GTK:n sedimenttitutkimukset. Martinjärven Iso Kivijärven vertailututkimuksen tuloksia Järviparitutkimus Tommi Kauppila, Samu Valpola, GTK

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "GTK:n sedimenttitutkimukset. Martinjärven Iso Kivijärven vertailututkimuksen tuloksia Järviparitutkimus Tommi Kauppila, Samu Valpola, GTK"

Tiina Jaakkola
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Martinjärven Iso Kivijärven vertailututkimuksen tuloksia Järviparitutkimus Tommi Kauppila, Samu Valpola, GTK

2 Tutkimuksen tarkoitus, tausta ja haasteet Tutkimuksen tarkoitus: selvittää turvetuotannon vaikutuksia Keuruun Martinjärveen sedimenttien avulla Tutkimuksen tausta: sekä Martinjärven Vesienhoitoyhdistys että VAPO pyysivät toisistaan riippumatta vuonna 2011 tarjousta ko. järven sedimenttien tutkimisesta lopulta toteutettiin GTK:n omarahoituksella Turvetuotannon vaikutusten tutkimisen haasteet: Erottaa vaikutukset muista samanaikaisesti vaikuttavista tekijöistä: Ilmaperäinen laskeuma, maankäytön muutokset, vesistöjen rehevöityminen ja ilmaston muuttuminen seurannaisilmiöineen. Erityisen hankalaa on erottaa turvetuotanto metsäojitusten ja metsämaalta tulevan humuksen ja mineraaliaineksen vaikutuksista Turvetuotantoalueet sijaitsevat usein suovaltaisilla valuma-alueilla, jolloin myös luonnontilainen pintavesien humuspitoisuus on korkea ja metsämaatkin soistuneita. Turvetuotannon vaikutukset ovat samaa mutta enemmän

järven sedimenttien tutkimisesta lopulta toteutettiin GTK:n omarahoituksella Turvetuotannon vaikutusten tutkimisen haasteet: Erottaa vaikutukset muista samanaikaisesti vaikuttavista tekijöistä:

3 Sedimenttitutkimus Sedimentti on ekosysteemin muisti (Smol, 2002) Vesistösedimenttejä syntyy koko ajan valuma-alueen ja järven prosesseista - tallentavat tietoja muutoksista näissä prosesseissa Turvetuotannon vaikutukset voivat kohdistua erityisesti sedimentteihin Turvetuotanto voisi näkyä kaliumin määrän lyhytaikaisena kasvuna jos kuivatusojat on kaivettu mineraalimaahan asti ja sitä seuraavana hiilen määrän ja C/N-suhteen kasvuna Turvetuotanto Martinjärven valuma-alueella alkoi n luvun puolivälissä, Kalmuneva n. 1980; nyk. vajaa 2 % pinta-alasta

voisi näkyä kaliumin määrän lyhytaikaisena kasvuna jos kuivatusojat on kaivettu mineraalimaahan asti ja sitä seuraavana hiilen määrän ja

4 Vertailututkimus Kahden lähekkäisen järven vertailututkimus: Martinjärvi, 105 ha, matala, metsätaloutta, turvetuotantoa Iso Kivijärvi, 190 ha, matala, metsätaloutta, ei turvetuotantoa Järvillä yhteneväiset ympäristöolot ja maankäytön historia Erityisesti yläpuolinen valuma-alue on paljon suurempi ja järvisempi Martinjärvessä (178 km 2, 21 järveä vs. 38 km 2, 4 järveä) Viipymä Martinjärvessä on lyhyt (n. 7 vrk vs. 90 vrk) Vedenlaadut saman kaltaiset Tärkeää: Hiilen tai kuiva-aineen kertymänopeuksia ei ole mielekästä vertailla edes samassa altaassa kahden eri näytteenottopaikan välillä Kertymisen kiihtymisen vertailu on mielekkäämpää

järvisempi Martinjärvessä (178 km 2, 21 järveä vs. 38 km 2, 4 järveä) Viipymä Martinjärvessä on lyhyt (n. 7 vrk vs.

mäntäkairanäytteet sarjat kemiat, (Limnos-noudin) biologiset (4-5,5

5 Näytteenottopaikat, kevät 2012 Kalmunevan turvetuotantoalue 160 mm ø mäntäkairanäytteet (60-75 cm) 210-Pb, Pitkät Lyhyet 137-Cs, mäntäkairanäytteet sarjat kemiat, (Limnos-noudin) biologiset (4-5,5 muuttujat, m) hiilen C-14, viimeaikainen 137-Cs, hiilen sedimentin taustakertymä, viimeaikainen magn. paksuuskasvu

6 Näytteenotosta

7 Sedimenttikaikuluotaukset

8 Cs-137 tulokset Iso Kivijärvi

9 Cs-137 tulokset Martinjärvi

10 Vuosi Radiolyijyajoituksen ajoitusmallit (CRS-malli, STUK) Martinjärvi Iso Kivijärvi Syvyys (cm)

1800 Martinjärvi Iso Kivijärvi 1750 1700

11 Sedimentin viimeaikainen paksuuskasvu Martinjärven sedimenttisarjoissa Cs-137 laskeuma oli hautautunut tyypillisesti 7-8 cm syvyyteen Vastaa keskimäärin 2,6 mm/a 3,0 mm/a sedimentin paksuuskasvua 1986 jälkeen Iso Kivijärvessä sedimentin paksuuskasvu on ollut samaa luokkaa kuin Martinjärvessä (2,6 3,0 mm/a matalilla pohjilla). Syvännealueella 3,0-3,4 mm/a mikä johtunee sedimentin fokusoitumisesta laakealta pohjalta pienialaiseen syvänteeseen. Radiolyijyajoitukset tukevat Cs-137 profiileihin perustuvia päätelmiä

ollut samaa luokkaa kuin Martinjärvessä (2,6 3,0 mm/a matalilla pohjilla).

12 Tutkimusjärvien sedimentti on pääosin vanhaa. Iso Kivijärven C-14 ajoitus (Luonnontiet. keskusmuseo) Näyte: cm 4741 BP 6005 BP 6284 BP 7439 BP n BP Pihlajaveden kuroutuminen Yoldiamerestä (Pajunen, 2004)

keskusmuseo) Näyte: 0-385 cm 4741 BP 6005 BP 6284 BP

13 Tutkimusjärvien sedimentti on pääosin vanhaa. Martinjärven C-14 ajoitus (Luonnontiet. keskusmuseo) Näyte cm 3583 BP 5033 BP 6008 BP 7499 BP n BP 4741 BP 6005 BP 6284 BP 7439 BP n BP

keskusmuseo) Näyte 0-547 cm 3583 BP 5033 BP 6008

14 Hiilen kertymisen kiihtyminen Järvi K-aine n.1986 jälkeen (g/m2/a) C n jälkeen (g/m2/a) Viimeaikai nen muutos (%) Muutos taustasta (%) Iso Kivijärvi Martinjärvi BP Hiilen kertymän keskiarvo on laskettu v jälkeen ja sitä on verrattu lähiajan vertailuarvoon (n ) sekä pitkän ajan vertailuarvoon (C- 14 näytteiden välinen jakso) Yläosan hiilen kertymä on kiihtynyt lyhyellä ajalla n. 3-4 kertaiseksi Lyhyen ajan vertailuarvo on kuitenkin sekin jo kohonnut pitkän ajan taustaarvosta Hiilen kertymisen kiihtyminen ei ole ollut Martinjärvessä merkittävästi Iso Kivijärveä suurempaa

on laskettu v. 1986 jälkeen ja sitä on verrattu lähiajan vertailuarvoon (n.

15 C/N K (mg/kg) C (%) Maankäytön merkit Iso Kivijärvi Martinjärvi Martinjärvi C/N 6 Iso Kivijärvi C/N Martinjärvi C Iso Kivijärvi C Vuosi Vuosi

1830 1840 18501860 1870 1880 1890 1900 191019201930 1940 1950 1960 1970 198019902000 2010 Vuosi 1820 1830

16 Johtopäätöksiä Altaisiin on kerrostunut järviliejua enimmillään 5 7 m, Iso Kivijärvessä sedimentit ovat keskimäärin hieman paksumpia Sedimentin viimeaikainen paksuuskasvu on molemmissa järvialtaissa samaa suuruusluokkaa laajoilla alueilla järvissä (n. 8-9 cm vuoden 1986 jälkeen) Hiilen ja kiintoaineksen kertyminen on kiihtynyt molempien näytteenottopaikkojen nuoremmissa sedimenteissä verrattuna sekä pitkäaikaiseen taustakertymään että jaksoon Kertymisen kiihtyminen on ollut hieman suurempaa Iso Kivijärvellä kuin Martinjärvellä

8-9 cm vuoden 1986 jälkeen) Hiilen ja kiintoaineksen kertyminen on kiihtynyt molempien näytteenottopaikkojen nuoremmissa sedimenteissä

17 Johtopäätöksiä Iso Kivijärven sedimenteissä ensimmäiset merkit ihmistoiminnasta (eroosiosta) ajoittuvat 1800-luvun alkupuoliskolle ja erityisesti 1920-luvulta alkaen muutokset ovat selviä luvulla humuksen osuus sedimentissä kasvaa Seuraava selkeä muutos on kerrostumisen kiihtyminen luvulla ja samanaikainen rehevöityminen Martinjärvessä kehityskulku on pitkälti saman kaltainen mutta piirteiltään vaimeampi Turvetuotannon vaikutusta Martinjärveen ei pystytty erottamaan, mutta K-pitoisuuden pieni lasku tuotantosoiden avaamisen jälkeen voi liittyä tähän

1960-luvulla humuksen osuus sedimentissä kasvaa Seuraava selkeä muutos on kerrostumisen kiihtyminen 1980- luvulla ja samanaikainen

18 Järviparitutkimus Lähestymistapa: Useiden järviparien valinta (paikkatietoaineistot, aiemmat tutkimukset, tunnistetut tarpeet) Altaiden sedimenttien kaikuluotaukset Sedimenttinäytteenotto Pintasedimentit kaikista järvistä Pitkät sedimenttisarjat valikoiduista kohteista Ajoitukset Kemialliset määritykset, hiilen kertymä Biologiset määritykset Kuoriameebat (SYKE Jyväskylä)

Sedimenttinäytteenotto Pintasedimentit kaikista järvistä Pitkät sedimenttisarjat

19 Tutkimuksen tuottamalla tiedolla: Useiden järviparien tutkimisella pystytään vastaamaan monipuolisempiin kysymyksiin kuin yhden järviparin tutkimisella Pyritään vastaamaan kysymyksiin, kuten : Millainen on viimeaikainen hiilen kertymä ja sedimentin paksuuskasvu turvealueiden järvien ulappa-alueilla Ovatko järvet täyttymässä Ovatko jotkin järvet täyttymässä poikkeavalla tavalla Onko muutos ja sen suunta todennettavissa altaaseen kerrostuvan aineksen määrässä, laadussa, eliöyhteisöissä Mistä havaitut säännönmukaisuudet johtuvat Mihin muutos on johtamassa, millä aikataululla, missä eliöryhmässä

ulappa-alueilla Ovatko järvet täyttymässä Ovatko jotkin järvet täyttymässä poikkeavalla tavalla Onko muutos ja sen suunta todennettavissa altaaseen

20 Tutkimuksen tilanne Järvien valinta paikkatieto- ja taustaaineistoihin tehtyjen hakujen pohjalta: esim. tietyllä valuma-alueella, tietyllä etäisyydellä toisistaan, altaan valuma-alueella turvetuotantoa / altaan valuma-alueella ei turvetuotantoa Tällä hetkellä valittuna 42 järveä (21 paria, kartta) Kaikuluodattuna n. 70 % Kaikuluotausten tulkinnat 2013 järvet 100 % 2014 järvet parhaillaan työn alla Pintasedimenttinäytteet (0-20 cm) 100 % Pitkät sedimenttisarjat 0 % Cs-137 ajoitukset 100 % Kemialliset määritykset lähes 100 % Osa tuloksista vielä saamatta Biologiset määritykset Kuoriameebat, SYKE Jyväskylä Näytteenottotilanne 2014

valittuna 42 järveä (21 paria, kartta) Kaikuluodattuna n.

Samankaltaiset tiedostot

Täyttyvätkö Suomen järvet? - kansallinen sedimenttitutkimus

Täyttyvätkö Suomen järvet? - kansallinen sedimenttitutkimus Samu Valpola Geologian tutkimuskeskus Länsi-Suomen yksikkö Kokkola 17.10.2012 1 Suomen järvet Suomessa on 187 888 järveä (> 5 a) Näistä 56 000