Valuma-alueen maankäytön vaikutukset lohikaloihin Pauliina Louhi 1,2 & Aki Mäki-Petäys 2 1 Oulun yliopisto 2 Oulun RKTL Tutkimuspäivät 17.-18.11.2009
Sisältö Valuma-alueen maankäytön tuomat ongelmat vesistöissä Maatalous Turvetuotanto Metsätalous Kiintoaineen vaikutukset lohikaloihin Kunnostusojituksien seurantatutkimus Kiiminkijoella Kokeellinen tutkimus kiintoaineen vaikutuksista lohikalojen poikasiin
Vesistöjen valuma-alue Vedenjakajan rajaama kokonaisuus, josta vesistö saa kaiken vetensä Joki valuma-alueineen muodostaa toiminnallisen kokonaisuuden Valuma-alueen maankäyttö vaikuttaa jokien eliöstöön www.ymparisto.fi
Maatalous on suhteellisesti merkittävin ravinnekuormittaja Peltoviljely ja kotieläintuotanto eroosio Vaikutukset vesistöjen tilaan näkyvät vasta pidemmän ajan kuluessa Fosforikuormitus v. 2008 www.ymparisto.fi
Turvetuotanto paikallisesti merkittävä kuormittaja Turvetuotantoalueilta huuhtoutuu ravinteiden lisäksi kiintoainetta, humusta ja rautaa Perustamisvaiheessa valunnat kasvavat, mutta lopulta suolta purkautuvat vesimäärät kuitenkin vähenevät www.savonsanomat.fi www.ymparisto.fi
Metsätalous laaja-alaisin kuormittaja Maatalous 28200km 2 9 % Rakennettu 15040km 2 5 % Maa-alan jakautuminen Muut 5 % Metsäyhtiöt 8 % Metsien omistussuhteet Joutomaa 30000km 2 10 % Kitumaa 28000km 2 9 % Metsämaa 203000km 2 67 % Valtio 25 % Yksityiset 62 % www.mmm.fi Kotimaisen puun hakkuut lisääntyvät 10-15 miljoonaa kuutiometriä vuoteen 2015 mennessä (Kansallinen metsäohjelma 2015)
Vesistökuormituksen ekologiset Vesistöä kuormittava aine vaikutukset Vaikutukset Haitta ilmenee Kiintoaine Orgaaniset aineet ja rauta Pohjan liettyminen Veden samentuminen Veden värin tummuminen Muutoksia kalayhteisöissä, pohjaeläin- ja planktonyhteisöjen rakenteessa Rajoittaa kalojen ja vesikasvien kasvua Haittaa kalojen viihtyvyyttä Veden humus- ja rautapitoisuuden lisääntyminen Sädesienten lisääntyminen Verkkojen likaantuminen, mahdollisesti myrkkyvaikutuksia pohjaläimissä Kalojen makuvirheet Typpi ja fosfori Rehevöityminen Muutokset joen orgaanisen aineen hajotukseen perustuvassa ravintoketjussa Koko vesiekosysteemin muutokset Pohjaeläinyhteisön rakennemuutokset, vähitellen myös kalayhteisöjen muutokset muokattu: www.syke.fi
Metsätaloustoimenpiteiden kehitys Suomessa v.1968-2010 (ennuste) Kenttämies & Mattsson 2006
Rukkipuro v. 1973 P.-L. Luhta
... ja 30 vuotta myöhemmin P.-L. Luhta
Kunnostusojituksien vaikutukset lohikalojen kutualueisiin (Louhi et al., submitted)
Kiintoaine pidättyy mg/cm2/d 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 Epäorgaaninen sedimentaatio (S.E.) Control Treatment 2002 2003 2004 2005 2006 2007 mg/cm 2 /d 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 Hiekan sedimentaatio (S.E.) 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Ye ar mg/cm2/d 0.08 Orgaaninen sedimentaatio (S.E.) %/kk 80 Kuolleisuus (S.E.) 0.06 60 40 0.04 20 0.02 2002 2003 2004 2005 2006 2007 0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Year Year
Ei muutoksia vesikemiassa 1.5 3.7 11.3 11.1 5.8 5.7 2007 2.7 2.5 11.4 11.2 5.8 5.7 2006 1.2 1.2 11.1 10.6 5.5 5.4 2005 3.5 1.5 11.8 11.9 5.8 5.7 2004 10.2 5.7 11.2 10.6 5.8 5.7 2003 1.8 1.2 11.2 10.9 5.7 5.6 2002 Vaikutus Kontrolli Vaikutus Kontrolli Vaikutus Kontrolli Kiintoaine (mg/l) Liuennut happi (mg/l) ph Vuosi
Ojituksien vaikutus purojen virtaamaan m 3 /s 0.06 0.04 0.02 Virtaama Control Kuolleisuusnopeus Treatment % / kk TR: p < 0.001 20 B x TR: p < 0.01 15 10 5 0.00 2001 2002 2003 2004 2005 2006 0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Pienten purojen talviaikainen virtaama laski ojituksien yläpuolisilla kontrollialueilla Talviaikainen kuolleisuus kasvoi
Alueellisten tekijöiden merkitys m 3 /s 0.06 Purojen virtaama Control Treatment m 3 /s 80 Kiiminkijoen virtaama ja sadanta mm 800 0.04 60 40 600 400 0.02 20 200 0.00 2001 2002 2003 2004 2005 2006 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 0 Alueelliset tekijät peittävät alleen metsäojituksien hydrologiset vaikutukset
Yhteenvetoa tuloksista Kunnostusojituksien yhteydessä toteutetut vesiensuojelutoimenpiteet pidättivät kiintoainetta riittävän hyvin Muutokset virtaamissa? Ei vaikutuksia taimenen mädin kuolleisuuteen Muutokset poikasten elinkelpoisuudessa?
Heikentääkö sedimentaatio poikasten elinkykyä? (Louhi et al., unpublished) Varhaisen kehitysvaiheen olosuhteet vaikuttavat myöhäisempiin vaiheisiin Todetty hyönteisillä (Taylor et al. 1998), matelijoilla (Pahkala et al. 2001), kaloilla (Searcy & Sponaugle 2001) Runsas sedimentaatio heikentää poikasten hapensaantia Poikaset ovat pakotettuja nousemaan soraikosta liian aikaisin, jolloin niillä on vielä suurempi ruskuaispussi Alttiimpia pedon vaikutukselle ja virran mukana huuhtoutumiselle
Kokeellinen tutkimus Kiintoaineen määrää manipuloitiin 24 koeuomastossa, jotka sisälsivät taimenen mätiä Mädin elossasäilyvyyttä, poikasten kokoa ja sedimentaation määrää kontrolloitiin kolmesti Ennen kuoriutumista Kuoriutumisen jälkeen soraikon sisällä Vapaassa vedessä poikasina
Poikasten elossasäilyvyys Ainoastaan hienojakoisin kiintoaine (<0.074 mm) alensi poikasten elossasäilyvyyttä Elossasäilyvyys (%) Orgaaninen kiintoaine (<0.074mm) (g)
Soraikosta nousun ajoittuminen f 100 No sedim ent Sedim ent 80 60 40 20 0 6.5. 9.5. 12.5. 15.5. 18.5. 21.5. 24.5. 27.5. 30.5. 2.6. 5.6. Kesto EI SEDIMENTAATIOTA 31 vrk RUNSAS SEDIMENTAATIO 23 vrk Aktiivisin vaihe 21 vrk 17 vrk Ei piiloutumispaikkoja!
Poikasten ruskuaispussin koko Runsaasti kuormitusta saaneilla poikasilla oli suurempi ruskuaispussi
Yhteenvetoa tuloksista Lohikalojen varhaisvaiheiden altistuminen runsaalle kiintoainekuormitukselle voi alhaisen kuolleisuuden lisäksi näkyä myös poikasten heikompana laatuna Elossasäilyneet poikaset eivät välttämättä tarkoita uusia suvunjatkajia!
Lopuksi Valuma-alueilla tapahtuvat muutokset heijastuvat virtavesien kalastoon Kalayhteisöjen rakennemuutokset Heikentyneenä kalojen kasvuna Kutupohjien liettymisenä Vaikutukset eivät aina ole selviä Elinkyvyn heikkeneminen
Kiitos! Ohjaajat: Aki Mäki-Petäys (RKTL), Jaakko Erkinaro (RKTL) & Timo Muotka (OY, SYKE) Yhteistyökumppanit: Olli van Der Meer, Alpo Huhmarniemi (RKTL), Saija Koljonen (OY, SYKE), Heikki Mykrä (SYKE) Taloudellisen tuen antajat: Oulun RKTL, Oulun yliopisto, Maj ja Tor Nesslingin säätiö, Metsähallitus, PPO & Kainuun TE-keskus