JÄRVIEN EKOLOGISEN TILAN SELVITTÄMINEN Syväri ja Vuotjärvi

Laura Heikkinen Maria Rahkola T542KN JÄRVIEN EKOLOGISEN TILAN SELVITTÄMINEN Syväri ja Vuotjärvi Raportti Ympäristöteknologian ko Marraskuu 2013

SISÄLTÖ 1 JOHDANTO... 1 2 TEORIA... 1 2.1 Vesistöjen tilan yleinen luokittelu... 1 2.2 Järvien tilan luokittelu... 2 2.3 Suomen järvien tila... 2 2.4 Järvien tilan tutkiminen... 4 2.4.1 Klorofylli-a... 5 2.4.2 Kokonaisfosfori... 5 2.4.3 Kokonaistyppi... 5 2.4.4 Happi... 5 2.5 Perustietoa Syväristä ja Vuotjärvestä... 6 3 MATERIAALIT JA MENETELMÄT... 8 3.1 Ympäristö- ja paikkatietopalvelu Oiva... 8 3.1.1 Hertta... 8 3.1.2 Tutkittavat tiedot... 9 3.2 Matemaattiset analyysimenetelmät... 9 3.2.1 Regressiomallinnus... 10 3.2.2 Varianssianalyysi... 10 4 TULOKSET JA TULOSTEN TARKASTELU... 10 4.1 Syväri... 10 4.2 Vertailu... 12 5 JOHTOPÄÄTÖKSET... 13 6 POHDINTA... 14 LÄHTEET... 15

1 1 JOHDANTO Suomen järvien ekologisesta tilasta tiedetään hyvin paljon. Vesistöjen ekologista tilaa selvitetään ja ELY-keskukset seuraavat alueidensa vesistöjen tilaa jatkuvasti. Monitorointia on tehty jo usean vuosikymmenen ajan ja vesistöjen tilasta ollaan erittäin kiinnostuneita. Lähes kaikki vesistöt ovat luokiteltu johonkin kuntoluokkaan niiden ekologisen tilan mukaan ja eri alueiden vesistöjä vertaillaan paljon keskenään. Vertailua tehdään kuitenkin usein suurempien alueiden, kuten maakuntien välillä. Me halusimme puolestaan selvittää kahden lähekkäin sijaitsevan vesistön tilan ja verrata niitä toisiinsa. Halusimme myös selvittää, löytyykö jotain paikallisia tekijöitä, jotka voisivat vaikuttaa jommankumman järven tilaan merkittävästi. Valitsimme tutkittavaksi järveksi Syvärin Pohjois-Savosta, sillä se vaikutti sopivan isolta järveltä. Vuotjärvi valikoitui vertailujärveksi helposti, sillä se on yhteydessä Syväriin Lastukosken kanavan kautta. Tutkimuksessamme tarkastelimme molempien järvien tilaa. Emme kiinnittäneet huomiota niinkään niihin tekijöihin, jotka yleensä huomioidaan järven ekologista tilaa selvitettäessä. Tutkimuksemme kohteena oli lähinnä järvien kemiallinen tila. Tutkimusongelmana onkin Syvärin kemiallisen tilan muutosten tutkiminen. Vertaamme saatuja tuloksia Vuotjärven vastaaviin tuloksiin. 2 TEORIA 2.1 Vesistöjen tilan yleinen luokittelu Pintavesien ekologinen luokittelu kuvaa järvien ja jokien ekologista ja kemiallista tilaa sekä sen muuttumista ihmistoiminnan vaikutuksesta. Vesistöjen tila luokitellaan vesieliöstön, kuten levien, vesikasvien, pohjaeläinten sekä kalaston sekä sen elinympäristön perusteella. (Pohjois-Savon ELY-keskus 2013.) Aikaisemmasta luokituksesta poiketen vedenlaatu ei ole määräävässä asemassa. Uusi luokittelu kuvastaa paremmin ihmistoiminnan vaikutuksia vesistöihin, sillä se on laaja-alaisempi ja se huomioi erilaiset vesistötyypit. Erilaisille vesistötyypeille ei enää ole asetettu samoja laatuvaatimuksia, vaan arviointiasteikko on erilainen riippuen vesistön tyypistä. (Pohjois-Savon ELY-keskus 2010.)

2 Ennen varsinaista vesistön tilan luokittelua vesistöt tyypitellään luonnonoloiltaan samankaltaisiin järvi- ja jokityyppeihin, jotta jokaiselle vesistölle voidaan asettaa tavoitteet sen luontaisten ominaisuuksien mukaan. Suomessa on 13 järvityyppiä ja 11 jokityyppiä. Sisävesien tyypittelyssä erottavia tekijöitä ovat mm. valuma-alueen maaperä (turve, kivennäismaa, savi), vesistön koko sekä järvien osalta syvyys ja viipymä. Tyypittelyn jälkeen vesistöt luokitellaan ekologisen tilan perusteella viiteen eri luokkaan, jotka ovat erinomainen, hyvä, tyydyttävä, välttävä ja huono. (Pohjois-Savon ELYkeskus 2010.) 2.2 Järvien tilan luokittelu Suomessa on siis 13 eri järvityyppiä. Nämä ovat pienet ja keskisuuret vähähumuksiset järvet, pienet, keskikokoiset ja suuret humusjärvet, runsashumuksiset järvet, matalat vähähumuksiset ja humusjärvet sekä matalat runsashumuksiset järvet, hyvin lyhytviipymäiset järvet, Pohjois-Lapin järvet, runsasravinteiset järvet sekä runsaskalkkiset järvet. Järviä luokiteltaessa huomiota kiinnitetään järvityyppiin sekä kolmeen erilaiseen tekijään. Nämä ovat biologiset laatutekijät, fysikaalis-kemialliset tekijät sekä hydrologis-morfologiset tekijät. Järvien tilan luokittelussa huomioitavia muuttujia ovat muun muassa kasviplankton, vesikasvit, pohjaeläimet, fysikaalis-kemialliset tekijät, sekä hydrologis-morfologiset tekijät. (Suomen ympäristökeskus 2013a.) Luokittelumuuttujien vertailuarvona on käytetty pääasiassa havainnoista laskettua mediaania, jos laadukkaita vertailupaikkoja on käytettävissä tarpeeksi. Myös muita laskennallisia menetelmiä on voitu käyttää hyväksi, mikäli ensin kuvattua mediaania ei ole voitu asettaa vertailuarvoksi. Mikäli kunnollista aineistoa ei ole ollut saatavilla, arvojen määrittämiseen on käytetty asiantuntija-arvioita. Ekologisen tilan luokituksessa biologiset tekijät ovat painopisteenä. Fysikaalis-kemialliset ja hydrologismorfologiset tekijät ovat luokitusta tukevia suureita, mutta ne eivät voi yksin määrätä ekologista luokkaa. (Suomen ympäristökeskus 2013a.) 2.3 Suomen järvien tila Ympäristöministeriön, Suomen Ympäristökeskuksen ja Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitoksen vuonna 2013 valmistuneen uuden arvion mukaan Suomen järvien pinta-

3 alasta 85 % on hyvässä tai erinomaisessa tilassa. Varsinkin suuret järvet ja Pohjois- Suomen järvet ovat ekologiselta tilaltaan hyviä, kun taas pienemmät järvet kärsivät rehevöitymisestä. Luokituksessa on otettu huomioon ensisijaisesti vesien biologinen laatu, johon vaikuttavat muun muassa planktonlevien, piilevien, vesikasvien ja kalojen tila. Lisäksi otetaan huomioon veden kemiallisista tekijöistä kokonaisravinnepitoisuudet, ph ja näkösyvyys. Myös hydromorfologiset laatutekijät kuten säännöstely ja vaellusesteet vaikuttavat luokitukseen. (Ympäristöministeriö 2013.) Vesien rehevöitymistä aiheuttavat fosforin ja typen kuormitus aiheutuvat suurimmaksi osaksi haja- ja pistelähteistä. Hajakuormitus on fosforin osalta kolme neljäsosaa ja typen osalta yli puolta ihmisen aiheuttamasta kokonaiskuormituksesta. Molempien osalta ihmisen aiheuttama kuormitus on suurempi kuin luonnon huuhtoumasta aiheutuva kuormitus. Hajakuormituksen lähteitä ovat maatalous, metsätalous ja haja-asutus. Pistemäisiä kuormituslähteitä ovat puolestaan erilaiset teollisuudenalat, yhdyskunnat, kalankasvatus, turkistarhaus ja turvetuotanto. (Suomen Ympäristökeskus 2013b.) Ensimmäisten biologisten jätevedenpuhdistamoiden valmistuminen 1980-luvun lopulla alkoi vähentää huomattavasti metsäteollisuuden jätevesien vaikutusta vesistöihin. Kloorikaasun käytön lopettaminen sellun valkaisussa 1990-luvun alussa vähensi dramaattisesti orgaanisten klooriyhdisteiden kuormaa. (Niemi et al. 2001.) Myös yhdyskuntajätevesien käsittely on kehittynyt 1970-luvulta lähtien suuresti. Orgaanisen aineksen ja fosforin päästöt jätevedestä vesistöihin alkoivat vähetä samalla ja väheneminen on jatkunut siitä lähtien. Vuonna 1998 80 % suomalaisista kuului kunnallisen jäteveden puhdistuksen piiriin. Esimerkiksi yhdyskuntajätevesien fosforikuormitus oli 1970-luvun alussa noin 2000 tonnia vuodessa ja vuosituhannen vaihteessa ainoastaan 259 tonnia vuodessa. (Niemi et al. 2001.) Maatalous on myös yksi suurimmista vesistöjen kuormittajista. Suomen pinta-alasta noin 9 % on maatalousmaata. Maatalousalueiden fosfori ja typpipitoisuudet ylittävät teollisuuden ja yhdyskuntien yhteenlasketut päästömäärät suurimmilla maatalousalueilla kuten Pohjanmaalla. Maatalouden osuus fosforipäästöistä on noussut viimeisimpinä vuosikymmeninä kunnallisen jätevedenpuhdistuksen vähennettyä yhdyskuntien fosforipäästöjä. Metsätalous ja turvesoiden ojittaminen vaikuttavat vesistöjen tilaan ja ravinnekuormaan koska suurin osa vesistöjen valuma-alueista on metsää. Metsänhoi-

4 totoimet, kuten hakkuut, lannoittaminen ja ojitukset aiheuttavat epätasapainoa metsänpohjan ravinnetasoissa ja tätä kautta ylimääräiset ravinteet pääsevät huuhtoutumaan vesistöihin. (Niemi et al. 2001.) Pohjois-Savossa, jossa tutkimuksen järvet sijaitsevat, vuonna 2008 77 % järvistä on ollut tilaltaan vähintään hyviä. Ihmistoiminta ei ole päässyt suuresti vaikuttamaan alueen suurten järvien tilaan ja tilaltaan heikentyneet vesistöt löytyvät pääasiassa Iisalmen reitiltä. Ongelmat keskittyvät luonnostaan runsasravinteisille järville, joiden valuma-alueille on kehittynyt paljon maataloutta. (Pohjois-Savon ympäristökeskus 2008.) 2.4 Järvien tilan tutkiminen Järven tilaa voidaan tutkia monin eri tavoin. Huomiota voidaan kiinnittää sekä kemiallisiin, että biologisiin tekijöihin. Biologisia tekijöitä, joita järvistä tutkitaan, ovat kasviplankton, vesikasvit, pohjaeläimet sekä kalat. Lisäksi järvistä voidaan tutkia fysikaalis-kemiallisia tekijöitä sekä hydrologis-morfologisia tekijöitä. (Suomen ympäristökeskus 2013a.) Kasviplanktonin selvittämiseen kuuluu kasviplanktonin kokonaisbiomassa märkäpainona, klorofylli-a, sekä haitallisten syanobakteerien prosenttiosuus kokonaisbiomassasta. Muuttujat, joita vesikasveista tutkitaan, ovat lajimäärä, järven tyyppilajien määrä ja niiden suhteellinen osuus, sekä referenssi-indeksi, joka voidaan laskea tietyn kaavan perusteella. Kun järven tilaa tutkitaan sen kalaston avulla, huomiota kiinnitetään lajimäärään, indikaattorilajeihin sekä lajisuhteisiin ja kalaston ikärakenteeseen. (Suomen ympäristökeskus 2013a.) Fysikaalis-kemialliset järven tilaan vaikuttavat tekijät ovat kokonaisravinteiden, kuten typen ja fosforin määrä sekä humuksen pitoisuus. Hydrologis-morfologiset olot selvitetään eri tekijöiden avulla, joita ovat muun muassa keskimääräinen talvialenema, vedenpinnan lasku tai nousu, rakennetun rantaviivan osuus järven koko rantaviivasta sekä sillat ja penkereet. (Suomen ympäristökeskus 2013a.)

5 2.4.1 Klorofylli-a Klorofylli-a on levien yhteyttämispigmentti, eli lehtivihreä, ja sen määrä kuvaa vapaassa vedessä olevien levien määrää ja siten vesistön rehevyystasoa. Mitä suurempi on vesistön klorofylli-a pitoisuus, sitä rehevöityneempi vesistö on. Klorofylli-a:n pitoisuus vaihtelee jonkin verran vesistötyypin sekä vuodenajan mukaan ja siihen vaikuttaa myös sääolot, kuten tuulisuus. (Etelä-Pohjanmaan ELY-keskus 2013.) 2.4.2 Kokonaisfosfori Fosfori on yksi pääravinteista. Se kiertää ekosysteemeissä melko paikallisesti, sillä se sitoutuu hyvin helposti maaperään ja vesistöjen pohjalietteeseen. Ihmisen toiminnan vaikutuksesta se kulkeutuu helposti, sillä liika lannoitus ja metsien ojittaminen ovat lisänneet sen kulkeutumista esimerkiksi vesistöihin. (Lahti et al. 2005, 128. ) Fosforin pitoisuus vaikuttaa vesistön rehevyystasoon. Suuret fosforimäärät vesistössä näkyvät esimerkiksi runsaana vesikasvillisuutena, veden samentumisena sekä leväkukintoina. (Etelä-Pohjanmaan ELY-keskus 2013.) 2.4.3 Kokonaistyppi Typpi on toinen pääravinteista fosforin ohella. Kaikki kasvit pystyvät käyttämään sitä, mutta typpeä yhteyttävien mikrobien täytyy ensin muuttaa se käyttökelpoiseen muotoon. Nitraatit ovat yleisin typen muoto, jota kasvit käyttävät. Jotkut voivat hyödyntää myös ammoniumtyppeä. Ihmisen toiminnalla on suuri vaikutus typen kiertoon luonnossa. Typpilannoitteet ja koti- ja maatalouseläinten jätökset lisäävät sen pitoisuuksia ekosysteemeissä. Sadevesien mukana typpi huuhtoutuu vesistöihin. (Lahti et al. 2005, 128.) Myös sen pitoisuus vedessä vaikuttaa vesistön rehevyystasoon. Jos typpipitoisuus on korkea, vesistössä esiintyy leväkukintoja ja sen vesi on sameaa. (Etelä- Pohjanmaan ELY-keskus 2013.) 2.4.4 Happi Happi on elintärkeää vedessä eläville eliöille. Hapen liukeneminen veteen riippuu veden lämpötilasta siten, että kylmempään veteen happea liukenee enemmän kuin

6 lämpimään veteen. Ravinnekuormitus ja vesistön rehevöityminen lisäävät järven pohjalle kertyvän hajoavan orgaanisen aineksen määrää, mikä kuluttaa pohjan happivaroja, kun hajottajabakteerit hajottavat orgaanista ainesta. Hapen vähentyminen voi johtaa happikatoon järven pohjassa, mikä puolestaan johtaa kalojen kuolemiin. Hapen väheneminen tai loppuminen syvänteistä aiheuttaa myös etenkin fosforin liukenemista pohjasedimentistä takaisin veteen, mikä lisää rehevöitymistä ja hapenkulutusta edelleen. Happikadot ovat etenkin pienissä ja matalissa järvissä yleisiä ilmiöitä. (Etelä- Pohjanmaan ELY-keskus 2013.) 2.5 Perustietoa Syväristä ja Vuotjärvestä Syväri ja Vuotjärvi sijaitsevat Pohjois-Savossa (kuva 1.) ja kuuluvat niin kutsuttuun Nilsiän reittiin ja Vuoksen päävesistöön. Valitsimme Syvärin sattumanvaraisesti tutkimusjärveksemme ja Vuotjärven vertailujärveksi, koska se on Lastukosken kanavan kautta yhteydessä Syväriin. Syväri on suomen 54. suurin järvi ja sen pinta-ala on 80,7 km 2. Keskisyvyys Syvärillä on 7,0 metriä ja suurin syvyys 41 metriä. Syväri on säännöstelty järvi ja säännöstely on aloitettu vuonne 1959, nykyinen säännöstelylupa on ollut voimassa vuodesta 1988 asti. (Lindholm 2013.) Vuotjärven pinta-ala on puolestaan 56,5 km 2 ja keskisyvyys 4,6 metriä, suurin syvyys Vuotjärvessä on 32 metriä. Myös Vuotjärveä säännöstellään ja sen säännöstely on alkanut vuotta Syväriä myöhemmin vuonna1960. Suurin osa Vuotjärven tulovirtaamasta tulee Lastukosken kanavan kautta Syväristä. Lisäksi Keyritynjoen ja Luostanjoen alueet laskevat Vuotjärveen Ala-Siikajärven kautta. (Lindholm 2013b.)

7 Syväri Vuotjärvi Kuva 1. Syvärin ja Vuotjärven sijainti Suomen kartalla Nilsiän kunnan jätevedenpuhdistamon purkuvedet johdetaan 600 metrin pituisella putkella puhdistamolta Syvärin Liestynselälle. Ensimmäinen ympäristölupa kyseiselle toiminnalle on myönnetty 30.10.1986 ja sille on haettu jatkolupa vuoden 2010 lopussa. Uusintahakemuksen yhteydessä on haettu lupa myös ylijäämälietteen kompostoinnille. Jätevedenpuhdistamo on valmistunut vuonna 1988 ja sitä on saneerattu vuosina 2005 2007. Puhdistamon mitoitus on tehty noin 5000 asukkaan jätevesille ja 2030 m 3 /d virtaamalle, mutta mitoituksessa on otettu myös huomioon matkailusesongin aiheuttama vaikutus tulokuormitukseen. (Itä-Suomen aluehallintovirasto 2012.) Puhdistetun jäteveden purkupaikka sijaitsee Syvärin Liestynselällä kuuden metrin syvyydellä. Jäteveden vaikutus näkyy Liestynselän havaintopaikalla 2A heikentyneenä happitilanteena, kohonneina fosforin ja typen pitoisuuksina sekä kohonneena sähkönjohtavuusarvona. Myös veden hygieeninen laatu on huonontunut. Jätevesivaikutuksen on todettu olevan yleensä voimakkaampi talvella kuin kesällä. Muista havaintopaikoista jätevesivaikutus näkyy laimentuneena Liestynselkä 3:lla, Etu-Liestynselkä 1B:llä ja Mustaselän asemalla 1. (Itä-Suomen aluehallintovirasto 2012.) Vuodelta 1994 olevan Syvärin rantayleiskaavan mukaan pääosa Syvärin rannoista on maa- ja metsätalousvaltaista aluetta, joka on tarkoitettu maa- ja metsätalouden harjoittamiseen, sekä rakennuslain 4 :ssä tarkoitettuun haja-asutusluontoiseen rakentami-

8 seen. Tällä alueella rakennuksien etäisyys rantaviivasta on oltava vähintään 200 metriä. Pieni osa varsinkin saarten rannoista on loma-asunto tai lomamatkailualuetta, sekä erittäin hajanaista pientalovaltaista asuin-aluetta. (Nilsiän kunta 1994.) 3 MATERIAALIT JA MENETELMÄT 3.1 Ympäristö- ja paikkatietopalvelu Oiva OIVA on asiantuntijoille tarkoitettu ympäristö- ja paikkatietopalvelu, johon on koottu ympäristönsuojelun tietojärjestelmä Vahtiin ja ympäristötiedon hallintajärjestelmä Herttaan kuuluvat aineistot. Tietojärjestelmistä löytyy tallennettua tietoa esimerkiksi vesistöjen ja ympäristön tilasta (Hertta). Vahti-järjestelmä puolestaan painottuu ympäristönsuojeluun ja se sisältääkin tietoa esimerkiksi ympäristösuojelulainsäädännön mukaisista luvista ja ilmoituksista. Myös tiedot jätteistä ja päästöistä vesiin ja ilmaan löytyvät Vahdin kautta. Tietoja OIVAan tuottavat muun muassa liikenne ja ympäristökeskukset (ELY-keskukset) ja Suomen ympäristökeskus. Palvelulla halutaan tuoda ympäristötietoa paremmin saataville ja helpommin käytettäväksi. (Ympäristöhallinto 2013b.) 3.1.1 Hertta Hertta on OIVA-palvelun alainen tietojärjestelmä, johon kootaan edellä mainittua ympäristöhallinnon keräämää ja tuottamaa tietoa ympäristön tilasta. Hertan sisältöä kehitetään jatkuvasti ja se karttuu sitä mukaa kun uusia mittauksia ja tutkimuksia tehdään. Hertan avulla voidaan monipuolisesti seurata vesivarojen ja ympäristön tilaa, suunnitella alueiden käyttöä ja luonnonsuojelua ja se tulee myös ohjauksen ja valvonnan toimintoja. Herttaa on selaimessa toimiva järjestelmä ja sitä voidaan käyttää missä vain internetyhteydellisessä koneessa. (Ympäristöhallinto 2013b.) Tässä työssä käytetystä Pintavesien tila osiosta saadaan tietoja vedenlaatua kuvaavista fysikaalis-kemiallisista analyysituloksista ja pohjaeläimistä. Lisäksi kokonaisuudessa on osa, joka palvelee vesienhoidon suunnittelua ja raportointia. Hertan sisältämiä tietoja käytetään hyväksi vesien yleistä käyttökelpoisuusluokitusta tehtäessä ja veden-

9 laatu-osio pitää sisällään valtakunnallisten ja alueellisten seurantojen ja vesistöjen velvoitetarkkailun tuloksia. (Ympäristöhallinto 2013c.) 3.1.2 Tutkittavat tiedot Varsinaiseksi tutkimusjärveksi valikoitui Syväri ja sille vertailujärveksi viereinen Vuotjärvi. Syvärin valinta oli täysin sattumanvaraista, mutta Vuotjärvi oli luonteva valinta vertailujärveksi, koska se on aivan Syvärin vieressä ja järvet ovat yhteydessä toisiinsa Lastukosken kanavan kautta. Tutkittaviksi muuttujiksi valittiin hyvin yleisesti järvien tilan määrityksessä käytetyt muuttujat liukoinen happi, kemiallinen hapenkulutus, klorofylli-a, kokonaisfosfori, kokonaistyppi, ph ja sähkönjohtavuus. Nämä muuttujat kertovat järven fysikaalis-kemiallisesta tilasta, mutta varsinainen luokittelu tehdään muun muassa vesikasviston ja kalaston perusteella. Tutkittavaksi ajanjaksoksi valittiin vuodet 1974 2012, koska näiltä vuosilta saatiin kummastakin järvestä ja kaikista tutkittavista muuttujista kattavat tiedot. Tutkimukseen otettiin mukaan kaikki tehdyt mittaukset (sisältäen kaikki vuodenajat, sekä kaikki näytteenottosyvyydet). Koska tutkimusta varten laskettiin kaikilta vuosilta keskiarvot, tasoittuvat mahdolliset mittausvirheet ja vuodenaikojen aiheuttamat erot. Ajanjakso on myös tarpeeksi pitkä, jotta järvien tilan kehityksessä tapahtuneet pitkän aikavälin muutokset erottuvat selvästi ja myös trendit ovat selkeitä. Tiedot etsittiin Hertta-järjestelmästä ja siirrettiin Excel-taulukkolaskentaohjelmaan, jolloin tietoja päästiin taulukoimaan ja analysoimaan. 3.2 Matemaattiset analyysimenetelmät Järvistä saatua dataa käsiteltiin Excel-taulukkolaskentaohjelman avulla. Eri muuttujille laskettiin vuosittaisia keskiarvoja, joista piirrettiin kaavioita. Kaavioista voidaan selvittää esimerkiksi, onko muuttujan trendi laskeva vai nouseva. Käytimme myös aineiston tutkimiseen regressiomallinnusta sekä korrelaation laskemista ja varianssianalyysia. Näillä menetelmillä voidaan selvittää, onko eri muuttujien välillä joitain yhteyksiä tai riippuvuuksia.

10 3.2.1 Regressiomallinnus Excel-taulukkolaskentaohjelman avulla voidaan suorittaa regressiomallinnusta regressiomallin analyysityökalujen Regression-toiminnolla. Sen avulla voidaan vertailla y- muuttujaa yhteen tai useampaan x-muuttujaan. Regression-työkalu laskee erilaisia regressiotunnuslukuja, kuten kertoimen R, korrelaatiokertoimen, keskivirheen sekä havaintojen määrän. Sama ohjelma antaa myös tulostamansa kertoimet siihen syötetystä aineistosta. Yksi näistä on p-arvo. Muuttujaa, jonka regressiokertoimeen liittyvän t-testin p-arvo on yli 0,050 ei voida pitää tilastollisesti merkitsevinä. P-arvo paljastaa siis sen, onko mallinnuksessa käytettyjen muuttujien välillä riippuvuutta. (Taanila 2010.) 3.2.2 Varianssianalyysi Varianssianalyysiä (ANOVA eli analysis of variance) käytetään tulkitsemaan kahden tai useamman ryhmän keskiarvojen tilastollisesti merkittäviä eroja tai yhtäläisyyksiä. Yksisuuntainen varianssianalyysi on yksinkertaisin varianssianalyysin muoto. Analyysissa tarkastellaan yhtä selittävää muuttujaa. Tilastollisena testinä varianssianalyysissa käytetään Exdel-taulukkolaskentaohjelman niin sanottua F-testiä, joka kertoo millä todennäköisyydellä asetettu hypoteesi voidaan hylätä. (Varianssianalyysi 2002.) 4 TULOKSET JA TULOSTEN TARKASTELU 4.1 Syväri Kemiallisen hapenkulutuksen, kokonaistypen ja fosforin määrät ovat trendiltään nousevia, josta voidaan päätellä, että vesistön kuormitus on tutkimusajanjakson aikana kasvanut. Arvoissa on kuitenkin huomattavaa vaihtelua ja vuosittainenkin vaihtelu on ollut ajoittain suurta (kuva 2.).

11 Kuva 2. Kokonaisfosfori Liukoisen hapen määrä on laskenut huomattavasti tarkasteluaikana. 1980-luvun lopussa lasku on ollut erityisen nopeaa. Tämän jälkeen vuosittaiset vaihtelut ovat olleet suuria (kuva 3.). Koska ravinteiden lisääntyminen lisää myös happea kuluttavien hajottajien määrää, laskeva trendi liukoisen hapen määrässä kertoo ravinteiden lisääntymisestä. Tämä voidaan todeta myös tekemällä regressioanalyysi, jossa vertaillaan liukoisen hapen määrää kokonaistypen ja fosforin määrään. 10,50 Liukoisen hapen määrä vuosina 1974-2012 9,50 8,50 7,50 6,50 5,50 Liukoinen happi (mg/l) Lin. (Liukoinen happi (mg/l)) 4,50 3,50 1970 1980 1990 2000 2010 2020 Kuva 3. Liukoisen hapen määrä

12 Sähkönjohtavuuden ja kokonaistypen välillä voidaan havaita riippuvuus sekä piirretystä kuvaajasta että regressioanalyysin tuloksista. Sähkönjohtavuus on myös trendiltään nouseva ja nousu on kiihtynyt 1980-luvun lopulta lähtien. Klorofylli-a pitoisuus on trendiltään lievästi nouseva, mutta nousu on hyvin vähäistä ja vuosittaiset erot ovat suuria (kuva 4.). Regressioanalyysissä ei voitu osoittaa vahvaa riippuvuutta toisiin muuttujiin. Kuva 4. Klorofylli-a 4.2 Vertailu Liukoisen hapen määrän, kokonaistypen ja sähkönjohtavuuden osalta Syvärin ja Vuotjärven mittaustulokset ovat olleet samankaltaisia 1980-luvun lopulle asti. Tämän jälkeen Syvärin kuormitus on kasvanut ja tämä voidaan todeta esimerkiksi liukoisen hapen määrien erosta (kuva 5.). Myös mittaustuloksista tehty varianssianalyysi osoittaa järvien välisen eron.

13 Kuva 5. Liukoisen hapen määrä Syvärissä ja Vuotjärvessä Kemiallinen hapenkulutus, klorofylli-a ja ph ovat samankaltaisia koko tarkasteluajanjakson ajan. Myöskään kokonaisfosforin määrän kehityksessä ei ole eroa. 5 JOHTOPÄÄTÖKSET Syvärin tila on tarkasteluajanjakson aikana hieman huonontunut lisääntyneen ravinnekuormituksen vuoksi. Syynä tähän on luultavasti vuonna 1988 rakennettu jätevedenpuhdistamo, jonka purkuvedet johdetaan hyvin lähelle tutkittua Liestynselän mittauspistettä. Puhdistetun jäteveden vaikutus vesistön tilaan on havaittu myös muilla purkupaikan läheisillä mittauspisteillä. Vertailukohteena olleessa Vuotjärvessä pitkän aikavälin muutoksia ei ole juuri havaittavissa, eivätkä trendit ole selvästi nousevia eivätkä laskevia. Vuotuiset vaihtelut eivät ole Vuotjärvessä yhtä huomattavia kuin Syvärissä (kuva 6.).

14 Kuva 6. Sähkönjohtavuuden käyrät edustavat hyvin Syvärin ja Vuotjärven tilojen kehitystä yleisesti Molempien järvien rannoilla olevat suuret maa- ja metsätalousalueet eivät ole lisänneet tai vähentäneet kuormitusta vesistöihin. 6 POHDINTA Tehtävän tarkoituksena oli pikkuhiljaa alkaa valmistautua opinnäytetyön tekemiseen opettelemalla tiedonhankintaa, tutkimusmenetelmiä ja oikeanlaista IMRAD-muotoista raportointia. Tämä toteutettiin muodostamalla tutkimusongelma Suomen järvien ekologisen tilan kehityksestä 1970-luvulta 2010-luvulle ja toteuttamalla ja raportoimalla tutkimus. Tehtävä tuntui varsin hankalalta ja suurelta. Suurien kvantitatiivisten aineistojen tutkiminen ei ollut tullut vielä muuten eteen ja sen työstäminen oli myös osin hankalaa ja aikaavievää. Kuitenkin aineistosta alkoi muodostua selkeä kuva ja siitä saatiin myös hyvää tietoa esiin, jonka pohjalta voitiin alkaa etsiä tietoa omien johtopäätöksien tueksi. Järvien tilan tutkiminen on moniulotteista ja järven tilaan vaikuttavaa erittäin monta seikkaa. Pitkää ajanjaksoa tutkittaessa trendit nousevat selkeästi esiin ja esimerkiksi yhden kerran mittausvirheet katoavat aineiston paljouteen. Päätös valita tutkittavaksi kaikki mittaukset ympäri vuoden osoittautui hyväksi, koska näin saatiin jokaiselta vuodelta aineistoa, eikä väliin jäänyt merkittäviä aukkoja. Saimme selkeitä tuloksia tutkittavasta aineistosta ja onnistuimme löytämään havaitsemillemme muutoksille myös selittävät tekijät kirjallisuudesta. Raportin oikean rakenteen löytäminen oli helppoa ja tehtävä onnistui kaiken kaikkiaan hyvin.

15 LÄHTEET Lahti Kimmo, Tolonen Pasi, Airamo Seija, Holopainen Mervi, Koivisto Ilkka, Suominen Teuvo, Valste Juha, Viitanen Pertti 2005. Elämä.WSOY Oppimateriaalit Oy: Helsinki. Etelä-Pohjanmaan ELY-keskus 2013. Ympäristön tila kesällä 2013. PDF-dokumentti. http://www.elykeskus.fi/documents/10191/56139/ympariston_tila_kesa_+2013_nakymia.pdf/10adcf5fec16-4042-9c18-670f54e40566. Päivitetty 28.10.2013. Luettu 3.12.2013. Itä-Suomen aluehallintovirasto 2012. Nilsiän kaupunigin jätevedenpuhdistamon ympäristölupa. Lindholm Matti 2013. Järviwiki Syväri. WWW-dokumentti. http://www.jarviwiki.fi/wiki/syv%c3%a4ri_%2804.631.1.001%29. Päivitetty 4.3.2013. Luettu 3.12.2013. Lindholm Matti 2013b. Järviwiki Vuotjärvi. WWW-dokumentti. http://www.jarviwiki.fi/wiki/syv%c3%a4ri_%2804.631.1.001%29. Päivitetty 4.3.2013. Luettu 3.12.2013. Niemi Jorma, Heinonen Pertti, Mitikka Sari, Vuoristo Heidi, Pietilänen Olli-Pekka, Puupponen Markku, Rönkä Esa 2001. The Finnish Eurowaternet with information about Finnish water resources and monitoring strategies. Suomen Ympäristökeskuksen julkaisuja. Edita: Helsinki Nilsiän kunta 1994. Syvärin rantayleiskaava. Kaavakartta. Pohjois-Savon ELY-keskus 2010. Pohjois-Savon vesienhoidon toimenpideohjelma vuosille 2010 2015. PDF-dokumentti. http://www.doria.fi/bitstream/handle/10024/84991/pohjois-savon_elykeskuksen_julkaisuja_1_2010.pdf?sequence=3. Päivitetty 1.4.2010. Luettu 2.12.2013. Pohjois-Savon ELY-keskus 2013. Pohjois-Savon ympäristö tila 2008. PDFdokumentti. http://www.ymparisto.fi/fi- FI/Kartat_ja_tilastot/Ympariston_tila_Suomessa_2008/Ympariston_tila_PohjoisSavos sa_2008%289198%29. Päivitetty 28.11.2013. Luettu 3.12.2013. Suomen ympäristökeskus 2013a. Pintavesien ekologisen tilan luokittelu. PDFdokumentti. http://www.ymparisto.fi/fi- FI/Vesi_ja_meri/Pintavesien_tila/Pintavesien_luokittelu. Päivitetty 16.9.2013. Luettu 3.12.2013. Suomen Ympäristökeskus 2013b. Vesistöjen ravinnekuormitus ja luonnon huuhtouma. WWW-dokumentti http://www.ymparisto.fi/fi- FI/Kartat_ja_tilastot/Vesistojen_ravinnekuormitus_ja_luonnon_huuhtouma. Päivitetty 2.9.2013. Luettu 3.12.2013.

16 Taanila Aki 2010. Lineaariset regressiomallit. PDF-dokumentti. http://myy.haagahelia.fi/~taaak/m/regressio.pdf. Päivitetty 17.6.2010. Luettu 3.12.2013. Varianssianalyysi 2002. WWW-dokumentti. http://www.fsd.uta.fi/menetelmaopetus/index.html. Päivitetty 12.3.2002. Luettu 3.12.2013. Ympäristöhallinto 2013. Suuret järvet kunnossa, rannikkovesien tila kehno. WWWdokumentti. http://www.ymparisto.fi/fi- FI/Vesi_ja_meri/Vesien_ja_merensuojelu/Suuret_jarvet_kunnossa_rannikkovesien_ti %2826643%29. Päivitetty 2.10.2013- Luettu 3.12.2013 Ympäristöhallinto 2013b. Tietojärjestelmät ja aineistot. WWW-dokumentti. http://www.ymparisto.fi/fi-fi/kartat_ja_tilastot/tietojarjestelmat. Päivitetty 12.11.2013. Luettu 7.12.2013. Ympäristöhallinto 2013c. Hertta. WWW-dokumentti. http://wwwp2.ymparisto.fi/scripts/hearts/welcome.asp. Ei päivitystietoja.luettu 7.12.2013.