Luontainen rehevyys Pohjois-Savossa



Samankaltaiset tiedostot
Iisalmen alueen luontaisen rehevyyden mallintaminen kohdennetulla piileväsiirtofunktiolla. Tammelin, M. & Kauppila, T. Mallinnusseminaari 1.4.

LUONNONHUUHTOUMA Tietoa luonnonhuuhtoumasta tarvitaan ihmisen aiheuttaman kuormituksen arvioimiseksi Erityisesti metsätalous

Iisalmen reitin fosforikuormitusmalli

Olli-Matti Kärnä: UPI-projektin alustavia tuloksia kesä 2013 Sisällys

TUULOKSEN PANNUJÄRVEN TILAN KEHITYS SEDIMENTIN PIILEVÄANA-

Vesistöjen nykytila Iisalmen reitillä Iisalmen reitti -seminaari , Iisalmi

Liite 1. Saimaa. Immalanjärvi. Vuoksi. Mellonlahti. Joutseno. Venäjä

PERTUNMAAN JA HEINOLAN JÄRVITUTKIMUKSET VUONNA 2007

URAJÄRVEN LLR-KUORMITUSVAIKUTUSMALLINNUS

Pohjasedimenttitutkimuksen tuloksia Enäjärvellä

KaiHali & DROMINÄ hankkeiden loppuseminaari

Kiintoainemenetelmien käyttö turvemaiden alapuolella. Hannu Marttila

LIITE 9. Selvitykset Ruonanjoen vedenlaadusta. Kartta vedenlaadun seurantapisteistä. Koosteet seurantatuloksista

Kuva Kuerjoen (FS40, Kuerjoki1) ja Kivivuopionojan (FS42, FS41) tarkkailupisteet.

Heinijärven vedenlaatuselvitys 2014

Jatkuvatoiminen ravinnekuormituksen seurantaverkosto Kirmanjärven valumaalueella

VATJUSJÄRVIEN TILAN PARANTAMISEN SUUNNITTELU. Kyläilta Vatjusjärven koululla klo 18.30

Mallit ja mittaukset vesienhoidon ohjauskeinona

Ähtärinjärven tila ja kuormitus

VEMALA paineiden arvioinnissa. Markus Huttunen, SYKE

Metsätalouden vaikutukset Kitkaja Posionjärvien tilaan

Tiina Tulonen Lammin biologinen asema Helsingin yliopisto

KaliVesi hankkeen keskustelutilaisuus. KE klo 18 alkaen

Vesijärven ulkoinen ravinnekuormitus lasku-uomien vedenlaadun seurannan perusteella arvioituna

Vesistövaikutukset eri puhdistamo- ja purkupaikkavaihtoehdoilla

Nurmesjärven tila, kunnostus ja hoito

Kyyveden tila ESAELY:n keräämän tiedon pohjalta

Maatalouden ravinnehuuhtoumien mallintamisen luotettavuus

Alajärven ja Takajärven vedenlaatu

Ekologiset vaikutukset ja ennusteet Tiedon lähteitä ja työkaluja

Valuma-alueen merkitys vesiensuojelussa

Kontroll över surheten i Perho ås nedre del (PAHAprojektet) Juhani Hannila & Mats Willner PAHA-loppuseminaari Kokkola

PINTAVESIMUODOSTUMIEN RAJAUS, TYYPITTELYTILANNE JA LUOKITTELUN AIKATAULU

PURUVEDEN RISTILAHDEN ALUSTAVA FOSFORIMALLITARKASTELU

Cemagref 1982 ). IPS-indeksi kertoo erityisesti vesistön orgaanisesta kuormituksesta ja rehevyystasosta.

Ravinteiden reitti pellolta vesistöön - tuloksia peltovaltaisten valuma-alueiden automaattimittauksista

Heikki Setälä ja URCA-konsortio

TIIRAN UIMARANTAPROFIILI Nurmijärven kunta

VEDENLAADUN SEURANTA JA RAVINNEVALUMIEN EHKÄISY

Vesistöjen kunnostus keinot, tulokset ja rahoitus. Järven rehevyyteen vaikuttavat asiat. Luontainen tila. Rehev öityminen. Rehev öityminen menetelmät

Karjalohjan Puujärven Sedimenttitutkimus Loppuraportti

Ravinnekuormitus arviointi ja alustavat tulokset

Tilakohtaisten vesiensuojelutoimenpiteiden

Lapinlahden Savonjärvi

Varsinais-Suomen vesien tila: mitä vesistä mitataan ja mitä tulokset kertovat? Raisio Janne Suomela

Tampereen kaupunki Lahdesjärvi Lakalaivan osayleiskaavan hydrologinen selvitys: Lisäselvitys Luonnos

TALVIVAARA SOTKAMO OY. Laimennuslaskelmat

Hollolan pienjärvien tila ja seuranta. Vesiensuojelusuunnittelija Matti Kotakorpi, Lahden ympäristöpalvelut

Luoteis-Tammelan vesistöjen vedenlaatuselvitys v. 2011

Järven tilapäinen kuivattaminen kalaveden hoitokeinona Esimerkkinä Haapajärven tyhjennys

Heinijärven vedenlaatuselvitys 2016

Bioenergia ry TURVETUOTANTOALUEIDEN YLIVIRTAAMASELVITYS

Saarijärven reitin järvien sinileväkartoitus. Iso Suojärvi Pyhäjärvi Kyyjärvi

Hoitokalastusta Lohjanjärvellä

Kosteikkojen jatkuvatoiminen vedenlaadun seuranta, tuloksia kosteikkojen toimivuudesta Marjo Tarvainen, asiantuntija, FT Pyhäjärvi-instituutti

Helsingin Longinojan veden laatu ja veden laadun alueellinen vaihtelu

Hulevesien määrän ja laadun vaihtelu Lahden kaupungin keskusta- ja pientaloalueilla

Kitka-MuHa-projektin yleiskatsaus

Jouhenjoen valuma-alueen ja Kerimäen Kirkkorannan vesiensuojelun yleissuunnitelma

Orimattilan Vesi Oy:n Vääräkosken jätevedenpuhdistamon velvoitetarkkailu, tuloslausunto tammikuu 2016

Mallien hyödyntäminen vesienhoidossa ja hyötyjen arviointi

LLR-työ kalun öhje Vesinettiin (5/2013)

VEDEN LAADUN HAVAINNOT: Sääksjärvi syv va123 (vuodet ), Piilijoki suu (vuodet ), Kauv Kyttälä-Kauv mts (vuodet )

KERTARAPORTTI

Hämeenlinnan ja Janakkalan Valajärven tila. Heli Jutila ympäristötarkastaja

Rantamo-Seittelin kosteikon vedenlaadun seuranta

Kuva Rautuojan (FS27), Kylmäojan (FS03) ja Laurinojan (FS04) tarkkailupisteet.

Eri maankäyttömuotojen aiheuttaman vesistökuormituksen arviointi. Samuli Launiainen ja Leena Finér, Metsäntutkimuslaitos

Uimavesiprofiili Keravanjärvi (Mäntsälän kunta) uimaranta Mäntsälä

Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset maahan ja veteen

Joroisselän valuma-alueen kuormitustarkasteluja sekä vedenlaatu/kuormitusaineiston täydennysaineistoja v

Liite 3 Yhteisen suomalais-venäläisen rajavesistöjen käyttökomission 52. kokouksen pöytäkirjaan

Gallträsk-järven kunnostus imuruoppaamalla Projektiesittely Kaupunginvaltuusto Kaupunginvaltuusto Stadsfullmäktige

17VV VV Veden lämpötila 14,2 12,7 14,2 13,9 C Esikäsittely, suodatus (0,45 µm) ok ok ok ok L. ph 7,1 6,9 7,1 7,1 RA2000¹ L

Taustapitoisuusrekisteri TAPIR. Timo Tarvainen Geologian tutkimuskeskus

Kitkajärvien seuranta ja tilan arviointi

Käsitys metsäojituksen vesistökuormituksesta on muuttunut miksi ja miten paljon?

TUUSJÄRVEN LLR-KUORMITUSVAIKUTUSMALLINNUS

Kuinka vesipuitedirektiivi ja muu ympäristölainsäädäntö ohjaa metsätalouden vesiensuojelua

KERTARAPORTTI

Paimion Karhunojan vedenlaatututkimukset vuonna 2015

1980:31 TALVISESTA HAPEN KULUMISESTA. Ilppo Kettunen

Vesienhoito ja vesistöjen tila Lylyjoen valuma-alueella

Pasi Valkama Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry. Esityksen sisältö. Automaattinen veden laadun seuranta ja sen tuomat hyödyt

UIMAVESIPROFIILI - TAKAJÄRVEN UIMARANTA

JA MUITA MENETELMIÄ PILAANTUNEIDEN SEDIMENTTIEN KÄSITTELYYN. Päivi Seppänen, Golder Associates Oy

Vesistövaikutusten arviointi

Vesiensuojelu metsätaloudessa Biotalous tänään ja huomenna Saarijärvi Juha Jämsén Suomen metsäkeskus

Turvemaan ravinnevarat ja niiden riittävyys metsäojitusalueilla

Iskmosundenin luonnontaloudellinen esiselvitys ja kunnostussuunnitelma 2014 UPI

PUHDISTUSTULOKSIA RAITA PA2 PUHDISTAMOSTA LOKA-PUTS HANKKEEN SEURANNASSA

Katsaus Suomenlahden ja erityisesti Helsingin edustan merialueen tilaan

Hiidenveden kunnostus-hankkeen kuulumiset. Peltomaan rakenne ja ravinnekuormitus

Mikä on kationinvaihtokapasiteetti? Iina Haikarainen ProAgria Etelä-Savo Ravinnepiian Kevätinfo

Polvijärven Viinijoen vedenlaatuja kuormitustutkimus vuonna 2012

Vuoden 2016 aikana tehtyjen tutkimusten perusteella voidaan todeta seuraavaa:

Kosteikot leikkaavat ravinnekuormitusta ja elävöittävät maisemaa

Tammelan Jäni- ja Heinijärven vedenlaatuselvitys v. 2017

Poistokalastustarpeen arviointi Etelä-Savon alueella. Johdanto. Aineisto

Hoitokalastuksella vauhtia vesienhoitoon. Antton Keto, Ilkka Sammalkorpi ja Markus Huttunen Kannattava hoitokalastus? -seminaari 11.6.

Transkriptio:

Luontainen rehevyys Pohjois-Savossa Väitöskirjatutkimus Mira Tammelin MTT:n Halola-seminaari 20.8.2014 20.8.2014 1

Johdanto Ohjaus, yhteistyö & rahoitus Tavoite Tutkimusalue Tutkimusjärvien nykyinen vedenlaatu 20.8.2014 2

Yhteistyöprojektit Muut yhteistyötahot Ohjaus Ohjaus, yhteistyö & rahoitus Pääohjaaja Tommi Kauppila 2. ohjaaja Anne-Mari Ventelä Valvoja Timo Saarinen MAHA-hanke (Maankäytön vaikutus hajakuormitukseen) Fokus II-hanke (Sisävesien ravinnekuormitus) Kuormitusmallinnus 20.8.2014 3

Tavoite Fosforin luonnonhuuhtouman mallintaminen Pohjois- Savon luontaisesti rehevillä alueilla 20.8.2014 4

Fokus II -havaintopisteet Havaintopisteet Tutkimusalue Valuma-alue Sukevanjärvi Järvi Näläntöjärvi Osmanginjärvi Luupuvesi Sonkajärvi Saarisjärvi Niemisjärvi Hirvijärvi (Kiuruvesi) PienivesiKiuruvesi Kilpijärvi Harvanjärvi Tismiö YlemmäinenViitaanjärvi Porovesi Hernejärvi Suo-Valkeinen Nieminen Suuri-Juminen Pieni-Kirma Ala-Varpanen Kirmanjärvi Pieni-Juminen Nerkoonjärvi Sulkavanjärvi Korppinen Sälevä Hirvijärvi (Pielavesi) Varpanen (Varpaisjärvi) Valkeinen (Varpaisjärvi) Onkivesi Korpinen Kiukoinen Saari-PajunenMylly-Kiukoinen Iso-Panka Koutajärvi Pieni-Varpanen Pöljänjärvi Valkeinen (Maaninka) Haukijärvi Ahveninen Siilinjärvi Mäkijärvi Pieni-Tallusjärvi 51 näytepistettä Kangas-PetäinenPetäinen Kakkisenjärvi 0 5 10 20 30 40 Kilometers Iso Koijärvi 20.8.2014 5

Tutkimusjärvien nykyinen vedenlaatu Min Md Max Kokonaisfosfori (µgl -1 ) 7 38 122 Kokonaistyppi (µgl -1 ) 311 755 1 395 Sähkönjohtavuus (msm -1 ) 2.3 3.7 12 ph 6.1 6.7 7.4 Väri (mg Ptl -1 ) 24 118 323 Keskisyvyys (m) 1.0 3.2 8.7 Klorofylli-a (µgl -1 ) 3.8 26 108 Näkösyvyys (m) 0.6 1.1 3.6 Korkeus (mmy) 82 103 122 Pinta-ala (km 2 ) 0.1 2.4 114 Luontainen rehevyys Pohjois-Savossa/Mira Tammelin 20.8.2014 6

Menetelmät Tutkimusprosessi Siirtofunktio Luontaista tilaa edustavien näytteiden valinta Käänteinen kuormitusmallinnus Tilastollinen & GIS-analyysi 20.8.2014 7

Tutkimusprosessi 1. Piilevä-kokonaisfosforisiirtofunktio Alueelle kohdistettu paleoekologinen malli 2. Kokonaisfosforirekonstruktiot Luontaisen tilan näytteille (mallijärvet) Stratigrafisille näytesarjoille (Kirmanjärvi + 3 Fokus II -järveä) 3. Käänteinen kuormitusmallinnus Luontaisiin fosforipitoisuuksiin perustuen 4. Geologisten syiden etsiminen rehevyydelle Tilastollinen & GIS-analyysi 20.8.2014 8

Siirtofunktio Kun riittävän monen järven nykyinen vedenlaatu ja siinä viihtyvä piilevälajisto tunnetaan, voidaan niiden avulla mallintaa menneiden aikojen vedenlaatua Nykyaikainen vedenlaatu Mallin kalibrointidata Nykyaikainen piilevälajisto Siirtofunktio Rekonstruktiot Fossiilinen piilevälajisto 20.8.2014 9

Luontaista tilaa edustavien näytteiden valinta Magneettinen suskeptibiliteetti kasvaa magnetoituvien mineraalien määrän lisääntyessä (eroosion kasvu) Mallijärvistä näytteitä väh. 2/järvi syvyys vaihtelee 30 cm-155 cm välillä 20.8.2014 10

{ { { { Käänteinen kuormitusmallinnus Fosforin massatasapainoyhtälö Tavoitteena fosforin luonnonhuuhtouman (ulkoisen taustakuormituksen) selvittäminen ainetasemalleilla, kun järven luontainen fosforipitoisuus tunnetaan Perustuu fosforin massatasapainoyhtälöön Ulkoinen kuormitus (UK) + sisäinen kuormitus (SK) = lähtöainevirtaama (LV) + bruttosedimentaatio (BS) + kokonaisainemäärän muutosnopeus (dm/dt) UK SK UK kg a LV BS LV 1 R dm dt UK Oletetaan nollaksi LV ( BS SK) LV NS Nettosedimentaatio (NS) LV ( R UK) Retentiokerroin (R) LV kg a A Valuma alue keskivalun ta DI-TP 6-10 l/s/km 2, oletetaan pysyneen muuttumattomana Esityksen nimi / Tekijä 20.8.2014 11

Käänteinen kuormitusmallinnus Retentiokerroin Retentiokertoimen arviointi usealla eri menetelmällä 1. Suoraan WSFS-Vemalasta (SYKE, Huttunen et al. 2008) 2. Kirchner & Dillon (1975) 3. Chapra (1975) 4. Larsen & Mercier (1976) 5. Lappalainen (1977) -> Vesi-Ekon malli (J. Heikkilä, E. Saarijärvi) 6. Laskemalla kiintoaineksen kertymän ja nykyisen ulkoisen kuormituksen suhteena (J. Mäkinen) 7.??? (2) R 0.426e (3) (4) (5) 0.574e 0.271q s 0.574q s R v v q s 1 R 1 1 2 1 ( ) T ( ci 6) T R 0.9 a ( c 6) T I q s m hydraulinen pintakuorm a ( ) a m v näennäinen laskeutumisnopeus ( ) 10 16 a VJärvi T viipymä(a) keskivirtaama Luontainen rehevyys Iisalmen alueella/ Mira Tammelin keskivirtaama A Järvi keskivalunta A A Järvi Valuma alue HUOM! A Järvi & V Järvi muuttuneet järvenlaskujen seurauksena 20.8.2014 12

Käänteinen kuormitusmallinnus Vesi-Ekon fosforikuormitusmalli Iisalmen reitille 1. Arvioidaan nykyinen ulkoinen kuormitus Latvajärvien yläjuoksun purojen fosforipitoisuuksien ja virtaamien perusteella 2. Kalibroidaan malli järven nykytilan perusteella Määritetään järvikohtainen arvo puolivakiolle 3. Määritetään tulokuormitus, jolla saavutetaan mallinnettu luontainen pitoisuus HUOM! Ongelmana purohavaintojen riittämättömyys g C järvipitoisuus ( ) (1 R) CI l ( CI 6) T R retentiokerroin 0.9 a ( C 6) T C I g UK sekoituspitoisuus ( ) l keskivalunta A I Valuma alue T viipymä(a) a puolivakio 180 a Reunaehto :1.5 C T I 30 700 20.8.2014 13

Bqkg -1 Käänteinen kuormitusmallinnus Kiintoaineksen akkumulaationopeus Kiintoaineksen akkumulaationopeus ( g / m Sedimentin kuivamassa sedimentin fosforipitoisuus 10 PinnastaCs-piikin syvyyteen Näytteenotovuosi 1986 Fosforin akkumulaationopeus ( g / m 6 2 2 / a) 144 / a) Limnoksen pinta-ala suhteutettuna m 2 :iin kiintoaineksen akkumulaationopeus HUOM! R Fosforin akkumulaationopeus Nykyinen ulkoinen kuormitus Selvä piikki vain osassa järvistä ->Väärin arvioidut syvyydet virhelähteenä 1986 cm 20.8.2014 14

Tulokset & tulkinta piilevämallinnus Fokus II järvet Kirmanjärvi Luontainen vs. nykyinen fosforipitoisuus Piilevien yleinen lajistomuutos kohti nykyaikaa 20.8.2014 15

Fokus II Porovesi (I) Osa Iisalmen reittiä Näytesarja otettu Iisalmen kaupungin edustalta Hienoainesmoreeni, savikot ja harjuaines lähivaluma-alueen tyypillistä maaperää 20.8.2014 16

Fokus II Porovesi (II) Luontainen fosforipitoisuus noin 40-45 μg/l μg/l Intensiivinen ihmistoiminta % 20.8.2014 17

Fokus II Saarisjärvi (I) Iisalmen reitin latvajärvi Laskettu 0.6 m vuonna 1950 Hienoainesmoreeni ja turve lähivalumaalueen tyypillistä maaperää Luontainen rehevyys Iisalmen alueella/ Mira Tammelin 20.8.2014 18

μg/l 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Fokus II Saarisjärvi (II) Aulacoseira subarctica 20 40 Aulacoseira islandica 20 40 20 20 20 Planktonic Aulacoseira ambigua Aulacoseira lirata Aulacoseira lacustris Aulacoseira distans var. nivalis Tabellaria flocculosa Asterionella formosa Fragilaria construens f. venter Fragilaria pinnata Achnantes subatomoides Navicula aboensis Navicula submuralis Navicula vitiosa Eunotia zasumensis TP reconstructed % 20 Benthic 35 55 Magnetic susceptibility 0.01.02.03.04.0 Luontainen fosforipitoisuus noin 35-40 μg/l Shannon diversity 3.0 4.0 Small, benthic Fragilaria (%) 10 20 Planktonic species (%) 50 70 90 CD ratio Intensiivinen ihmistoiminta 20 30 20.8.2014 19

Fokus II Näläntöjärvi (I) Iisalmen reitin latvajärvi Laskettu 1.5 m vuonna 1898 Hienoainesmoreeni ja turve lähivaluma-alueen tyypillistä maaperää Luontainen rehevyys Iisalmen alueella/ Mira Tammelin 20.8.2014 20

μg/l 0 50 Fokus II Näläntöjärvi (II) Aulacoseira ambigua Aulacoseira islandica Aulacoseira subarctica Planktonic Aulacoseira granulata Aulacoseira lirata Cyclotella stelligera Cyclostephanos dubius Asterionella formosa Fragilaria brevistriata Fragilaria construens f. venter Fragilaria pinnata Fragilara construens f. construens Fragilaria construens f. binodis Fragilaria elliptica Fragilaria exigua Navicula submuralis TP reconstructed (ug/l) Benthic Luontainen fosforipitoisuus noin 60 μg/l TP reconstructed - FRAconEx excluded ug/l) Magnetic susceptibility Shannon diversity Small, benthic Fragilaria (%) Planktonic species (%) CD ratio Intensiivinen ihmistoiminta 100 150 200 250 300 350 20 40 20 40 60 20 40 60 20 20 20 20 % 60 100 40 60 80 10 20 30 2.0 3.0 4.0 20 40 60 60 100 10 20 20.8.2014 21

Kirmanjärvi (I) Virtaa Iisalmen reitille Nerkoonjärven kautta Mallinäyte Pieni-Kirmasta Stratigrafiset rekonstruktiot Kirmanjärvelle Savikot, muu hienoaines, hiekka- ja hienoainesmoreeni sekä harjuaines lähivaluma-alueen tyypillistä maaperää 20.8.2014 22

Kirmanjärvi (II) Viitasalo 2007 aineisto Kauppila et al. 2012 ikä-syvyysmalli μg/l Luontainen fosforipitoisuus noin 45-50 μg/l TP-havainnot (vuosittainen keskiarvo) Rekonstruoitu TP (paikallinen malli) Rekonstruoitu TP (Kauppila et al. 2002) Vuosi 20.8.2014 23

μg/l 140 120 100 80 60 40 20 0 Luontainen vs. nykyinen fosforipitoisuus Keskiarvo TP-havainnoista (Hertta) Keskiarvo TP-rekonstruktioista (luontainen) Aiempi arvio luontaisesti rehevän suomalaisen järven fosforin taustapitoisuudesta 20.8.2014 24

Piilevien yleinen lajistomuutos kohti nykyaikaa Karumpien vesien planktisten indikaattorilajien väheneminen C. rossii, C. radiosa, A. distans jne. Rehevien vesien planktisten piilevien yksipuolistuminen A. ambigua dominoivaksi Matalien järvien benthisten Fragilaria-lajien lisääntyminen vähemmän rehevissä järvissä (mataloituminen?) ja vähentyminen erittäin rehevissä järvissä (umpeenkasvu?) Lajidiversiteetin pieneneminen C. radiosa F. construens f. venter F. brevistriata C. rossii A. ambigua F. exigua

Tulokset & tulkinta - Kuormitusmallinnus Fosforin luonnonhuuhtouma Luonnonhuuhtouman arvojen vertailu Kiintoaineksen & fosforin nykyinen akkumulaationopeus Järvisedimenttien kemia vs. veden fosforipitoisuus 20.8.2014 26

6.8 Hirvijärvi (Pie 8.6 Fosforin luonnonhuuhtouma 7.0 Näläntöjärvi Luupuvesi Hirvijärvi (Kiuruvesi) 8.8 Sonkajärvi 10.0 6.7 Niemisjärvi 015Kiuruvesi 2 Niemisjärvi 7.5 Pienivesi Lapinh. 8.4 Saar 10.6 Osmanginjärvi 8.2 Saarisjärvi 7.4 11.4 7.3 12.5 7.3 Porovesi 10.7 6.7 Va (M Pieni-Kirma 14.0 Pieni-Juminen Kirmanjärvi 5.8 7.6 Nerkoonjärvi Suuri-Juminen 9.5 Varpanen (Varpaisjärvi) 5.0 5.0 10.6 6.8 Hirvijärvi (Pielavesi) Korppinen Onkivesi Lapinlahti 1 Maalajit valuma-alueittain 3.8 Valkeinen (Varpaisjärvi) Mylly-Kiukoinen Saari-Pajunen Esityksen nimi / Tekijä Koutajärvi Ala-Varpanen 4.9 5.9 Sälevä Nieminen 8.1 12.4 Hernejärvi 17.8 Sulkavanjärvi Huom! Luonnonhuuhtouma laskettu koko yläpuolisen valuma-alueen perusteella, mutta maalajien osuudet lähivaluma-alueittain (lähivaluma-alueet merkitty luonnonhuuhtouman arvoin) Luonnonhuuhtouman arvot eivät erottele kauko- & lähivaluma-alueiden osuuksia Suo-Valkeinen Viitaanjärvi 6.7 Ylemmäinen Kiuruvesi 4 18.0 Kilpijärvi Iso Harvanjärvi Tismiö 8.5 8.9 8.6 Korppinen Sukevanjärvi 14.6 8.9 Korpinen 23.5 12.3 Kiukoinen Onkivesi Tuura Hienoainesmoreeni 3.9 Savikko Varpanen 6.7 Muu hienoaines (Maaninka) 4.3 Koutajärvi Valkeinen Hiekka & sora 10.7 (Maaninka) Haukijärvi Hieta 2.1 Siilinjärvi Kallio 3.4 6.3 Ahveninen Hiekka/soramoreeni 6.7 Mäkijärvi Turvemaa Maalajit valuma-alueittain Luonnonhuuhtouma 2.6 Pieni Tallusjärvi kg/a/km2 (K & D 1975) Hienoainesmoreeni 2.0-5.0 Savikko Petäinen Kangas-Petäinen Muu hienoaines 5.0-7.5 4.2 4.8 Hiekka & sora 7.5-10 Hieta 6.5 Kallio 10-15 Iso-Koijärvi 20.8.2014 27 Hiekka/soramoreeni Kakkisenjärvi 15-24 Turvemaa Iso-Panka 3.5 5.5 7.9 Pöljänjärvi 7.4

Luonnonhuuhtouman arvojen vertailu Luonnonhuuhtouma (kg/a/km 2 ) R Vemala R Kirchner & Dillon (1975) HUOM! Järvenlaskujen seurauksena aiheutuneita A Järvi & V Järvi muutoksia ei vielä huomioitu R Larsen & Mercier (1976) R Chapra (1975) Minimi 3.9 2.1 3.1 4.0 Keskiarvo 9.0 8.2 10.5 22.3 Maksimi 27.4 23.5 22.7 114 Keskivalunnan arvolla 10 l/s/km 2 (kg/a/km 2 ) Finér et al. 2010 Mattson et al. 2003 Minimi 1.7 2.1 Kortelainen et al. 2006 Keskiarvo 4.9 5.4 5.0 Maksimi 14.6 18 20.8.2014 28

Kiintoaineksen & fosforin nykyinen akkumulaationopeus Fosforin akkumulaationopeus (kg/a/km2) Puuttuu 0-500 500-1000 1000-2000 Sukevanjärvi 2000-5500 Havaintopisteet FokusII havaintopisteet Valuma-alueet Luontainen fosforipitoisuus (ug/l) Näläntöjärvi 8-20 20-30 30-40 Osmanginjärvi 40-50 50-68 Luupuvesi Huom! Noin 40% järvistä fosforin akkumulaatio > Vemalan ulkoinen kuormitus Eivät keskenään vertailukelpoisia Sonkajärvi Saarisjärvi Niemisjärvi Hirvijärvi (Kiuruvesi) Kiuruvesi Pienivesi Kilpijärvi Harvanjärvi Tismiö YlemmäinenViitaanjärvi Porovesi Hernejärvi Nieminen Suuri-Juminen Pieni-Kirma Ala-Varpanen Kirmanjärvi Pieni-Juminen Nerkoonjärvi Sulkavanjärvi NYKYTILANNE Minimi Keskiarvo Maksimi Korppinen Hirvijärvi (Pielavesi) Varpanen (Varpaisjärvi) Valkeinen (Varpaisjärvi) Onkivesi Kiintoaineksen akkumulaationopeus (kg/a/km2) 55 391 Sälevä Suo-Valkeinen Korpinen Kiukoinen Saari-PajunenMylly-Kiukoinen 613 583 2 485 084 Koutajärvi Iso-Panka Pieni-Varpanen Pöljänjärvi Valkeinen (Maaninka) Fosforin akkumulaationopeus (kg/a/km2) Haukijärvi 54 1 065 5 442 Ahveninen Siilinjärvi Mäkijärvi Pieni-Tallusjärvi Fosforin akkumulaatio (kg/a) Ulkoinen kuormitus Vemala (kg/a) 0 1 743 12 933 (Aakkumul.alue Vemalasta, >2m syv.) Korreloivat (S.) savikoiden kanssa 0.71 kiintoaines, 0 5 10 20 30 40 0.63 fosfori Kilometers Kangas-PetäinenPetäinen Kakkisenjärvi 0 10 730 99 870 Iso Koijärvi 20.8.2014 29

Pääkomponenttianalyysi (PCA) Järvisedimenttien kemia vs. veden fosforipitoisuus Orgaaninen aines Iisalmen reitti Huom! Veden fosforipitoisuus ei korreloi sedimentin fosforipitoisuuden kanssa Pelkistävyys Veden luontainen fosforipitoisuus vs. Positiivinen korrelaatio (Spearman 0.50-0.66, p<0.05) Järven pintasedimentin 0-2cm K-, Na-, Mg-, Cr-, Ti-, Ca-, Al-, Ni- & Be Negatiivinen korrelaatio (S. 0.52-0.63, p<0.05) Pb, S, C & N Luontainen TP Mineraaliaines Huom! Fe- ja Mn-saostumat pidättävät P:tä P-pitoisuudet saattavat olla anomalisen suuria korkean Fe- ja Mn-pitoisuuksien järvissä (kiille- ja savimineraalit) 20.8.2014 30

Tulokset ja tulkinta - Tilastollinen & GIS-analyysi Kallioperä Luontainen fosforipitoisuus ja luonnonhuuhtouma vs. lähivaluma-alueen maaperä Luonnonhuuhtouma vs. lähivaluma-alueen ravinteikkaan hienoaineksen osuus Passiivisen jään kerrostama hienoainesmoreeni Jääkauden jälkeisten suurjärvien savet Ihmisperäinen rehevöityminen 20.8.2014 31

Kallioperä Tutkimusalue sijaitsee arkeeisen kratonin ja svekofennisen saarikaarivyöhykkeen leikkauksessa Kivilajivaihtelu ei näytä selittävän eroja rehevyydessä 20.8.2014 32

Pääkomponenttianalyysi (PCA) -1.0 1.0 Hiekka/soramoreeni Luonnonhuuhtouma Suo-Valkeinen Luontainen fosforipitoisuus ja luonnonhuuhtouma Nykyinen TP Näläntö Hiekka/sora Luontainen TP Luontainen lähtökuormitus Nykyinen tulokuormitus Muu hienoaines Savikko Korpinen Saarisjärvi Korppinen Turvemaa vs. lähivaluma-alueen maaperä Sukevanjärvi Valkeinen Varpanen Iso-Panka Luupuvesi Chapra Sälevä Kiukoinen Sulkavanjärvi Saari-Pajunen Valkeinen Kakkisenjärvi Kangas-Petäinen Mylly-Kiukoinen Hirvijärvi Koutajärvi Osmanginjärvi Ala-Varpanen Suuri-Juminen Haukijärvi Kiuruvesi Pienivesi Pieni-Tallusjärvi Hieta Pieni-Juminen Iso-Koijärvi Vemala Onkivesi Mäkijärvi Ahveninen Nerkoonjärvi Viitaanjärvi Harvanjärvi Niemisjärvi Varpanen Pöljänjärvi Kirmanjärvi Ylemmäinen Siilinjärvi Kallio Petäinen Porovesi Sonkajärvi Nieminen Pieni-Kirma KilpijärviHirvijärvi Tismiö Hernejärvi Hienoainesmoreeni Kirchner & Dillon Larsen & Mercier HUOM! Hienoainesmoreenin pinta-alatiedot puutteellisia (1:20 000 karttalehtiä saatavilla vain osasta tutkimusaluetta) -1.0 1.0 Luontainen fosforipitoisuus korreloi (Spearman, p<0.05) positiivisesti lähivaluma-alueen hienoainesmoreenin (0.59), savikon (0.50) ja muun hienoaineksen kanssa (0.36) sekä negatiivisesti hiekka/soramoreenin (-0.57) ja kallion (-0.28) kanssa Luonnonhuuhtouma (R K&D ja L&M) korreloi positiivisesti vain hienoainesmoreenin (0.41) ja negatiivisesti hiekka/soramoreenin (-0.42-(-0.39)) ja kallion (-0.38-(-0.33)) kanssa 20.8.2014 33

Luonnonhuuhtouma (kg/a/km 2 ) Luonnonhuuhtouma vs. lähivaluma-alueen ravinteikkaan hienoaineksen osuus 25.00 Luonnonhuuhtouma retentiokertoimella Kirchner & Dillon 1975 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 Ravinteikas hienoaines lähivaluma-alueella (%) Esityksen nimi / Tekijä 20.8.2014 34

(Johansson et al. 2011) Passiivisen jään kerrostama hienoainesmoreeni Luontainen rehevyys Iisalmen alueella/ Mira Tammelin Passiivinen jääloobien välinen jäätikkötoiminta Kallioperä rapautunut paikoilleen Alkuaineiden huuhtoutuminen pienempää 20.8.2014 35

Jääkauden jälkeisten suurjärvien savet Korkein ranta Muinais- Päijänne Suurjärvien korkeimmat rannat Suur- Saimaa Karuimpien järvien valuma-alueet suurjärvien pinnan tason yläpuolella Iisalmen reitin valuma-alueet olleet osa suurjärviä Osa luontaisesti rehevien järvien valuma-alueista kuitenkin kuivalla maalla 20.8.2014 36

Ihmisperäinen rehevöityminen Sukevanjärvi Näläntöjärvi Osmanginjärvi Luupuvesi Sonkajärvi Saarisjärvi Niemisjärvi Hirvijärvi (Kiuruvesi) Kiuruvesi Pienivesi Kilpijärvi Harvanjärvi Tismiö YlemmäinenViitaanjärvi Porovesi Hernejärvi Nieminen Suuri-Juminen Pieni-Kirma Ala-Varpanen Kirmanjärvi Pieni-Juminen Nerkoonjärvi Sulkavanjärvi Korppinen Sälevä Suo-Valkeinen Hirvijärvi (Pielavesi) Varpanen (Varpaisjärvi) Valkeinen (Varpaisjärvi) Onkivesi Korpinen Kiukoinen Saari-PajunenMylly-Kiukoinen Iso-Panka Koutajärvi Varpanen (Maaninka) Pöljänjärvi Valkeinen (Maaninka) Ihmisperäinen rehevöityminen keskittyy luontaisesti rehevimpiin järviin Maanviljely & karjatalous ravinteikkailla mailla Metsätalous karummilla alueilla Karuuntumisessa todennäköisesti kyse mallin yliennustamisesta alhaisille pitoisuuksille Pieni-Tallusjärvi 0-10 10-30 60-100 100-225 Kangas-PetäinenPetäinen Kakkisenjärvi Iso Koijärvi Heterogeeniset maatalousvaltaiset alueet Peltoalueet Valuma-alueet Poikkeuksena Koutajärvi ja Valkeinen (Varpaisjärvi) Mäkijärvi Ahveninen Luonnonhuuhtouma (K & D 1975) % nykyisestä 30-60 Siilinjärvi Haukijärvi 0 5 10 20 30 40 Kilometers 20.8.2014 37

Johtopäätökset 20.8.2014 38

Johtopäätökset Iisalmen reitti ja osa ympäröivistä järvistä luontaisesti poikkeuksellisen reheviä (DI-TP n. 30-50 µg/l) Luonnonhuuhtouma-arviot Kiuruveden ja Iisalmen alueella noin 8-15 kg/a/km 2 ja Iisalmen reitin pääaltaissa noin 10 kg/a/km 2 Hienoainesmoreeni (ja savikot?) todennäköisimmin luontaisen rehevyyden aiheuttajia Pohjois-Savon alueella Syynä saattavat olla myös hyvin paikalliset alueet esim. kuorisorakerrokset hienoainesmoreenissa Ihmistoiminta rehevöittänyt entisestään lähinnä luontaisesti rehevimpiä järviä Ihmistoiminnan aiheuttama piilevälajistomuutos näkyy kuitenkin myös karummissa järvissä 20.8.2014 39

20.8.2014 40