LIMNOLOGIAN JA KALABIOLOGIAN TUTKIMUSMENETELMÄT WETA104, 8 op Jyväskylässä 21.8.-21.9.2012 Harjoitustyöt Opiskelijat: Ahokas Tiina Hämäläinen Dorrit Judin Jussi Närkki Selma Ojala Sami Räihä Ville Tervo Olli-Pekka Vesala Inka Ohjaajat: Choo Jocelyn Kuha Jonna Peltomäki Tanja Pulkkinen Jani Pätynen Anita Tolonen Kimmo Hämäläinen Heikki Keskinen Tapio Marjomäki Timo Pirhonen Juhani (toim.) Sivonen Olli Jyväskylän yliopisto Bio- ja ympäristötieteiden laitos 2012
Sisältö Ahokas T & Vesala I. Äänekoski-reitin järvialtaiden hydrologiaa ja pohjaeläinyhteisöt 1 Hämäläinen D. Pikkujärvisimpukan naaraiden ja koiraiden kokoerot...... 7 Närkki S. Kalatiheyksien seuranta sähkökalastamalla Köhniönpurolla ja Keljonpurolla.... 10 Räihä V. & Ojala S. Lämpötilmuutosten vaikutus kirjolohen fysiologisiin ominaisuuksiin... 16 Judin J. Verkon pyyntisuunnan vaikutus saaliiseen Jyväsjärven rantavesissä..... 20
1 ÄÄNEKOSKI-REITIN JÄRVIALTAIDEN HYDROLOGIAA JA POHJAELÄINYHTEISÖT Tiina Ahokas ja Inka Vesala Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Jyväskylän yliopisto Abstract The aim of this study is to evaluate how different temperature and oxygen conditions affect macroinvertabrate communities in lake profundal. We took benthic invertebrate samples from six different profundal sites in Lake Jyväsjärvi and along the Päijänne-Äänekoski watercourse. We then calculated chironomid-based Benthic Quality Index (BQI) values for every site and compared the values to the results from previous years. More diverse macroinvertebrate communities lived in well-oxygenated sites than in sites with low oxygen concentration; where usually only one or two species dominated. We detected a statistically significant positive correlation between the BQI and oxygen concentration of hypolimnion, as well as well as between the BQI and depth. Avainsanat: BQI, syvännepohjaeläimistö, lämpötilakerrostuneisuus 1. JOHDANTO Lämpötila- ja happiolot vaikuttavat järviympäristössä eläviin eliöihin suuresti. Muiden eliöiden tavoin, järvisyvänteiden pienet pohjaeläimet sopeutuvat vähäisiin muutoksiin lämpötila- ja happioloissa (vuodenaikojen vaihtelu), kun taas suuren muutoksen sattuessa lajisto saattaa muuttua, jopa hävitä täysin (Saether 1979). Pohjaeläinyhteisöt reagoivat suhteellisen nopeasti ympäristönmuutoksiin ja ovat siksi hyviä tutkimuskohteita, kun halutaan selvittää järven ekologista tilaa ja sen muutosta ajassa (Paasivirta 1989). Veden kyky sitoa happea lisääntyy veden viiletessä ja vähenee taas veden lämmetessä. Hapen liukenemiseen veteen vaikuttaa myös se, onko järvessä jääkansi vai ei (Kalff 2000). Tutkimuksemme päätavoite oli selvittää, miten lämpötila- ja happiolot vaikuttavat profundaalivyöhykkeen pohjaeläimistön lajikoostumukseen ja runsauteen Äänekosken reitillä ja Jyväsjärvessä. Äänekoski-reittiä ja sen biologista kuntoa on tutkittu pitkään. Aikoinaan puunjalostusteollisuuden kuormituksesta kärsinyt vesistö on vedenlaadun parantumisen myötä elpymässä (Sundell ym. 1995). Tutkimuskohteina olivat Äänekoskin reitillä sijaitsevat neljä syvännettä sekä Jyväsjärven kaksi erillistä syvännettä, joista kustakin nostettiin pohjaeläinnäytteitä ja mitattiin vertikaaliset happi- ja lämpötilaprofiilit. Tulosten vertailussa käytimme hyväksi surviaissääskilajistoon perustuvaa BQI -arvoa, joka kuvaa elinympäristön biologista kuntoa (Wiederholm 1980). Pidimme todennäköisenä, että syvänteistä, joissa happiolot ovat hyvät, löydämme erilaisia pohjaeläinyhteisöjä kuin syvänteistä, joissa on niukalti happea. BQI- arvojen odotimme olevan korkeita hapekkaissa syvänteissä. 2. AINEISTO JA MENETELMÄT Tutkimusta varten mitattiin happi- ja lämpötilaprofiilit sekä otettiin pohjaeläinnäytteet kuudelta syvänteeltä. Näytteenottopaikat olivat Jyväsjärvi 503 (Ainolan syvänne) ja 510 (pääsyvänne), Saukonselkä, Leppävesi, Saraavesi ja Vatianjärvi, joista on pitkäaikaisia seurantatietoja. Aineisto kerättiin 21. 22.8.2012 Jyväsjärveltä ja 28.8.2012 muilta syvänteiltä Jyväskylän yliopiston tutkimusalus Hydralla. Happipitoisuus (mg l -1 ), happikylläisyys (%) ja lämpötila ( C) mitattiin YSI-mittarilla metrin välein pinnasta pohjaan siten, että viimeinen lukema otettiin metri pohjan yläpuolelta.
2 Lisäksi mitattiin näkösyvyys Limnos-noutimen valkoisella kannella. Pohjaeläinnäytteet otettiin Ekman-noutimella, jonka näytteenottopinta-ala oli 256 cm 2. Jyväsjärvellä otettiin sekä Ainolan syvänteeltä että pääsyvänteeltä neljä rinnakkaisnäytettä, muilta paikoilta viisi rinnakkaisnäytettä kultakin. Näytteet seulottiin 0,5 mm seulalla veneessä, eläimet huuhdottiin järvivedellä seulasta purkkeihin ja säilytettiin järvivedessä. Jyväsjärven näytteistä eläimet poimittiin, tunnistettiin ja laskettiin laboratoriossa samana päivänä. Muiden syvänteiden näytteitä säilytettiin jääkaapissa kaksi päivää ennen näytteiden analysointia. Eläimet määritettiin mahdollisimman alhaiselle taksonomiselle tasolle. Harvasukasmadot käsiteltiin vain lahkotasolla, vaikka osa eläimistä tunnistettiin lajeihin asti. Surviaissääskiä käytettiin pohjanlaatuindeksin (BQI) laskemiseen. BQI kuvaa lähinnä järven tuottavuutta siten, että pienin arvo (1) kuvaa eutrofiaa ja suurin arvo (5) oligotrofiaa (Wiederholm 1980). Wiederholmin (1980) määrittelemän BQI:n laskemisessa käytettävät indikaattorilajit ja niiden pistearvot ovat: Heterotrissocladius subpilosus 5 Micropsectra spp 4 Paracladopelma spp 4 Sergentia coracina 3 Stictochironomus rosenschoeldi 3 Chironomus anthracinus 2 Chironomus plumosus 1 BQI lasketaan kaavalla BQI= (k i n i / N) jossa k = indikaattorilajin (i) pistearvo, n = indikaattorilajin yksilömäärä, N = indikaattorilajien kokonaisyksilömäärä. BQI:n yhteyttä syvyyden sekä alusveden happipitoisuuteen testattiin SPSS-ohjelmalla Spearmanin korrelaatioanalyysillä (kaksisuuntainen testi). 3. TULOKSET Hydrologisten mittausten perusteella järvien happi- ja lämpötilaprofiileissa havaittiin eroja (Kuva 1. a-f). Saukonselällä on poikkeuksellisen pieni kerros alusvettä. Jyväsjärvellä ja Leppävedellä happipitoisuus laski välivedessä hetkellisesti, kohoten taas syvemmälle mentäessä. Pohjaeläinnäytteistä löytyi viisi BQI-indikaattorilajia. Saraaveden, Leppäveden, ja Saukonselän syvänteet ovat laskemamme BQI:n perusteella karumpia ja/tai vähähappisempia kuin Jyväsjärven ja Vatianjärven (Taulukko 1).
Kuva 1. Lämpötila- ja happiprofiilit syvänteissä a) Leppävesi, b) Vatia, c) Saraavesi, d) Saukonselkä, e) Jyväsjärvi 503 ja f) Jyväsjärvi 510. 3
4 Taulukko 1. Tutkittujen syvänteiden tunnistetut pohjaeläintaksonit ja niiden tiheys (yks m -2 ), kokonaistiheys, taksonien lukumäärä, pohjanlaatuindeksi (BQI) sekä mitatut fysikaaliskemialliset ominaisuudet. Taksoni Vatianjärvi Saraavesi Leppävesi Saukonselkä Jyväsjärvi 510 Jyväsjärvi 503 Oligochaeta 617 31 78 573 39 Pisidium 117 Mysis relicta 16 Pallaseopsis quadrispinosa 8 Hydracarina 8 39 20 Chaoborus flavicans 242 86 13 Ceratopogonidae 8 Chironomus anthracinus 31 Chironomus salinarius 94 Chironomus plumosus 8 13 Cryptochironomus 13 Demicryptochironomus 8 Strictochironomus rosenchoeldi 8 8 Sergentia coracina 133 148 Micropsectra 47 Procladius 23 16 182 49 Propsilocerus jacuticua 39 Monodiamesa bathyphilia 8 Yksilömäärä m -2 898 204 313 211 950 147 Taksonimäärä 5 4 8 4 7 4 BQI 0 3,25 2,9 2 1 0 Näkösyvyys m 1,3 1,9 2,1 1,6 2,5 1,5 Kokonaissyvyys m 26 42,5 44,5 34,8 24,2 15,2 Lämpötila pohjalla C 8,4 6,2 6,2 8,9 7,4 7,7 Happipitoisuus pohjalla mg l -1 0,43 2,18 6,4 0,91 1,42 0,51 Syvännekohtaiset taksonimäärät ovat vaihdelleet kolmesta kolmeentoista vuosien 2006 ja 2010 välillä (Partanen & Sjövik 2010), ja tämän vaihtelun sisään asettuu myös vuoden 2012 tutkimuksen tulos. BQI on vuonna 2012 kaikilla tutkimukseen sisältyneillä syvänteillä pienempi kuin vuonna 2010 ja muilla paitsi Saraavedellä ja Leppävedellä pienempi kuin kertaakaan vuosina 2006-2010 (Kuva 2).
5 Kuva 2. BQI arvot tutkimussyvänteissä vuosina 2006-2012. Sekä BQI:n ja alusveden happipitoisuuden (r s = 0,87; P = 0,024; Kuva 3 a) että BQI:n ja syvyyden (r s = 0,84; P = 0,036; Kuva 4) välillä havaittiin tilastollisesti merkitsevä positiivinen korrelaatio. Kuva 3. a) Happipitoisuuden ja BQI:n sekä b) syvyyden ja BQI:n väliset korrelaatiot 4. TULOSTEN TARKASTELU Suomalaisille järville tyypillinen lämpötilakerrostuneisuus on havaittavissa tutkimusjärvissä. Saukonselällä, alusvettä oli vain viiden metrin paksuinen kerros. Tämä on edellisvuosiin verrattuna poikkeuksellinen havainto ja johtunee Saukonselälle laskevan Vaajakosken epätavallisen suuresta virtaamasta tänä vuonna (Anonyymi 2012). Merkittävä happivajaus syvänteessä syntyy, kun hapen pitoisuus putoaa alle 5 mg l -1 (Anonyymi 2012). Kaikissa tutkituissa järvissä, Leppävettä (6,4 mg l -1 ) lukuun ottamatta, pohjan läheisen vesikerroksen happipitoisuudeksi mitattiin alle 5 mg l -1. Vatian syvänteessä happitilanne oli heikoin; happipitoisuudeksi mitattiin vain 0,43 mg l -1. Sulkasääsken Chaoborus flavicans toukat viihtyvät hapettomissa ympäristöissä (Nilsson 1997) ja niitä löydettiinkin eniten Vatialta. Toiseksi heikoin happitilanne mitattiin Jyväsjärven Ainolan syvänteestä, jossa tavattiin paljon hapettomissa oloissa selviäviä Propsilocerus toukkia (Paasivirta, 2000). Leppävedellä, jossa happiolot olivat hyvät, pohjaeläintaksonien määrä oli
6 suurin (8) ja Saukonselällä sekä Jyväsjärven Ainolan syvänteessä pienin (kummassakin 4). Taksonien runsaus näyttäisi liittyvän hyviin happioloihin syvänteissä. Saukonselän aiempien vuosien valtalaji Sergentia coracina puuttuu tämän vuoden näytteistä kokonaan. Syynä voi olla edellisvuosiin verrattuna heikompi happitilanne (Aaltonen & Järvenpää 2010, Haatainen & Käkränen 2006, Salmela 2008). Jokaisella näytteenottopaikalla BQI-arvo on laskenut vuoden 2010 saaduista tuloksista. Osittain syynä voi olla BQI-indeksiin liittyvä heikkous - syvänteissä mahdollisesti olevat indeksi-lajit eivät rinnakkaisnäytteiden vähyyden vuoksi aina noutimeen osu, mikä vääristää tuloksia. Jyväsjärven Ainolan syvänteellä BQI-arvo on laskenut tasaisesti vuodesta 2009 alkaen. Syynä voi olla syvänteen huono happitilanne, joka johtuu alusvettä hapettaneen laitteiston toimintahäiriöistä ja siitä, että laitteet ovat olleet pois toiminnasta tämän vuoden huhtikuusta alkaen. Myös lämpötilaolot ovat veden kierrätyksen lopettamisen vuoksi muuttuneet siten, ettei lämmin päällysvesi sekoitu tehokkaasti alusveden kanssa aiempien vuosien tavoin. Havaitsimme tilastollisesti merkitsevän positiivisen korrelaation sekä BQI:n ja alusveden happipitoisuuden, että BQI:n ja syvyyden kanssa. Jyväsjärvi ym. (2009) havaitsivatkin tutkimuksessaan järven syvyyden vaikuttavan merkittävästi pohjaeläinyhteisön koostumukseen. Mielenkiintoista olisi ollut selvittää esimerkiksi järvialtaiden fosforipitoisuudet ja tutkia missä määrin vaihtelut pohjaeläinyhteisöissä johtuvat järvialtaiden ravinteikkuudesta. KIRJALLISUUS Aaltonen S. & Järvenpää H. 2010. Keitele-Päijänne reitin happi- ja lämpötilakerrostuneisuus. WETA104-Kurssiraportit 2010, Jyväskylän yliopisto, Bio- ja ympäristötieteiden laitos. Anonyymi 2012. Happikato. Valtion ympäristöhallinto. http://www.ymparisto.fi/default.asp?node=1831 &lan=fi Hakupäivä 2.10.2012 Anonyymi 2012. OIVA - ympäristö- ja paikkatietopalvelu. http://wwwp2.ymparisto.fi/scripts/hearts/ welcome.asp Hakupäivä 22.11.2012 Haatainen J. & Käkränen O. 2006. Päijänne-Keitele reitin syvänteiden pohjaeläimistö ja sen yhteys vedenlaatuun. WETA104-Kurssiraportit 2006, Jyväskylän yliopisto, Bio- ja ympäristötieteiden laitos. Hovinen T. 2009. Päijänne-Äänekoski reitin syvännepohjaeläimistön vaihtelu. WETA104-Kurssimoniste 2009, Jyväskylän yliopisto, Bio- ja ympäristötieteiden laitos. Jyväsjärvi J., Tolonen K. T. & Hämäläinen H. 2009. Natural variation of profundal macroinvertebrate communities in boreal lakes is related to lake morphometry: implications for bioassessment. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 66: 589-601 Nilsson A. 1997. Aquatic Insects of North Europe. A Taxonomic Handbook. Volume 2 Odonata - Diptera. Apollo Books Aps. Stenstrup, Denmark. Paasivirta L. 2000. Propsilocerus species in Finland, with a chironomid index for lake sediments. Late 20 th Century Research on Chironomidae: an Anthology from the 13 th International Symposium on Chironomidae, pp.599-603, Shaker Verlag, Aachen. Partanen M. & Sjövik R. 2010. Pohjaeläimistön tila ja sen rooli pohjan laadun ilmentäjänä Keitele- Päijänne-reitillä. WETA104-Kurssiraportit 2010, Jyväskylän yliopisto, Bio- ja ympäristötieteiden laitos. Salmela J. 2008. Päijänne-Keitele reitin järvien profundaalin pohjaeläinyhteisöt. WETA104- Kurssiraportit 2008, Jyväskylän yliopisto, Bio- ja ympäristötieteiden laitos. Sundell P., Granberg K. & Hynynen J. 1995. Keiteleen kanavan rakentamisen vaikutukset vesistön veden laatun, pohjaeläimistöön, kaloihin ja kalatalouteen. Ympäristöntutkimuskeskuksen tiedonantoja n:o 147. Ympäristöntutkimuskeskus, Jyväskylän yliopisto. Wiederholm T. 1980. Use of benthos in lake monitoring. J. Water Pollut. Con. F. 52: 537-547.
7 PIKKUJÄRVISIMPUKAN NAARAIDEN JA KOIRAIDEN KOKOEROT Dorrit Hämäläinen Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Jyväskylän yliopisto Abstract The size difference between female and male Anodonta anatina was studied. The data, consisting of 65 A. anatina clams showed no significant difference in size between the sexes. Avainsanat: Anodonta anatina, kokovertailu, sukupuoli 1. JOHDANTO Tässä työssä selvitettiin pikkujärvisimpukan Anodonta anatina (aikaisemmin A. piscinalis) naaraiden ja koiraiden mahdollisia kokoeroja. Pikkujärvisimpukka on yleinen makean veden simpukka Suomessa (Jokela, Uotila & Taskinen 1993). Nollahypoteesi eli H 0 oli, että sukupuolten välillä ei ollut eroa pituudessa, leveydessä tai paksuudessa. Vastahypoteesi H 1 oli, että koossa oli tilastollisesti merkitsevää eroa millään parametrilla. Alun perin työn tarkoituksena oli selvittää, ovatko loisten infektoimat simpukat eri kokoisia kuin terveet, mutta infektoituneita yksilöitä oli liian vähän tilastollista analyysia varten. 2. AINEISTO JA MENETELMÄT Aineisto koostui 65 A. anatina -simpukasta, jotka kerättiin Tikan rannalta Päijänteeltä. Aineistossa naaraita oli 33 ja koiraita 31. Simpukoiden pituudet, leveydet sekä paksuudet mitattiin digitaalisella työntömitalla 0,0001 mm tarkkuudella. Viimeiset 6 simpukkaa jouduttiin mittaamaan viivoittimella, sillä työntömitta hajosi. Mittauksen jälkeen simpukka avattiin skalpellin avulla, ja simpukan sukupuoli määritettiin. Glokidium-toukkien avulla pääteltiin ensin, onko simpukka naaras, mutta jos toukkia ei löytynyt kiduksilta, täytyi gonadeista ottaa koepala sukupuolen määrittämiseksi. Naarailla glokidium-toukkien määrää kiduksilla estimoitiin prosentteina kiduksien pinta-alasta silmämääräisesti 25% tarkkuudella. Simpukalta poistettiin jalka, jotta gonadeista saatiin leikattua saksilla n. 1cm x 1cm koepala. Koepala litistettiin kahden lasilevyn väliin, ja sitä tarkasteltiin stereomikroskoopilla. Naaraiden gonadeilla olevien munien määrää estimoitiin koepalasta skaalalla 1-3, jossa 1 = vähän ja 3 = paljon. Jos koepalalla ei näkynyt munia eikä loisia, määritettiin simpukka koiraaksi. Glokidium-toukkia kantavalla naaraalla ei voi olla loisia, sillä loiset olisivat sterilisoineet naaraan (Taskinen 1998). Yhtäkään simpukkaa ei määritelty hermafrodiitiksi, vaikka hermafroditismiä esiintyy A. anatina-simpukoilla. Simpukoiden data syötettiin SPSS tilasto-ohjelmaan. Pituudesta, leveydestä ja paksuudesta laskettiin keskiarvo ja keskihajonta sukupuolittain, ja parametreista tehtiin frekvenssijakaumat. Pelkästään keskiarvoilla ei voida arvioida onko sukupuolien välillä tilastollisesti merkittävää kokoeroa, sillä hajonta vaikuttaa arviointiin. Mahdolliset erot sukupuolten keskiarvoissa testattiin riippumattomien otosten t-testillä sekä samavarianssisina että erivarianssisina, sillä t-testi vaatii verrattavien otosten samavarianssisuutta ollakseen tarkka. Simpukoiden koon frekvenssijakaumista tutkittiin mahdollisuutta erottaa eri ikäluokat toisistaan.
8 3. TULOKSET Eri parametrien frekvenssijakaumista nähdään, että jakaumat ovat normaalimaiset, eli eri vuosiluokkien muodostamia piikkejä frekvensseissä ei voi erottaa. T-testin tulokseksi saatiin pituudelle p=0,302, leveydelle p=0,509 ja paksuudelle p=0,882, eli simpukoiden pituudessa, paksuudessa tai leveydessä ei ollut tilastollisesti merkitsevää eroa koiraiden ja naaraiden välillä (p>0,05). Lähes kaikkien raskaana olevien sukukypsien naaraiden gonadit olivat 100% glokidium-toukkien peitossa, mutta yhdellä naaraalla estimoitiin olevan toukkia vain 75% gonadien pinta-alasta. Munien määrä gonadeissa vaihteli suuresti naaraiden kesken. a) b) c) d) e) f) Kuva 1. Pikkujärvisimpukan koiraiden (a,c,e) ja naaraiden (b,d,f) pituuksien, leveyksien ja paksuuksien havaitut frekvenssijakaumat. N naaraat =33 ja N koiraat =32.
9 Taulukko 1. Pikkujärvisimpukan koiraiden ja naaraiden keskiarvot ± keskihajonnat pituudelle, leveydelle sekä paksuudelle millimetreinä. N naaraat =33, N koiraat =32. Koiraat Naaraat Pituus (mm) 69,88 ± 8,33 72,02 ± 10,30 Leveys (mm) 41,85 ± 4,39 42,42 ± 4,49 Paksuus (mm) 23,66 ± 4,67 24,81 ± 4,38 4. TULOSTEN TARKASTELU Tässä tutkimuksessa ei ollut tilastollisesti merkitsevää eroa koiraiden ja naaraiden välillä pituudessa, paksuudessa eikä leveydessä. Munien ja glokidium-toukkien vaikutusta naaraan kokoon ei tutkittu. Tässä työssä ei tutkittu simpukoiden ikää, mikä on voinut vaikuttaa siihen, että sukupuolten välisiä eroja ei havaittu. Haukioja ja Hakala (1978) osoittivat tutkimuksessaan, että A. anatina-simpukoilla sukupuolten väliset kokoerot ilmenevät vasta kolmen vuoden ikäisissä yksilöissä. He havaitsivat, että naaraat kasvavat koiraita pidemmiksi, ja että kokoerot pituudessa kasvavat vuosi vuodelta isommiksi. Haukiojan ja Hakalan mittaamat erot olivat kuitenkin millimetriluokkaa, ja varsinkin vanhojen yksilöiden vuosirenkaiden laskemisessa on vaarana virheellinen määritys. Tämän tutkimuksen aineistossa on luultavasti sekaisin monen ikäisiä simpukoita. Ikäluokkien yhdistäminen johti suurempaan hajontaan aineistossa, eikä tämän vuoksi sukupuolien välistä kokoeroa pystytty havaitsemaan. Simpukat ovat kaikki samasta paikasta, joten kasvupaikka ei ole vaikuttanut kasvunopeuteen. Simpukoiden on todettu kasvavan eri nopeudella eri vesistöissä (Jokela, Uotila & Taskinen 1993). Simpukoiden sukupuolen määrittäminen ei myöskään ole helppoa tai yksiselitteistä. Kaikki yksilöt määritettiin joko koiraiksi tai naaraiksi, eikä yhtään hermafrodiitiksi. Simpukat ovat kaksineuvoisia tiettyyn ikään saakka, eli yksilöltä olisi voinut löytyä sekä munia että siittiöitä gonadeista. Kaksineuvoisuuden havaitseminen on hankalaa, ja vain harva simpukka on kaksineuvoinen. KIRJALLISUUS Haukioja T. & Hakala E. 1978. Measuring growth from shell rings in populations of Anodonta piscinalis (Pelecypoda, Unionidae). Ann. Zool. Fenn. 15:60-65. Jokela J., Uotila L. & Taskinen J. 1993. Effect of the castrating trematode parasite Rhipido-cotyle fennica on energy allocation of fresh-water clam Anodonta piscinalis. Funct. Ecol. 7: 332-338. Taskinen J. 1998. Influence of trematode parasitism on the growth of a bivalve host in the field. Int. J. Parasitol. 28: 599-602.
10 KALATIHEYKSIEN SEURANTA SÄHKÖKALASTAMALLA KÖHNIÖNPUROLLA JA KELJONPUROLLA Selma Närkki Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Jyväskylän yliopisto Abstract In September 2012 a study of densities of brown trout populations was conducted in creeks Köhniönpuro and Keljonpuro in Jyväskylä, Finland. The study was conducted by using electrofishing devices and tree-passremoval and one-pass-removal methods. Unfortunately this year the research data was very slight and therefore we had some problems to combine the material with the data from years 2000-2011. Like the previous years, there were no significant changes in the results. The environmental conditions, like hot summers in 2010 and 2011, were assumed to be the reasons for the decline in brown trout densities. Avainsanat: kolmen kerran poistopyyntimenetelmä, Phoxinus phoxinus, populaatiotiheys, Salmo trutta, sähkökalastus, yhden kerran poistopyyntimenetelmä 1. JOHDANTO Sähkökalastus on kalabiologinentutkimusmenetelmä, joka perustuu veteen muodostettavaan tasavirtakenttään. Yleisimmin menetelmällä tutkitaan kalayhteisöjen rakennetta sekä arvioidaan biomassaa ja tiheyttä. Sähkö johdetaan veteen upotettavien elektrodien, positiivisen anodin, joka on sähköhaavissa, ja negatiivisen katodin (sähköjohto, joka lähtee laitteesta), avulla. Sähkökentän vaikutusalueella oleviin kaloihin muodostuu ns. kehojännite pään ja pyrstön välille ja ne uivat pakonomaisesti kohti anodia. Riittävän lähelle anodia tullessaan kalat taintuvat sähkökentän vaikutuksessa ja haavitaan vesisankoon tarkempia tutkimuksia varten. (Saura 1999) Parhaiten sähkökalastusmenetelmät soveltuvat puroihin ja pieniin jokiin, sillä ne ovat sen verran matalia ja virtaama on pientä, että vedessä kahlaaminen on turvallista. Koskipaikoilla puolestaan kalat pysyttelevät lähinnä paikoillaan, jolloin ne ovat helpompi saada sähkökentän vaikutuspiiriin. Lisäksi menetelmää voidaan harjoittaa järvien matalilla rantavyöhykkeillä. Sähkökalastuksessa tulee myös ottaa huomioon se, että eri lajit ja erikokoiset kalat eivät ole keskenään yhtä herkkiä sähkökentälle, vaan sähkökenttä vaikuttaa eri tavoin eri lajeihin ja erikokoisiin kaloihin. Esimerkiksi harjus ja kirjolohi taintuvat muita lajeja huonommin ja suuremmat kalat puolestaan aistivat sähkökentän jo kauempaa ja pakenevat siten useammin. Tutkimuksemme tarkoitus oli selvittää Köhniönpuron ja Keljonpuron kalakantojen rakennetta, mutta erityisesti taimenpopulaatioiden (Salmo trutta) tiheyttä sähkökalastamalla. Edellisvuosina taimenen lisäksi tutkimuksen kohdekaloina ovat olleet myös mutu (Phoxinus phoxinus) ja ahven (Perca fluviatilis), mutta valitettavasti tänä syksynä saalis ja siten myös tutkimusaineisto jäi vähäiseksi, joten tutkimus kohdistuu pelkästään taimenpopulaatioihin. Köhniönpurolla kalastettiin kolme koealaa: Radanvarsi, Ryteikkö ja Mäyrämäki, Keljonpurolla puolestaan kaksi koealaa: ylempi ja alempi koeala. 2. AINEISTO JA MENETELMÄT Tutkimuksessa koekalastusaloina sähkökoekalastettiin Köhniönpurolla (alkaa Soidenlammesta ja laskee Mäyrämäen kaupunginosan läpi, Keuruuntien ali kohti Köhniöjärveä) (Kuva 1.) Radanvarsi (194 m²), Ryteikkö (156 m²) sekä Mäyrämäki (642,5 m²). Mäyrämäki ja Radanvarsi sähkökoekalastettiin yhden poistopyynnin menetelmällä,
11 Mäyrämäki 11.9.2012 ja Radanvarsi 12.9.2012. Ryteikkö puolestaan sähkökoekalastettiin 11.9.2012 kolme kertaa. Kuva 1. Köhniönpuron koealat: 1) Radanvarsi, 2) Ryteikkö, 3) Mäyrämäki. (www.kansalaisenkartta paikka.fi). Keljonpuron (virtaa Kaijanlammesta Myllylammen kautta Keljonlahteen) molemmat koealat, ylempi koeala (170,4 m²) ja alempi koeala (211,5 m²) (Kuva 2.) puolestaan sähkötettiin 12.9.2012. Tällöin alempi koeala sähkökoekalastettiin kerran ja ylempi koeala kolmen poistopyynnin menetelmällä. Kumpanakin sähkötyspäivänä maastossa oli mukana neljä kurssilaista sekä ohjaaja. Kalastuksessa laitteistona käytettiin reppumallista, akkukäyttöistä GeOmega FA4- sähkökalastuslaitetta, jossa jännite oli 350 V taajuudella 50 Hz. Anodi oli asennettuna sähköhaaviin, jolla sähköä tuikittiin veteen ja katodi (metallikaapeli) puolestaan vedessä kalastajan selän takana. Sekä kalastaja että haavitsija oli purossa ollessaan pukeutunut kahluuhousuihin- ja kenkiin, jotka vähentävät liukastumisvaaraa purossa liikkuessa. Lisäksi molemmilla henkilöillä oli käsissään jännitetyöhön hyväksytyt suojakäsineet, tässä tapauksessa paksut ja pitkävartiset kumikäsineet, joiden sisälle laitettiin puuvillaiset aluskäsineet. Laitteiden ja varusteiden kanssa noudatettiin Ympäristöhallinnon työsuojeluohjeita (Anonyymi, Ympäristöministeriö 2006). Edellä mainittujen lisäksi haavitsijalla oli purossa mukanaan haavi sekä muoviämpäri, joilla pyydystetyt kalat kuljetettiin rannalle. Rannalla tutkimushenkilökunnalla oli vesisankoja, joihin pyydystetyt kalat laitettiin, mitta, vaaka sekä suomu- ja DNA-näytteiden ottoa varten tarkoitetut välineet, kuten pinsetit, sakset, suomupusseja sekä eppendorf-putkia. Kalastus itsessään tapahtui edeten alavirrasta ylävirtaan, jolloin kaloja pyrittiin häiritsemään mahdollisimman vähän, etteivät ne karkaisi pois. Kalastustyyli vaihteli virtauksen mukaan: hidasvirtaisemmilla paikoilla sähköttäjä tuikki sähköä järjestelmällisesti uoman laidasta laitaan liikkuen itse ylävirtaan samalla kun haavitsija seurasi vieressä, valmiina haavitsemaan pintaan nousevat kalat. Nopeavirtaisemmissa paikoissa puolestaan haavia pidettiin paikallaan sähköttäjän näyttämässä paikassa ja anodilla tehtiin pitkiä vetoja
12 kohti haavia. Kalastus hoidettiin kahden hengen voimin, sähkökalastajan ja haavitsijan vaihtuessa pyyntien välillä. Haavitsemisen jälkeen kalat vietiin rannalle, jossa niiden pituus ja paino mitattiin yhden desimaalin tarkkuudella sekä niiltä otettiin suomunäyte ja DNA-näyte pyrstöstä. Kolmen poistopyynnin menetelmää käytettäessä mm. Keljonjoen ylemmällä koealalla kalat päästettiin takaisin puroon vasta kolmannen kalastuskerran jälkeen, jolloin hapen vähenemisen takia saaveista täytyi vaihtaa vesi säännöllisesti. Kuva 2. Keljonjoen koealat: 1-2) ylempi koeala ja alempi koeala (www.kansalaisenkarttapaikka.fi) Koeala, laji sekä saatujen kalojen lukumäärä kirjattiin Exceliin. Tietojen perusteella määritettiin koealoittain pyydystettävyysarvo käyttäen hyödyksi vuosien 2000-2012 tietoja ja keskiarvoja sekä tiheysarvot tiettyä pinta-alayksikköä kohden (tässä tapauksessa yksilöä per aari). Tuloksia vertaillaan kurssilla vuosina 2000-2011 saatuihin tuloksiin ja arvoihin. Tänä vuonna tosin laskuissa tarkat arvot saatiin ainoastaan taimenille. Laskukaavoja, joita voidaan käyttää pyydystettävyysarvojen ja populaatiokokojen määrittämiseen: 6A N = Kolmen poistopyynnin menetelmä 2 2 3AT T + T T 18( A T ) 2 + 6AT 3A 2 2 2 3A T T + 6AT 3A p = Junge & Libosvarsky (1965), Bohlin et al. (1989) 2A 2 3 ( qp) (1 q ) SE( p) = Bohlinin et al. (1989) mukaan N A = 2c 1 + c 2 3 2 2 3 [ q(1 q ) 9 p q ]
13 T = c 1 + c 2 + c 3 c 1 = 1. kalastuskerran saalis c 2 = 2. kalastuskerran saalis c 3 = 3. kalastuskerran saalis q = 1 p N = populaatioestimaatti p = pyydystettävyys N c1 = p Yhden poistopyynnin menetelmä k k 1 ( Nq Nkq ) ( ) 1 1 SE N = + V p Bohlin et al. (1989) k k q q 2 k = kalastuskertojen lukumäärä 3. TULOKSET Vuoden 2012 sähkökalastussaalis jäi aiempiin vuosiin verrattuna melko vähäiseksi niin kappalemäärältään kuin lajimäärältäänkin, sillä kaikilta koealoilta saatiin yhteensä vain 14 taimenta, Mäyrämäeltä 94 mutua, Ryteiköstä yksi made ja Keljonjoen ylemmältä koealalta yksi hauki. (Taulukko 1.) Lisäksi saaliin ainoa taimenen nollikas pyydystettiin Keljonjoen ylemmältä koealalta. Taulukko 1. Koealakohtainen pyydystettävyys (p) lajeittain sekä saalis (yks.) / pyyntikerta (c). Jos kokonaissaalis T (c1+c2+c3) < 10, on pyydystettävyys laskettu edellisvuosien keskiarvosta tai käytetty tunnettuja yleispyydystettävyys arvoja ko. kalastuslaitteella (GeOmega FA4). Koeala/laji c1 c2 c3 p SE (p) A (m2) Mäyrämäki 642,5 Taimen 2 - - 0,66 0,05 Mutu 94 - - 0,39 0,25 Ryteikkö 156 Taimen 2 1 0 0,59 0,19 Made 1 0,45 0,06 Keljonjoki alempi koeala 211,5 Taimen 4 - - 0,55 0,1 ylempi koeala 170,4 Taimen 4 0 1 0,55 0,1 Hauki 0 1 0 0,76 0,08 Mäyrämäen pyydystettävyys on vuosien 2000-2009 tuloksien keskiarvo, p=0,66, samoin Keljonpuron edellisvuosien datan puuttuessa pyydystettävyytenä on käytetty Mäyrämäen keskiarvoa. Tänä vuonna taimenten pyydystettävyyttä ei pystytty laskemaan koealakohtaisesti, sillä kokonaissaalit jäivät pienemmäksi kuin arvon laskuun vaadittavat 10 kalaa (Sivonen 2008) ja arvot ovatkin joko edellisvuosien keskiarvoista laskettu tai tunnettuja yleispyydystettävyysarvoja GeOmega FA4-sähkökalastuslaitteelle.
14 Kuva 3. Taimenen tiheysestimaatit yksilöä/aari 2000-2012 A) Ryteikössä, B) Mäyrämäessä, C) Radanvarressa Köhniönpuron kalapopulaatioiden tiheydet (Kuva 1.) ovat viime vuosina kulkeneet varsin vuoristorataa, lukuun ottamatta Radanvartta (Kuva 1c). Siellä tiheys vielä 2000-luvun alussa oli noin 13 yksilöä/aari, mutta moneen vuoteen koealalta ei ole saatu juuri mitään. Ryteikössä (Kuva 1a) puolestaan taimenpopulaatio on lähtenyt edellisvuosien melko jyrkästä laskusta vuoden 2011 jälkeen jo pieneen nousuun ja vuoden 2012 tiheysestimaatti onkin noin kaksi yksilöä aarille. Vuonna 2004 Ryteikössä ei sähkökalastettu, mikä aiheuttaa katkon käyrään. Mäyrämäen (Kuva 1b) taimenpopulaatio on laskenut entisestään, tosin tuloksissa tulee ottaa huomioon se, että tänä vuonna koeala sähkötettiin vain yhden kerran, joten tulokset eivät ole suoraan vertailukelpoisia aiempien vuosien tuloksiin. Mutukanta sen sijaan oli
15 Mäyrämäellä suhteellisen vahva, tiheysestimaatti 29 yksilöä aarille (p=0,39). Aiempina vuosina mudun tiheys on vaihdellut 7-79 yksilöä aarille. Keljonpurolla tiheysestimaatiksi arvioitiin noin kolme yksilöä aarille (p=0,66). 4. TULOSTEN TARKASTELU Ympäristötekijät ja ilmasto-olosuhteet ovat mitä luultavimmin suurimmat tekijät tarkasteltaessa kalapopulaatioiden vuotuista vaihtelua, sillä niiden vaihtelut yleensä heijastuvat myös elinympäristöön (Hannula & Jokinen, 2010). Kesät 2010 ja 2011 ovat luultavasti vaikuttaneet eniten kalapopulaatioihin ja tiheyksien laskuun, sillä kyseiset kesät olivat erityisen lämpimiä ja kuivia. Veden lämpötila on voinut nousta liian korkealle (tosin huomioon kannattaa ottaa puuston ja kasvillisuuden aiheuttama varjostus) ja vedenpinta madaltua kuivuuden seurauksena, jolloin kalojen on ollut vaikeampi löytää suojapaikkoja ja ne ovat saattaneet lähteä etsimään muualta viileämpää vettä. Tällöin lisääntymiskykyisiä kaloja on saattanut ns. poistua populaatiosta, jolloin uusien kalojen, eli poikasten, määrä on voinut vähentyä. Yksi mahdollisuus on myös se, että kuuma ja kuiva ilma sekä veden vähyys ovat olleet letaalitekijöitä taimenten 0+ -ikäisille, sillä ne eivät kestä olosuhteiden muutoksia yhtä hyvin kuin vanhemmat kalat, tosin myös vanhemmat kalat ovat voineet kuolla veden vähyyteen (Hannula & Jokinen, 2010). Tuloksia tarkasteltaessa tulee ottaa huomioon se, lähes poikkeuksetta suurin osa mukana olleista sähkökalastajista oli ensikertalaisia, jolloin vähäinen kokemus sekä omalta osaltaan myös vuosittain vaihtuvat tutkimuksen tekijät sekä koealojen pinta-alat ja kalastuspäivät on voinut vaikuttaa saalismääriin ja siten tuloksiin. (Säkkinen, 2009). Tänä syksynä saalismäärät jäivät vielä tavallistakin pienemmiksi ja paikoittain koealat sähkötettiin ainoastaan kerran, minkä takia tämän vuoden aineistoa on ollut hankalampi verrata edellisvuosiin ja pyydystettävyysarvoja ei pystytty koealoille laskemaan lainkaan. Lieneekö sitten Mäyrämäessä taimenen pienentynyt kanta ja vähentynyt predaatio mutuja kohtaan vaikuttanut mutukannan mahdolliseen kasvuun. Myös tiheysestimaateissa esiintyi samanlaista ongelmaa ja esimerkiksi kuten jo tekstissä aiemmin mainittiin, yhden poistopyynnin takia Mäyrämäen tulokset eivät ole suoraan vertailukelpoisia edellisvuosien tuloksiin. Menneen kesän 2012 viileiden ja sateisten olosuhteiden sekä syksyn korkeamman vedenpinnan perusteella ja arviolla siitä, että kuumat ja lämpimät kesät ovat rajoittaneet taimenkantoja, voisi olettaa että ensi kesänä taimenten poikasia löytyisi koealoilta enemmän. KIRJALLISUUS Anonyymi, Ympäristöhallinnon ohjeita 2006. Sähkökalastuksen työsuojeluohjeet. Edita Prima Oy, Helsinki. Anonyymi 2012. Keskeisiä tutkimusmenetelmiä http://www.rktl.fi/kala/kalavarat/tornionjoen_lohi_ meritaimen/keskeisia_tutkimusmenetelmia.html. Hakupäivä 18.9.2012 Bohlin T., Hamrin S., Heggberget, T.G. & Saltveit J.S. 1989. Electrofishing Theory and practice with special emphasis on salmonids. Hydrobiology 173: 171-178. Hannula M. & Jokinen J. 2010. Keljonjoen ja Köhniönpuron kalakantojen seuranta sähkökalastamalla. Jyväskylän yliopisto, bio- ja ympäristötieteiden laitos. Saura A. Sähkökalastus, teoksessa: Böhling & Rahikainen, M. (toim.) Kalataloustarkkailu: Periaatteet ja menetelmät, s. 135-145 Sivonen O. 2008 Köhniönpuron kalakantojen seuranta sähkökalastamalla. Jyväskylän yliopisto, Jyväskylän yliopisto, bio- ja ympäristötieteiden laitos. Säkkinen T. 2009 Köhniönpuron kalakantojen seuranta sähkökalastusmenetelmällä vuosina 2000-2009. Jyväskylän yliopisto, bio- ja ympäristötieteiden laitos.
16 LÄMPÖTILAMUUTOSTEN VAIKUTUS KIRJOLOHEN FYSIOLOGISIIN OMINAISUUKSIIN Ville Räihä ja Sami Ojala Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Jyväskylän yliopisto Abstract This study examined how handling and a sudden change in temperature affect physiology of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). The study was carried out with a respirometer (Loligo systems), counting ventilation frequency and taking blood and muscle samples after the respirometer test. Significant results in muscular water balance, respiration frequency, oxygen consumption and blood glucose levels in different temperatures were revealed when we compared the lowest and the highest temperature treatments. We also found a positive correlation (p=0,003, R 2 =0,21) between ventilation frequency and oxygen consumption. Avainsanat: hapenkulutus, hengitysfrekvenssi, hematokriitti, lihaksen vesipitoisuus, plasman vesi- ja glukoosipitoisuus 1. JOHDANTO Kalat ovat vaihtolämpöisiä eläimiä ja niiden aineenvaihduntanopeus kasvaa lämpötilan noustessa esim. Rodnick ym.(2004). Tässä kokeessa tutkittiin kirjolohen (Oncorhynchus mykiss) fysiologisten ominaisuuksien muutoksia suhteessa lämpötilan muutokseen. Muutoksia tarkkailtiin hapenkulutuksessa, hengitysfrekvenssissä, veren hematokriittiarvossa, lihaksen vesipitoisuudessa sekä veren plasman vesi- ja glukoosipitoisuudessa. Atlantin lohella (Salmo salar) on todettu vahva korrelaatio (p<0.001 ja R 2 =0.99) hapenkulutuksen ja hengitysfrekvenssin välillä (Millidine ym. 2008). Hypoteesimme tähän tutkimukseen olivat: H 0 : Mitään muutoksia kirjolohen fysiologiassa (lihaksen vesipitoisuus, hengitysfrekvenssi, suhteellinen hapenkulutus, plasman glukoosipitoisuus, hematokriitti, plasman vesipitoisuus) ei tapahdu lämpötilan muuttuessa. H 1 : Muutoksia kirjolohen edellä mainituissa fysiologisissa ominaisuuksissa on havaittavissa lämpötilan muuttuessa. 2. AINEISTO JA MENETELMÄT Koekaloina käytettiin kirjolohia, n=48, keskipaino ja hajonta 105±26g. Kaloja oli akklimoitu 14 asteisessa vedessä 500 litran säiliöaltaassa kaksi viikkoa ennen kokeen alkua. Vesi altaisiin tuli yliopiston porakaivosta. Kokeessa kirjolohia käsiteltiin siirtämällä ne alkulämpötilasta neljään eri lämpötilaan: 11, 14, 17 tai 20 C. Kalat siirrettiin respirometrilaitteiston (Loligo systems) mittauskamioihin joiden tilavuus oli noin 2,3 l, ja joihin saatiin joko suljettu kierto tai avoin kierto. Mittauksen aikana suljettu kierto kesti 3 min, jonka aikana mitattiin kalan hapenkulutusta happimittarilla. Hengitysliikkeiden lukumäärä (frekvenssi) laskettiin visuaalisesti 30 s ajan mittauksen aikana. Mittausjaksoa seurasi 2 min mittainen huuhteluaika ja 3 min mittainen odotusaika suljetulla kierrolla ennen seuraavaa mittausta. Jokaisella kalalla suoritettiin neljä peräkkäistä mittausta. Mittausten jälkeen kalat nukutettiin neilikkaöljy-alkoholiseoksella (1:10) 5 litrassa vettä. neilikkaöljypitoisuus Nukutuksen jälkeen kalat tapettiin iskulla päälakeen ja niistä otettiin sekä verinäyte että lihasnäyte. Verinäyte (n. 1 ml) otettiin heparinoidulla ruiskulla pyrstösuonesta ja lihasnäyte selkäevän alta. Verinäytteestä mitattiin hematokriittiarvo sekä
17 eroteltiin plasma sentrifuugin avulla. Veriplasmasta mitattiin vesi- ja glukoosipitoisuus. Vesipitoisuus mitattiin punnitsemalla eppendorf-putki ensin ilman plasmaa, plasman kanssa ja kuivatun plasman kanssa. Kuivatus tapahtui uunissa 105 C lämpötilassa yön yli. Glukoosipitoisuus mitattiin fotometrillä (Shimadzu UV-1800) (Wedemayer & Yasutake 1977). Vorteksoidun plasman (20 µl) sekaan lisättiin 1500 µl O-toluidine liuosta (Sigma, T1199), joka muodostaa keitettäessä (10 min) glukoosin kanssa sinisen värin. Värin voimakkuudesta voitiin laskea glukoosipitoisuus standardisuoran avulla. Lihasnäytteen vesipitoisuus mitattiin muuten samoin kuin plasman vesipitoisuus, mutta kuivaamalla näytteitä 65 C yön yli. Tuloksia käsiteltiin Excelin sekä SPSS-ohjelman avulla. Testeinä käytettiin 2-suuntaista varianssianalyysiä sekä regressioanalyysiä. Havaintoyksikköinä olivat kalayksilöt, lasketut arvot ovat keskiarvoja ja -hajontoja, n=12 kussakin käsittelyssä. 3. TULOKSET Lihaksen vesipitoisuus kasvoi tilastollisesti merkitsevästi, kun lämpötila nousi 6 C eli 14 C:sta (78,6% ± 0,42) 20 C:een (79,6% ± 0,55) (Kuva 1a). Hengitysfrekvenssi laski tilastollisesti merkitsevästi, kun lämpötilaa laskettiin 3 C eli 11 C:een (53,2 ± 4,2) Hengitysfrekvenssi nousi merkitsevästi lämpötilan noustessa 17 C:een (62,4 ± 4,3), mutta 20 C:ssa hengitysfrekvenssi ei enää noussut (Kuva 1b). Lämpötilan laskulla 3 C:lla ei ollut tilastollisesti merkitsevää vaikutusta suhteelliseen hapenkulutukseen, mutta se nousi merkitsevästi, kun lämpötila nostettiin 17 C:een (Kuva 1c). Hapenkulutus 20 C:ssa asteessa alkoi puolestaan hieman laskea, eikä se poikennut muista käsittelyistä (Kuva 1c). Lämpötilan muutoksella 14 :sta ei ollut tilastollisesti merkittävää vaikutusta plasman glukoosipitoisuuteen, mutta glukoosipitoisuus oli kuitenkin merkitsevästi korkeampi 20 C:ssa kuin 11 C:ssa. (Kuva1d). Hematokriittiarvoissa (Kuva 1e) ja plasman vesipitoisuudessa (Kuva 1f) ei havaittu merkitseviä eroja käsittelyiden välillä. Hapenkulutuksen ja hengitysfrekvenssin välillä merkitsevä positiivinen korrelaatio (p=0,003, R 2 =0,21) (Kuva 2). 4. TULOSTEN TARKASTELU Tarkasteltaessa tulosten mielekkyyttä tulee ottaa huomioon muutama seikka tutkimusmenetelmissä ja laitteistossa. Hengitysfrekvenssien laskeminen oli välillä haastavaa kalan liikkumisen takia. Muutaman kerran myös huuhtelujakso ehti alkaa ennen kuin laskeminen oli saatu valmiiksi. Huuhtelujakson alkaminen rikkoi vedenpinnan, jolloin näkyvyys huonontui huomattavasti. Respirometriputkien tiivisteet eivät aina tuntuneet toimivan kunnolla, vaan putket pääsivät vuotamaan. Tutkimusta suoritettiin kahdeksan henkilön voimin. Tämä saattoi vaikuttaa erityisesti respirometrikokeen aikana respirometriputkien asetteluun ja hengitysfrekvenssien laskemiseen: Jos laskemisen tai putkien asettelun olisi tehnyt yksi ihminen, virhe olisi ollut todennäköisesti systemaattisempi ja helpommin tunnistettavissa kuin tässä tutkimuksessa syntynyt satunnainen virhe.
18 Kuva 1. Lämpötilamuutoksen vaikutus 14 C:ssa akklimoidun kirjolohen (keskipaino 105±26g, n=12) a) lihaksen vesipitoisuuteen, b) hengitysfrekvenssiin c) suhteelliseen hapenkulutukseen d) plasman glukoosipitoisuuteen e) veren hematokriittiin ja f) plasman vesipitoisuuteen eri lämpötiloissa. Samalla kirjaimella merkityt pylväät eivät eroa tilastollisesti merkitsevästi toisistaan. Kuva 2. 14 C:ssa akklimoitujen kirjolohien (keskipaino 105±26g) hengitysfrekvenssin ja hapenkulutuksen välinen regressiosuora. Jokainen piste kuvaa yhtä havaintoa.
19 Lihaksen vesipitoisuuden nousu vasta 20 C:ssa voi viitata siihen, että kalan nestetasapainon säätely toimii pienemmissä lämpötilan muutoksissa, mutta 6 asteen nousu alkaa olla liikaa kalalle varsinkin kun 20 C alkaa olla kirjolohen sietokyvyn ylärajalla (Anon 2007). Hengitysfrekvenssin nousu lämpötilan kohotessa 17 C asti oli odotettavissa koska lämpimässä kalan aineenvaihduntanopeus kasvaa, ja se kuluttaa enemmän happea. Se, miksi se ei enää 20 asteessa noussut voi johtua siitä että kala hengitti jo nopeinta mahdollista tahtia. Hapenkulutuksen lasku 20 C:ssa voi kertoa siitä että kalat alkoivat passivoitua niin lämpimässä mikä johti hapenkulutuksen laskuun. Täytyy ottaa huomioon myös se, että tässä tutkimuksessa ei eroteltu kaloja sukupuolen mukaan. Rehulka ym.(2004) olivat tutkimuksessaan löytäneet mm. hematokriittiarvoissa tilastollisesti merkitseviä eroja kirjolohikoiraiden ja -naaraiden välillä. Tämä voi osaltaan selittää sitä, miksi tässä tutkimuksessa ei löydetty hematokriittiarvoissa eroa eri käsittelyjen välillä. Hapenkulutuksen ja hengitysfrekvenssin korrelaatio ei ollut yhtä selkeä kuin mitä on havaittu lohella (Millidine ym. 2008). Tämä voi johtua meidän mittaustemme ajoittaisesta epävarmuudesta, sekä mahdollisesti myös kalojen kokoeroista (englantilaisilla n. 5-10g). Englantilaisen tutkimuksen hengitysfrekvenssin ja hapenkulutuksen välisen regressiosuoran selitysaste oli todella korkea, 0,99 verrattuna tämän tutkimuksen vastaavaan 0,21. KIRJALLISUUS Anonyymi 2007. Trout temperature requirements (literature review) Amended Preliminary Draft Environmental Assessment. http://asset.sce.com/documents/environment%20-%20power%20 Generation/APDEA_AttachmentITroutTemperatureRequirements.pdf Hakupäivä 20.11.2012. Millidine K. J., Metcalfe N. B. & Armstrong J. D. 2008. The use of ventilation frequency as an accurate indicator of metabolic rate in juvenile Atlantic salmon (Salmo salar). Can. J. Fish. Aquat. Sci. 10: 2081-2087. Rehulka J., Minarik B. & Rehulkova E. 2004. Red blood cell indices of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) (Walbaum) in aquaculture. Aquac. Res. 35: 529-546 Rodnick K. J., Gamper A. K., Lizars K. R., Bennett M. T., Rausch R. N. & Keeley E. R. 2004. Thermal tolerance and metabolic physiology among redband trout populations in south-eastern Oregon J. Fish Biol. 64: 310-335 Wedemeyer G. A. & Yasutake W. 1977. Clinical Methods of Environmental Stress on Fish. Technical paper, No. 89, Washington DC.,
20 VERKON PYYNTISUUNNAN VAIKUTUS SAALIISEEN JYVÄSJÄRVEN RANTAVESISSÄ Jussi Judin Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Jyväskylän yliopisto Abstract The study aimed at finding out whether the angle of the net had an effect on the mass of the catch or the number of units caught. Nordic nets were set in mid-deep points of Jyväsjärvi along and in violation of the coastline. Nordic nets were used for the study and the catch was counted, weighed and measured. As a result, the violation of the coastline was noticed to catch more fish in volumes of the mass and the number of units, although statistical significance could only be demonstrated in terms of the mass in such a small sample. Avainsanat: Nordic -verkko, koeverkkokalastus, vesipuitedirektiivi, koekalastusrekisteri 1. JOHDANTO Euroopan unioni halusi yhtenäistää vesiensuojelupolitiikkaa luomalla yhtenäisen vesipuitedirektiivin. Laki hyväksyttiin Suomessa vuonna 2004 (Anonyymi 2011a), ja sen pohjalta perustettiin koekalastusrekisteri. Koekalastusrekisteri luotiin direktiivin pohjalta koekalastustietojen hallinnan yhtenäistämiseksi että selkeyttämiseksi (Anonyymi 2011b). Jotta koekalastustulokset olisivat vertailukelpoisia, on niille luotu ohjeistus, kuinka koeverkkokalastus tulisi toteuttaa. Ohjeistus koskien verkon asettelua rannan suhteen muuttui taannoin. Entisen ohjeistuksen mukaan verkon suunta rannan suhteen tuli arpoa rannanmyötäisen, -vastaisen ja 45 kulmien välillä (Böhling ym. 1999). Nykyinen ohjeistus taas neuvoo, ettei verkon pyyntisuunnalla rannan suhteen ole merkitystä, kun suunta vakioidaan (Anonyymi 2008). Tutkimushypoteesi perustuen aikaisempaan tietämykseen kalojen käyttäytymisestä on, että rannanvastaiset verkot pyytäisivät enemmän kalaa. Oletettavaa on, että kalat liikkuvat enemmän rannan myötäisesti, eivätkä vaella niin suuressa määrin ulapalle päin. 2. AINEISTO JA MENETELMÄT Koeverkkokalastus toteutettiin kahtena päivänä siten, ettei peräkkäisiä päiviä valittu. Molempina päivinä laskettiin yhteensä kuusi verkkoa, kolme verkkoa rannan myötäisesti ja kolme rannan vastaisesti. Verkkoina käytettiin Nordic-yleiskatsausverkkoja. Nordic-verkko on 30m pitkä ja 1,5m korkea. Nordic-verkossa solmuväli vaihtuu 2,5m välein, ja täten siinä on 12 solmuvälialuetta. Solmuväli vaihtuu verkossa geometrisen sarjan mukaan, sillä sen oletetaan pyydystävän valikoimattomasti kaikenkokoisia kaloja. Verkkojen paikat valittiin rannan tuntumasta sellaisista paikoista, joissa syvyys pysyi tasaisena koko verkon matkan. Koealueiksi valittiin syvyyden suhteen kolme keskenään samankaltaista aluetta (Kuva 1) ja jokaiseen laskettiin yksi verkko rannan myötäisesti ja yksi rannan vastaisesti. Verkkojenlaskupaikat olivat keskimäärin noin 4m syviä. Verkkoja pidettiin yön yli kello 17.00 08.00 välisenä aikana, eli yhteensä n.15h kutakin verkkoa. Verkkojen paikkoja vaihdettiin öiden välillä siten, että ensimmäisenä yönä rannansuuntaiset verkot olivat alueen keskellä sijaitsevan sillan puolella ja toisena yönä kohtisuoraan olevat verkot olivat sillan puolella.
21 Kuva 1. Koeverkkokalastuspaikat Jyväsjärvellä 11.09. Ja 13.09.2012. Punaisella suorakaiteella karttaan merkatut verkkojen sijainnit. Verkoista poistamisen jälkeen saaliskaloista mitattiin kokonaispituus kiinni olevan kuonon kärjestä supistetun pyrstön päähän sentin tarkkuudella. Kalojen suuresta määrästä johtuen kalat lajiteltiin metriluokkiin ja kalat punnittiin pituusluokittain työn nopeuttamiseksi. Suuremmat yksittäiset kalat mitattiin millimetrin tarkkuudella ja punnitus tehtiin tuoreeltaan gramman tarkkuudella. Aineisto syötettiin Excel taulukko-ohjelmaan ja tilastolliset testit tehtiin SPSS ohjelmalla. Aineistoa päätettiin tarkastella erikseen suuren aineiston tuottaneiden kalalajien kohdalta, eli tässä tapauksessa ahvenen (Perca fluviatilis) ja särjen (Rutilus rutilus) osalta. Rannan vastaisten ja -myötäisten verkkojen ahven, särki ja kokonaissaaliista laskettiin massan ja kappalemäärän keskiarvot verkkoasettelua kohti. Toistomittaus t-testit tehtiin havaittujen keskiarvojen eron selvittämiseksi. 3. TULOKSET Koeverkkokalastuksissa saatiin 12 verkolla yhteensä 688 kalaa, yhteispainoltaan 16,06 kg. Särkien osuus tuosta oli 6,6 kg ja 169 kappaletta. Ahvenia oli 5,59 kg ja 488 kappaletta. Kappalemääräisesti rannan vastaisista verkoista saatiin enemmän kalaa kuin rannan myötäisistä, vaikka merkitsevää eroa ei eri suuntaisten verkkojen välillä havaittu (toistomittaus t-testi p=0,0503 (Kuva 2).
22 c a c a b b d Kuva 2. Keskimääräinen kalansaaliin lukumäärä yhdessä verkossa rannanmyötäisesti ja -vastaisesti. Ahven- ja särkisaalis on eriteltynä kaiken kalansaaliin lisäksi erikseen (±kaikista kuudesta verkosta laskettu keskiarvon keskivirhe). Kirjaimet pylväiden päällä esittävät, ettei tilastollisissa testeissä havaittu käsittelyn suhteen merkitseviä eroja, vaikka rannan vastaisista verkoista saatiin lukumääräisesti enemmän saalista. Myöskin tarkasteltaessa saaliin massaa särkien, ahventen tai kaikkien saatujen kalojen suhteen huomataan rannanvastaisesti asetettujen verkkojen pyytäneen tilastollisesti merkitsevästi suuremman saaliin (toistomittaus t-testi ahven: p=0,035, särki: p=0,010, kaikki: p=0,009) (Kuva 3). e a b c d f Kuva 3. Keskimääräinen kalansaaliin massa yhtä verkkoa kohti rannanmyötäisesti ja -vastaisesti. Ahven- ja särkisaalis on eriteltynä kaiken kalansaaliin lisäksi erikseen (±kaikista kuudesta verkosta laskettu keskiarvon keskivirhe). Kirjaimet pylväiden päällä esittävät, että tilastollisissa testeissä havaittiin käsittelyn suhteen merkitseviä eroja siten, että rannan vastaisesti asetetuista verkoista saatiin enemmän saalista massan suhteen tarkasteltuna.
23 4. TULOSTEN TARKASTELU Tulokset tukevat hyvin tutkimushypoteesia, sillä rannan vastaiset verkot pyysivät paremmin kalaa kuin rannan myötäiset. Otoskoon ollessa kuitenkin melko pieni (n=6) voidaan todeta, ettei tulokset ole kovin tarkkoja. Tulokset kuitenkin viittaavat vahvasti siihen, että verkon suunnalla on merkitystä kalansaaliiseen varsinkin rantavesissä. Tilanteen selvittäminen kuitenkin vaatisi jatkotutkimuksia ja suurempaa otoskokoa, jotta ilmiö ja sen laajuus voitaisiin tarkemmin määrittää. Ilmiötä on tutkittu myös pitkällä siimalla, jossa tarkasteltiin suunnan vaikutusta virran suunnan suhteen. Tulokset olivat siten samankaltaisia, että poikkeamaa saaliin määrässä havaittiin pitkän siiman eri asettelujen välillä. Virran suuntaa vasten asetettu pitkäsiima pyysi tehokkaammin kalaa, vaikka ilmiön arveltiin johtuvan ennemmin syötin kemiallisen jäljen tehokkaammasta leviämisestä ja täten suuremmasta saaliista (Lokkeberg ym. 1997). Tämä tutkimus tehtiin pelkästään rantavesissä, joissa oli suhteellisen tasaiset olosuhteet. Koeverkkokalastusta tehtäessä kauempana rannasta olisi ehkä oleellisempaa pohtia verkon suuntaa suhteessa pohjan muotoihin tai veden virtauksen suuntaan. Edellä mainittujen pohdintojen sekä tämän pienimuotoisen tutkimuksen tuloksena voidaan pitää RKTL:n uudistettuja koeverkkokalastusohjeita (Anonyymi 2008) hieman epäselvinä. Tuloksien viittaavat siihen, että verkon asettelulla on merkitystä kalansaaliiseen. On kuitenkin vaikea arvioida näkyykö koekalastusohjeistuksen muutos koekalastusrekisterissä millään tavalla. Massojen merkitsevän eron saattoi selittää tässä tapauksessa muutamat kookkaat yksilöt, jotka jäivät rannanvastaisiin verkkoihin. Suuremmalla otoskoolla sattuman osuutta saataisiin pienennettyä. KIRJALLISUUS Anonyymi 2008. Kalataloudelisen velvoitetarkkailyn työryhmän raportti. Maa- ja metsätalous ministeriö. http://www.mmm.fi/attachments/mmm/julkaisut/tyoryhmamuistiot/2008/5xjleot5f /trm3_2008.pdf. Hakupäivä 17.12.2012 Anonyymi 2011a. EU:n vesipolitiikan puitedirektiivi. Valtion ympäristöhallinto. http://www.ymparisto.fi/default.asp?contentid=54528&lan=fi. Hakupäivä 13.11.2012 Anonyymi 2011b. Koekalastusrekisteri. Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitos. http://www.rktl.fi/kala/kalavesien_tila/vesipuitedirektiivin_kalastotutkimukset/koekalastusrekist eri.html. Hakupäivä 13.11.2012 Böhling P & Rahikainen M 1999. Kalataloustarkkailu, -periaatteet ja menetelmät. Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitos. Helsinki. Lokkeberg S & Pina T. 1997. Effects of setting time, setting direction and soak time on longline catch rates. Fish Res 32: 213-222.