaisessa järvessä (Pieczynska 1970) litoraalialueen perustuotannosta vastasivat: Vesikasvit 57% Plankton 19% Päällyslevät 23% Uposkasvien tuotannossa myös kevät- ja loppukesän maksimit. Biomassa suurimmillaan loppukesällä. 17

18 KIITOS! 18