Apurahat ja residenssipaikat

Tiede

Pohjoisten jokisysteemien prosessit ja jokiympäristöjen tulvasuojelu, hallinta ja hoito

Hakemuksen tiivistelmä

Tulvat ja niiden aiheuttamat vahingot ovat lisääntyneet maailmanlaajuisesti viime vuosikymmeninä ja ilmastoskenaariot osoittavat, että erityisesti boreaalis-subarktisen vyöhykkeen jokien hydrologiset ääri-ilmiöt, kuten tulvat, lisääntyvät entisestään tulevaisuudessa. Muuttuvan ilmaston myötä jääpäivät vähenevät, lumen sulaminen ja rankkasateet kesken talven yleistyvät johtaen tulvien lisääntymiseen erityisesti talvella ja keväällä. Jokiympäristöjen hoito ja hallinta Suomessa perustuu Euroopan unionin tulva-, vesipuite ja luontotyyppidirektiiveihin sekä kansainvälisiin jokiprosessien kytkeytyvyysindekseihin. Nämä indeksit sisältävät erilaisia jokisysteemin ominaisuuksia kuvailevia parametreja, joiden avulla määritellään syy-seuraussuhteita eri prosesseille. Ongelma kuitenkin on, että yksikään näistä indekseistä ei sisällä ainuttakaan pohjoisille jokisysteemeille tyypillistä talviaikaan liittyvää parametria, sillä näitä ei ole koskaan aikaisemmin määritelty. Alueemme jokiympäristöjä hallitaan ja hoidetaan menetelmillä, jotka pohjautuvat kansainvälisiin indekseihin, ohjeistuksiin ja suosituksiin ymmärtämättä niiden puutteellisuutta ja sopimattomuutta ympäristöön, jossa jäähän, lumeen ja routaan liittyvät prosessit ovat merkittävässä roolissa. Tässä tutkimuksessa määritellään ne parametrit, jotka parhaiten kuvaavat pohjoisten jokisysteemien erityispiirteitä, tuotetaan uutta tietoa sekä mallinnustyökaluja, joiden avulla voidaan ratkaista useita jokisysteemien hoitoon, hallintaan ja vesiriskeihin pohjoisilla leveysasteilla liittyviä ongelmia kuten talviajan prosessien aiheuttamia tulvia sekä veden laatuun ja ravinteiden kulkeutumiseen liittyviä haasteita. Lisäksi näiden avulla pystytään vastaamaan EU:n ja kansallisten virastojen sekä asetusten kuten Vesipuitedirektiivin vaatimuksiin vesien tilasta ja laadusta sekä ohjaamaan jokiympäristöjen hallintaa ja hoitoa yhä tehokkaammin ja kestävämmin oikeaan suuntaan.

Väitöskirjaprosessi käynnistyi Koneen Säätiön rahoituksella vuonna 2022. Tavoitteena oli arvioida ilmastonmuutoksen vaikutuksia boreaalis-subarktisiin virtavesiin erityisesti sedimentin kulkeutumisen näkökulmasta, sekä tunnistaa näille pohjoisille virtavesille ominaisia sedimenttiprosesseja ja niitä kontrolloivat tekijät. Tutkimuskysymykset ja tavoitteet täsmentyivät prosessin aikana, ja työ laajeni kokonaisuudeksi, jossa tarkastellaan ilmastonmuutoksen, sedimentinkulkeutumisen ja jokidynamiikan välistä vuorovaikutusta. Tutkimus toteutettiin hyödyntämällä kansallisia pitkänaikavälin seuranta-aineistoja ja laajoja maastokampanjoita kahdessa pohjoissuomalaisessa jokisysteemissä. Mittauksia tehtiin keväällä, syksyllä ja talvella, mikä mahdollisti vuodenaikaisvaihteluiden kattavan tarkastelun. Aineisto tarjosi uudenlaisen näkökulman erityisesti sedimentin kulkeutumisen ajalliseen vaihteluun eri vuodenaikoina ja jokiuomien geomorfologisissa yksiköissä. Tämän pohjalta voitiin arvioida ja mallintaa, miten muuttuvat ilmasto-olosuhteet ja hydrologinen kierto vaikuttavat sedimenttiprosesseihin ja sitä kautta jokien geomorfologiaan tulevaisuudessa.
Hankkeen tulokset julkaistiin kolmessa vertaisarvioidussa artikkelissa, joista koostettiin artikkeliväitöskirja nimeltä High-Latitude Fluvial Dynamics Under Hydroclimatic Shift – Insights into Boreal-Subarctic Fluvial Geomorphology.
Keskeisenä tutkimustuloksena saatiin uutta tietoa pohjoisten jokien toiminnasta muuttuvassa ilmastossa: sedimentin kulkeutuminen on siirtymässä vuodenaikoihin sidotusta prosessista sadannan ja hydrologisten ääri-ilmiöiden kontrolloimaksi, jolloin se heterogeenistyy eri vuodenaikojen välillä. Tämä tarkentunut ymmärrys sedimentin kulkeutumisesta ja sen ajallisesta vaihtelusta on keskeistä vesistöjen ekologisen tilan arvioinnissa, vesienhoidon suunnittelussa sekä ilmastonmuutokseen sopeutumisen edistämisessä.

Takaisin apurahalistaukseen