Nurminen Leena 1, Zhu Mengyuan 3, Happo Lauri 1, Zhu Guangwei 3, Wu Tingfeng 3, Deng Jianming 3, Niemistö Juha 1, Ventelä Anne-Mari 2 & Qin Boqiang 3

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Nurminen Leena 1, Zhu Mengyuan 3, Happo Lauri 1, Zhu Guangwei 3, Wu Tingfeng 3, Deng Jianming 3, Niemistö Juha 1, Ventelä Anne-Mari 2 & Qin Boqiang 3"

Tauno Halttunen
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Tuulen ja vesikasvillisuuden vaikutus sedimentin resuspensioon ja sisäiseen kuormitukseen Pyhäjärvellä ja Taihulla - näkökulma ilmastonmuutoksen vaikutuksiin Nurminen Leena 1, Zhu Mengyuan 3, Happo Lauri 1, Zhu Guangwei 3, Wu Tingfeng 3, Deng Jianming 3, Niemistö Juha 1, Ventelä Anne-Mari 2 & Qin Boqiang 3 1 University of Helsinki 2 Pyhäjärvi Institute 3 Nanjing Institute of Geography and Limnology

2 Sisäinen kuormitus tarkoittaa vesistöön jo kertyneitä ravinteita ja niiden vapautumista takaisin veteen. Ravinteet sitoutuneita pohjan ja eliöihin. Resuspensio = jo pohjalle sedimentoituneen aineksen palaaminen vesipatsaaseen esim. tuulten aiheuttamien veden virtausten vaikutuksesta

3 Tutkimuksen tavoite: Mitata ja vertailla sedimentin resuspensiota Pyhäjärvellä ja Taihulla ja arvioida tuulen ja vesikasvillisuuden vaikutusta sedimentin resuspensioon sekä resuspension vaikutusta sisäiseen fosforikuormitukseen Vertailla kahta matalaa ja suurta järveä jotka ovat ravinnetasoltaan hyvin erilaisia ja sijoittuvat erilaisille ilmastovyöhykkeille (oligo-mesotrofinen Pyhäjärvi, hypereutrofinen Taihu) Pyhäjärvi: Pinta-ala 154 km 2 Keskisyvyys 5.4m Hiekka Boreaalinen vyöhyke Ajoittaisia leväkukintoja Talven jääkansi Taihu: Pinta-ala 2400 km 2 Keskisyvyys < 3 m Siltti Subtrooppinen vyöhyke Yleisiä ja vakavia leväkukintoja EI jääkantta Photos by Jianming Deng

4 Suunnittelukokous 2012 Taihu Helmikuu 2 viikon träpitysväli (sedimentin resuspensio) Pyhäjärvi asemat 1-5, touko-lokakuu Taihu asemat 1-6, elo-tammikuu Veden laatu Sedimentin P (sisäinen kuormitus) Vesikasvilajisto ja -tiheys Tuulimittaukset (Taihun kenttäasema, Suomen Ympäristökeskuksen mittauslautta) Pyhäjärvi Toukokuu

5 Näytteenottopaikat: Taihu Asema 1: 1.5 m Asema 2: 2.0 m Asema 3: 2.4 m Asema 4: 1.4 m tiheys 100% Asema 5: 1.3 m, tiheys 60 % Asema 6: 1.5 m

6 Asema 1: matala 1.5 m Asema 2: pohjaruusukkeelliset 3.0 m, tiheys 40% Asema 3: 4.5 m Asema 4: 6.0 m Asema 5: 6.0 m Näytteenottopaikat: Pyhäjärvi

7 Menetelmä Sedimentin resuspensio (Gasith 1975) R = S(f S - f T ) (f R - f T ) R = resuspendoitunut sedimentti (kuiva paino) S = suppiloon kertynyt materiaali (kuiva paino) f S = orgaaninen osuus (S) f R = orgaaninen osuus R (sedimentti) f T = orgaaninen osuus vesipatsaan materiaalista (T) - Soveltuu matalille järville Photos by Jianming Deng

8 Vallitsevat tuulet Vallitseva tuulen suunta Pyhäjärvellä etelä ja länsi ( ) Vallitseva tuulen suunta Taihulla on itä tai kaakko ( ) Vallitsevilla tuulilla pisin pyyhkäisymatka Vallitsevilla tuulilla on lyhin pyyhkäisymatka suhteessa vesikasvillisuusalueisiin Tuulen nopeus joka aiheuttaa resuspensiota 6 m/s (Luo et al. 2004, Zhang et al. 2004, Huttula et al.)

9 Taihu: Sedimentin resuspensio avovesialueilla yli 10 kertaa suurempi kuin Pyhäjärvellä Keskiarvionen tuulennopeus (<5 m/s) molemmilla järvillä suunnilleen sama mutta Taihulla voimakkaimmat tuulet kovempia (< 20 m/s) kuin Pyhäjärvellä (< 14 m/s) Vesikasvillisuusvaltaisilla alueilla (asemat 4-5) sedimentin resuspensio on samaa suuruusluokkaa kuin Pyhäjärvellä Vesikasvillisuudella on selvä vaikutus resuspensioon Tuulen voimakkuudella on selvä vaikutus resuspensioon Pyhäjärvi: Vesikasvillusuudella ja tuulen voimakkuudella samansuuntaisia vaikutuksia mutta ei yhtä voimakkaita Syitä: alhaisempi tuulen nopeus ja pyyhkäisymatka, pohjanlaatu (hiekka, melko suurikokoista ainesta), syvyyserot, vesikasvilajiston erot

10 Muutoksen tuulet Taihulla on ennustettu keskituulen nopeuden laskevan mutta myrskyjen lisääntyvän (Wang et al., 2010) Pyhäjärvellä Pohjois-Euroopan alueella on ennustettu kesänaikaisten tuulen nopeuksien laskevan mutta talvikauden tuulen nopeuksien nousevan ja maksimituulien kasvavan (Samuelsson 2010). Mikä on lyhentyneen jääkannen pituuden vaikutus vuotuiseen resupensioon? - Pitempi tuulille altis avovesikausi, kasvavat tuulen nopeudet, lisääntynyt sateisuus ja valunta talvella, lisääntynyt ulkoinen kuormitus. Sedimentin resuspensio lisääntyy ja fosforin sisäinen kuormitus lisääntyy.

11 - Rehevöityminen on yksi tärkeimpiä maailmanlaajuisia uhkia vesistöillemme. Ilmastonmuutoksen monet ilmiöt kuten nousevat keskilämpötilat, hydrologiset muutokset vesitaseissa ja ainekierroissa ja lisääntynyt ulkoinen kuormitus voimistavat ilmiöitä. - Ulkoisen kuormituksen lisäksi, järven sisäinen kuormitus mm. sedimentin resuspensiosta johtuen on yksi tärkeimmistä syistä jotka aiheuttavat ja ylläpitävät leväkukintoja ja huonontavat veden laatua. - Tulokset korostavat kansainvälisen yhteistyön tärkeyttä yrittäessämme ymmärtää prosesseja jotka vaikuttavat meidän yhteisiin vesivaroihimme. Prosessien ymmärtäminen on ensiarvoisen tärkeää vesivarojen käyttöä ja suojelua suunniteltaessa. Puhdas vesi on parasta!

12 Lisää tutkimusta? Vesikasvillisuuvyöhykkeiden vaikutus tuulen aiheuttamiin pyörteisiin ja aallokkoon Tuulen nopeuden muutosten vaikutus veden liikkeisiin, aallokkoon ja sedimentin resuspensioon Biogeokemialliset ravinneprosessit sedimentin ja vesipatsaan välillä Mallinnus Photo by Jianming Deng

13 Kiitos!

14 Tieteellisiä hetkiä SIL 2013, Unkari Photos by Guangwei Zhu

Samankaltaiset tiedostot

Rapu Crayfish Järvet pulassa Lakes in trouble. - tutkimuksia ilmastonmuutoksen taloudellisista ja ekologisista vaikutuksista

Rapu Crayfish Järvet pulassa Lakes in trouble - tutkimuksia ilmastonmuutoksen taloudellisista ja ekologisista vaikutuksista 1 Mikä ihmeen ilmastonmuutos??? 2 Mean annual temperature ( C) 8 7 6 5 4 3 2