Kasviplankton sisävesien ekologisen tilan arvioinnissa ja seurannassa
Transcription
Kasviplankton sisävesien ekologisen tilan arvioinnissa ja seurannassa
Luento 1 (15.5.2013) KasPer-koulutus Tvärminnen eläintiet. asema 15.5.2013 Marko Järvinen Johdanto Kasviplankton sisävesien ekologisen tilan arvioinnissa ja seurannassa • kasviplankton, säätelytekijät, rooli vesiekosysteemissä • käyttö indikaattorina ja ekologisen tilan arvioinnissa • kasviplanktonseurannat Marko Järvinen SYKE Vesikeskus, Sisävesiyksikkö J-kylän toimipaikka Kuva: M. Niemelä/SYKE 1 Kasviplankton 1-soluisia, yksittäin/yhdyskuntina eläviä alkeellisia leviä; µm mm yhteistä: yhteyttämiskyky, hapen tuottaminen, klorofylli-a monet miksotrofeja; yhteyttämisen lisäksi heterotrofista ravinnonkäyttöä vesiekosysteemin tuotannon perusta; kasvua säätelevät valo ja ravinteet; sukkessio; ajallinen ja alueellinen vaihtelu; toiminnalliset ryhmät ● lyhyt elinkierto; aikainen vaste ympäristömuutokseen (myös ekosysteemin toipumisvaiheessa) 28.5.2013 ● ● ● ● Brönmark & Hansson 1998, The limnology of lakes and ponds Kasviplankton - säätelytekijät Water runoff Irradiance Wind DOC runoff Water Residence time VPD ”painetekijä” DOC Lake environment Mixing S F Ice Nutrient runoff Light N P Si Water tº pH Viral parasites G Zooplankton 1. The. main in mediatingin thethe climatic responseson of phytoplankton. elimination mechanisms are indicated by In: D.G. George (ed.), Nõges P., et al.Fig. 2010 Themechanisms impactinvolved of variations climate seasonalThe dynamics of phytoplankton. block arrows: F – flushing by extensive water exchange, S – sedimentation in a stagnant water column, G – grazing by zooplankton, P – The Impact of Climate Change on European Lakes. Aquatic Ecology Series 4, DOI 10.1007/978-90-481-2945-4_14, Springer. parasitism (P not visible!). N = nitrogen, P = phosphorus (Note P = parasitism), Si = Silicate pp. 253-274. 28.5.2013 Air temperature Precipitation Kasviplanktonin vuodenaikaisuus - 28.5.2013 säätelytekijöiden merkitys vaihtelee -> huomioitava kpl-muuttujissa (ajanjakso) Brönmark & Hansson 1998, The limnology of lakes and ponds 28.5.2013 Kasviplankton järvien tilan ilmentäjänä Valokuva: M. Järvinen Hyvä tilaindikaattori/muuttuja - pieni mittausvirhe suhteessa rehevöitymissignaaliin ymmärrys muuttujan vaihtelusta ja sen aiheuttajista -> mittausvirheen minimointi Kasviplankton keskeinen laatutekijä ekologisen tilan arvioinnissa; osoittaa aikaista muutosta veden laadussa: - nopea lisääntyminen (nopea vaste ympäristöpaineille) suora herkkyys fysikaalisille ja kemiallisille ympäristötekijöille suuri lajidiversiteetti ja toiminnalliset tyypit, joilla selvästi erilainen vaste ympäristömuutoksille - näytteenotto yksinkertaista, nopeaa ja edullista -> kasviplankton VPD seurannan kaikissa pintavesikategorioissa: muuttujat: kasviplanktonin määrä, lajikoostumus, ja kukintojen esiintymistiheys ja intensiteetti -> VPD edellyttää epävarmuuden tuntemisen tilamuuttujissa 6 VPD-luokkakriteerit kuvaus järvikasviplanktonille erinomainen, hyvä, tyydyttävä, välttävä ja huono tila N-GIG 2012, Milestone 6 report 7 R.Jokipii/Syke Euroopassa VPD-työssä käytössä monia järvien kasviplanktonmuuttujia ”parhaat” * (vs. kok-P) * * * 8 Vollenweider & Janus 1981 kasviplanktonin biomassa 28.5.2013 Rehevyyspaine: kasviplanktonin biomassa vs. kok-P P pitoisuus Järvien kasviplanktonin biomassa ja lajisto (Suomen järvet, Lepistö 1999) happamat järvet: panssarilevät yleisiä, piilevät puuttuvat karut järvet: edustajia kaikista ryhmistä, kultalevät yleisiä rehevät järvet: sini-, silmä- ja piilevät runsaita humusjärvet: nielulevät yleisiä 28.5.2013 ● ● ● ● Kuvat: Reija Jokipii/SYKE Lepistö 1999, Monogr. Boreal Env. Res. 16 Lepistö 2000 28.5.2013 Ruotsin järvet (Eva Willén 2007) Kasviplanktonmuuttujien tarkastelua vasten painetekijöitä Willén, E. 2007, Rapport 5/2007, Institutionen för Miljöanalys (SLU) 28.5.2013 Rehevyyspaine: kasviplankton vs. ravinteisuus, Ruotsin järvet (ravinnepitoisuus kasvaa -->) Willén, E. 2007, Rapport 5/2007, Institutionen för Miljöanalys Rebecca (EU) Järvikasviplankton (FI, SE, NO, UK, IE) Kultalevät ei Uroglena ei Synura 28.5.2013 Kirkasvetiset EUR-järvet - veden väri <30 mg Pt/l - alkaliniteetti <0.2 mekv/l - syvyys 3-15 m (2b >15m) - korkeus <200m (5 200800 m) Piilevät Pennales -lahko vaste ei ole lineaarinen; kynnysarvo Sinilevät ei Chroococcales Ptacnik ym. 2008 (Aquat. Ecol 42) klorofylli-a (µg/l) / kok-fosfori 28.5.2013 Happamoitumispaine Kasviplankton lajirunsaus vs. pH diversiteetti-indeksit: lajirunsaus vähenee, kun pH alenee Willén, E. 2007, Rapport 5/2007, Institutionen för Miljöanalys (SLU) 28.5.2013 Kasviplankton lajisto vs. happamuus ”pH indikaattorit” (myös kaivosvesien kuormitus) Willén, E. 2007, Rapport 5/2007, Institutionen för Miljöanalys (SLU) Meri war 9/1 Anab lem 8/0 Keph bor 7/1 Keph ova 7/1 Peri umb 6/1 Keph sku 5/0 Quad pfi 5/0 Chry pla 5/1 Bicosoez 0/3 Stepdisz 0/3 Au gr;an 0/2 Clos gra 0/2 Micr plu 0/2 alustavaa tarkastelua 2000-luvun alussa Nitz aci 0/2 Rhiz eri 0/2 Keph cup 4/0 Scen arm 0/2 Snow ato 15/8 Mono dyb 14/9 indifferentit lajit 28.5.2013 Koostumus indikaattorilajit Dino cre 13/1 Dino bor 12/2 Dino sue 9/1 Rhodomoz 14/9 Uroglenz 14/8 Aste for 13/9 Cryptomz (26 µm) 13/9 Polytomz 13/9 Tabe flo 13/9 Woro nae 13/9 Apha min 13/8 Botr ter 13/5 Suuret vähähumuksiset järvet (SVh), Suomi, heinäkuu 2002 data, n=55) Lepistö ym. 2004, Limnologica 34 Koostumusindeksit: PTI Phytoplankton Trophic Index (Phillips et al. 2013, Hydrobiologia), perustana 1795 EU-järven kpl-data (kesä), vs. TP 17 Järvikasviplanktonseuranta Suositukset näytteenottoajankohdista ● Intensiivikohteet ○ A) 6-9 krt/v - touko-15, kesä-20, heinä-10, heinä-31, elo-20, syys-5 (± 3-pv) ○ B) 3-4 tkrt/v - kesä-20, heinä-31, elo-20, syys-5 (± 3 pv) ● Vuosittain (R1) ○ 1x/v: elo-20 (± 3-pv) ○ 2x/v: heinä-31, elo-20 (± 3 pv) ● Rotaatio (R2-R6) ○ joka 2. – 6. vuosi Kuvat: Reija Jokipii/SYKE 18 WISER ajallinen vaihtelu: merkitys näytteenotolle ● linear-mixed effects models, Carvalho et al. 2013 (Hydrobiologia 704) 19 Kuvat: Reija Jokipii, Maija Niemelä/SYKE 20