Suuren järven pilaantuminen ja toipumiskehitys ekologisen tilan muutokset ja luokituksen relevanssi Kimmo T. Tolonen 1, Heikki Hämäläinen 1, Jarmo J. Meriläinen 1, Arja Palomäki 2 & Juha Karjalainen 1 1 Bio- ja Ympäristötieteiden laitos, PL 35, 40014 Jyväskylän yliopisto 2 Jyväskylän yliopisto, Ympäristöntutkimuskeskus, PL 35, 40014 Jyväskylän yliopisto
EnvEurope-hanke Environmental quality and pressures assessment across Europe: the LTER network as an intergrated and shared system for ecosystem monitoring EU Life+ rahoitettu (2010-2013) Budjetti noin 6 milj. 11 EU-maata (Italia, Suomi (JyU), Saksa, Romania, Unkari, Puola, Liettua, Itävalta, Espanja, Ruotsi ja Bulgaria) Perustuu eurooppalaiseen LTER-verkostoon (Long-Term Ecological Research) Mukana akvaattisialimnologipäivät ja terrestrisiä seurantapaikkoja 10-11.4.2013, Helsinki
EU:n Vesipuitedirektiivi (2000) Velvoittaa jäsenvaltioita luokittelemaan vesistöjensä ekologisen tilan Järvien luokittelu perustuu: A. Biologisiin laatutekijöihin 1) Kasviplanktoniin 2) Rantavyöhykkeen päällysleviin 3) Vesikasvillisuuteen 4) Pohjaeläimiin 5) Kaloihin B. Biologisia tekijöitä tukeviin tekijöihin 1) Hydro-morfologiset muuttujat 2) Fysikaalis-kemialliset laatutekijät
Tolonen K.T., Hämäläinen H., Meriläinen J.J., Palomäki A. & Karjalainen J. 2013. The relevance of ecological status to ecosystem functions and services in a large boreal lakes (under review). Tutkittiin suuren järven ekologisen tilan kehitystä suhteessa kuormituksen muutoksiin viimeisen puolen vuosisadan aikana Pyrittiin selvittämään ilmentääkö järven ekologinen tila lajistollista monimuotoisuutta, ekosyysteemin toimintoja ja ekosysteemipalvelujen tarjontaa Voidaanko järven ekologista tilaa pitää relevanttina mittarina ekosysteemin todellisille suojelullisille arvoille? Tutkimuskohteena 8 Päijänteen eri tavoin kuormitukselle altistunutta osa-allasta
Ekosysteemin toiminta (ecosystem functions): Biotan sisäiset esim. perustuotanto, sekundäärituotanto, tuotannon siirtotehokkuus ravintoketjuissa/verkoissa, ekosysteemien, yhteisöjen ja populaatioiden vakaus (resistance to and resilience after disturbances) Eliöiden ja niiden epäorgaanisen ympäristön väliset toiminnot esim. ravinteiden kierto Ekosysteemipalvelut (ecosystem services) Tuotantopalvelut (provisioning services) esim. ravinto (viljelykasvit, karja, kalakannat, riista), vesi, puu, energia, biokemikaalit (lääkkeet), geneettiset resurssit Säätelypalvelut (regulating services) esim. ilmaston säätely, taudinaiheuttajien säätely, pölytys, jätteiden käsittely, luonnonkatastroofien säätely Tukipalvelut (supporting services) esim. ravinteiden kierto Kulttuuripalvelut (cultural services) esim. virkistyskäyttö, esteettiset arvot, tieteelliset ja koulutukselliset arvot On arvioitu, että jäljellä olevan villin luonnon säilyttämisestä saatava taloudellinen etu olisi vähintään satakertainen sen menettämiseen verrattuna (Balmford et al. 2002, Science)
WFD ecological status classification and aims of protection in relation to framework of ecosystem structures, functions and services Luokittelun kehittämisen fokus Ilmentääkö vesistön tilan luokittelu ekosysteemin toimintaa? kykyä tuottaa ihmiselle välttämättömiä ekosysteemipalveluja?? Paine (rehevöityminen ym.) Tilan mittari? Toimivat luokittelumuuttujat TP
Päällysveden fosforipitoisuus Päijänteellä voimakkaan kuormituksen vaiheessa 1969-1979. Fosfori-, typpi- ja orgaaninen kuormitus Pohjoisja Keski-Päijänteellä vuosina 1960-2011.
Päällysveden fosforipitoisuudet Päijänteellä kesä-elokuussa vuosina 1965-2012.
Päällysveden typpipitoisuudet Päijänteellä kesä-elokuussa vuosina 1965-2012.
Alusveden happipitoisuudet Päijänteellä vuosina 1960-2012.
Päijänteen ekologisen tilan kehitys vuosina 1965-2012.
Järven ekologinen tila suhteessa lajistolliseen monimuotoisuuteen, ekosysteemin toimintaan ja ekosysteemipalvelujen tarjontaan.
Tilan paraneminen välttävästö/tyydyttävästä hyväksi mahdollista kohtuullisessa ajassa kun suojelu/kunnostustoimet tarpeeksi tehokkaita Voimakkaassa kuormituksessa biologisten muuttujien (kasviplankton vs. pohjaeläimet) vasteet päinvastaiset Kasviplanktonin biomassan pieneneminen jätevesien inhibiition vaikutuksesta Ekologisen tilan muutoksen vasteet kuormituksen vähenemiseen johdonmukaisia Ekologisen tilan ajalliset muutokset biologisten tekijöiden ja vedenlaadun perusteella olivat enimmäkseen samansuuntaisia ja saavuttivat hyvän tilan suunnilleen samanaikaisesti Järven ekologinen tila ilmentää ainakin jossain määrin lajistollista monimuotoisuutta, ekosysteemin toimintoja ja ekosysteemipalvelujen tarjontaa (kalan saalis ja arvokalojen lisääntymispotentiaali) Tärkeimmät tulokset ja johtopäätökset Puoltaa luokituksen relevanssia ja käyttökelpoisuutta päätöksenteon välineenä
Kritiikkiä ja suosituksia Luokituksen kehittäminen ollut liian ravinnekuormituslähtöistä Entäs muut paineet? Suomalaisessa luokittelujärjestelmässä sisävesissä mukana vain ravinteet (TP & TN) Direktiivissä annetut näkösyvyys, lämpötilat, happi ja ph rutiininomaisesti mitataan/analysoidaan. Miksi ei käytetä? Eläinplankton ei mukana VPD:ssä Toiminnallisesti merkittävä linkki kasviplanktonin ja kalojen välillä Pitäisi seurata rutiininomaisesti vähintään LTER-verkoston järvissä!!!!! Tulevaisuuden tutkimuksellisena haasteena selvittää vesistöjen ekologisen tilan suhdetta laajempaan valikoimaan ekosysteemin toimintoja ja palveluita myös spatiaalisesti tarkastellen (joukossa järviä) Tähän mennessä biodiversiteettitutkimus on keskittynyt tarkastelemaan diversiteetin ja toimintojen välistä suhdetta, kun ekosystemipalvelututkimus on ollut pääosin kuvailevaa ilman ymmärrystä taustalla vaikuttavasta monimuotoisuudesta ja ekosysteemeiden toiminnoista (Cardinale et al. 2012)
Kirjallisuus: Balmford, A., Bruner, A., Cooper, P., Costanza, R., Farber, S., Green, R.E., Jenkins, M., Jefferiss, P., Jessamy, V., Madden, J., Myers, N., Naeem, S., Paavola, J., Rayment, M., Rosendo, S., Roughgarden, J., Trumper, K. & Turner, R.K. (2002) Economic reasons for conserving wild nature. Science, 297, 950-953. Cardinale, B.J., Duffy, J.E., Gonzalez, A., Hooper, D.U., Perrings, C., Venail, P., Narwani, A., Mace, G.M., Tilman, D., Wardle, D.A., Kinzig, A.P., Daily, G.C., Loreau, M., Grace, J.B., Larigauderie, A., Srivastava, D.S. & Naeem, S. (2012) Biodiversity loss and its impacts on humanity. Nature, 486, 5967. Kiitos