käsikirjoitus 6.10.2005 Liite 5 VOIMAKKAASTI MUUTETTUJEN SÄÄNNÖSTELTYJEN VESIEN VERTAILUOLOT JA YMPÄRISTÖTAVOITTEET Kemijärven pohjaeläimistö Jukka Aroviita Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Jyväskylän yliopisto 1. Aineistot...2 2. Vertailuaineistot...2 3. Ekologisen tilan arviointi...2 3.1. Kemijärven ekologinen tila...2 3.2. Vedenkorkeuden säännöstelyn vaikutus...4 4. Toimenpiteiden vaikutukset...5 4.1. 1)Vedenkorkeuden nosto helmikuun alussa 0,3 metrillä...5 4.2. 2) Kevään alimpien vedenkorkeuksien nosto 1 metrillä...6 4.3. 3) Kesäaikaisen säännöstelyalarajan lasku 0,5 metrillä...6 4.4. 4) Kaisanlahden pohjapato N43+ 147,35 m ja 5) Narkiperän pohjapato N43+ 147,35...6 4.5. 6) -11) Muut toimenpiteet...7 5. Kokonaisarvio toimenpiteistä...7 6. Arvion muun ihmistoiminnan vaikutuksesta...8 7. Paras (mahdollinen) saavutettavissa oleva ekologinen tila...8 8. Kirjallisuus...9 Taulukot ja kuvat...10
1. AINEISTOT Tässä tapaustutkimuksessa käytetyt pohjaeläinaineistot ja ekologisen tilan arviointimenetelmät olivat samaoja kuin CENOREG-hankkeen tarkasteluissa (). Työssä tarkasteltiin kahden rantavyöhykkeen habitaatin, ylemmän (kivikko, 0,4 m syvyys, potkuhaavinta) ja syvemmän rannan (pehmeä pohja, n. 2 m syvyys, Ekman-noudin) pohjaeläimistön tilaa. Kemijärven pohjaeläinnäytteet kerättiin 7.-9.10.2002 Ruopsanniemen, Soppelan ja Ritasalmen tutkimuslinjoilta (Kuva 1). Soppelan linja edustaa hiekkarantaa ja Ritasalmen ja Ruopsanniemen linjat ovat moreenirantoja. Linjat olivat samoja kuin aikaisemmassa Tikkasen (1987) tutkimuksessa. Linjoista Ritasalmi sijaitsee Hietaselällä Kivisalmen padottavan luonnonkynnyksen takana, kun taas Soppela ja Ruopsanniemi sijaitsevat täyden säännöstelyn alueella. 2. VERTAILUAINEISTOT Vertailuaineistoina käytettiin CENOREG hankkeessa kerättyjä pohjaeläinaineistoja muutamilla kirjallisuudesta kerätyillä aineistoilla täydennettynä. Ylemmän rannan vertailujärviä (n = 6) olivat Änättijärvi, Lentua, Jormasjärvi, Kellojärvi, Lammasjärvi ja Kuohatti. Syvemmän rannan vertailujärvet (n = 11) olivat Änättijärvi, Lentua, Jormasjärvi, Kellojärvi, Lammasjärvi, Kuittijärvi (RUS), Konnevesi, Pihlajavesi, Pyhäselkä, Onkamo ja Karjalan Pyhäjärvi. Vertailujärvien pienestä määrästä johtuen ei tyyppikohtaisia vertailuoloja muodostettu, vaan vertailujärviä tarkasteltiin yhtenä tyyppinä. Järvityypittelyehdotuksen mukaan järvet kuuluisivat tyyppeihin 5, 7 ja 8. 3. EKOLOGISEN TILAN ARVIOINTI Ekologisen tilan arvioinnissa pyrittiin mittaamaan VPD:n ohjeellisia luokittelutekijöitä molemmissa habitaateissa seuraavasti (sulkeissa tarkasteltu muuttuja) molemmissa habitaateissa: taksonikoostumus (vertailujärville ominaiset [p 0,4] lajit), runsausssuhteet (PMA-indeksi, Novak & Bode 1992), tärkeiden taksonomisten ryhmien esiintyminen (vertailujärville ominaiset [p 0,4] ryhmät) muutosherkkien ja epäherkkien taksonien suhde (EPT/Muut) ja monimuotoisuus (taksonilukumäärä). Muuttujien EQR-arvot (= havaittu arvo / vertailujärvien keskiarvo) yhteismitallistettiin lineaarisella uudelleenskaalauksella niin, että erinomaisen ja hyvän tilan raja määrättiin vertailujärvien 10. % -pisteeseen ja tämä kiinnitettiin arvoon EQR = 0,8 (ks. tarkemmin Hämäläinen ym. 2005). Näin ollen tasavälisellä luokituksella E/H-raja sai arvon EQR = 0,8, H/T-raja EQR = 0,6 jne. Yhteismitallistetuista muuttujien EQR-arvoista laskettiin keskiarvo (EQR ka ) kokonaisvaltaisen ekologisen tilan arviota varten. Myös EQR ka yhteismitallistettiin. Kokonaisvaltainen tila-arvio laskettiin 1) ylemmälle rannalle, 2) syvemmälle rannalle ja 3) rantavyöhykkeelle molempien habitaattien keskiarvona. 3.1. Kemijärven ekologinen tila Lähes kaikkien pohjaeläinmuuttujien arvot olivat Kemijärvellä, molemmissa habitaateissa, alle vertailujärvien vaihtelun (Taulukko 1). Alhaisimmat muuttujien arvot saivat muutosherkkien ja epäherkkien taksonien suhdetta kuvaava EPT/Muut suhde, runsaussuhteita kuvaava PMA-indeksi (kivikko) ja taksonikoostumusta kuvaava vertailujärville ominaisten taksonien esiintyminen. Kemijärveltä puuttui yhteensä 18 (kivikko) ja 10 (pehmeä pohja) vertailujärville ominaista taksonia, joista useimmat olivat päivänkorentoja, koskikorentoja tai vesiperhosia (EPT) (Taulukko 2). Vertailujärville ominaisten taksonomisten ryhmien esiintyminen oli säännösteltyjen järvien erottelukyvyltään karkein tarkastelluista muuttujista eikä Kemijärvi poikennut sen perusteella vertailuolovaihtelusta. Kokonaisvaltainen ekologisen tilan arvio oli molemmille habitaateille tyydyttävä ja rantavyöhykkeen ekologisen tilan arvio näin ollen myös tyydyttävä (EQR = 0,5). Heikoimman lenkin
periaatetta sovellettaessa tila on välttävä johtuen syvemmän rannan alhaisesta EPT/Muut suhteesta. Taulukko 1. Kemijärven ja vertailujärvien (ka 10.% piste (min-maks)) rantavyöhykkeen pohjaeläimistön ekologinen tila kahdella rantavyöhykkeen habitaatilla. Ekologinen tila on arvioitu viiden muuttujan perusteella, joista on ilmoitettu alkuperäiset arvot, EQR-arvot (havaittu arvo / vertailujärvien ka). Vaihtoehtoisina kunkin habitaatin kokokonaisvaltaisina tila-arvioina on niiden viiden muuttujan EQR-arvojen keskiarvo, mediaani ja alhaisin arvo (One-out, all-out). Kemijärvi Luokittelutekijä Muuttuja Kivikko Pehmeä pohja Vertailujärvet Kivikko (n=6) Pehmeä pohja (n=11) Alkuperäiset arvot Taksonikoost. Vert. omin. taks. 16 6 31,2 29 (27 33) 11,5 10 (8 14) Runsaussuht. PMA 1 0,30 0,55 0,69 0,56 (0,55 0,79) 0,71 0,59 (0,58 0,83) Tärkeät ryhmät Vert. omin. ryhm. 12 6 13,3 11,5 (11 15) 8,0 7 (7 9) Herkät / epäh. EPT/Muut 7/14 = 0,50 2/8 = 0,25 1,09 0,92 (0,89 1,43) 0,74 0,60 (0,27 1,00) Monimuot. Taks. lkm 21 10 35,7 31,5 (29 42) 18,6 14 (14 32) EQR-arvot 2 Taksonikoost. Vert. omin. taks. 0,44 0,48 1,02 (0,74 1,17) 1,01 (0,64 1,35) Runsaussuht. PMA 1 0,44 0,74 1,00 (0,79 1,14) 1,00 (0,78 1,22) Tärkeät ryhmät Vert. omin. ryhm. 0,85 0,69 1,00 (0,77 1,18) 1,00 (0,80 1,20) Herkät / epäh. EPT/Muut 0,43 0,33 1,00 (0,78 1,39) 1,00 (0,36 1,36) Monimuot. Taks. lkm 0,53 0,57 1,01 (0,74 1,30) 1,00 (0,80 1,58) Keskiarvo 0,48 0,50 1,03 (0,73 1,23) 1,01 (0,77 1,27) Mediaani 0,39 0,52 1,09 (0,71 1,32) 1,04 (0,72 1,34) One-out, all-out 0,43 0,33 0,81 (0,74 0,92) 0,79 (0,36 0,93) 1) Ei sisällytetty surviaissääsken (Chironomidae) toukkia. 2) Uudelleenskaalatut arvot (ks. teksti). Taulukko 2. Kemijärveltä kokonaan puuttuvat, mutta vähintään 40 % vertailujärvissä esiintyneet taksonit kahdella rantavyöhykkeen habitaatilla. Esiintymis-% Ryhmä Taksoni Kivikko Pehmeä pohja Kovakuor. Oulimnius tuberculatus 100 Päivänkor. EPT Leptophlebia spp. 100 45 Vesiperh. EPT Athripsodes cinereus 100 Vesiperh. EPT Polycentropus flavomac. 100 Päivänkor. EPT Caenis horaria 100 Päivänkor. EPT Centroptilum luteolum 83 Vesiperh. EPT Hydroptila spp. 83 Vesiperh. EPT Cyrnus trimaculatus 83 Päivänkor. EPT Ephemera vulgata 83 100 Vesiperh. EPT Cyrnus flavidus 83 55 Päivänkor. EPT Heptagenia dalecarlica 67 Luteet Corixidae 67 Koskikor. EPT Nemoura spp. 67 Vesiperh. EPT Lepidostoma hirtum 67
Vesiperh. EPT Tinodes waeneri 67 Vesiperh. EPT Molanna angustata 64 Harvasukasm. Stylaria lacustris 55 Kotilot Gyraulus spp. 55 Kovakuor. Limnius volckmari 50 Päivänkor. EPT Cloeon dipterum 50 Kaislakor. Sialis sordida 50 Vesiperh. EPT Mystacides azurea 50 Kaislakor. Sialis morio 45 Vesiperh. EPT Oecetis ochracea 45 Vesiperh. EPT Molanna submarginalis 45 Yht. lkm 18 10 3.2. Vedenkorkeuden säännöstelyn vaikutus Rantavyöhykkeen pohjaeläimistön ekologisen tilan arviolla oli selvä yhteys vedenkorkeuden säännöstelyyn (CENOREG-hanke, Kuvat 2 ja 3). Pääsääntöisesti rantavyöhykkeen pohjaeläimistön ekologinen tila oli alle hyvän säännöstellyissä järvissä, joiden talvialema on yli 3-4 m. Pohjaeläinmuuttujien suhde säännöstelyn voimakkuuteen (talvialenema) oli pikemminkin porrasmainen kuin lineaarinen. Ainoastaan herkkien ja epäherkkien taksonien suhdetta kuvaavan EPT/Muut muuttujan suhde talvialenemaan vaikutti lineaariselta. Lievemmin (talvialenema < 2 m) säännösteltyjen järvien pohjaeläinperustainen rantavyöhykkeen ekologinen tila oli kuitenkin keskimäärin parempi verrattuna voimakkaammin (> 2 m) säännösteltyihin järviin. Voimakkaammin säännösteltyjen järvien joukossa olikin vähemmän vaihtelua kuin lievemmin säännösteltyjen, eikä talvialeneman kasvu kolmesta seitsemään metriin enää aiheuttanut niiden joukossa merkittävää ekologisen tilan alenemista. Herkimmin tarkastelluista muuttujista reagoi taksonikoostumusta kuvaava vertailujärville ominaiset taksonit ja karkeimmin vertailujärville ominaiset taksonomiset ryhmät. Pohjaeläinmuuttujien vasteen voimakkuus vedenkorkeuden säännöstelyn voimakkuuteen vaihteli muuttujien välillä. Esimerkiksi kivikkorantojen taksonikoostumusmuuttujan EQR-arvot olivat alle hyvän tilan rajan (EQR = 0,6) jo alle kahden metrin talvialeneman järvissä, kun taas runsaussuhteiden mukaan alle kahden metrin talvialeneman järvet eivät vielä pääsääntöisesti poikenneet vertailujärvien vaihtelusta (Kuva 2). Säännösteltyjen järvien tila-arvioissa oli keskimäärin vain vähän eroa habitaattien välillä. Lievemmin säännösteltyjen järvien tila oli hieman parempi syvemmän rannan pehmeillä pohjilla kuin ylemmän rannan kivikossa vertailujärville ominaisten taksonien (taksonikoostumus) ja taksonilukumäärän (monimuotoisuus) perusteella, kun taas kivikkorantojen tila oli hieman parempi PMA:n EPT/Muut -suhteen perusteella arvioituna (Kuvat 2 ja 3). Voimakkaammin säännösteltyjen järvien tila-arviot olivat hieman korkeammat syvemmässä rannassa PMA:n perusteella ja kivikossa vertailujärville ominaisten taksonien (tärkeiden taksonomisten ryhmien esiintyminen) perusteella. Syvemmän rannan (~ 2 m syvyys) tilaan saattaa säännöstelyn voimakkuudella olla ratkaiseva vaikutus sen mukaan, onko talvialenema yli vai alle 2 m, eli onko näytteenottopaikka ollut kuivilla/jäässä vai vedenpinnan alapuolella kevättalvella.
4. TOIMENPITEIDEN VAIKUTUKSET Tarkastelussa oli yhteensä 11 kpl Kemijärven ekologisen tilan parantamistoimenpidettä (Taulukko 3). Toimenpiteiden vaikutusten arvioinnissa keskityttiin toimenpiteisiin 1-5, joiden vaikutuksia voitiin yrittää arvioida kvantitatiivisesti ja joilla myös lähinnä voisi epäillä olevan yhteyttä pohjaeläimistön tilaan. Toimenpiteiden (6-11) vaikutusten arviointi oli käytössä olevien aineistojen perusteella vaikeaa ja niiden käsittely jäi vähemmälle. Alla on kuvattu tarkastelut ja arviot toimenpiteiden vaikutuksista pohjaeläimistön tilaan. Taulukko 3. Tarkasteltavat ekologisen tilan parantamistoimenpiteet. Nro Tarkasteltava toimenpide 1 Vedenkorkeuden nosto helmikuun alussa 0,3 metrillä 2 Kevään alimpien vedenkorkeuksien nosto 1 metrillä 3 Kesäaikaisen säännöstelyalarajan lasku 0,5 metrillä 4 Kaisanlahden pohjapato N43+ 147,35 m 5 Narkiperän pohjapato N43+ 147,35 m 6 Sedimentin pöyhintä (hapetus) 7 Kemijärveen laskevien jokien kunnostaminen (arvioidaan vain kalaston osalta) 8 Tulvaniittyjen ja kosteikkojen perustaminen 9 Muut toimenpiteet valuma-alueella 10 Rantojen suojaaminen biologisin menetelmin 11 Rantojen suojaaminen suistein 4.1. 1)Vedenkorkeuden nosto helmikuun alussa 0,3 metrillä Pohjamateriaalin jäätyminen tai kuiville jääminen (ks. Palomäki & Koskenniemi 1993) lienee suurin yksittäinen haittatekijä säännösteltyjen järvien rantavyöhykkeen pohjaeläimistölle. Ranta-alueen jäätymissyvyyden määrää alkutalvella toteutettu vedenpinnan lasku, eikä myöhemmin keväällä tapahtuva vedenpinnan lasku enää niinkään lisää pohjan jäätymistä (jään paksuus, lumen määrä ja etäisyys rannasta kasvavat) (Alasaarela ym. 1989). Tosin vedenpinnan laskiessa jää painautuu pohjaa vasten ja myös tällä voi olla heikentäviä vaikutuksia pohjaeläimistön elinolosuhteisiin. Helmikuun alun vedenkorkeuksien nostolla pyrittäisiin siihen, että tuottavan vyöhyke pysyisi enenevissä määrin vedenpinnan alapuolella, jolloin vyöhykkeen jäätymättömyys/kuivumattomuus voisi parantaa etenkin syvemmän rannan pohjaeläimistön elinolosuhteita. Kemijärven säännöstelyn kehittämisselvityksissä on määritelty tuottavan vyöhykkeen syvyydeksi noin 2 m. Vuosijaksolla 1981-2002 vesi on 6.2. yltänyt tuottavaan vyöhykkeeseen kahtena vuotena. Jos vesi olisi ollut 30 cm korkeammalla tuona ajanjaksona, olisi se yltänyt neljänä vuotena tuottavan vyöhykkeen alarajalle sekä kolmena vuotena hieman ylemmäs (n. 50-50 - 20 cm), mutta muina vuosina se olisi jäänyt tuottavan vyöhykkeen alapuolelle. 0,3 metrin helmikuisella vedenkorkeuden nostolla tuottava vyöhyke pysyisi siis pääsääntöisesti (5 vuotta 22:sta vuosista 1981-2002) edelleen vedenpinnan alapuolella. Näin ollen hyvin suurin osa rantavyöhykkeestä jäisi kuiville edelleen lähes joka vuosi. Talvialenemalla ja alkutalven vedenpinnan alenemalla on keskenään voimakas yhteys ja pohjaeläimistön vasteet sekä alkutalven alenemaan (Kuvat 4 ja 5) että talvialenemaan (Kuvat 2 ja 3) ovatkin hyvin samankaltaisia. Estimaatti Kemijärven pohjaeläimistön keskiarvo-eqr:stä 1.8 metrin alkutalven alenemalla on kivikkorannoille 0,572 ja pehmeälle pohjalle 0,526. Näin estimoituna alkutalven aleneman pieneneminen 30 cm:llä saattaisi siis hieman parantaa Kemijärven tilaa nykyisestä (ks. Taulukko 1), mutta tilaluokka pysyisi edelleen tyydyttävänä.
4.2. 2) Kevään alimpien vedenkorkeuksien nosto 1 metrillä Jos alimpia vedenkorkeuksia nostettaisiin yhdellä metrillä, Kemijärven talvialenema pienenisi 6,75 m:stä 5,75 m:iin. CENOREG-tutkimuksen aineiston perusteella jo lievemmin (talvialenema < 2 m) säännösteltyjen järvien pohjaeläimistö näyttäisi eroavan vertailujärvien eläimistöstä ja ekologinen tila oli pääsääntöisesti alle hyvän tilan rajan viimeistään järvissä, joiden talvialenema oli yli 3-4 m (Kuvat 2 ja 3). Esimerkiksi aineiston toiseksi säännöstellyimmän järven (Vuokkijärvi, talvialenema 4,71 m) ja Kemijärven (6,75 m) pohjaeläimistömuuttujien EQR-arvot olivat samaa suuruusluokkaa (keskiarvo-eqr:ien vaihtelu 0,43 0,54), vaikka säännöstelyvoimakkuudessa näillä järvillä onkin eroa kaksi metriä (Kuvat 2 ja 3). Estimaatti Kemijärven pohjaeläimistön keskiarvo-eqr:stä 5,75 metrin talvialenemalla on kivikkorannoille 0,511 ja pehmeälle pohjalle 0,501. Kemijärven kevättalvinen vedenpinnan nosto yhdellä metrillä siis tuskin parantaisi pohjaeläimistön tilaa mitenkään havaittavissa määrin ja tilaluokka pysyisi tyydyttävänä. 4.3. 3) Kesäaikaisen säännöstelyalarajan lasku 0,5 metrillä Kevättalvinen rannan jäätyminen/kuiville joutuminen lienee pohjaeläimistölle ratkaisevin tekijä ja kesäaikaisen vedenkorkeuden vaihtelun lisääntyminen tuskin kohentaisi Kemijärven pohjaeläimistön tilaa. 4.4. 4) Kaisanlahden pohjapato N43+ 147,35 m ja 5) Narkiperän pohjapato N43+ 147,35 Tässä tarkasteltiin samanaikaisesti sekä Kaisanlahden että Narkiperän pohjapadon korottamisen vaikutuksia. Kaisanlahden nykyinen pohjapato on tasolla N43+145,50 m ja sen teoreettinen vedenkorkeusvaihtelu on 3,5 m. Uudessa tilanteessa (N43+ 147,35 m) teoreettinen vedenkorkeusvaihtelu olisi 1,65 m. Myös Narkiperän pohjapadon korotus johtaisi teoreettisen vedenkorkeusvaihtelun laskemiseen 1,65 m:iin. Kaisanlahden tai Narkiperän rantavyöhykeen pohjaeläimistön nykytilaa estimoitiin CENOREGprojektin havaintoaineiston avulla ekologisen tilan ja säännöstelyn voimakkuuden välisestä regressiosta (Kuvat 2 ja 3). Kaisanlahden tai Narkiperän pohjaeläimistön tilasta ei ole havaintoaineistoa ja toteutettu tarkastelu sisältää monia epävarmuustekijöitä. Tarkastelussa ei ole otettu mitenkään huomioon mm. pohjapadosta mahdollisesti aiheutuvia pohjaeläimistön tilaa heikentäviä olosuhteita esim. mahdollisen vedenlaadun heikkenemisen muodossa. Estimaatit lahtien nykytilalle (keskiarvo-eqr, talvialenema 3,5 m) olivat kivikkorannalle 0,606 ja pehmeälle pohjalle 0,600, eli sekä Kaisanlahden että Narkiperän pohjapadon takaisten alueiden pohjaeläimistön tila saattaa olla hieman muuta Kemijärveä parempi. Uuden tilanteen (talvialenema 1,65 m) lahtien rantavyöhykkeen pohjaeläimistön estimoitu ekologinen tila parani jo huomattavasti, jolloin estimaatit (keskiarvo-eqr) olivat kivikkorannalle 0,716 ja pehmeälle pohjalle 0,674, eli lahtien ekologinen tila sijoittuisi luokkaan hyvä. Kaisanlahden pinta-ala (8,8 km 2 ) on 3,8 % Kemijärven pinta-alasta, jolloin pinta-alaan suhteutettuna Kemijärven tila parantuisi seuraavasti: *Kemijärven nykytila Estimaatti tilasta, kun Kaisanlahden talvialenema 1,65 m Kivikko: EQR ka = 0,48 EQR ka(est.) = 0,962 * 0,48 + 0,038 * 0,716 = 0,46 + 0,03 = 0,49 Pehmeä pohja: EQR ka = 0,50 EQR ka(est.) = 0,962 * 0,50 + 0,038 * 0,674 = 0,48 + 0,03 = 0,51. Narkiperän pinta-ala (3,0 km 2 ) on 1,3 % Kemijärven pinta-alasta, jolloin pinta-alaan suhteutettuna Kemijärven tila parantuisi vastaavasti: *Kemijärven nykytila Estimaatti tilasta, kun Narkiperän talvialenema 1,65 m Kivikko: EQR ka = 0,48 EQR ka(est.) = 0,987 * 0,48 + 0,013 * 0,716 = 0,47 + 0,01 = 0,48 Pehmeä pohja: EQR ka = 0,50 EQR ka(est.) = 0,987 * 0,50 + 0,013 * 0,674 = 0,50 + 0,01 = 0,50.
Kaisanlahden ja Narkiperän pohjapatojen korottamisella voisi olla paikallisesti pohjaeläimistön ekologista tilaa parantavia vaikutuksia. Kemijärven suureen pinta-alaan suhteutettuna olisivat molempien lahtien yhteenlasketut vaikutukset koko Kemijärven pohjaeläimistön tilaan (Taulukko 4) kuitenkin edelleenkin minimaaliset. Taulukko 4. Kemijärven rantavyöhykkeen pohjaeläimistön tilan (EQR ka ) estimointi Kaisanlahden ja Narkiperän pohjapatojen korotuksiin liityen. Osuus A:sta Kivikko Pehmeä pohja Nykytila Kemijärvi EQR 0,480 0,501 Uusi tila (lahtien talvialenema 1,65 m) Muu Kemijärvi EQR 0,480 0,501 Kaisanlahti EQR 0,716 0,674 Narkiperä EQR 0,716 0,674 "Osuus uudesta tilasta" Muu Kemijärvi 0,949 0,455 0,476 Kaisanlahti 0,038 0,027 0,026 Narkiperä 0,013 0,009 0,009 Kemijärvi EQR 0,492 0,510 4.5. 6) -11) Muut toimenpiteet Koska pohjamateriaalin jäätyminen tai kuiville jääminen lienee suurin yksittäinen rantavyöhykkeen pohjaeläimistön tilaan vaikuttava tekijä, ei toimenpiteillä 6-11 liene merkittäviä vaikutuksia Kemijärven rantavyöhykkeen pohjaeläimistön tilaan. Sedimentin pöyhintä (6) saattaisi edesauttaa lähinnä syvänteiden pohjaeläimistön tilaa, jos happiongelmia on esiintynyt. Kemijärveen laskevien jokien kunnostamista (7) tarkasteltiin vain kalaston osalta. Vedenkorkeuden vaihtelun suuruudesta johtuen myöskään tulvaniittyjen ja kosteikkojen perustamisella (8), muilla toimenpiteillä valuma-alueella (9), rantojen suojaamisella biologisin menetelmin (10) tai suistein (11) ei luultavasti olisi havaittavia vaikutuksia Kemijärven rantavyöhykkeen pohjaeläimistön tilaan. Kemijärven tapauksessa vedenkorkeuden säännöstely näyttää olevan hyvin merkittävä rantavyöhykkeen pohjaeläimistön tilaa alentava tekijä ja esim. kiintoaineskuorman vähentäminen tuskin yksistään pohjaeläinten tilaa kohentaisi. 5. KOKONAISARVIO TOIMENPITEISTÄ Toimenpiteiden vaikutusten kokonaisarvio laskettiin tilaa eniten nostaneen toimenpiteen (vedenkorkeuden nosto helmikuun alussa 0,3 m) ja pohjapatojen korotusten vaikutusten niiden pinta-alaan suhteutettuna summana: EQR ka(est.) = Muun Kemijärven osuus pinta-alasta * EQR ka(est.) Toimenpiteen 1 jälkeen + pohjapatoalueiden osuus Kemijärven pinta-alasta * EQR ka(est.) Toimenpiteiden 4 ja 5 jälkeen, eli Kivikko-EQR ka(est.) = 0,949 * 0,572 + 0,051 * 0,716 = 0,579 Sublitoraali-EQR ka(est.) = 0,949 * 0,526 + 0,051 * 0,674 = 0,534.
Toimenpiteiden vaikutukset jäivät suhteellisen alhaisiksi, eivätkä mitkään Kemijärven rantavyöhykkeen tilan estimaatit kohonneet tyydyttävää paremmaksi (EQR > 0,6) (Taulukko 5). Kivikkorantojen tilan estimaatit olivat 17 % korkeampia suhteessa nykytilaan, kun taas pehmeiden pohjien estimaatti oli 6 % nykytilaa korkeampi. Toimenpiteet saattavat siis parantaa tilaa suhteessa enemmän kivikkorannoilla kuin syvemmässä rantavyöhykkeessä. Kokonaisuudessaan toimenpiteillä saattaisi olla lähinnä paikallisia (pohjapadot) positiivisia vaikutuksia Kemijärven ekologiseen tilaan. Koko Kemijärven rantavyöhykkeen pohjaeläimistön tila olisi estimaattien perusteella toimenpiteiden jälkeen kuitenkin hyvin lähellä nykytilaa. Tässä tarkastelussa ei arvioitu samanaikaisesti toimenpiteiden 1 ja 2 kokonaisvaikutusta. Toimenpiteiden vaikutusten kokonaisarviot tulisi kuitenkin jatkossa pyrkiä laskemaan vähintään niin, että kaikkien toimenpiteiden vaikutukset pystyttäisiin ottamaan samanaikaisesti malliin mukaan. Lisäksi vaikutusarvioiden tulkinnassa tulisi huomioida, että toimenpiteiden yhteisvaikutukset saattavat ainakin teoriassa olla jopa toimenpiteiden laskennallista summaa suurempia. Taulukko 5. Koko Kemijärven rantavyöhykkeen pohjaeläimistön tilan (EQR ka ) estimaatit toimenpiteittäin sekä kaikkien (Toimenpiteet 1, 4 ja 5) ehdotettujen toimenpiteiden jälkeen. Kivikko Pehmeä pohja Nykytila 0,480 0,501 Toimenpide 1 0,572 0,526 Toimenpide 2 0,511 0,501 Toimenpide 3 - - Toimenpide 4 0,489 0,507 Toimenpide 5 0,483 0,502 Toimenpide 6 - - Toimenpide 7 - - Toimenpide 8 - - Toimenpide 9 - - Toimenpide 10 - - Toimenpide 11 - - Kokonaisarvio 0,579 0,534 6. ARVION MUUN IHMISTOIMINNAN VAIKUTUKSESTA Nykyisen tutkimustiedon perusteella Kemijärven pohjaeläimistön tilaan vaikuttaa kaikkein voimakkaimmin vedenkorkeuden säännöstely. Säännöstelyn voimakkuus (talvialenema) oli tärkein yksittäinen tekijä, joka selitti pohjaeläinmuuttujien vaihtelua. Muiden ihmistoiminnasta johtuvien tekijöiden vaikutus rantavyöhykkeen pohjaeläimistön tilaan lienee marginaalinen, vaikkakin sitä on nykyisten aineistojen perusteella vaikea arvioida. Esimerkiksi vuonna 1965 valmistuneella selluloosatehtaalla ja Kemijärven kaupungin pistekuormituksella on voinut, etenkin aikoinaan, olla haitallisia vaikutuksia pohjaeläimistölle, mutta niiden vaikutukset lienevät nykyisin vähäisiä puhdistamoiden kehittymisen myötä. Maa- ja metsätalouden hajakuormituksen merkitys on nykyisin kasvanut suuremmaksi. 7. PARAS (MAHDOLLINEN) SAAVUTETTAVISSA OLEVA EKOLOGINEN TILA Ehdotetut toimenpiteet eivät tarkastelujen perusteella parantaneet koko Kemijärven rantavyöhykeen pohjaelämistön tilaa merkittävästi. Ainoastaan paikallisia ekologisen tilan parannuksia voisi olla odotettavissa pohjapatojen korotusten avulla. Paras (mahdollinen) saavutettavissa oleva Kemijärven ekologinen tila olisi näin ollen nykytila, joskin korotettujen pohjapatojen (Kaisanlahti, Narkiperä) takana saatettaisiin päästä yleisessä ekologisessa luokituksessa (ks. Taulukko 1) luokkaan hyvä.
8. KIRJALLISUUS Alasaarela, E., Hellsten, S., Huusko, A. & Tikkanen, P. 1989. Ekologiset näkökohdat joidenkin Pohjois-Suomen järvien säännöstelyssä. Osa 5. Säännöstelykäytäntö ja ekologiset vaikutukset. Valtion teknillinen tutkimuskeskus, Tiedotteita 989: 1-49. Hämäläinen, H., Koskenniemi, E., Aroviita, J., Kotanen, J., Bonde, A., Vehanen, T., Sutela, T., 2005. Suomen jokien tyypittely ja biologisiin laatutekijöihin (pohjaeläimet, kalasto) perustuva ekologinen luokittelu. Raporttiluonnos 12.8.2005. 51 s. Novak, M.A. & Bode, R.W. 1992. Percent Model Affinity - A New Measure of Macroinvertebrate Community Composition. Journal of the North American Benthological Society, 11, 80-85. Palomäki, R. & Koskenniemi, E. 1993. Effects of bottom freezing on macrozoobenthos in the regulated Lake Pyhäjärvi. Archiv fur Hydrobiologie 128: 73-90.
TAULUKOT JA KUVAT Taulukko 1. Kemijärven ja vertailujärvien (ka 10.% piste (min-maks)) rantavyöhykkeen pohjaeläimistön ekologinen tila kahdella rantavyöhykkeen habitaatilla. Ekologinen tila on arvioitu viiden muuttujan perusteella, joista on ilmoitettu alkuperäiset arvot, EQR-arvot (havaittu arvo / vertailujärvien ka). Vaihtoehtoisina kunkin habitaatin kokokonaisvaltaisina tila-arvioina on niiden viiden muuttujan EQR-arvojen keskiarvo, mediaani ja alhaisin arvo (One-out, all-out). Kemijärvi Luokittelutekijä Muuttuja Kivikko Pehmeä pohja Vertailujärvet Kivikko (n=6) Pehmeä pohja (n=11) Alkuperäiset arvot Taksonikoost. Vert. omin. taks. 16 6 31,2 29 (27 33) 11,5 10 (8 14) Runsaussuht. PMA 1 0,30 0,55 0,69 0,56 (0,55 0,79) 0,71 0,59 (0,58 0,83) Tärkeät ryhmät Vert. omin. ryhm. 12 6 13,3 11,5 (11 15) 8,0 7 (7 9) Herkät / epäh. EPT/Muut 7/14 = 0,50 2/8 = 0,25 1,09 0,92 (0,89 1,43) 0,74 0,60 (0,27 1,00) Monimuot. Taks. lkm 21 10 35,7 31,5 (29 42) 18,6 14 (14 32) EQR-arvot 2 Taksonikoost. Vert. omin. taks. 0,44 0,48 1,02 (0,74 1,17) 1,01 (0,64 1,35) Runsaussuht. PMA 1 0,44 0,74 1,00 (0,79 1,14) 1,00 (0,78 1,22) Tärkeät ryhmät Vert. omin. ryhm. 0,85 0,69 1,00 (0,77 1,18) 1,00 (0,80 1,20) Herkät / epäh. EPT/Muut 0,43 0,33 1,00 (0,78 1,39) 1,00 (0,36 1,36) Monimuot. Taks. lkm 0,53 0,57 1,01 (0,74 1,30) 1,00 (0,80 1,58) Keskiarvo 0,48 0,50 1,03 (0,73 1,23) 1,01 (0,77 1,27) Mediaani 0,39 0,52 1,09 (0,71 1,32) 1,04 (0,72 1,34) One-out, all-out 0,43 0,33 0,81 (0,74 0,92) 0,79 (0,36 0,93) 1) Ei sisällytetty surviaissääsken (Chironomidae) toukkia. 2) Uudelleenskaalatut arvot (ks. teksti).
Taulukko 2. Kemijärveltä kokonaan puuttuvat, mutta vähintään 40 % vertailujärvissä esiintyneet taksonit kahdella rantavyöhykkeen habitaatilla. Esiintymis-% Ryhmä Taksoni Kivikko Pehmeä pohja Kovakuor. Oulimnius tuberculatus 100 Päivänkor. EPT Leptophlebia spp. 100 45 Vesiperh. EPT Athripsodes cinereus 100 Vesiperh. EPT Polycentropus flavomac. 100 Päivänkor. EPT Caenis horaria 100 Päivänkor. EPT Centroptilum luteolum 83 Vesiperh. EPT Hydroptila spp. 83 Vesiperh. EPT Cyrnus trimaculatus 83 Päivänkor. EPT Ephemera vulgata 83 100 Vesiperh. EPT Cyrnus flavidus 83 55 Päivänkor. EPT Heptagenia dalecarlica 67 Luteet Corixidae 67 Koskikor. EPT Nemoura spp. 67 Vesiperh. EPT Lepidostoma hirtum 67 Vesiperh. EPT Tinodes waeneri 67 Vesiperh. EPT Molanna angustata 64 Harvasukasm. Stylaria lacustris 55 Kotilot Gyraulus spp. 55 Kovakuor. Limnius volckmari 50 Päivänkor. EPT Cloeon dipterum 50 Kaislakor. Sialis sordida 50 Vesiperh. EPT Mystacides azurea 50 Kaislakor. Sialis morio 45 Vesiperh. EPT Oecetis ochracea 45 Vesiperh. EPT Molanna submarginalis 45 Yht. lkm 18 10
Taulukko 3. Tarkasteltavat ekologisen tilan parantamistoimenpiteet. Nro Tarkasteltava toimenpide 1 Vedenkorkeuden nosto helmikuun alussa 0,3 metrillä 2 Kevään alimpien vedenkorkeuksien nosto 1 metrillä 3 Kesäaikaisen säännöstelyalarajan lasku 0,5 metrillä 4 Kaisanlahden pohjapato N43+ 147,35 m 5 Narkiperän pohjapato N43+ 147,35 m 6 Sedimentin pöyhintä (hapetus) 7 Kemijärveen laskevien jokien kunnostaminen (arvioidaan vain kalaston osalta) 8 Tulvaniittyjen ja kosteikkojen perustaminen 9 Muut toimenpiteet valuma-alueella 10 Rantojen suojaaminen biologisin menetelmin 11 Rantojen suojaaminen suistein Taulukko 4. Kemijärven rantavyöhykkeen pohjaeläimistön tilan estimointi Kaisanlahden ja Narkiperän pohjapatojen korotuksiin liityen. Osuus A:sta Kivikko Nykytila Kemijärvi EQR 0,480 0,501 Pehmeä pohja Uusi tila (lahtien talvialenema 1,65 m) Muu Kemijärvi EQR 0,480 0,501 Kaisanlahti EQR 0,716 0,674 Narkiperä EQR 0,716 0,674 "Osuus uudesta tilasta" Muu Kemijärvi 0,949 0,455 0,476 Kaisanlahti 0,038 0,027 0,026 Narkiperä 0,013 0,009 0,009 Kemijärvi EQR 0,492 0,510 Taulukko 5. Kemijärven rantavyöhykkeen pohjaeläimistön tilan (EQR ka ) estimaatit kaikkien ehdotettujen toimenpiteiden jälkeen. Kivikko Pehmeä pohja Nykytila 0.480 0.501 Toimenpide 1 0.572 0.526 Toimenpide 2 0.511 0.501 Toimenpide 3 - - Toimenpide 4 0.489 0.507 Toimenpide 5 0.483 0.502 Toimenpide 6 - - Toimenpide 7 - - Toimenpide 8 - - Toimenpide 9 - - Toimenpide 10 - - Toimenpide 11 - -
Kuva 1. Kemijärven tutkimuslinjojen sijainti lokakuussa 2002.
Koost. [40%] Runsauss. [PMA] Ryhmäk. [ryh.40%] 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 Herkät/epäh. [EPT/Muut] Monimuot. [taks.lkm] 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 Keskiarvo Mediaani One-out, all out EQR 1.75 (Ouluj.) Vertailujärvi Säännöstelty LOESS-sovitus H/T raja = 0,6 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 Talvialenema (m) Kuva 2. Tutkimusjärvien ylemmän rantavyöhykkeen (kivikko, 0,4 m syvyys) ekologinen tila (EQR) suhteessa vedenkorkeuden säännöstelyn voimakkuuteen (talvialenema, m) viiden muuttujan EQRarvon, niiden keskiavon, mediaanin ja alhaisimman arvon (One-out, all-out) perusteella. Muuttujat ovat: vertailujärville ominaiset taksonit (Koost. [40%]), prosenttisen mallinkaltaisuus (Runsauss. [PMA]), vertailujärville ominaiset taksonomiset ryhmät (Ryhmäk. [ryh. 40%]), EPT- ja muiden taksonien välinen suhde (Herkät/epäh. [EPT/Muut]) ja taksonilukumäärä (Monimuot. [taks.lkm]). Aineistoon on sovitettu LOESS-regressio (evaluation = 25, span = 0.85). Vaakatason oranssi katkoviiva on hyvän ja tyydyttävän ekologisen luokan rajalla (EQR = 0,6).
Koost. [40%] Runsauss. [PMA] Ryhmäk. [ryh.40%] 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 EQR Herkät/epäh. [EPT/Muut] 1.58 (Ka Pyhäj.) Monimuot. [taks.lkm] Vertailujärvi Säännöstelty LOESS-sovitus H/T raja = 0,6 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 Keskiarvo Mediaani One-out, all out 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 Talvialenema (m) Kuva 3. Kuten Kuva 2, mutta syvemmän rannan (pehmeä pohja, n. 2 m syvyys) aineistolla.
Koost. [40%] Runsauss. [PMA] Ryhmäk. [ryh.40%] EQR Herkät/epäh. [EPT/Muut] 1.75 (Ouluj.) Monimuot. [taks.lkm] Vertailujärvi Säännöstelty LOESS-sovitus H/T raja = 0,6 Keskiarvo Mediaani Alenema alkutalvesta (m) Kuva 4. Kuten Kuva 2, mutta säännöstelyä kuvaa alenema alkutalvesta (m). One-out, all out
Koost. [40%] Runsauss. [PMA] Ryhmäk. [ryh.40%] EQR Herkät/epäh. [EPT/Muut] Monimuot. [taks.lkm] Vertailujärvi Säännöstelty LOESS-sovitus H/T raja = 0,6 Keskiarvo Mediaani One-out, all out Alenema alkutalvesta (m) Kuva 5. Kuten Kuva 2 ja 4, mutta säännöstelyä kuvaa alenema alkutalvesta (m) ja vasteena on syvemmän rannan (pehmeä pohja, n. 2 m syvyys) pohjaeläimistö.