Keski-Päijänteen yhteistarkkailu vuonna 2008 Hannu Salo, Juhani Hynynen ja Arja Palomäki Jyväskylän yliopisto Ympäristöntutkimuskeskus Tutkimusraportti 128 /2009
Jyväskylän yliopisto Ympäristöntutkimuskeskus Keski Päijänteen yhteistarkkailu vuonna 2008 Tarkkailun toimeksiantajat: Tarkkailun peruste: Vesistötarkkailu Tarkkailun ohjelma: Tarkkailun sisältö: UPM Kymmene Oyj, Kaipolan tehdas UPM Kymmene Oyj, Jämsänkosken tehtaat Jämsän ja Jämsänkosken kaupunkien yhteispuhdistamo UPM Kymmene Oyj, Jämsänkosken tehtaat: ISY 21/02/1 (12.4.2002) UPM Kymmene Oyj, Kaipolan tehtaat: ISY 42/02/1 (23.8.2002) Jämsän ja Jämsänkosken kaupunkien yhteispuhdistamo: ISY 54/04/1 (2.6.2004) Keski Suomen ympäristökeskuksen hyväksymä ohjelma (KSU 2004 Y 444/103, 25.2.2005) Vuosittainen tarkkailu: kuormitus, ainevirtaamat, vedenlaatu, kasviplankton ja Kalataloustarkkailu Tarkkailun ohjelma: Tarkkailun sisältö: Keski Suomen TE keskuksen hyväksymä ohjelma Koekalastus, kaikuluotaus, siikakalojen poikastutkimus. kalastuskirjanpito ja kalastustiedustelu
TIIVISTELMÄ Keski-Päijänteen yhteistarkkailussa selvitettiin alueelle tulevan jätevesi- ja muun kuormituksen määrää ja sen vaikutuksia vesistön tilaan, biologisiin tekijöihin sekä kalakantoihin ja kalastukseen. Plankton- ja perifytontutkimuksin selvitettiin vesialueen rehevyyttä ja tuotannon tasoa. Pohjaeläintutkimuskella selvitettiin Jämsänjoen, Tiirinselän ja Lehtiselän ekologista tilaa. Vuonna 2008 jätevesien yhteinen osuus oli 11 % Tiirinselän-Lehtiselän fosforikuormasta ja 7 % typpikuormasta. Nykyisin hajakuorma on alueen merkittävin ravinnekuormittaja. Kokonaisfosforin keskimääräinen pitoisuus oli varsinaisen tutkimusalueen yläpuolella Kankarisvedellä 20 μg l -1, Tiirinselän länsiosassa 23μg l -1 ja keskiosassa 17 μg l -1, Lehtiselällä 9 μg l -1 ja Judinsalonselällä 8 μg l -1. Vesialueen tuotannon tasoa kuvaava a-klorofyllipitoisuus vaihteli Kankarisveden (13 μg l -1 ) ja Tiirinselän (11 μg l -1 ) rehevyyttä ilmentävistä arvoista Lehtiselän (4,5 μg l -1 ) lievästi rehevän ja Judinsalonselän (3,5 μg l -1 ) karun veden arvoihin. Kasviplanktonin biomassan ja tunnuslukujen perusteella Tiirinselkää ja Kankarisvettä voidaan pitää rehevinä ja Lehtiselkää lievästi rehevänä. Perustuotannon minimiravinne oli Keski-Päijänteen selillä fosfori, Kankarisvedellä oli loppukesällä puutetta sekä liukoisesta typestä että fosforista. Jämsänjoen päällyslevästön piilevätutkimuksen perusteella joen tila vaihteli hyvästä erinomaiseen, ja trofiatasoltaan se oli piilevätutkimuksen mukaan oligotrofinen. Pohjaeläintutkimuksessa tutkittiin Jämsänjoen sekä Tiirinselän ja Lehtiselän syvänteiden biologinen kunto ja arvioitiin havaintopaikkojen ekologinen laatusuhde. Jämsänjoessa suuri pohjaeläintiheys ja - biomassa ilmensivät runsasta orgaanista kuormitusta metsäteollisuuden alapuolisella havaintopaikalla. Ekologinen laatusuhde oli Jämsänjoen havaintopaikoilla 4300, 4400 ja 4500 välttävä huono. Tiirinselän keskimääräinen pohjaeläinbiomassa, 3,7 g m -2, joka ei sisällä uimakykyisen sulkasääsken biomassaosuutta, oli selvästi suurempi kuin Lehtiselän arvo, 0,98 g m -2. Tiirinselän biomassa kuvaa rehevää pohjasedimenttiä. Lehtiselän sedimentti on pohjaeläinbiomassan perusteella karua. Tiirinselän biologinen kunto alkoi parantua vuodesta 1985 alkaen ja vakiintui vuoden 1991 jälkeen, ja oli nyt biologisen kuntoindeksi perusteella paras koko havaintojaksolla. Syvänteen pohjaeläinlajisto kuvaa kuitenkin edelleen kuormitettua, mutta happioloiltaan melko vakaata syvännettä. Biologisen kuntoindeksin (BQI) arvo oli 2.64 eli parempi kuin aiemmin (v. 2005 2,20, v. 2002 2.30, v. 2000 2.13 ja 1997 2.07). Lehtiselän BQ-indeksin arvo oli 3,67, kun se v. 2005 oli 4.27, v. 2002 3.25, v. 2000 3.78 ja vuonna 1997 3.13. Indeksin arvoista voidaan päätellä, että Lehtiselän syvänteeseen on kohdistunut viime vuosina kohtalaisen ja niukan välimailla oleva kuormitus, ja syvänne on hyväkuntoinen ja happioloiltaan vakaa. Lehtiselän syvänteessä likaantumisen merkit näkyvät nykyisin hyvin lievinä. Suhteellista mallinkaltaisuutta kuvaava PMA-indeksi sekä biologisesta kuntoindeksistä mallinnettu BQI-1 indeksi yliarvioivat Tiirinselän syvänteen ekologisen laatusuhteen, mutta Lehtiselän syvänteestä ne antoivat realistisen kuvan ekologisen laatusuhteen ollessa eri syvyysvyöhykkeillä erittäin hyvä hyvä. Tiirinselän ja Lehtiselän kalayhteisössä on eroja. Tiirinselän ulappa-alueen kalatiheys oli päivällä noin 860 yks/ha j yöllä 1050 yks/ha. Lehtiselän kalatiheys oli päivällä noin 800 yks/ha ja yks/ha ja yöllä 1500 yks/ha. Tulokset viittaavat siihen, että muikku ja mahdollisesti kuorekannat ovat heikkoja Tiirinselän ulapalla. Tiirinselällä särkikalojen osuus (42 %) oli selvästi suurempi kuin Lehtiselällä (21 %) ja särkikalalajisto oli Tiirinselällä monipuolisempi.. Lehtiselän koekalastuksen yksikkösaalis oli pienempi kuin Tiirinselän. Koekalastusten perusteella voidaan arvioida, että Tiirinselän kalayhteisön rakenteesta voidaan havaita rehevän vesialueen kalaston piirteitä. Tiirinselän kalayhteisön rakenteeseen vaikuttaa Jämsänjoesta, Tiirinselän lähivaluma-alueelta ja alueen pistekuormittajilta tuleva aluetta rehevöittävä kuormitus.
Siikakalojen poikasia esiintyi Tiirinselällä. Poikastiheydet olivat erittäin pieniä. Muikut lisääntyvät Tiirinselällä, mutta poikastuotanto on erittäin vähäistä. Keski-Päijänteen arvokalakannoista kuhakanta voimistui edelleen. kannan voimistuminen alkoi 1990-luvun lopulla. Tiirinselkä ja Lehtiselkä ovat hyviä kuhavesiä. Tiirinselän lahnakanta on tiheä. Tarkkailualueen haukikanta on pysynyt vakaana useiden vuosien ajan. Siian yksikkösaaliin suuruus riippuu alueelle tehdyistä istutuksista. Jämsänjoella, Tiirinselällä ja Lehtiselällä kävi kalassa noin 790 ruokakuntaa, joista Tiirinselällä kalasti 466 rkk,, Lehtiselällä 140 ja Jämsänjoella 187 rkk. Tiirinselästä ja Jämsänjoesta on muodostunut tärkeä pyyntialue jämsäläisille. Tarkkailualeen yleisin saalis kala oli hauki. Jämsänjoelta saatiin saaliiksi mm. kuhia, lahnoja taimenia tai kirjolohia. Tiirinselän kuhasaalis oli hyvä. Lehtiselältä saatiin saaliiksi Kalastajat arvioivat, että tarkkailualue soveltuu hyvin kotitarve- ja virkistyskalastukseen. Jämsänjoen kalastajamäärä on arvioiden mukaan kasvanut 2000-luvulla. Jämsänjoella vedenlaatu hieman haittaa kalastajia. Tiirinselällä haitat ovat kalastajien mukaan vähäisempiä ja Lehtiselällä vedenlaatu ei haittaa kalastusta.
Sisällysluettelo 1. Johdanto... 1 2. Tutkimusalue ja menetelmät... 2 2.1. Tarkkailualue... 2 3. Aineisto ja menetelmät... 4 3.1 Veden laatu ja ravinnetaseet... 4 3.2. Pohjaeläimistö... 9 3.3. Kalasto ja kalastus... 11 4. Vuoden 2008 sääolot ja virtaamat... 15 4.1 Sääolot... 15 4.2 Virtaamat... 18 5. Kuormitustiedot... 20 6. Tulokset ja tulosten tarkastelu... 22 6.1. Veden laatu... 22 6.2. Vesistön tuottavuus ja sen kehitys... 25 6.3 Perifytontutkimus... 31 6.4 Päällyslevästön piilevätutkimus... 32 6.5. Jämsänjoen sekä järvisyvänteiden eläimistö... 34 6.6. Kalasto, kalakannat ja kalastus... 39 7. Johtopäätöksiä... 47 7.1. Vesistövaikutukset... 47 7.2. Pohjaeläimet ja ekologinen tila... 48 7.3. Kalasto ja kalastus... 49 Kirjallisuus... 50 Liitteet
1. Johdanto Keski-Päijänteen vedenlaatua, syvänteiden pohjaeläimistöä ja kalastoa on seurattu useiden vuosien ajan. Tähän raporttiin on koottu vesistö- ja kalataloustarkkailujen tulokset vuodelta 2008. Vesistötarkkailun tarkoituksena oli selvittää purkuvesistön kuormitus, sen jakautuminen eri kuormittajien kesken sekä kuormituksen vaikutus vesistön fysikaalisiin, kemiallisiin ja biologisiin muuttujiin. Plankton- ja minimiravinne- ja perifytontutkimuksin selvitettiin vesialueen rehevyyttä ja tuotannon tasoa. Päällyslevästön piilevätutkimuksen avulla tarkasteltiin jätevesien vaikutusta Jämsänjoen tilaan. Jämsänjoen sekä Tiirin- ja Lehtiselän ekologista tilaa tutkittiin pohjaeläimistön avulla. Selvitys perustui Jämsänjoesta sekä Tiirinselältä jalehtiselältä otettuihin näytteisiin. Uuteen tarkkailuohjelmaan on lisätty Jämsänjoen havaintopaikat ja ne tutkittiin ensi kerran vuonna 2005. Pohjaeläintarkkailun laajentaminen aiemmasta perustuu Euroopan yhteisön vesipolitiikan puitedirektiivissä (VPD) edellytettyyn biologisten tekijöiden aseman korostumiseen vesistöjen tilan arvioinnissa ja seurannassa. Kalataloustarkkailun avulla pyrittiin saamaan tietoja tarkkailualueen kalayhteisön rakenteesta, siikakalojen poikasten esiintymisestä ja kalastuksesta ja kalasaaliista. Lisäksi kerättiin tietoja kalakantojen tilasta. 1
2. Tutkimusalue ja menetelmät 2.1. Tarkkailualue Tarkkailualueeseen kuuluvat Päijänteen Tiirinselälle laskeva Jämsänjoki ja Keski-Päijänne (kuva 1), joihin tarkkailuvelvollisten jätevesikuormitus kohdistuu. Tarkkailualueen tärkein virtavesi on Jämsänjoki, joka saa alkunsa Kankarisvedestä, virtaa läpi Jämsän kaupungin ja laskee Päijänteen Tiirinselkään. Tarkkailualueen itäosiin virtaan vettä myös muualta Päijänteestä. Päijänteen Souselän ja Judinsalonselän tilaan vaikuttavat Päijänteen pohjoisosista virtaavan veden laatu. Jämsänjoki kuuluu Jämsänjoen alueeseen (14.51), jonka pinta-ala on 1471 km 2. Jämsän reitin vedet saavat alkunsa Multian kunnan alueelta ja virtaavat Petäjäveden, Jämsänkosken ja Jämsän kuntien halki Jämsänjokea myöten Päijänteen Tiirinselkään. Alueen järvisyys on noin 7 %. Tyypillistä reitin vesille on runsas humuspitoisuus ja näin ollen veden tumma väri. Tiirinselkä muodostaa selvärajaisen altaan, jota idässä rajaa saarten ja karien muodostama ketju. Selän keskiosassa on pitkä luode-kaakko -suunnassa kulkeva syvänne alue. Tiirinselän syvin kohta, 40 m, on sen itäosassa. Alueen pohjoisosa on matalaa, osin ruovikkoista vesialuetta. Tiirinselän Olkkolanlahdella on noin 30 pienialainen syvänne, vaikka alue muutoin on melko matalaa. Tiirinselkä on ekologiselta tilaltaan tyydyttävä (Keski-Suomen ympäristökeskus 2008). Tiirinselältä vedet virtaavat kapeiden salmien läpi Lehtiselälle (Lehesselkä). Lehtiselkää yhdistää Judinsalonselkään ja Souselkään (Saviselkä) erittäin kapeat salmet. Lehtiselällä on neljä yli 20 metrin syvännettä. Lehtiselkä on ekologiselta tilaltaan hyvä ((Keski-Suomen ympäristökeskus 2008). Souselkä ja Judinsalonselkä ovat laajoja Päijänteen selkävesiä. Niiden vedenlaatuun vaikuttaa Pohjois-Päijänteeltä tuleva virtaus. Lehtiselän vedet virtaavat pääsääntöisesti Souselälle. Souselältä virtaa ajoittain vesiä myös Lehtiselälle. Talvisin on havaittu, että Souselän päällysvettä virtaa Lehtiselälle. UPM-Kymmene Oyj:n Jämsänkosken tehtaiden ja Jämsän ja Jämsänkosken yhteispuhdistamon jätevedet puretaan Jämsänjokeen ja UPM-Kymmene Oyj:n Kaipolan tehtaiden jätevedet Päijänteen Tiirinselälle. 2
Taulukko 1. Tutkimusalueen hydrologisia tietoja. Alue Lähivaluma-alue Pinta-ala Tilavuus Keskisyvyys km 2 km 2 milj. m 3 m Tiirinselkä 17 184 10,8 Lehtiselkä 564 1 26 468 17,6 Souselkä 335 2 32 786 24,3 Kuva 1. Keski-Päijänne. 1 Tiirinselkä ja Lehtiselkä yhteensä. 2 Souselkä ja Judinsalonselkä yhteensä 3
3. Aineisto ja menetelmät 3.1 Veden laatu ja ravinnetaseet 3.1.1. Veden laatu Jämsänjoen näytteenottoasemat olivat as. 4300 Jämsänkosken tehtaiden yläpuolella ja as. 4500 tehtaiden ja Jämsän keskustan alapuolella (kuva 2). Järvihavaintopaikat olivat asemat Kankarisvesi 45, Päijänne 654, 657 (Tiirinselkä) ja 675 (Lehtiselkä) (taulukko 2). Souselältä (72), Judinsalonselältä (76b) ja Vanhanselän pohjoisosasta (71) käytettiin hyväksi Keski-Suomen ympäristökeskuksen vedenlaatutietoja. Taulukko 2. Fysikaalinen ja kemiallinen näytteenotto Keski-Päijänteellä vuonna 2008. Havaintoasema Koordinaatit III IV V VI VII VIII IX X Näytteenotto- ja analysointiohjelma Virtahavaintoasemat Jämsänjoki 4300 6868990-2561100 B B B B B B B B Jämsänjoki 4400 6867755-3403724 B B B B B B B B Jämsänjoki 4500 6859220-2566820 B B B B B B B B Syvännehavaintoasemat Kankarisvesi 45 6871160-2560370 A A Tiirinselkä 654 6855470-2564700 A C A C A C C Tiirinselkä 657 6854140-2566400 A C A C A C C Lehtiselkä 675 6850120-2572660 A C A C A C C Näytteenotto- ja analysointiohjelmat olivat seuraavat: A B C Syvyydet: Analyysit: Syvyys: Analyysit: Syvyys: Analyysit: 1, 5, 10, 15, 20, 30 m jne. 10 metrin välein ja 1 m pohjan yläpuolelta happi, ph, johtavuus, väri, COD Mn, sameus, kokonaisfosfori, kokonaistyppi 1 m happi, ph, johtavuus, väri, COD Mn, sameus, kiintoaine, kok-p suodattamattomasta ja suodatetusta näytteestä, PO4-P, kok-n 1 m, vesipatsaan puoliväli, 1 m pohjan yläpuolelta ph, johtavuus, väri, COD Mn, sameus, kok-p, kok-n Näytteenoton yhteydessä mitattiin aina näkösyvyys ja lämpötila. Määritykset tehtiin standardimenetelmillä tai muilla viranomaisen hyväksymillä menetelmillä. 4
Kuva 2. Näytteenottopisteet. Ravinnekuormituksia laskettaessa on lähivaluma-alueilta Päijänteeseen joutuvan veden ravinnepitoisuuksina käytetty Lappalaisen ja Mäkisen (1974) esittämiä pitoisuuksia 32 μg P/l ja 900 μg N/l. Ainevirtaamien laskennassa noudatettiin Lappalaisen ja Mäkisen (1974) käyttämiä periaatteita seuraavasti: 1. Lehtiselän kuormitukseen lisättiin Vanhanselän kuormitus. Vanhanselältä Keski- Päijänteelle tuleva ravinnekuormitus voidaan laskea esim. havaintopaikka 625:n (Vanhanselkä, Taivassalo) tuloksista. 5
2. Lehtiselän kautta poistuva ainevirtaama ("Lehtiselän virtaama" = Q 675) laskettiin ottamalla huomioon Vanhanselältä tuleva lisävirtaama. Lehtiselän havaintopaikan 675 pitoisuus kerrottiin Lehtiselän virtaamalla, jolloin saatiin Lehtiselältä poistuva ainevirtaama. 3. Souselälle ja Judinsalonselälle tulevaa kuormaa laskettaessa vähennettiin Vanhanselän alaosan poikkileikkauksen kuormasta Lehtiselälle menevä osa ja jäännökseen lisättiin Lehtiselältä poistuva ainevirtaama. 3.1.2 Vesistön tuotantotaso a-klorofylli ja sekä kokonais- ja mineraaliravinteet analysoitiin havaintoasemilta Kankarisvesi 45, Tiirinselkä 657 ja Lehtiselkä 675 kuusi kertaa touko-syyskuussa. Analyysit tehtiin 0-2 metrin kokoomanäytteestä (kokonaistyppi ja kokonaisfosfori määritettiin 1 metrin näytteestä, kun samaan aikaan tehtiin kemiallinen näytteenotto). Jos a-klorofyllin keskiarvo on alle 3 μg l-1, vesistöä voidaan pitää oligotrofisena, vähätuottoisena, ja jos keskiarvo on 8 μg l-1 tai yli, kyseessä on rehevä vesistö, ja kun a-klorofyllin keskiarvo on 5 μg l-1 tai yli, kyseessä on rehevöityvä vesistö (Rodhe 1969). Ravinnetulosten perusteella laskettiin kokonaisravinne- ja mineraaliravinnesuhde sekä ravinteiden tasapainosuhde (kok-n:kok-p): ((NH4-N + NO3-N + NO2-N): PO4-P) (Forsberg ym. 1978, Kanninen 1980) perustuotantoa rajoittavan ravinteen selvittämiseksi. Forsbergin ym. (1978) mukaan typpi rajoittaa levien kasvua, kun veden mineraaliravinnesuhde on alle 5; suhteen ollessa yli 12 fosfori on rajoittava ravinne. Kokonaisravinteille vastaavat rajat ovat 10 ja 17. Ravinteiden tasapainosuhteen ollessa yli yksi on typpi minimiravinne, muuten minimiravinteena on fosfori. Kasviplanktontutkimus tehtiin Kankarisvedeltä, Tiirinselältä (657) ja Lehtiselältä (675) kuusi kertaa kasvukauden aikana. Näytteet otettiin 0-2 metrin kokoomanäytteinä. Kasviplanktonnäytteet analysoitiin laajan kvantitatiivisen menetelmän mukaisesti (www.ymparisto.fi > Suomen ympäristökeskus > Tutkimus > Hankkeet ja tulokset > Järvien biomonitorointi > Kasviplanktonin tutkimusmenetelmät), ja biomassan laskenta tehtiin PhytoWin-laskentaohjelmalla, joka käyttää Suomen ympäristökeskuksen tilavuusarvoja. Perifytontutkimus tehtiin kesä-elokuussa kahtena kolmen viikon jaksona havaintoasemilla Tiirinselkä 657 ja Lehtiselkä 675. Inkubointi tehtiin Vesitutkimusten näytteenottomenetelmät julkai- 6
sun mukaisesti (Mäkelä ym. 1992). Neljästä rinnakkaisesta näytteestä määritettiin a-klorofylli ja kiintoaine. 3.1.3 Päällyslevästön piilevätutkimus Jämsänjoella tehtiin päällyslevästön piilevätutkimus syyskuussa. Näytteet otettiin viideltä havaintoasemalta: Jämsänjoki 4300 (tehtaiden yläpuoli), 4400 (tehtaiden alapuoli), jätevedenpuhdistamon yläpuoli, Jämsänjoki 4500 (puhdistamon alapuoli) sekä joen alajuoksulta. Piilevänäytteet otetaan mieluiten kiviltä, mutta koska savipohjaisesta joesta ei löytynyt kiviä, näytteet otettiin ulpukan varsilta. Näytteet otettiin ja käsiteltiin standardin SFS-EN 13946 sekä julkaisun Piileväyhteisöt jokivesien ekologisen tilan luokittelussa ja seurannassa menetelmäohjeet (Eloranta ym. 2007) ohjeiden mukaisesti. Analysointi Piilevänäytteet sekoitettiin hyvin ja niistä otettiin sopivan suuruinen osanäyte koeputkiin. Näytteistä poistettiin orgaaninen aines typpihapon ja rikkihapon seoksella, ja hapettumista tehostettiin lämmittämällä koeputkia vesihauteessa, kunnes orgaaninen aines oli kokonaan hapettunut. Hapetuksen jälkeen näytteet sentrifugoitiin ja neste kaadettiin pois. Näytteet pestiin tislatulla vedellä kolme kertaa sentrifugoimalla pesujen välillä. Piileväsakka laimennettiin etanolilla sopivaan tiheyteen. Preparaattien tekoon käytettävien peitinlasien päälle pipetoitiin pisara tai kaksi piilevänäytettä ja annettiin kuivua rauhassa. Peitinlasille kuivuneen näytteen päälle tiputettiin pisara Naphrax -petaushartsia. Lämmitetty objektilasi asetettiin peitinlasin päälle. Objektilasi käännettiin ja näytettä lämmitettiin kuumalla keittolevyllä kunnes liuotin oli haihtunut ja hartsi kovettui. Preparaatin tiheys tarkistettiin mikroskoopilla. Näytteet analysoitiin käänteismikroskoopilla 1500-kertaisella suurennoksella öljyimmersiota ja faasikontrastia käyttäen. Näytteestä määritettiin vähintään 400 yksikköä (frustulia tai valvaa). Näytteistä analysoitiin piilevälajisto vähintään lajitasolle. Lajimäärityksessä käytettiin pääasiassa seuraavia lähteitä: Krammer & Lange-Bertalot 1986, 1988, 1991a ja b. Aineiston käsittely Käsittelyn helpottamiseksi aineisto syötettiin Omnidia-tietokoneohjelmaan (Lecointe ym. 1993), joka sisältää tiedot piilevien ympäristövaatimuksista useiden muuttujien suhteen. Muuttujia ovat ph, saliniteetti, typen esiintymismuotojen käyttö, happipitoisuus, saprobia (orgaaninen kuormitus), ravinteisuus (trofia-aste), kosteus ja kasvupaikka (mm. planktinen tai alustalla kasvava) (tau- 7
lukko 3). Näiden tietojen ja syötetyn aineiston perusteella ohjelma laskee joukon ekologisia luokitteluja sekä veden tilaa kuvaavia indeksejä. Taulukko 3. Tutkimuksessa käytetyt Omnidia-ohjelman sisältämät piilevätaksonien ekologisten indikaattoriarvojen luokittelut (van Dam ym.1994). ph-luokka ph-alue 1 asidobiontit optimialue ph <5,5 2 asidofiilit pääasiassa ph <7 3 sirkumneutraalit pääasiassa noin ph 7 4 alkalifiilit pääasiassa ph >7 5 alkalibiontit ainoastaan ph >7 6 indifferentit ei selvää optimi-ph:ta Saprobialuokka Hapen kyllästysaste (%) BOD5 (mg O2/l) 1 Oligosaprobit >85 <2 2 beeta-mesosaprobia 70-85 2-4 3 alfa-mesosaprobia 25-70 4-13 4 alfa-meso/polysaprobia 10-25 13-22 5 polysaprobit <10 >22 Trofia-aste 1 oligotrofia 2 oligo-mesotrofia 3 mesotrofia 4 meso-eutrofia 5 eutrofia 6 hypereutrofia 7 laaja-alaiset Veden laatua kuvaavista lukuisista indekseistä valittiin lähempään tarkasteluun IPS (pollution sensitivity index; Coste 1982), GDI eli sukuindeksi (Coste ja Ayphassorho 1991) sekä TDI (trophic diatom index; Kelly ja Whitton 1995). IPS- ja GDI-indeksit kuvaavat lähinnä veden orgaanista kuormitusta. TDI-indeksi on kehitetty kuvaamaan veden ravinteisuutta, ja se on tarkoitettu esimerkiksi jätevedenpuhdistamon ravinnevaikutusten havainnointiin. Indeksi heijastaa myös orgaanista kuormitusta, sillä se liittyy usein ravinnekuormitukseen. TDI-indeksin tueksi ja sen arviointia varten ohjelma laskee myös orgaanista kuormitusta sietävien lajien suhteellisen osuuden (PT%). Tämän osuuden tulisi olla alle 20 %, jotta TDI-indeksiä voidaan luotettavasti käyttää vain ravinnekuormituksesta aiheutuvien lajistovaihteluiden kuvaamiseen. 8
Omnidia-ohjelman laskemat indeksit on skaalattu välille 1-20, jolloin arvo 20 kuvaa erittäin hyvää veden laatua ja arvo 1 täysin pilaantunutta tai hyvin kuormittunutta vesistöä. Suomessa sovelletut IPS-, GDI- ja TDI-indeksien luokkarajat (Eloranta ja Soininen 2002) on esitetty taulukossa 4. Taulukko 4. Suomessa käytetyt IPS-, GDI- ja TDI-indeksien luokka- ja rehevyystasorajat. Laatu IPS ja GDI Trofia TDI/20 Erinomainen >17 Oligotrofinen >14 Hyvä 15-17 Oligo-mesotrofinen 11-14 Tyydyttävä 12-15 Mesotrofinen 8-11 Välttävä 9-12 Meso-eutrofinen 5-8 Huono <9 Eutrofinen <5 3.2. Pohjaeläimistö Kvantitatiiviset pohjaeläinnäytteet otettiin Ekman-noutimella Jämsänjoen havaintopaikoilta 4300, 4400 ja 4500 sekä Tiirinselän ja Lehtiselän altaiden syvänteistä (kuva 2) kaksi kertaa kasvukauden aikana, 20-21.5.2005 ja 28 29.10.2008. Rinnakkaisia näytteitä otettiin Jämsänjoesta viisi ja järvialtaista seitsemän, syvänteen yläosasta (noin 12 20 m) sekä varsinaisesta syvänteestä (80 100 % maksimisyvyydestä). Näytteiden yhteismäärä oli 86. Noutimen pinta-ala on 289 cm 2 (neliömetrikerroin 34,6) ja jokainen nosto käsiteltiin erillisenä näytteenä. 3.2.1. Näytteiden käsittely ja analysointi Näytteenoton yhteydessä arvioitiin ympäristöhallinnon pohjaeläintietojärjestelmän pohjaeläinnäytteenoton maastolomakkeella pohjan laatu ja muut lomakkeen mukaiset ympäristöolosuhteet. Eläimet seulottiin 500 μm seulalla ja säilöttiin 70 % alkoholiin määritystä ja tuorebiomassan punnitusta varten. Aineiston määritystarkkuus oli lajitason määritys tai vastaava ryhmätason tarkkuus, jota pohjaeläinmäärityksissä on yleisessä selvitystoiminnassa käytetty. Määritystason vaatimuksena oli ympäristöhallinnon POHJE- pohjaeläinrekisterin syöttötietojen määritystarkkuus (mm. surviaissääsket ja harvasukamadot määritetään lajitasolle). 3.2.2. Ekologisen tilan arviointi Pohjaeläinaineistosta laskettiin pohjaeläinten lajiston koostumuksen ja runsaussuhteiden suhteellista mallinkaltaisuutta kuvaava PMA- indeksi (Percent Model Affinity) (Novak & Bode 1992). PMA kuvaa pohjaeläimistön koostumusta ja runsaussuhteita. 9
PMA lasketaan erillisen, ympäristöhallinnossa kehitetyn laskentapohjan avulla. Indeksin laskentakaava on muotoa: 1-0,5 ai-bi = min(ai,bi) jossa ai = taksonin i suhteellinen osuus vertailuyhteisössä bi = taksonin i osuus arvioitavan kohteen näytteessä PMA-indeksin laskennan yhteydessä havaintopaikan lajistoa verrataan järvityyppikohtaiseen vertailuaineistoon. Päijänteen tyypiksi on viranomaisen toimesta määritetty suuret vähähumuksiset järvet (SVh) ja Jämsänjoen tyyppinä käytettiin lyhytviipymäisiä järviä (Lv) vaikka viranomainen onkin määrittänyt sen tyypiksi turvemaiden keskisuuret joet. Näin meneteltiin, sillä Jämsänjokea ei pohjaeläimistön kannalta voi pitää jokena sanan varsinaisessa merkityksessä, koska siinä ei ole koskia eikä myöskään koskipohjaeläimistö, vaan eläimistö on valtaosin järvien pehmeiltä pohjilta tavattua lajistoa. Tyyppikohtaiset tilaluokkien rajat on toistaiseksi asetettu tasavälisesti siten, että erinomaisen ja hyvän tilaluokan muuttujan raja-arvoksi on määrätty tyypin vertailukohteiden 25 prosenttipiste. Tätä pistettä pienemmät arvot on jaettu neljään tasaväliseen luokkaan. Järvialtaiden syvännelajistosta laskettiin vanhaan tapaan BQI-indeksi (pohjanlaatuindeksi, Benthic Quality Index) (Wiederholm 1980). Pohjaeläinaineistosta laskettujen BQI-indeksin arvojen suuruutta ja niiden antamaa informaatiota syvänteiden ekologisesta tilasta tarkasteltiin suhteessa regressiomallilla määritettyihin järvisyvänteiden BQI-vertailuarvoihin (Suomen ympäristökeskus ja Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitos 2008). Koska järvisyvänteiden pohjaeläinyhteisöjen koostumus on voimakkaasti sidoksissa järven syvyyteen, ei pelkkä järven pinta-alaan ja humoosisuuteen perustuva tyypittely riitä kattamaan syvyysvaihtelusta johtuvaa pohjaeläinyhteisöjen vaihtelua. Tämän vuoksi BQI-indeksin vertailuarvot mallinnetaan näytteenottosyvyyden perusteella. Vertailuolojen määrittämiseen käytetty malli on muotoa: -0,250+(2.269*log(näytteenottosyvyys m) Sekä mallilla saadusta vertailuarvosta että syvänteen eläimistöön perustuvasta havaitusta BQIarvosta vähennetään 1 ennen vertailua. Luokkarajoina sovelletaan seuraavia laskennallisia arvoja: E/H (erittäin hyvä-hyvä) havaittu BQI on 75 % vertailuarvosta, H/T (hyvä-tyydyttävä) = 60 %, T/V (tyydyttävä-välttävä) = 30 % ja V/H (välttävä-huono) = 10 %. 10
3.3. Kalasto ja kalastus 3.3.1. Kaikuluotaus ja koekalastus Syvännealueiden kalatiheyttä arvioitiin kaikuluotauksen avulla. Kaikuluotauksessa käytettiin SIMRAD EY-M -kaikuluotainta. Käytössä ollut värähtelijä oli tyypiltään 70 24-F. Se oli luodatessa noin 1 metrin syvyydessä. Veneen nopeus oli 2 3 m/s. Luodatessa laitteiston säädöt olivat: frekvenssi 70 khz äänipulssin kesto 0,6 ms äänen pulssitiheys 182 /min TVG -funktio 40 logr vahvistinteho 8 äänikeila 110 Luotaukset tehtiin 18. 20.9.2008. Päiväluotaukset tehtiin kello 14.00 18.00 välisenä aikana ja yöluotaukset 23.30 04.00 välisenä aikana. Luotauslinjoja Tiirinselällä oli kolme. Ne oli valittu siten, että linjat kulkivat syvännealueilla. Lehtiselällä linjoja oli neljä. Koska luotausvene ei kulje aivan suoraan vaan mutkittelee, luodatut alueet olivat laajempia kuin jos veneellä olisi ajettu suoraviivaisesti alkupisteestä loppupisteeseen. Luodatessa heijastuvat signaalit talletettiin piirturipaperin lisäksi Tascam DA-P1 -nauhurille, jossa äänitys tallentui muistikortille. Luotauksessa äänikortille saatu aineisto digitalisoitiin ja käsiteltiin analyysiohjelmistolla (Hydroacoustic Data Acquisition System, Lindem Data Acquisition). Ohjelmisto laskee kaikujen kohdevoimakkuuden ja kalatiheyden käyttäen Craig & Forbesin (1969) algoritmia. Kalatiehyttä laskettaessa oletuksena oli, että kalat ovat vesikerroksessa syvyyssuunnassa tasaisesti jakautuneina. Kalat ovat kuitenkin kertyneet luotausaikana harppauskerroksen tienoille usein varsin tiheiksi parviksi. Tällöin ei oletus koko vesimassaa tarkasteltaessa toteudu, ja tiheysarvio riippuu siitä, kuinka paksuina kerroksina vesimassa analysoidaan. Tästä syystä luotauslinjoilta nauhoitettu aineisto analysoitiin kahden metrin paksuisina vyöhykkeinä, jolloin kalojen syvyyssuuntainen jakauma oli melko tasainen. Vesikerroksen kahta ensimmäistä metriä ei otettu mukaan analyysiin, koska pintakerrokseen sekoittuu ilmakuplia, jotka vaikeuttavat luotaustulosten tulkintaa. Kalakaiun ja pohjakaiun sekoittumisen estämiseksi 1 metri pohjaa jätettiin digitalisoimatta. Kalatiheys arvioitiin yli 6 metrin syvältä alueelta. Perusteena tämän syvyyden valitsemiselle oli, että matalimmilla alueilla veden kesäkerrostuneisuuden aikana havaitaan yleensä vähän kalakaikuja. 11
Luotauslinjat valittiin kullakin alueella paikantamismahdollisuuksien mukaan ja niin, että linjat kulkisivat syvänteen kohdalla. Tiirinselän ja Lehtiselän, luotausalueiden, syvännealueiden kalatiheydet laskettiin kaikuluotauslinjojen kalatiheyksien keskiarvona. Kalojen pituuden arvioinnissa oletettiin, että kohdevoimakkuus -48-49 db vastaa karkeasti kalan 10 cm:n pituutta (Jurvelius & Louhimo 1991, Marjomäki & Huolila 1994). Kohdevoimakkuuksien oletettiin vastaavan kalojen pituutta seuraavasti: > 48 db < 10 cm 48 db > 10 cm Koekalastuksen tavoitteena oli saada tietoja Lehtiselän ja Tiirinselän kalayhteisön rakenteesta ja erityisesti saada tietoja kaikuluotausalueiden kalastosta. Lehtiselällä koekalastus toteutettiin 13 14.7.2008 ja Tiirinselällä 14 15.7.2008. Pyydyksenä käytettiin Nordia-yleiskatsausverkkoja. Verkot laskettiin pyyntiin iltapäivällä ja nostettiin seuraavana aamupäivänä. Pyyntipaikkojen satunnaistamista varten Tiirinselkä ja Lehtiselkä jaettiin ruutuihin ja pyyntipaikat arvottiin. Koska haluttiin tietoja erityisesti syvännealueen kalastosta, matalaan veteen ei asetettu verkkoja pyyntiin. Verkkoja asetettiin pyyntiin pohjaan, väliveteen ja pintaan (pinta 1 m). Lajikohtaisten kokonaissaaliiden perusteella laskettiin yksikkösaaliit (kpl/verkko ja g/verkko). Myös kalojen pituus mitattiin yhden cm tarkkuudella lajikohtaisten kokojakaumien laskemista varten. Lisäksi laskettiin erikseen petoahventen (>15 cm) yksilömäärä ja yhteispaino petokalojen osuuden selvittämistä varten. 3.3.2. Siikakalojen poikasselvitys Siikakalojen esiintymisen kartoittamiseksi tehtiin Tiirinselällä 8.5.2008 poikasnuottauksia. Pyydyksenä käytettiin poikasnuottaa, jonka perän leveys oli viisi metriä. Vetonarujen pituus oli 15 metriä. Pyyntipaikkoja oli seitsemän (kuva 3). Pyyntipaikat oli valittu siten, että ne ovat eri etäisyyksillä Jämsänjoen suualueelta. Lähin paikka Kalmoniemi sijaitsi lähellä Kaipolan tehdasta ja Jämsänjoen suualuetta. Eteläisimmät ja etäisimmät paikat sijaitsivat Säkkiniemessä noin 3,9 km päässä ja Kaupinniemessä 3,1 km päässä Kalmoniemestä. Saaliiksi saadut siikakalojen poikaset säilöttiin alkoholiin ja poikasten lajintunnistus tehtiin ympäristöntutkimuskeskuksen biologisessa laboratoriossa mikroskoopilla. 12
3.3.3. Kalastuskirjanpito Kalastuskirjanpidon ja kirjanpitotietojen perusteella laskettujen yksikkösaalistietojen avulla seurataan Keski-Päijänteen kalakantojen tilaa ja niissä tapahtuvia muutoksia. Kalastuskirjanpitäjät merkitsevät muistiin kalastuskirjanpitolomakkeelle kalasaaliinsa lajeittain, pyydystyypin, jolla saalis on saatu ja pyyntiajan. Lisäksi kalastajat merkitsevät lomakkeeseen kalastuspaikan ja havaintonsa verkkojen limoittumisesta ja muista kalastukseen vaikuttavista tekijöistä. Kalastuskirjanpitotietoja kerätään kolmelta vesialueelta: Tiirinselältä, Lehtiselältä (Lehesselältä) ja Judinsalonselkä-Saviselän alue. Tiirinselän ja Lehtiselän välinen kalastuskirjanpitoalueen raja kulkee Kirvessalmen ja Särkiniemen tasolla. Lehti Kullakin vesi alueella tulee olla viisi (5) kalastuskirjanpitäjää. Lehtiselän ja Judinsalonselkä-Saviselkä alueen raja kulkee Kaijasalon ja Mustasalon välisessä salmessa. Alue ulottuu pohjoisessa Taivassalon eteläosaan ja etelässä Pyhäpään ja Vehkasalon tasolle. Kuva 3. Siianpoikasten nuottauspaikat (paikat merkitty karttaan neliöllä). 13
Kalastuskirjanpitotietojen perusteella laskettiin kalastuksen kohteena olevien kalalajien yksikkösaaliit eri kuukausina ja koko vuoden yksikkösaalis. Lisäksi laskettiin pyydysvuorokausien määrä kuukausittain. Kalastuskirjanpito- ja yksikkösaalistietojen perusteella arvioitiin kalakannoissa tapahtuneet muutokset, kalaistutusten vaikutukset ja jätevesipäästöjen vaikutukset kalakantoihin. 3.3.4. Kalastustiedustelu Kalastustiedustelun avulla selvitetään tiedustelualueella kalastaneiden ruoka- tai asuinkuntien määrä, kalasaalis lajeittain, käytettyjen pyydysten määrä ja pyyntiponnistus. Lisäksi tiedustelun avulla kerätään kalastaneiden ruoka- tai asuinkuntien mielipiteet tiedustelualueen veden laadun ja kalakantojen kehityksestä. Tiedustelu lähetetään Jämsän kaupungissa asuville asuinkunnille ja Jämsän kaupungin alueella vapaa-ajanasunnon omistaville asuinkunnille. Tiedustelua varten asuinkuntien nimi- ja osoitetiedot hankitaan väestörekisterikeskuksesta. Tiedustelu lähetetään joka kymmenelle (1:10) asuinkunnalle tai vapaa-ajanasunnon omistavalle asuinkunnalle. Laitospaikoilla asuvat asuinkunnat jätetään tiedustelun ulkopuolelle. Tiedustelu koski Tiirinselkää ja Lehtiselkää sekä Jämsänjokea. Kalastustiedustelu tehtiin vuonna 2009 siten, että tiedustelu lähetettiin asuinkunnille vuoden 2009 alussa. Tiedustelun kysymykset koskevat vuotta 2008. Tiedusteluja lähettiin yhteensä 1102 kappaletta. Väärän osoitteen tai muun vastaavan syyn vuoksi posti palautti kahdeksan tiedustelukirjettä., joten tiedustelun sai 1094 asuinkuntaa. Asuinkunnille, jotka eivät kahden viikon kuluessa olleet palauttaneet kyselyä, lähetettiin muistutuskirje. Asuinkunnista tiedustelun palautti 469 asuinkuntaa. Palautusprosentti oli 42,9 %. Tiedustelua varten ei saatu kalastusalueelta käyttökelpoisia Jämsänjoen kalastuslupia ostaneiden henkilöiden nimi- ja osoitetietoja Jämsänjokilaakson kalastusalueelta. 14
4. Vuoden 2008 sääolot ja virtaamat 4.1 Sääolot Säätietoina on käytetty Jyväskylän lentoaseman sääaseman mittaustietoja (kuva 4). Tammikuun alussa koko maassa oli pakkasta, mutta loppupuoli oli hyvin leuto. Kuukausi oli keskimääräistä lämpimämpi ja sateisempi. Sekä pinta- että pohjaveden pinnat olivat selvästi keskiarvoa ylempänä Lappia lukuun ottamatta. Kuukauden päättyessä järvien jäät olivat maan etelä- ja keskiosassa huomattavasti tavallista ohuempia, ja osa etelän suurien järvien selistä oli vielä avoinna. Helmikuu oli selvästi keskimääräistä leudompi. Lappia lukuun ottamatta satoi tavallista enemmän. Maan etelä- ja keskiosassa lunta oli tavanomaista vähemmän, pohjoisessa paikoin keskiarvoa runsaammin. Vesistöjen sekä pohjaveden pinnat olivat helmikuun ajan lähes koko maassa huomattavasti ajankohdan keskiarvoa ylempänä. Kuukauden päättyessä järvien jääpeite oli ajankohtaan nähden hyvin heikko maan etelä- ja keskiosassa. Maaliskuu oli keskilämpötilaltaan monin paikoin tavanomainen. Suuressa osassa maata satoi keskimääräistä enemmän. Pinta- ja pohjavesivarastot olivat lähes koko maassa selvästi tavanomaista suuremmat. Jääpeite oli selvästi tavanomaista ohuempi maan etelä- ja keskiosassa. Talven suurimmat jäänpaksuudet jäivät paikoin ennätyksellisen pieniksi. Huhtikuu oli maan etelä- ja keskiosassa tavallista lämpimämpi. Kuukauden alkupuoliskolla satoi monin paikoin koko huhtikuun keskiarvoa enemmän. Järvien pinnat olivat kaikkialla selvästi tavanomaista ylempänä, paikoin ajankohtaan nähden poikkeuksellisen korkealla. Järvien jäät lähtivät etelästä keskimääräistä aiemmin. Kesäkuu oli hieman keskimääräistä viileämpi. Suuressa osassa maata satoi tavallista enemmän. Maan itä- ja keskiosan suurten järvien pinnat olivat kesäkuussa keskiarvoja ylempänä. Järvivedet olivat hieman tavanomaista viileämpiä. Heinäkuu oli suuressa osassa maata hieman tavallista koleampi. Kuukauden aikana satoi runsaasti Pohjanmaalla, Koillismaalla sekä paikoin maan keskiosassa. Maan etelä- ja keskiosan suurten järvien pinnat alenivat heinäkuussa. Keski-Suomen sateisilla alueilla pienten järvien vedenkorkeudet puolestaan nousivat. Kuukauden päättyessä suurimmassa osassa Suomea vedenpinnat olivat ta- 15
vallista korkeammalla. Järvien pintaveden lämpötilat pysyttelivät lähes koko heinäkuun ajan keskiarvon alapuolella. Elokuu oli tavallista viileämpi ja monin paikoin sateisempi. Erityisen paljon vettä tuli Kokemäenjoen vesistöalueella. Järvien pinnat nousivat kuukauden aikana suuressa osassa maata sateiden ja vähäisen haihdunnan myötä. Vedenkorkeudet olivat kuukauden päättyessä lähes koko maassa ajankohdan keskiarvoa ylempänä. Viileän ja sateisen elokuun aikana haihtui huomattavan vähän. Pintaveden lämpötilat pysyivät lähes koko elokuun, kuten koko kesän ajan keskiarvojen alapuolella. Syyskuu oli hieman tavallista viileämpi ja miltei koko maassa keskimääräistä vähäsateisempi. Sateisen kesän jäljiltä monin paikoin ajankohtaan nähden korkealla olleet järvien vedenpinnat kääntyivät monin paikoin laskuun syyskuun niukkojen sateiden myötä. Useimmissa vesistöissä vedenkorkeudet olivat kuitenkin edelleen tavanomaista ylempänä pintojen alenemisesta huolimatta. Suurista järvistä erityisesti Saimaan ja Päijänteen pinnat olivat yhä korkealla. Pohjaveden pinnat olivat suurimmassa osassa maata keskimääräistä ylempänä. Pintaveden lämpötilat olivat lähes koko syyskuun keskiarvoa alempia ja vesistöistä haihtui tavallista vähemmän. Lokakuu oli tavallista lämpimämpi ja tuulisempi. Lisäksi kaikkialla satoi runsaasti. Kuukauden keskilämpötilat pysyttelivät koko maassa plussan puolella ja olivat pari astetta keskimääräisiä lämpimämpiä. Talven tulo oli myöhässä keskimääräiseen verrattuna. Marraskuu oli keskimääräistä leudompi ja sateisempi. Kuukauden loppupuolella lunta pyrytti koko maahan, mutta viimeisellä viikolla lauha sää sulatti lunta etenkin rannikolla. Järvien vedenpinnat nousivat maan etelä- ja keskiosassa sateiden myötä. Maan etelä- ja keskiosassa järvien pinnat olivat paikoin poikkeuksellisen ylhäällä ja päävesistöjen virtaamat suuria. Joulukuu oli selvästi tavallista leudompi koko maassa. Joulukuun sadanta oli suuressa osassa maata keskimääräisen tuntumassa. Joulukuun alkupuoliskolla lunta oli paksulti vain maan pohjoisosassa. Joulukuun lopussa lumen vesiarvo oli keskimääräinen tai sitä suurempi maan pohjoisosassa, mutta etelässä lunta oli tavallista vähemmän. Vesistöjen pinnat olivat keskimääräistä ylempänä kuukauden päättyessä. Myös jokien virtaamat olivat joulukuussa huomattavasti tavallista suurempia. Järvijäät olivat tavallista ohuempia. 16
Kuukauden keskilämpötila ( C) vuonna 2008 Jyväskylän lentoasemalla Kk 2008 1971-2000 I -3.1-8.5 II -2.8-8.7 III -3.5-4.0 IV 3.7 1.4 V 8.7 8.7 VI 12.7 14.0 VII 15.0 16.0 VIII 12.5 13.7 IX 7.4 8.2 X 5.7 3.2 XI 0.2-2.2 XII -1.5-6.4 x 4.6 3.0 C 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0-5.0-10.0 Kuukauden keskilämpötila 2008 1971-2000 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Sademäärä (mm) kuukausittain vuonna 2008 Jyväskylän lentoasemalla Kk 2008 1971-2000 I 46 43 II 42 31 III 32 37 IV 43 37 V 13 38 VI 136 59 VII 92 79 VIII 134 88 IX 25 63 X 129 60 XI 72 57 XII 43 47 Yht. 807 639 mm Sademäärä 2008 160 140 1971-2000 120 100 80 60 40 20 0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Kokonaissäteily (MJ/m 2 ) kasvukaudella 2008 Jyväskylän lentoasemalla Kk 2008 1971-2000 V 617 552 VI 496 578 VII 563 559 VIII 331 406 IX 229 223 Yht. 2236 2318 MJ/m2 700 600 500 400 300 200 100 0 Kokonaissäteily 2008 1971-2000 V VI VII VIII IX Mitattu haihdunta veden pinnasta (Jyväskylän lentoasema) sekä haihdunta luonnossa vuonna 2008 ja vuosina 1961-1990. Haihdunta luonnossa on arvioitu käyttäen korjaukseen Kuusiston (1975) Säkylän Pyhäjärvelle laskemia kertoimia. Kk Mitattu Luonnossa mm/kk mm/kk 2008 1971-2000 2008 1971-2000 V 124 115 29 26 VI 105 142 70 95 VII 123 136 102 113 VIII 66 89 70 94 IX 31 38 50 62 Yht. 449 520 321 390 mm/kk Haihdunta luonnossa 2008 160 140 1971-2000 120 100 80 60 40 20 0 V VI VII VIII IX Kuva 4. Säätila vuonna 2008 Jyväskylän lentoasemalla (Ilmatieteen laitos, ilmastokatsaukset 2008). 17
4.2 Virtaamat Virtaamat on esitetty vuodenajoittain siten, että talvi käsittää tammi-, helmi- ja maaliskuun, kevät huhti- ja toukokuun, kesä kesä-, heinä- ja elokuun ja syksy on ajanjakso syyskuusta joulukuun loppuun. Lähivaluma-alueiden virtaamia laskettaessa käytettiin Päijänteellä Muuratjärven vesistöalueen (14.28) kausivalumia, jotka olivat vuonna 2008 seuraavat: Talvi 12,8 l s -1 km -2 Kevät 21,4 l s -1 km -2 Kesä 12,9 l s -1 km -2 Syksy 21,9 l s -1 km -2 Vuosi 17,3 l s -1 km -2 Jämsänjoen alkuvuoden virtaamat olivat pitkän ajan keskiarvoa selvästi suurempia runsaiden sateiden ansiosta (taulukko 5). Kevättulva jäi huomattavasti tavallista vähäisemmäksi, ja kesä- ja heinäkuun virtaamat olivat selvästi normaalia pienempiä. Loppuvuoden virtaama vaihteli siten, että elokuun ja joulukuun virtaama oli keskimääräistä suurempi, muulloin lähellä normaaliarvoja. Taulukko 5. Jämsänjoen (Patalankoski, F = 1365 km 2, L = 7,7 %) kuukausikeskivirtaamat vuonna 2008 ja vuosina 1991 2000 sekä Muuratjoen (F = 421 km 2, L = 17,6 %) kuukausikeskivirtaamat ja -valumat vuonna 2008. Kuukausi Jämsänjoki Muuratjoki m 3 s -1 m 3 s -1 m 3 s -1 l s -1 km -2 2008 1991 2000 2008 2008 I 20,4 8,20 5,49 14,6 II 16,8 6,80 5,04 13,5 III 11,6 6,50 3,88 10,4 IV 39,5 16,1 7,95 21,2 V 21,0 46,0 8,10 21,6 VI 9,27 15,9 4,38 11,7 VII 16,5 7,20 4,32 11,5 VIII 26,4 7,20 5,76 15,4 IX 23,1 8,80 6,75 18,0 X 14,0 11,4 5,19 13,8 XI 45,4 15,3 9,92 26,5 XII 35,4 13,1 11,0 29,3 Keskiarvo 20,4 8,20 5,49 14,6 Keski-Päijänteelle pohjoisesta tuleva virtaama laskettiin Kärkistensalmen virtaamien perusteella ottaen huomioon sadannan ja haihdunnan vaikutukset sekä lähivaluma-alueelta virtaavat vedet. Päijänteen virtaamien (taulukko 6) laskennassa on käytetty Kaj Granbergin laatimaa virtaamamallia. 18
Taulukko 6. Keski-Päijänteen virtaamat (m 3 s-1) vuonna 2008 ja 2007. Talvi Kevät Kesä Syksy 2008 2007 Vanhanselkä Kärkinen 202,2 268,0 228,2 269,3 242,0 164 Lähivaluma-alue 7,4 12,3 7,4 12,6 9,9 5,4 Sade+haihdunta 0,0 5,4 1,7 3,2 2,4 1,4 Vanhanselän eteläosa 209,6 285,7 237,2 285,0 254,3 171 Lehtiselkä Vanhanselältä 54,5 74,3 61,7 74,1 66,1 44,4 Jämsänjoki 16,3 30,3 17,4 29,4 23,3 11,8 Lähivaluma-alue 7,2 12,1 7,3 12,4 9,8 5,4 Sade+haihdunta 0,0 1,4 0,4 0,8 0,61 0,4 Judinsalonselälle 78,0 118,0 86,7 116,7 99,8 61,9 Judinsalonselkä Lehtiselältä 78,0 118,0 86,7 116,7 99,8 61,9 Vanhanselältä 155,1 211,4 175,5 210,9 188,2 126 Lähivaluma-alue 4,3 7,2 4,3 7,3 5,8 3,2 Sade+haihdunta 0,0 4,6 1,4 2,6 2,0 1,2 Summa 237 341 268 338 296 193 19
5. Kuormitustiedot Jämsän ja Jämsänkosken kaupunkien ja Kaipolan taajaman yhteispuhdistamon sekä UPM:n Jämsänkosken ja Kaipolan tehtaiden vesistökuormitus oli vuonna 2008 seuraava: Kuormitus Jämsän ja Jämsänkosken yhteispuhdistamo Jämsänkosken tehdas Kaipolan tehdas I jakso II jakso III jakso IV jakso 2008 2008 2008 Jätevesimäärä m 3 d -1 5605 6813 6147 7873 6612 28260 26377 Kiintoaine kg d -1 43,8 141 61,1 112 89,4 1150 350 COD kg d -1 205 307 253 302 267 5020 5300 BOD kg d -1 39,3 62,2 39,0 66,9 51,8 150 130 Kok-P kg d -1 1,30 1,93 1,58 2,44 1,80 8.3 7.61 Kok-N kg d -1 147 130 148 123 137 131 93.5 Ravinnekuormien ositusta esittäviin kuviin (kuva 5) on otettu myös kevään ravinnekuormat, koska kevättulvan aikana erityisesti hajakuorma on yleensä jätevesikuormiin verrattuna suuri. Vuonna 2008 hajakuorman osuus ei ollut keväällä kohonnut muihin vuodenaikoihin verrattuna, mikä johtunee leudosta ja sateisesta talvesta (liite 1.1). Vuonna 2008 jätevesien yhteinen osuus oli 11 % fosforikuormasta ja 7 % typpikuormasta. Hajakuormitus (Jämsänjoki, lähivaluma-alue) on nykyisin varsin merkittävä Keski-Päijänteen kuormituksessa (kuva 6, liite 1.2). Jämsänjoen yläpuolisesta vesistöstä Kankarisvedeltä tuleva kuorma muodosti keskimäärin 24 % tarkkailualueen fosforikuormasta ja 23 % typpikuormasta. Jämsänjoen yläpuolelta sekä Jämsänjoen ja Tiirin-Lehtiselän lähivaluma-alueelta tuleva fosforikuorma oli yhteensä 50 % ja typpikuorma 39 % kokonaiskuormasta. Hajakuormassa on mukana myös luonnonkuorma. 20
Kuva 5. Tiirin-Lehtiselän fosforikuorman ja typpikuorman ositus vuonna 2008. kg P/d 200 180 160 140 Vanhanselkä Jämsänj.yp. Lähiva.+sade UPM-Jäms. Yht.puhd. UPM-Kaip. 120 100 80 60 40 20 0 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Kuva 6. Keski-Päijänteen fosforikuorman kehitys vuosina 1989 2008. Lähivaluma-alueen kuorma sisältää sekä Jämsänjoen alaosan hajakuorman että Tiirin-Lehtiselän lähivaluma-alueen hajakuorman. 21
6. Tulokset ja tulosten tarkastelu 6.1. Veden laatu 6.1.1. Kankarisvesi ja Jämsänjoki Kankarisvesi on ruskeavetinen, humuspitoinen ja ph-arvo on keskimäärin hieman yli 6. Fosforipitoisuus on rehevähkön veden luokkaa, ja pitoisuudet ovat avovesikaudella yleensä korkeimpia päällysvedessä. Lopputalvella 2008 Kankarisveden happitilanne oli melko hyvä, ja selvää hapenvajausta oli vain alimmassa vesikerroksessa. Loppukesällä alusvedessä oli voimakasta hapenvajausta 10 metristä lähtien, ja pohjanläheisen vesikerroksen pitoisuus oli 1,8 mg O 2 l -1. Jämsänjoen ja Tiirinselän veden laatu riippuu oleellisesti Kankarisvedeltä tulevan veden laadusta, ja on siten luonteeltaan humuspitoista ja melko ravinteikasta. Jätevesien vaikutus näkyy ravinnepitoisuuksien ja sähkönjohtavuuden nousuna. Myös lähivaluma-alueen hajakuorma, joka on peräisin lähinnä maa- ja metsätaloudesta, vaikuttaa vesialueen veden laatuun nostaen ravinnepitoisuuksia. Jämsänjoen asemilla happitilanne oli hyvä koko tutkimusvuoden ajan (kuva 7). Asemalla 4300 veden laatu vastaa Kankarisveden veden laatua. Jämsänkosken tehtaan alapuolella (asema 4400) fosforipitoisuus kasvoi jätevesien vaikutuksesta. Keskimääräinen pitoisuuden nousu oli 5 μg l -1 eli huomattavasti pienempi kuin kahtena edellisenä vuonna. Aseman 4500 (puhdistamon alapuoli) keskimääräinen fosforipitoisuus oli keskimäärin 9 μg l -1 suurempi kuin tehtaan alapuolella. Typpipitoisuus kasvoi tehtaan alapuolella keskimäärin 50 μg l -1 ja puhdistamon alapuolella 150 μg l -1. Jätevesien vaikutus näkyi myös johtavuuden arvoissa: johtavuus kohosi asemien 4300 ja 4400 välillä keskimäärin 3,3 ms m -1 :stä 6,5 ms m -1 :iin. Puhdistamon alapuolella sähkönjohtavuus oli hieman suurempi kuin tehtaan alapuolella (6,8 ms m -1 ) (kuva 7). Sameuden ja kiintoaineen arvot kohosivat havaintoasemien välillä (liite 2.1). 6.1.2. Keski-Päijänne Keski-Päijänteen lopputalven happitilanne oli Kankarisveden tapaan poikkeuksellisen hyvä. Loppukesällä Tiirinselän asemalla 654 oli tavanomaiseen tapaan alusvedessä selvää hapen vajausta. Tiirinselän asemalla 657 happipitoisuus oli melko hyvä, vaikka elokuussa alusvedessä oli lievää hapen vajausta. Lehtiselällä (675), Souselällä (72) ja Judinsalonselällä happitilanne oli hyvä (kuva 8). 22
Fosforipitoisuuksien perusteella Tiirinselkä on rehevä, Lehtiselän keskimääräinen fosforipitoisuus on lähellä karun vesistön arvoja, ja Souselkä ja Judinsalonselkä ovat fosforipitoisuuksien perusteella karuja. mg/l 14 12 10 8 6 4 2 0 Happi Jämsänjoki 4300 Jämsänjoki 4400 Jämsänjoki 4500 ms/m 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Johtavuus 18.03. 14.04. 20.05. 16.06. 21.07. 26.08. 16.09. 28.10. 18.03. 14.04. 20.05. 16.06. 21.07. 26.08. 16.09. 28.10. µg/l 50 Kok-P µg/l 1250 1000 Kok-N 40 30 20 750 500 10 250 0 0 18.03. 14.04. 20.05. 16.06. 21.07. 26.08. 16.09. 28.10. 18.03. 14.04. 20.05. 16.06. 21.07. 26.08. 16.09. 28.10. Kuva 7. Happipitoisuus, sähkönjohtavuus sekä kokonaisfosfori- ja kokonaistyppipitoisuus Jämsänjoen havaintoasemilla vuonna 2008. Lopputalvella Tiirinselän päällysveteen (0-5 m) virtasi Päijänteen puhtaampaa vettä, ja Jämsänjoen ravinteikas vesi kulkeutui väli- ja alusvedessä Lehtiselälle (kuva 9, liite 2.1 ja 2.2). Avovesikaudella vesi oli sekoittuneempaa, ja päällysveden fosforipitoisuudet olivat yleensä alusveden pitoisuuksia korkeampia. 23
O 2 mg/l 14,0 Maaliskuu O 2 mg/l 10,0 Elokuu 12,0 10,0 8,0 8,0 6,0 6,0 4,0 2,0 Päällysvesi Välivesi Alusvesi 4,0 2,0 0,0 KAN45 654 657 675 76 b 0,0 KAN45 654 657 675 76 b Kuva 8. Maaliskuun ja elokuun happipitoisuus Keski-Päijänteen selillä vuonna 2008. Johtav. ms/m 20 15 Maaliskuu Päällysvesi Välivesi Alusvesi Johtav. ms/m 20 15 Elokuu 10 10 5 5 0 KAN45 654 657 675 76 b 0 KAN45 654 657 675 76 b Kok-P µg/l Maaliskuu Kok-P µg/l Elokuu 30 30 25 25 20 20 15 15 10 10 5 5 0 KAN45 654 657 675 76 b 0 KAN45 654 657 675 76 b Kuva 9. Maaliskuun ja elokuun sähkönjohtavuuden arvot ja fosforipitoisuudet Keski-Päijänteen selillä vuonna 2008. 6.1.3. Veden laadun kehitys Tiirinselän happitilanne parantui selvästi 1990-luvun alussa, ja alusveden keskimääräinen happipitoisuus kasvoi edelleen molemmilla Tiirinselän havaintoasemilla 1990-luvun loppupuolella. Myös Lehtiselän (675) happitilanne parantui jonkin verran 1990-luvun alkuun tultaessa (kuva 10). Tiirinselän happitilanne heikentyi hieman 2000-luvun alkupuoliskolla, mutta on palautunut ennalleen viime vuosien aikana. 24
Erityisesti Tiirinselän, mutta myös Lehtiselän fosforipitoisuudet alentuivat huomattavasti 1970- ja 1980-luvuilla (kuva 11). Aleneva suunta jatkui edelleen 1990-luvulla, mutta 2000-luvulla pitoisuudet ovat tasaantuneet vuosikymmenen vaihteessa vallinneelle tasolle. Myös Sou- ja Judinsalonselän pitoisuudet ovat laskeneet selvästi ja ovat nykyisin alle 10 μg l -1 :n. Orgaanisen aineen määrä (COD) pieneni samoin voimakkaasti Tiirin- ja Lehtiselällä ja loivemmin Sou- ja Judinsalonselällä 1980-kuvulla. Orgaaninen kuorma on nykyisin pääosin peräisin Jämsänjoen ja Tiirin-Lehtiselän valuma-alueelta, ja vaihtelee sateisuudesta riippuvan valuman mukaan. Vuosina 2007 2008 COD- ja väriarvot olivat edellisvuosia suurempia, mikä johtuu suurta valumista. Ravinteet puolestaan ovat suureksi osaksi maatalouden hajakuormaa. Tiirinselän yleinen rehevöityneisyys viittaa myös suureen sisäiseen ravinnekuormitukseen. O 2 mg/l 12 10 8 6 4 2 0 Kankarisvesi 654 657 675 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 Kuva 10. Kankarisveden, Tiirinselän (654 ja 657) ja Lehtiselän (675) alusveden happitilanteen kehitys vuosina 1990 2008. 6.2. Vesistön tuottavuus ja sen kehitys 6.2.1. Vesistön tuottavuus Klorofyllianalyysin avulla tarkasteltiin Keski-Päijänteen vesialueiden tuottavuuden tasoa. Vuoden 2008 tulosten perusteella Tiirinselkää (keskimääräinen pitoisuus 11 μg l -1 ) voidaan pitää rehevänä ja Lehtiselkää (ka. 4,5 μg l -1 ) lievästi rehevänä. Klorofyllipitoisuudet olivat Tiirinselällä jonkin verran pienempiä, mutta Lehtiselällä samaa tasoa kuin edellisenä vuonna. Keski-Suomen ympäristökeskuksen Judinsalonselältä (vain yksi näyte) analysoima klorofyllipitoisuus oli pieni (3,5 μg l -1 ) ja ilmensi karua vesialuetta (kuva 12, liite 3). Kankarisveden a-klorofyllipitoisuus ilmensi rehevyyttä (ka. 13 μg l -1 ). 25
µg/l 70 Kokonaisfosfori 60 50 40 30 20 10 0 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 657 675 72 76b Pt mg/l 120 Väri 100 80 60 40 20 0 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 657 675 72 76b mg O 2 /l 25 COD 20 15 10 5 0 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 657 675 72 76b Kuva 11. Veden laadun kehitys Keski-Päijänteen selillä vuosina 1978-2008 (vesimassan tilavuuspainotettu keskiarvo). 657 = Tiirinselkä, 675 = Lehtiselkä, 72 = Souselkä ja 76b = Judinsalonselkä. 26
µg/l 20 Kankarisvesi 657 675 15 10 5 0 20.05. 16.06. 30.06. 21.07. 26.08. 16.09. Kuva 12. Klorofyllipitoisuudet Kankarisvedellä sekä Keski-Päijänteen (657 = Tiirinselkä ja 675 =Lehtiselkä) selillä kasvukaudella 2008. Kasviplanktonbiomassan perusteella Tiirinselkä oli melko rehevä. Keskimääräinen biomassa (950 mg m-3) oli selvästi pienempi kuin edellisenä vuonna (1600 mg m -3 ). Lehtiselällä kasviplanktonin biomassa (650 mg m -3 ) oli lähes samansuuruinen kuin vuonna 2007 (700 mg m -3 ) ja jonkin verran pienempi kuin Tiirinselällä. Lehtiselänkin kasviplanktonin määrä ja koostumus ilmentävät silti vähintään lievää rehevyyttä. Lehtiselälle virtaa Tiirinselältä keväällä ja alkukesällä ravinteikasta vettä, joka saa aikaan voimakkaan leväkasvun jo alkukesällä. Kankarisveden biomassa (910 mg m- 3) oli lähes edellisvuoden tasolla ja suunnilleen samansuuruinen kuin Tiirinselällä. Kasviplanktonin biomassa oli Tiirinselällä suurimmillaan toukokuussa ja uudelleen heinäkuussa, 1250 mg m-3 tienoilla. Vallitsevia leväryhmiä olivat keväällä kultalevät ja nielulevät, ja kesäkuun loppupuolella runsastuivat piilevät (kuva 13, liite 4). Heinäkuussa noin kolmannes biomassasta oli limalevää (Gonyostomum semen), ja se oli melko runsas vielä elokuussakin. Loppukesällä ja syksyllä levästössä vallitsivat piilevät. Sinileviä oli varsin vähän koko kasvukauden aikana. 27