Rapukantojen rooli Pyhäjärven ekosysteemissä Anne-Mari Ventelä, FT Vesistötoimialan päällikkö, Pyhäjärvi-instituutti Akvaattisen ekologian dosentti, Turun yliopisto 1
SATAKUNTA Innovation and research network in a changing climate case crayfish 2
Hankkeen yhteistyötahot ja rahoitus Päätoteuttaja Pyhäjärvi-instituutti Rahoitus 04/2011-12/2013 Satakuntaliitto (päärahoittaja, EAKR) Ruralia-instituutti/ HY Jyväskylän yliopisto Pyhäjärven kalastusalue Euran kunta Säkylän kunta Satakunta Innovation and research network in changing climate 3
Hankkeen taustaa Rapuelinkeinolla suuri kasvupotentiaali Satakunnassa ja muuallakin Suomessa Täplärapu on tuonut viime vuosina merkittävää arvonlisää mm. Säkylän Pyhäjärven elinkeinokalataloudelle Täpläravun ekologista roolia Säkylän Pyhäjärvessä ei tunneta riittävän hyvin Ravun vaikutus ekosysteemiin Kalat, veden laatu Ekosysteemin vaikutus rapuihin Satakunta Innovation and research network in changing climate 4
1. Pyhäjärven perustietoja Valuma-alue 615 km 2 Pinta-ala 154 km 2 Keskisyvyys 5,4 m Suurin syvyys 26 m Rantaviivaa 80 km Kansallisesti merkittävä rapujärvi 1880-luvulta Jokiravun vientiä Venäjälle ja myöhemmin Ruotsiin 5
Rapu Pyhäjärvellä Kansallisesti merkittävä rapujärvi 1880-luvulta lähtien Vahvat luontaiset jokiravun kannat vientiä Venäjälle ja myöhemmin Ruotsiin Suuria saaliita 1907 saakka ja uudelleen 1930-luvulla Rapurutto ensimmäisen kerran 1907 Ainoa tunnettu suuri järvi, jossa jokirapukanta on toipunut rapurutosta Rapurutto toisen kerran 1929 1930-l. Tuho 1939-40, kanta ei enää toipunut laajoista istutuksista huolimatta Täplärapuistutukset 1988 alk. 6
Täplärapu Ruotsiin Pohjois-Amerikasta 1958 Suomeen 1967 Ensimmäiset istutukset 1967-1974 Oma poikastuotanto Porlassa -80-luvun alussa testi-istutukset -82 kansallinen rapustrategia 1989 suuren mittakaavan istutukset luvanvaraisiin vesistöihin 7
Istukkaiden lukumäärä (täplärapua/vuosi) 1988 2 846 1989 2 243 1990 6 661 1991 13 785* 1992 60 825 1993 60 156 (+ ~ 10 000) 1988 1993 Σ tot. 146 510 (~ 156 000) *sisälsi 9000 sukukypsää yksilöä Ruotsista?! (Lähde: T. Järvenpää) 8
Kasvatetut ruttovapaat poikaset istutusmeteriaalina Rapuruton vanhan tyypin puhkeamista osattiin odottaa Rapurutto tuli vuonna 1995, 7. vuonna istutuksen jälkeen Todettiin myöhemmin täpläraputyyppiseksi rutoksi 9
Yksikkösaalis/vuosia istutuksesta (Teuvo Järvenpää) CPUE 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Pyhäjärvi 1 2 3 4 5 6 7 Years CPUE 20 18 16 14 Puujärvi 12 Sekä Pyhäjärvi että Puujärvi ovat historiallisesti tunnettuja rapujärviä Mikä vaikuttaa täpläravun runsastumiseen rantavyöhykkeellä? Mikä on kalaston merkitys? (kiiski, ahven, hauki jne?) 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Years from introduction
Koeravustukset Saalis, kpl 11
Täplärapu järviekosysteemissä Tiedetään yllättävän vähän Timo Ruokonen 2012, Juha Karjalainen ym., JyU. Nyström, Edsman et al. 2000-l. Ruotsissa 12
Täpläravun vaikutukset: - Pohjaeläimiin - Rantakaloihin - Kalojen loisintaan - Energian kulkeutumiseen ja elinympäristöjen yhteyteen Ruokonen 2012 13
Ravintoverkko ja ravinnonkäyttö Vakaat isotoopit (δ 13 C & δ 15 N) Näytteitä ravintoverkon osakkaista eol.or g 14
Rantavyöhykkeen ravintoketju 13 10 ahven kivisimppu täplärapu 7 ulapan ravintokohteet kivennuoliainen δ15n 4 1 rantavyöhykkeen pohjaeläimet päällyslevät -2 lehtikarike -5-32 -27-22 -17-12 δ13c 15
Kolme ravintokohdetta Lehtikarike?? %?? %?? % Ranta Ulappa 16
Ravinnonkäyttö ikäluokittain 10 > 60 mm 9 40-50 mm 33-39 mm δ15n 8 7 19-26 mm < 10 mm & 19-26 mm 6 5-23 -21-19 -17-15 δ13c 17
Vaikutus pohjaeläimiin Täpläravut rantavyöhykkeen paikallisia huippupetoja Täpläravun pääasiallinen kesäaikainen ravinto koostuu pohjaeläimistä Selkärangattomat pohjaeläimet ovat tärkeä osa järvien ravintoketjuja. Tutkimusjärvissä kotilotiheyksien ja pohjaeläinten lajirunsauden havaittiin olevan pienempiä ravullisilla kuin muutoin samankaltaisilla ravuttomilla kivikkorannoilla. Lisäksi pohjaeläinyhteisöt poikkesivat ravullisilla kivikkorannoilla selvästi ravuttomista. 18
Kasvirannoilla vastaavia eroja ei havaittu, minkä johtunee kasvillisuuden tarjoamasta suojasta rapujen saalistusta vastaan sekä pienemmästä raputiheydestä. Täplärapu siis muuttaa paikallisesti pohjaeläinyhteisöjen rakennetta ja vähentää lajiston monimuotoisuutta. Ei vaikutusta kokonaistiheyteen Selkeitä negatiivisia vaikutuksia kotiloihin ja lajirunsauteen Muuttunut yhteisörakenne Vaikutukset ovat riippuvaisia elinympäristöstä 19
Vaikutus rantakaloihin Suurten järvien kivikkorantoja asuttavat pienet pohjakalat, kuten kivisimppu ja kivennuoliainen. täpläravun ilmestyminen aiemmin ravuttomille alueille voi johtaa kilpailutilanteeseen tilasta ja ravinnosta. Tutkimusjärvillä kalayhteisöjen rakenne ja pohjakalojen tiheydet olivat kuitenkin samankaltaisia niin ravullisilla kuin ravuttomilla rannoilla. Myös kalayksilöiden keskimääräinen pituus ja paino olivat samanlaisia. 20
Täplärapujen ravinnonkäyttö oli selvästi päällekkäistä kivisimppujen ja kivennuoliaisten kanssa, mutta ravun läsnäolon ei havaittu muuttavan kalojen ravinnonkäyttöä. Tulosten perusteella voidaankin sanoa, että nykyisillä raputiheyksillä täpläravulla ei ole voimakkaita haitallisia vaikutuksia tutkimusjärvien kivikkorantakaloihin. Ravut ja kalat jakavat samat resurssit Ei selkeitä haitallisia vaikutuksia 21
Tulokset- Ahventen loiset Loiset ovat olennainen osa kaikkien eliöiden elämää ja ne ovat yleisiä myös kaloissa. Kalojen loisilla on usein epäsuora elämänkierto, jonka eri vaiheissa loinen siirtyy väli-isäntien kautta pääisäntään. Monet pohjaeläimet ovat kalojen loisten väli-isäntiä, joten täpläravun aiheuttamat muutokset niiden määrässä tai käyttäytymisessä voivat heijastua myös epäsuorasti kalojen loisintaan. Tutkimusjärvien ahventen kotilo- ja vesisiiravälitteisten loisten määrä oli pienempi ravullisilla alueilla 22
Eläinplankton- ja simpukkavälitteisten loisten määrissä ei havaittu eroja. Loisyhteisöjen rakenne poikkesi ravullisten ja ravuttomien paikkojen välillä, mutta loisten yleisyydessä ei sen sijaan havaittu eroja. Täpläravun kotiloyhteisöissä aiheuttamien muutosten arveltiin olevan syy pienentyneisiin kotilovälitteisten loisten määriin. Tulosten perusteella täplärapu vaikeuttaa tiettyjen loisten elämää ja muuttaa loisyhteisöjen rakennetta ahvenet voivat hyötyä pienentyneestä loiskuormasta haitallisten vaikutusten vähetessä. 23
Lisääkö ravut rannan ja syvän välistä yhteyttä? Rapuja joilla rannan leima kaikkialla Täpläravut linkki rannan ja syvän välillä Merkitys? Päivittäistä vai kausivaellusta? Pyyntisyvyys = 0-3 m = 3-6 m = 6-9 m = >9 m Lisää tutkimusta! 24
Ravintokohteiden käyttö: kolmen lähteen malli 1 ranta Littoral Osuus ravinnonkäytöstä Proportion 0.8 0.6 0.4 0.2 maa Terrestrial syvänn e Profundal 0 0-3 m 3-6 m 6-9 m > 9 m Depth Syvyys 25
Täpläravut elinympäristöjen yhdistäjänä Täplärapujen on havaittu asuttavan jokiravusta poiketen myös järvien syvempiä alueita. Päijänteellä selvitettiin lisäävätkö täpläravut fyysisesti erillisten rantavyöhykkeen ja syvänveden välistä yhteyttä liikkumalla ja samalla kuljettamalla energiaa paikasta toiseen. Rannasta pyydetyt ravut käyttivät pääosin rantavyöhykkeestä peräisin olevaa ravintoa syvänveden ravintokohteiden osuuden lisääntyessä pyyntisyvyyden kasvaessa. Syvänveden alueelta havaittiin rapuja, jotka olivat käyttäneet pääasiassa rantavyöhykkeestä peräisin olevaa ravintoa, kun taas syvänveden ravintokohteita käyttäneitä rapuja ei rannassa juuri havaittu. Tulokset osoittavat, että täplärapu luo uuden väylän rantavyöhykkeen ja syvänveden välille ja mahdollisesti lisää rantavyöhykkeestä peräisin olevan energian siirtymistä syvänveden alueille. 26
Täpläravun vaikutukset siikakalakantoihin Säkylän Pyhäjärvellä Juha Karjalainen ym. 2013 27
Täplärapusaalis Säkylän Pyhäjärvessä (RKTL, Pyhäjärven kalastusalue) 28 Photo Teuvo Järvenpää
Miten selvitettiin? Koe 1: talvi 2011-2012 Kuinka aktiivisia syömään mätiä alhaisissa lämpötiloissa talvioloissa (2 & 6 C) Koe 2: mätitiheyden vaikutus syöntiin Koe 3: maksimisyöntipotentiaali eri lämpötiloissa talvella Bioenergeettinen mallintaminen populaatitasolle Rapujen sekä muikun ja siian munien määrän arviointi, haarukointia kuinka suuren osan voisivat syödä Talviajan ravinnon koostumuksen arviointi: stabiili istotooppianalyysi (δ13c & δ15n) Onko täplärapupopulaation kasvu Pyhäjärvellä vaikuttanut siikakalojen poikastuotantoon? 29
Koe 1: täpläravut söivät hanakasti mätiä 50 Muikku Munien määrä 40 30 20 10 0 Noble crayfish Signal crayfish Munien määrä 50 40 30 20 10 Siika 0 Noble crayfish Signal crayfish 30
Järvitason laajennoksen laskelmat Bioenergeettinen mallinnus Rapujen määrä järvessä: 4-5 - 8 milj. kpl Munafekunditeetti: muikkuja 2-8 mrd. kpl, siikoja 0,05-0,3 mrd. kpl Talvien 2006-07, 2008-09 lämpötilat Rapujen kasvu hyvin pientä Munien hautoutumisaika 172 d 31
Täpläravun ravinto talvella % Talvi % SIA Keskiarvo Moodi 95% vaihteluväli Pohjaeläimet 27.0 26.9 4-51 Detritus, puun lehdet 43.2 42.7 17-70 Makrofyytit 18.1 18.0 8-28 Siikakalojen munat 6.3 1.7 0-14 Kalaravinto muu 5.4 1.5 0-12 32
Haarukointia: täpläravun saalistamat siikakalojen munat % Pyhäjärvellä A) SIAR proportional diet, temperature curve 2008-2009 Signal crayfish population, ind. ha -1 Vendace, eggs ha -1 226 323 516 95000 268 366 585 129000 164 224 358 493000 51 69 111 Whitefish, eggs ha -1 3200 134 183 293 14600 72 98 156 20400 25 35 56 B) Functional response Vendace/493000 226 323 516 Temp 2008-2009 6.9 9.4 15.0 Temp 2006-2007 3.0 4.1 6.6 Whitefish/14600 Temp 2008-2009 3.4 4.6 7.4 33
Täpläravun ravinto talvella % Talvi % SIA Keskiarvo Moodi 95% vaihteluväli Pohjaeläimet 27.0 26.9 4-51 Detritus, puun lehdet 43.2 42.7 17-70 Makrofyytit 18.1 18.0 8-28 Siikakalojen munat 6.3 1.7 0-14 Kalaravinto muu 5.4 1.5 0-12 34
Siikakalojen poikastuotanto silloin ja nyt Muikku Siika 35
Päätelmät Täplärapu on potentiaalinen siikakalojen mädin saalistaja etenkin syksyllä kudun jälkeen munien kokonaiskuolleisuudesta (yleensä >90%) on alle 20 % ravun aiheuttamaa Pyhäjärvelllä ei havaittu vähentävän muikun poikastuotantoa Voi olla osatekijä siian heikentyneeseen poikastuotantoon 36
Paljon tiedonaukkoja varsin heikot tiedot rapupopulaatioiden koosta rapujen liikkumisesta jään alla tiedetään vähän Kertyykö ravut kutualueille? rapujen ravinnon käyttötiedot talvelta niukat 37
Muuta?? 38
Lämpötilan vaikutus RKTL, Savolainen, Pursiainen: kokeelliset tutkimukset Alhainen syyslämpötila heikensi lisääntymistulosta Kylmässä mädin eloonjäänti erittäin huono mäti kuolee kokonaan Kylmät syksyt voivat aiheuttaa kannanvaihteluita 39
40
Ahvenen saalistus (KUVA: Per Nyström) 41
Hauen saalistus (KUVA: Per Nyström) 42
Kuva: Satu Viljamaa-Dirks 2013 43
Mikä muu syö? (Per Nyström, ruotsalaiset järvet) Ahven > 15 cm 47% (102) Ahven < 15 cm 0% (21) Hauki > 15 cm 60% (5) Kuha > 15 cm 0% (8) Särki > 15 cm 0% (23) Ihmiset > 15 cm 100% (2) 44
Vaikutus kasvillisuuteen Ulkomailta suuri joukko tutkimuksia ja käytännön kokemuksia Vahvat rapukannat voivat vähentää vesikasvien määrää voimakkaasti Esimerkkejä, joissa rapuistutukset ovat ovat tuhonneet kasvillisuuden, seurauksena veden samentuminen Levät käyttävät ravinteet kasvien sijaan 45
Yhteenveto Pyhäjärveltä jokirapu hävinnyt, rapukannat istutettua täplärapua Täplärapu on vieraslaji, jonka ekologista vaikutusta tunnetaan huonosti Tutkimusten mukaan ekologinen vaikutus voi olla suuri Rapukantojen seurannat tarpeen Kannanvaihteluiden syitä mm. syksyn lämpötilat, pedot ym. Romahdukset mm. Ruotsissa 46
47
Täpläravut osana elinkeinokalataloutta Säkylän Pyhäjärvellä Income, catch (%) 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % Crayfish Biomanipulation Vendace 30 % 20 % 10 % 0 % 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Satakunta Innovation and research network in changing climate 48
Tavoitteena kestävä raputalous Säkylän Pyhäjärvellä = ekologia + talous + sosiologia KIITOS MIELENKIINNOSTA! 49