Ilmastonmuutoksen t seurauksia, valumien ja virtaamien muutokset Huomiota humusvesiin -seminaari 4.4.202 Teija Kirkkala Toiminnanjohtaja
Pyhäjärvi-instituuttisäätiö SÄÄTIÖN PERUSTAJAT Euran kunta Köyliön kunta Säkylän kunta Ahlström Oy HK Ruokatalo Oy Lännen Tehtaat Oy Turun yliopisto Mukana ovat myös Mykora Oy Rauman kaupunki Eurajoen kunta Perustettu vuonna 989. Työntekijöitä 4+. ELINTARVIKETALOUDEN TOIMIALA Tavoitteena alueen elintarvikealan kilpailukyvyn turvaaminen kestävästi Keskeisiä toimenpiteitä koottu Satakunnan elintarvikealan kehittämisohjelmaan VESISTÖTOIMIALA Tavoitteena vesien tilan parantaminen, tietouden lisääminen ja sen soveltaminen vesistöjen kunnostuksessa Kärkiohjelmana Säkylän Pyhäjärven suojelu. Kunnostuskohteena myös muita järviä ja jokia Toiminta-alue pääsääntöisesti Satakunta, mutta myös maantieteellisesti laajempia hankkeita sekä kansainvälisiä yhteistyöhankkeita. 2
Sisältö Taustaa Ilmastonmuutos, vaikutus säätekijöihin Haasteet vesistöille Virtaama- ja kuormitusmuutokset Kasvukauden pituus Ekologiset muutokset Miten varaudutaan? 3
Hankkeita Pyhäjärven ja valuma-alueen pitkäaikaisseurannat, tieteelliset artikkelit Vesiensuojelukohteiden inventointi ja kunnostuksen tekniset innovaatiot muuttuvassa ilmastossa (VINKU) Muuttuva Selkämeri Valumavesien hallinta muuttuvassa ilmastossa 4
Ilmastonmuutos Lämpötila kasvaa. Talviaikaiset sateet lisääntyvät, kesäaikaiset voivat hieman vähentyä. Pakkaspäivien määrä vähenee. Lumipeite ja routa sekä jääpeite vähenevät Yhtenäinen lumipeiteaika muuttuu toisiaan seuraaviksi lumisiksi/vetisiksi jaksoiksi. Lumen syvyys vähenee. Routakerros voi olla paksumpi. Kevätvalunnan osuus vähenee ja korvautuu talven aikaisella valunnalla. 5
Säiden ääri-ilmiöt lisääntyvät: Tulvat, rankkasateet Kuivuus Vesiensuojelutoimenpiteiden riittämättömyys Heikentää pohjaveden laatua 6
Kasvukauden pituus B-skenaario skenaario, päästöjä hillitään A2-skenaario, päästöt kasvavat Satakunta (mereinen alue) Satakunta (mantereinen alue) 250 200 50 00 986 2025_B 2025_A2 250 200 50 00 50 0 Talvi pv Kasvu ukausi pv 2055_B 2055_A2 2085_B 2085_A2 50 0 Talvi p v Kasvu kausi p v 7
2000 800 600 400 200 Tehoisan lämpösumman muutos 986 2025_B 2025_A2 2055_B 2055_A2 000 Kasv lämp vukaude pösumm en ma Läm ky mpösumm ylvö-5.9 ma 9 2085_B 2085_A2 8
Sademäärän muutos (mereinen alue) 250 200 986 2025_B 50 2025_A2 00 2055_B 2055_A2 50 2085_B 0 2085_A2 sad de kes sä sad de kev vät sad de talvi Sad de syk ksy 9
Vesistöt, haaste : Virtaamien i ja kuormituksen muutos 0
Talviaikainen kuormitus Mallit ja skenaariot: esim. IPCC, ilmatieteen laitos, Astra-projekti Talviaikainen ik i kuormitus lisääntyy Muutos Etelä-Suomessa pakkasesta plussan puolelle Havainnot Muutoksia tapahtunut/tapahtuu p jo nyt Etelä-Suomessa (90-l. alusta alk.) NAO (Pohjois-Atlantin Indeksi) korreloi talviaikaisen ik i kuormituksen k kanssa 2
25 20 5 0 5 0 Virtaamien ajoittuminen Yläneenjoki Pyhäjoki Virtaama m 3 /s..2008.2.2008.3.2008.4.2008.5.2008.6.2008.7.2008.8.2008.9.2008.0.2008..2008.2.2008 3
YLÄNEENJOKI Pyhäjärven kuormitus Kokonaisfos sfori kg/a 8000 6000 4000 2000 0000 8000 6000 4000 2000 0 3,50 3,00 2,50 200 2,00,50,00 0,50 000 0,00 Virtaama a m 3 /s Yläneenjoki, Kok P: 2009: 3,3 t/a 2008: 5,55 t/a 2000-2007: 8, t/a 980 982 984 986 988 990 992 994 996 998 2000 2002 2004 2006 2008 200 I-III IV V-IX X-XII Virtaama PYHÄJOKI Pyhäjoki, Kok P: 2009:, t/a 2008: 2,8 t/a 2000-2006:,8 t/a Kokonaisfosfo ori kg/a 3500 3000 2500 2000 500 000 500,20,00 0,80 0,60 0,40 0,20 Virtaama m 3 /s 0 0,00 980 982 984 986 988 990 992 994 996 998 2000 2002 2004 2006 2008 I-III IV V-IX X-XII Virtaama 200 4
KOKO ULKOINEN KUORMITUS XXII+IIII X-XII I-III (joet + lähivaluma-alue) Talviaikainen kuormitus 08/ /09 06/ /07 04/ /05 02/ /03 00/ /0 98/ /99 96/ /97 94/ /95 92/ /93 90/ /9 88/ /89 86/ /87 5 84/ /85 82/ /83 80/ /8 8000 6000 4000 2000 0000 8000 6000 4000 2000 0 P kg/ /kausi
Esimerkkinä Köyliönjärvi: Esimerkkinä Köyliönjärvi: Hydrologinen vuosi 685 8,0 9,0 0,0 ma 4,72 6,85 4,64 5,0 6,0 7,0 m3/s tulovirtaam 004 0,68 0,9 2,64 2,0 3,0 4,0 Q öyliönjärven 0,04 0,68, 0,0,0 090 092 0 03 20 20 230 09 0208 0228 0320 0409 0429 059 0608 0628 078 0807 Kö 20080 20080 2008 2008 2008 2008 2008 20090 20090 20090 20090 20090 20090 20090 20090 20090 20090 20090 6
Tulokset esimerkkinä Ketelinoja 2,8,6,4,2 Qm3/s totp (kg/d) 00 90 80 70 60 50 (m3/s) totp (kg/d) 0,8 0,6 0,4 02 0,2 0 40 30 20 Keskiarvo 0 0,9 kg/d 0 Q 2008090 20080925 200809 20082 2008206 2008230 2009023 2009026 2009032 20090405 20090429 20090523 2009066 2009070 20090803 20090827 7
Ojien kokonaiskuormitus Ketelinoja Kok.P (kg) 0 500 000 500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 2008 lokakuu 2008 marraskuu 2008 joulukuu 2009 huhtikuu Kissanoja Sirttalanoja Mustaoja 2008 syyskuu 2008 lokakuu 2008 marraskuu 2008 joulukuu 2009 tammikuu 2009 helmikuu 2009 maaliskuu 2009 huhtikuu 2009 toukokuu 2009 kesäkuu 2009 heinäkuu 2009 elokuu Maununoja 8
Harjavalta, kausikeskivirtaama 93-200 700,00 600,00 500,00 Q (m3/s) 400,00 300,00 200,00 00,00 0,00 920 930 940 950 960 970 980 990 2000 200 2020 Jakso Jakso 2 Jakso 3 Jakso 4 3. kaud. liuk. keskiarvo (Jakso ) Jaksot =tammi-maalis maalis 2=huhti 3=touko-syys 4=loka-joulu 9
Kyrönjoki, Skatila, Kausikeskivirtaama 9-200 350 300 250 Q (m3/s) 200 50 00 50 0 900 920 940 960 980 2000 2020 Jakso Jakso 2 Jakso 3 Jakso 4 3. kaud. liuk. keskiarvo (Jakso ) Jaksot =tammi-maalis maalis 2=huhti 3=touko-syys 4=loka-joulu 20
Virtaamaennusteet Ilmatieteen laitoksen laskema 9 globaalin mallin keskiarvo Vuosijaksot 200-39, 2040-69 ja 2070-99 0 Vertailujakso 97-2000 Kaudet tammi-maalis, maalis, huhti, touko- syys, loka-joulu Esimerkkeinä Kokemäenjoki ja Eurajoki 2
Kokemäenjoki m3/s 450 400 350 300 97-2000 250 200-2039 200 2040-2069 50 2070-2099 00 50 0 I-III IV V-IX X-XII Koko vuosi Eurajoki 25,0 m3/s 20,0 5,0 0,0 5,0 97-2000 200-20392039 2040-2069 2070-2099 0,0 I-III IV V-IX X-XII Koko vuosi 22
Muita kuormitusmuutoksia: Peltoviljely Kasvukausi pitenee uusia viljelykasvilajikkeita, jotka tuleentuvat myöhemmin ja tuottavat suuremman sadon. Satotasojen nousu edellyttää kuitenkin suurempia panoksia lannoituksessa, kasvinsuojelussa ja peltojen vesitalouden hallinnassa. Saatava uusia lajikkeita nykyisin viljeltävistä kasveista, jotta parantuneet olot tulisi hyödynnettyä parhaalla mahdollisella tavalla 23
Syysmuodot yleistyvät. Uusia viljelykasveja Rehumaissia i vasta vuosisadan lopussa yleisesti Härkäpapu, p öljyhamppu, rapsi, hyvät odotukset jo 2040 mennessä Viljelykierrot voivat monipuolistua. Rikkakasvit, k it taudit ja tuholaiset t lisääntyvät ät myös 24
Vesistöjen kuormituksen k muutokset Virtaamien äärevöityminen ja siitä seuraavat tulva- ja kuivuuskaudet ovat merkittävin tekijä Tulvat ja nykyistä runsaammat sateet lisäävät veden valumista maalta vesistöihin ja pohjaveteen. Ravinteiden ja haitallisten aineiden kuormitus vesistöihin ja pohjaveteen lisääntyy. Talven ja kevään lisääntyvät kuormitukset ovat monikertaisia kesäajan kuormitukseen verrattuna Kasvillisuus puuttuu Pintavalunnan suhteellinen osuus suuri 25
Lämpötila nostaa orgaanisen aineksen hajoamisnopeutta Kevätvalunnan osuus vähenee ja korvautuu talven aikaisella valunnalla Salaojavalunnan osuus pintavaluntaan nähden kasvaa Eroosiofosforin huuhtoutumisriski vähenee Typen huuhtoutumisriski lisääntyy 26
Vesistöt, haaste 2. Jääpeitteisen ajan lyheneminen, kasvukauden piteneminen 27
200 80 60 40 20 00 80 60 40 20 0 Jääpeitteisen ajan pituus Keskiarvo 4 vrk days 958 960 962 964 966 968 970 972 974 976 978 980 982 984 986 988 990 992 994 996 998 2000 2002 2004 2006 2008 year 28
200 80 60 40 20 00 80 60 40 20 0 Jääpeitteisyyden muutos esimerkkinä Rauman merialue Jääpäivien lukumäärä y = -0,296x + 40,47 R 2 = 0,0905 0905 päiviä ( (n) 890 896 902 908 94 920 926 932 938 944 950 956 962 968 974 980 986 992 998 2004 vuosi Pysyvä jääpeite 30.06..05. y = -0,2872x + 34086 R 2 = 0,609 22.03. 3.0. 2.2. 23.0. Jään tulopv jään lähtöpv 03.09. 5.07. y = 0,0687x 0687x + 33958 R 2 = 0,007 29 95 99 923 927 93 935 939 943 947 95 955 959 963 967 97 975 979 983 987 99 995 999 2003
Jään lähtö, Narvijärvi 26.6. 6.6. 6.6. 27.5. y = -0,0875x + 3362 R 2 = 0,08 7.5. 7.5. 27.4. 7.4. 7.4. 28.3. 8.3. 880 900 920 940 960 980 2000 2020 Lähde: Oiva Mikola 30
Seuraukset Pidentyvä kasvukausi sekä kuivat, lämpimät kesät lisäävät vesistöjen tuotantoa, kiihdyttävät rehevöitymistä, altistavat leväkukinnoille sekä vesikasvillisuuden leviämiselle. Jääpeitteisyyden väheneminen vaikuttaa samansuuntaisesti Kasvukausi pitenee Mekaaninen kulutus vähenee 3
Ekosysteemimuutoksista ei riittävästi tietoa Lämpötilan nousu lisää kalantuotantoa, jos muita kasvua rajoittavia tekijöitä ei esiinny Nopeuttaa aineenvaihduntaa Lisää ravinnontarvetta Pienten vesistöjen kalakannat alttiimpia muutoksille (lämpötila, sateisuus) Joidenkin lajien nuoruusvaiheet hyötyvät lämpenemisestä => suurempi runsaiden vuosiluokkien määrä Levinneisyysalueet voivat muuttua (lajien taantumaa, tulokaslajeja) Vesien tuottavuuden tt kasvu voi mahdollistaa saaliiden kasvun Tautien leviäminen Case Pyhäjärvi ja talvikalastus 32
33
Lajien väliset suhteet muuttuvat Ekosysteemitason muutokset vaikuttavat lajien välisiin kilpailutilanteisiin ja peto- ja saalislajien suhteisiin Kylmän veden lajit voivat vähetä ja lämpimän veden lajit hyötyä Lohikalat kärsivät, hyötyjiä ahven, särki, lahna ja kuha Aikainen jäänlähtö lisää epäonnistuneen lisääntymisen riskiä muikulla 2 viikkoa jäänlähdön jälkeen kriittistä aikaa poikasille Plankton: avovesikauden pidentyminen lisää levien määrää suosii piileviä Kalanpoikasten ja ravintolajien kuoriutumisen ajoittuminen 34
Miten varaudutaan? 35
Vesiensuojelumenetelmien jatkuva kehittäminen Ravinteiden poisto vesistä myös talviaikaan Kosteikot, altaat, patoketjut, suodattimet, kemialliset käsittelyt Uudet ratkaisut Salaojavesien käsittely HUMUS??? 36
37
Vesitalouden hallinta keskeistä Virtausten hidastaminen, vesitilavuuden lisääminen valumaalueella, keinot? Hyödyt ja riskit? Tulvahuippujen hallinta, kasteluvedet Uusia keinoja kehitettävä 38
Kii i Kiintoaine 600 700 800 900 00 200 300 400 500 600 mg/l 0 00..99..992..993..994..995..996..997..998..999..2000..200..2002..2003..2004..2005..2006..2007..2008..2009..200 Kokonaisfosfori 200 400 400 600 800 000 200 µg/l 0 200 400..99..992..993..994..995..996..997..998..999..2000..200..2002..2003..2004..2005..2006..2007..2008..2009..200 39
Aineiden huuhtoutumisen ja vesistöön kulkeutumisen estäminen muuttuvissa olosuhteissa entistä tärkeämpää Viljelymenetelmät, metsätalous, turvetuotanto, hulevedet, jätevedet Talviaikaisen kuormituksen kasvu lisää rehevöitymistä Poikkeukselliset k vuodet vastaavat t ilmastonmuutoksen t skenaarioiden ennusteita. Ongelma suurin siellä, missä talvinen lämpötila nousee yli 0 C:n (Etelä- ja Lounais-Suomi) 40
Kiitos mielenkiinnosta! Tij Teija.kirkkala@pji.fi kikkl@jifi 050-3430432 4