Sisävesien biologinen seuranta murrosiässä mihin suuntaan menee vesikasviseuranta? Seppo Hellsten, Janne Alahuhta ja Antti Kanninen Suomen ympäristökeskus, Oulun yliopisto, Maantieteen laitos, Pohjois-Savon Ely-keskus
Mitä makrofyytit ovat! Menetelmistä Indikaattorikehitys Virhelähteet Tinkiminen
Mitä vesien suurkasvit ovat! Mitä makrofyytit ovat! Vesien suurkasveilla eli makrofyyteillä tarkoitetaan kokonaan tai osaksi vesiympäristöön sopeutuneita putkilokasveja, sammalia ja kookkaita leviä (Linkola 1932): varsinaiset vesikasvit l. hydrofyytit: sopeutuneet niin voimakkaasti vesielämään, että kasvavat kokonaan vedenalaisina tai kohottavat vedenpinnan yläpuolelle ainoastaan kukintonsa vesikasvit laajassa mielessä: kasvaa Suomen olosuhteissa vallitsevasti vedessä (ilmaversoiset) ja rakenteellisesti jossain määrin vesikasvupaikkaan mukautuneina tulvavyöhykkeen kasvit (rantakasvit) Myös pohjalevästö (periphyton) voidaan joskus lukea mukaan (vrt. EY:n vesipuitedirektiivi)
Historiaa! Vesikasvitutkimuksen pitkä historia Linkola Maristo Luther Rehevöityminen Ekologiset tutkimukset Säännöstelyn vaikutukset Life Vuoksi menetelmäkehitys Maankäytön vaikutukset Indikaattorikehitys
Aluekartoitus, pisteet, ruudut Menetelmistä 21.4.2013 Perinteinen tapa aina -30 luvulta alkaen Kahlaten tai veneellä Apuvälinein tai ilman Lajien tunnistus ja runsauden arviointi vesikasvillisuuden ulkoraja Aluekartoitus esim. 300 m rantaviivaa rantaviiva
Erilaiset linjamenetelmät Menetelmistä 21.4.2013 Yleistynyt 70-luvulla CEN-standardin mukainen Kahlaten, veneellä ja/tai sukeltaen Apuvälineet aina mukana Lajien tunnistus ja runsauden arviointi pohjalehtisvyöhyke Ruutulinja ruudun koko esim. 1 m 2 vitavyöhyke ulpukkavyöhyke Päävyöhykelinja leveys esim. 5 m ruovikko rantaviiva
Menetelmistä Kehitys kehittyy Menetelmä vakiintunut ja ohjeistettu Kuvaa parhaiten järven tilaa, ei biodiversiteettiä! Vuosittaiset 3-päiväiset koulutuskurssit ennen maastokautta vuodesta 2006 alkaen Menetelmät & lajintuntemus Avoinna myös konsulteille 7
Vesikasvien indikaattoriarvo Indikaattorikehitys Reagoivat hyvin hitaisiin muutoksiin ovat pitkäikäisiä viihtyvät samalla paikalla Indikatiivisuus Ottavat ravinteet lehtien läpi ja/tai juurakon kautta; Rehevöityminen > liettyminen! lajikoostumus kuvaa vesistön ravinteisuutta ja humuspitoisuutta myös määrällinen reagointi Herkkyys ympäristöpaineille rehevöityminen vesistön rakenteelliset ja hydrologiset muutokset Soveltavuus käytännön monitorointiohjelmiin Toistettavuus Resurssivaade, helppous
Indikaattorikehitys Yksinkertaiset paineindikaattorit Referenssi eli rehevyysindeksi (RI) N S = herkkien lajien lukumäärä, N T = ravinnekuormitusta sietävien lajien määrä, ja N = kaikkien lajien määrä mukaanlukien indifferentit lajit 100 T N S N = TI N count +100 = kaikki herkkiä, -100 = kaikki sietäviä. Finland L 25-75 SPI1POL1 HYD2MOR1 POT1PUS1 SAG1XSA1 LEM1TRI1 CAL1COP1 POT1OBT1 LEM1MIN1 CER1DEM1 MYR1VER2 ELA1TRI1 STR1ALO1 SPA1NAT1 NUP1PUM1 SAG1NAT1 CAL1PAL1 SPA1GRA1 NYM1ALB1 POT1NAT1 CRA2AQU1 POT1ALP1 UTR1VUL1 PER1AMP1 ELO1CAN1 NYM1TET1 NUP1LUT1 CHA1FRA1 UTR1INT1 UTR1MIN1 ELA1HYD1 POT1COM1 POT1PER1 POT1BER1 POT1PRA1 NIT1FLE1 MYR1SIB1 ELE1ACI1 NIT1OPA1 CHA1GLO1 RAN1REP2 ISO1ECH1 UTR1AUS1 NUP1SPE1 POT1GRA1 CAL1HER1 SUB1AQU1 ISO1LAC1 SPA1ANG1 LOB1DOR1 RAN1PEL1 MYR1ALT1 SPA1HYP1 LIT1UNI1 RAN1CON1 CHA1ASP1 POT1FIL1 1000 100 10 1 P12 P25 MedianTP P75 P87 Sensitive Indifferent Tolerant Tot P (ug/l)
Indikaattorikehitys Yksinkertaiset paineindikaattorit Vedenkorkeuden vaihteluindeksin rakentaminen
Indikaattorikehitys Yksinkertaiset paineindikaattorit Soveltuu suomalaisiin ja norjalaisiin järviin Ruotsissa tutkimusmenetelmä puutteellinen Soveltuu ainoastaan jääpeitteisiin järviin
Indikaattorikehitys Mitä sanookaan vesipuitedirektiivi? 12
Indikaattorikehitys Vesikasviluokittelumuuttujat järvissä Nykyinen VPD-mukainen luokittelujärjestelmä perustuu kolmeen eri muuttujaan Tyyppilajien suhteellinen osuus kokonaislajistosta (TT50SO) suhteellinen runsaus. Suhteellinen mallinkaltaisuus (PMA) Referenssi(rehevyys)-indeksi (RI) Seuraa kirjaimellisesti VPD:n määritelmiä.the composition and abundance of macrophytic and phytobenthic taxa compared to the type-specific communities.. Kaksi ensimmäistä yhteisömuuttujia, kolmas painespesifinen muuttuja
Indikaattorikehitys -0.587** -0.175 n.s. Laaja vertailu indikaattoreiden (OTS, WI, BC) ympäristövasteista Lajikoostumuksen muutosta kuvaavat menetelmät antavat paremman tuloksen. Painekohtaisia menetelmiä tulisi käyttää harkiten Rehevöityminen: PCA (totp, totn, chl-a) Veden korkeuden säännöstely: talvi alenema 0.350** -0.438** -0.073 n.s. -0.346**
Indikaattorikehitys Maankäytön mittakaavan vaikutuksesta tilamuuttujiin Järven läheisen ranta-alueen maankäyttö vaikuttaa voimakkaammin tilamuuttujiin kuin koko valuma-alueen maankäyttö Sama mittakaavavaikutus oli havaittavissa vedenlaadussa -> lähialueen maankäyttö vaikuttaa vedenlaatuun ja litoraalivyöhykkeen habitaattiin Ilmaversoisilla vesikasveilla voi olla merkitystä tilamuuttujien toimivuuteen, vaikka tulokset vaihtelevat tutkimuksittain 15
Virhelähteet Virhelähteistä ja epävarmuustekijöistä Määritysvirheet lajistossa Erot peittävyyden arvioinnissa Liian pieni otos Työ rajoittuu matalalle rantavyöhykkeelle
Virhelähteet
Virhelähteet
Tinkiminen Kohti yksinkertaisia indikaattoreita Näytteiden hintoja (Vuori et al. 2008) Piilevät Kasviplank ton Pohjaeläim et syvänne Pohjaeläim et litoraali Vesikasvit 106 145 166 168 1781 (järvi) Miten säästetään? Vähemmän linjoja? Aluemenetelmän kurinalainen soveltaminen Tietokannat Yksinkertaisemmat indikaattorit Kaukokartoitus
Tinkiminen Kasvusyvyys indikaattorina Vesistöjen rehevöityminen vähentää valon määrää samentumisen ja levätuotannon kautta Kasvien maksimaalinen kasvusyvyys muuttuu Kasvit vaativat 1 10 % pinnalle tulevasta valosta elomuodosta riippuen Veden värillä samansuuntainen vaikutus Kuvaa myös runsautta! Eurooppalaisessa WISER hankkeessa käyty läpi yli 1000 järveä. 20
Suurin kasvusyvyys (C_max) ja veden laatu Tinkiminen 21
Tinkiminen Yhteenveto kasvusyvyydestä Suurin kasvusyvyys ei toimi kovin hyvin humusvesissä. Kansalliset menetelmät vaikuttavat paljon Käyttökelpoisuus paras kirkkaissa Keski-Euroopan vesissä Osin lupaavia tuloksia Keski-Suomen pienissä järvissä (Kanninen 2012) 22
Kaukokartoituksen mahdollisuudet Tinkiminen Ilma- ja satelliittikuvia on pitkään käytetty näkyvän kasvillisuuden mittaamiseen Valta-Hulkkosen (2005) ja Partasen (2007) väitöskirjat (Oulun yliopisto, maantieteen laitos) 23
Tinkiminen Miehittämättömien lennokkien käyttö (UAS) Tapaustutkimus Ruotsalaisella järvellä (Husson 2012) Automaattinen lennätys ja siirto paikkatietoon Erittäin tarkka (pikselikoko 5,6 cm) Tunnistustarkkuus ilmakuvilta 94,6 % 24
21.4.2013 Taneli Duunari-Työntekijäinen, SYKE Säästääkö aikaa? Tutkittu alue 8,5 + 9,6 ha Maastotöihin tulostettiin paperikartat Maastotöitä kolme päivää Ennustetta ei voi luotettavasti siirtää toiselle alueelle Tinkiminen Traditional Modern UAS aided Field sampling Office work Field sampling Ground truthing Office work 25
Tinkiminen Kaukokartoituksen keinot Kasvittuneen litoraalin mittaaminen (Valta-Hulkkonen et al. 2005, Kanninen 2012) Määritetään järven syvyyssuhteiden perusteella potentiaalisesti kasvittuvan rannan osuus Määritetään satelliitti/ilmakuvilta näkyvän kasvillisuuden osuus. 26
Tinkiminen Aineiston kerääminen automaattisesti/kansalaishavaintoina? Normaali veneeseen asennettu Lowrancen kaikuluotain Ajelua järvellä ja aineiston lataus palvelimelle Tuotoksena syvyyskartta ja kasvittuneen vesitilavuuden osuus? Kokeilun arvoinen? 27
Yhteenveto Perinteiset menetelmät ovat toistaiseksi ainoa joka tuottaa luotettavaa tietoa lajistokoostumuksesta (VPD, Natura) Linjamäärää voidaan vähentää ja korvata aluekartoituksella Yhteisömuuttujat painekohtaisia muuttujia parempia yleisen muutoksen havaitsemisessa Rehevöitymisvastetta voidaan kuvata myös alarajan muutoksella ja kaukokartoituksen keinoin Uusien, edullisten menetelmien käyttökelpoisuus vielä kysenalainen 28
Kiitos tarkkaavaisuudesta! 29