1. No category

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