|
Yksi modernin ekologian tärkeimmistä tutkimusaiheista on ravintoverkkojen rakenne ja toiminta suhteessa vallitseviin ympäristöoloihin. Ravintoverkkojen rakenteen tuntemisen kautta pystymme ymmärtämään sekä ekosysteemien energiavirtoja että alkuaineiden kiertoja. Vesistöjen osalta sitä tarvitaan mm. suunniteltaessa rehevöityneiden järvien kunnostuksia tai arvioitaessa järviekosysteemiemme roolia hiilenkierrossa tai vasteita ilmastonmuutokseen. On arvioitu, että Suomessa, jossa järvet peittävät 10 % maapinta-alasta, noin joka kymmenes järvi on rehevöitynyt eli kärsii liiallisesta ravinteiden määrästä. Kohonneiden ravinnepitoisuuksien seurauksena perustuotanto kiihtyy, minkä johdosta niin rantakasvillisuus kuin kasviplanktonkin runsastuu. Tuloksena on kasvillisuusvyöhykkeiden laajeneminen ja haitallisten leväkukintojen ilmaantuminen. Ääritapauksissa päädytään tilanteeseen, jossa ulkoisen ravinnekuormituksen loppuminen ei johdakaan järven tilan paranemiseen, vaan sisäinen kuormitus ylläpit ää rehevöitymiskehitystä. Sisäiseen kuormitukseen vaikuttavat voimakkaasti järven alusveden happitilanne; toisaalta myös särkikalat, jotka ravintoa etsiessään pöyhivät järven pohjaa, aiheuttavat ja ylläpitävät sisäistä kuormitusta, minkä johdosta ravintoketjukunnostus eli biomanipulaatio on nähty tärkeäksi toimenpiteeksi rehevöityneiden järvien kunnostuksessa ja hoidossa. Ravinteiden poistamisen ohella tehokkaalla kalastuksella pyritään siis myös tasapainoisempaan kalastoon, jolloin mm. eläinplanktonyhteisöjen koostumus muuttuu niin, että muutoksella on suora kasviplanktonia pienentävä vaikutus. Koska ravintoverkkomanipulaatiolla pyritään vaikuttamaan ekosysteemin perustuottajiin, on mahdollista, että toiminnalla aiheutetaan muutoksia myös järviemme rooliin hiilen nieluina/lähteinä. Ulapan planktiset perustuottajat ovat merkittäviä järven ja ilmakehän välisessä interaktiossa, sillä tarvitsevathan ne fotosynteesissään epäorgaanista hiiltä, jota vesiekosysteemiin tulee mm. ilmakehästä v e teen liukenemalla. Tämä nieluvaikutus on oletettavasti suurempi kirkasvetisissä, rehevissä järvissä, jotka ovat metabolialtaan autoktonisia, kun taas tummavetisissä humusjärvissä ulkopuolisen alloktonisen hiilen merkitys on suurempi, systeemit usein heterotrofisia ja hiilidioksidipitoisuuden suhteen ylikyllästyneitä, jolloin hiilidioksidin diffuusio ulos systeemistä on suurempi kuin sisään systeemiin. Järvien merkitystä hiilen nieluina/lähteinä on viime vuosina ryhdytty enenevässä määrin tutkimaan, mutta ravintoverkkotutkimusta ja järven ja ilmakehän välistä vuorovaikutustutkimusta on harvoin yhdistetty. Tämän työn tarkoituksena on kokeellisen tutkimuksen keinoin saada luotettavaa tietoa ravintoverkon koostumuksen vaikutuksesta järvien hiilen nielu-/lähdevaikutukseen ravintoketjun yläpään muutoksia simuloimalla eli ns. top down –säätelymekanismiin puuttumalla. Tutkimuksen ravintoverkkomanipulaatio toteutetaan simuloimalla petokalojen vaikutusta eläinplanktonia syöviin kaloihin eli po is tamalla systeemeistä planktivoreja kaloja. Työssä tarkastellaan kahta luonteeltaan hyvin erityyppistä järviekosysteemiä, so. kirkasvetistä rehevää järveä ja karumpaa, ruskeavetistä humusjärveä. Ensinmainittuna järvenä on Lammin Ormajärvi, kun taas humusjärveksi on valittu Lammin-Hämeenkosken Pääjärvi. Kokeet suoritetaan mesokosmoksissa kolmella eri planktonsyöjäkalan runsaustasolla, so. nollatiheys, keskirunsas kannan tiheys ja runsas kanta. Mesokosmoksina käytetään >50 m3 muovikalvosta rakennettuja, ainoastaan päältä avoimia altaita; näin systeemit ovat vuorovaikutuksessa ainoastaan ilmakehän kanssa. Altaat täytetään järvivedellä luonnollisen planktonyhteisön mukaan saamiseksi. Koekalana käytetään iältään 1 + salakkaa (Alburnus alburnus). Salakat pyydetään aina siitä järvestä, jossa koe suoritetaan. Koeajankohta on keskikesä, jolloin planktonyhteisöt ovat aktiivisimmillaan, ja kokeiden kesto on noin 1 kuukausi.Kaasunvaihdon sekä ravintoverkon rakenteen ja toiminnan selvittämiseksi al taista otetaan viikoittain kokoomanäytteinä pinnasta pohjaan standardimenetelmiä käyttäen kokonaisravinnenäytteet (tot-P, tot-N), klorofylli a –näytteet sekä kasviplanktonin yhteisönäytteet. Myös kasviplanktonin perustuotanto määritetään viikoittain. Näytteet veteen liuenneen CO2:n pitoisuuden määrittämiseksi otetaan kaksi kertaa viikossa. Kerran kahdessa viikossa otetaan eläinplanktonnäytteet sekä kalanäytteet salakan ravinnonvalinnan määrittämiseen. Humusjärvikokeet Pääjärvellä tehdään kesällä 2005, mitä varten pienimuotoinen esikoe sopivien kalatiheyksien ja kokeen keston selvittämiseksi tehdään alkukesällä 2005. Kesällä 2006 vuorossa ovat kokeet Ormajärvellä. Saatavilla tuloksilla tullee olemaan merkitystä arvioitaessa järviemme hiilitaseita muuttuvissa ympäristöoloissa, ja se antanee myös uuden tarkastelukulman arvioitaessa ja arvotettaessa järviemme kunnostushankkeita.
Tulokset
Kesän 2005 kokeiden suunnittelu on käynnistetty.
Vastaava tutkija
Huotari Jussi, Helsingin yliopisto, Lammin biologinen asema Hankkeen kesto 2005 - 2005
Asiasanat
ravintoverkko, kasvihuonekaasut, hiilidioksidi, järvien kunnostus, biomanipulaatio, järvet
Hankkeen vaihe: päättynyt
HUOM! Tämä tutkimushankekuvaus on tuotettu Hankehaaviin Helsingin yliopiston TUHTI-tutkimustietojärjestelmästä, jota ei enää ylläpidetä. Tarkista ajantaiset tutkimushanketiedot Helsingin yliopiston TUHAT-järjestelmästä.
|
HELSINGIN YLIOPISTO