KasPer-koulutus Tvärminnen eläintiet. asema 15.5.2013 Marko Järvinen Luento 1 (15.5.2013) Johdanto Kasviplankton sisävesien ekologisen tilan arvioinnissa ja seurannassa kasviplankton, säätelytekijät, rooli vesiekosysteemissä käyttö indikaattorina ja ekologisen tilan arvioinnissa kasviplanktonseurannat Marko Järvinen SYKE Vesikeskus, Sisävesiyksikkö J-kylän toimipaikka Kuva: M. Niemelä/SYKE 1
28.5.2013 Kasviplankton 1-soluisia, yksittäin/yhdyskuntina eläviä alkeellisia leviä; µm mm yhteistä: yhteyttämiskyky, hapen tuottaminen, klorofylli-a monet miksotrofeja; yhteyttämisen lisäksi heterotrofista ravinnonkäyttöä vesiekosysteemin tuotannon perusta; kasvua säätelevät valo ja ravinteet; sukkessio; ajallinen ja alueellinen vaihtelu; toiminnalliset ryhmät lyhyt elinkierto; aikainen vaste ympäristömuutokseen (myös ekosysteemin toipumisvaiheessa) Brönmark & Hansson 1998, The limnology of lakes and ponds
Kasviplankton - säätelytekijät 28.5.2013 Precipitation Air temperature Irradiance Wind Water runoff DOC runoff VPD painetekijä Water Residence time DOC Lake environment Mixing Ice F Light S Nutrient runoff N P Si Water tº ph G Viral parasites Zooplankton Nõges P., et al. Fig. 2010 1. The. main The mechanisms impact involved of variations in mediating in the the climatic climate responses on of phytoplankton. seasonal The dynamics elimination mechanisms of phytoplankton. are indicated by In: D.G. George (ed.), block arrows: F flushing by extensive water exchange, S sedimentation in a stagnant water column, G grazing by zooplankton, P The Impact of Climate Change on European Lakes. Aquatic Ecology Series 4, DOI 10.1007/978-90-481-2945-4_14, Springer. parasitism (P not visible!). N = nitrogen, P = phosphorus (Note P = parasitism), Si = Silicate pp. 253-274.
28.5.2013 Kasviplanktonin vuodenaikaisuus - säätelytekijöiden merkitys vaihtelee -> huomioitava kpl-muuttujissa (ajanjakso) Brönmark & Hansson 1998, The limnology of lakes and ponds
28.5.2013 Kasviplankton järvien tilan ilmentäjänä Valokuva: M. Järvinen
Hyvä tilaindikaattori/muuttuja - pieni mittausvirhe suhteessa rehevöitymissignaaliin - ymmärrys muuttujan vaihtelusta ja sen aiheuttajista -> mittausvirheen minimointi Kasviplankton keskeinen laatutekijä ekologisen tilan arvioinnissa; osoittaa aikaista muutosta veden laadussa: - nopea lisääntyminen (nopea vaste ympäristöpaineille) - suora herkkyys fysikaalisille ja kemiallisille ympäristötekijöille - suuri lajidiversiteetti ja toiminnalliset tyypit, joilla selvästi erilainen vaste ympäristömuutoksille - näytteenotto yksinkertaista, nopeaa ja edullista -> kasviplankton VPD seurannan kaikissa pintavesikategorioissa: muuttujat: kasviplanktonin määrä, lajikoostumus, ja kukintojen esiintymistiheys ja intensiteetti -> VPD edellyttää epävarmuuden tuntemisen tilamuuttujissa 6
VPD-luokkakriteerit kuvaus järvikasviplanktonille erinomainen, hyvä, tyydyttävä, välttävä ja huono tila N-GIG 2012, Milestone 6 report 7
R.Jokipii/Syke Euroopassa VPD-työssä käytössä monia järvien kasviplanktonmuuttujia parhaat * (vs. kok-p) * * * 8
kasviplanktonin biomassa 28.5.2013 Rehevyyspaine: kasviplanktonin biomassa vs. kok-p Vollenweider & Janus 1981 P pitoisuus
Järvien kasviplanktonin biomassa ja lajisto (Suomen järvet, Lepistö 1999) 28.5.2013 happamat järvet: panssarilevät yleisiä, piilevät puuttuvat karut järvet: edustajia kaikista ryhmistä, kultalevät yleisiä rehevät järvet: sini-, silmä- ja piilevät runsaita humusjärvet: nielulevät yleisiä Kuvat: Reija Jokipii/SYKE Lepistö 1999, Monogr. Boreal Env. Res. 16 Lepistö 2000
28.5.2013 Ruotsin järvet (Eva Willén 2007) Kasviplanktonmuuttujien tarkastelua vasten painetekijöitä Willén, E. 2007, Rapport 5/2007, Institutionen för Miljöanalys (SLU)
28.5.2013 Rehevyyspaine: kasviplankton vs. ravinteisuus, Ruotsin järvet (ravinnepitoisuus kasvaa -->) Willén, E. 2007, Rapport 5/2007, Institutionen för Miljöanalys
28.5.2013 Rebecca (EU) Järvikasviplankton (FI, SE, NO, UK, IE) Kultalevät ei Uroglena ei Synura Kirkasvetiset EUR-järvet - veden väri <30 mg Pt/l - alkaliniteetti <0.2 mekv/l - syvyys 3-15 m (2b >15m) - korkeus <200m (5 200-800 m) Piilevät Pennales -lahko vaste ei ole lineaarinen; kynnysarvo Sinilevät ei Chroococcales Ptacnik ym. 2008 (Aquat. Ecol 42) klorofylli-a (µg/l) / kok-fosfori
28.5.2013 Happamoitumispaine Kasviplankton lajirunsaus vs. ph diversiteetti-indeksit: lajirunsaus vähenee, kun ph alenee Willén, E. 2007, Rapport 5/2007, Institutionen för Miljöanalys (SLU)
28.5.2013 Kasviplankton lajisto vs. happamuus ph indikaattorit (myös kaivosvesien kuormitus) Willén, E. 2007, Rapport 5/2007, Institutionen för Miljöanalys (SLU)
indifferentit lajit 28.5.2013 Dino cre 13/1 Dino bor 12/2 Dino sue 9/1 Meri war 9/1 Anab lem 8/0 Keph bor 7/1 Keph ova 7/1 Peri umb 6/1 Keph sku 5/0 Quad pfi 5/0 Chry pla 5/1 Keph cup 4/0 Bicosoez 0/3 Stepdisz 0/3 Au gr;an 0/2 Clos gra 0/2 Micr plu 0/2 Nitz aci 0/2 Rhiz eri 0/2 Scen arm 0/2 Koostumus indikaattorilajit alustavaa tarkastelua 2000-luvun alussa Snow ato 15/8 Mono dyb 14/9 Rhodomoz 14/9 Uroglenz 14/8 Aste for 13/9 Cryptomz (26 µm) 13/9 Polytomz 13/9 Tabe flo 13/9 Woro nae 13/9 Apha min 13/8 Botr ter 13/5 Suuret vähähumuksiset järvet (SVh), Suomi, heinäkuu 2002 data, n=55) Lepistö ym. 2004, Limnologica 34
Koostumusindeksit: PTI Phytoplankton Trophic Index (Phillips et al. 2013, Hydrobiologia), perustana 1795 EU-järven kpl-data (kesä), vs. TP 17
Järvikasviplanktonseuranta Suositukset näytteenottoajankohdista Intensiivikohteet A) 6-9 krt/v - touko-15, kesä-20, heinä-10, heinä-31, elo-20, syys-5 (± 3-pv) B) 3-4 tkrt/v - kesä-20, heinä-31, elo-20, syys-5 (± 3 pv) Vuosittain (R1) 1x/v: elo-20 (± 3-pv) 2x/v: heinä-31, elo-20 (± 3 pv) Rotaatio (R2-R6) joka 2. 6. vuosi Kuvat: Reija Jokipii/SYKE 18
WISER ajallinen vaihtelu: merkitys näytteenotolle linear-mixed effects models, Carvalho et al. 2013 (Hydrobiologia 704) 19
Kuvat: Reija Jokipii, Maija Niemelä/SYKE 20