Apurahat ja residenssipaikat

Tiede

Tummuvat vedet: Uuden menetelmän kehittäminen vesien humuskuormituksen seurantaan

Hakemuksen tiivistelmä

Tutkin väitöskirjatyössäni, miten perustuottajia voidaan hyödyntää vesistöjen humuskuormituksen mittareina. Viimeisimmät tutkimukseni ovat osoittaneet, että perustuottajien klorofyllisisältö voi olla käyttökelpoinen mittari vesistöjen tummumisen seurannassa. Tutkin perustuottajien klorofyllipigmenttien muutoksia suhteessa järvien ja virtavesien veden laatuun. Klorofyllipigmentit analysoidaan spektrofotometrisesti vesistöistä kerätyistä kasvi-, sammal- ja levänäytteistä. Perustuottajien näytteenoton yhteydessä analysoidaan myös tutkittavien vesistöjen veden laatu. Tutkimuksen tuloksena syntyy uutta tietoa ympäristötekijöiden vaikutuksista perustuottajien klorofyllipigmentteihin, joka on tärkeää taustatietoa tutkimukseen perustuvissa ympäristölupapäätöksissä ja vesistöjen tilan ekologisen tilan arvioinnin kehittämisessä. Lisäksi tutkimus tarjoaa uutta tietoa vesistöjen tummumisen merkityksestä ekosysteemien toiminnalle sekä korostaa vesistöjen suojelutarpeen arvoa.

Hankkeen tavoitteena oli selvittää pintalevien klorofyllisisällön käyttökelpoisuutta järvien tummumisen indikaattorina. Tutkimus toteutettiin kesällä 2024 yhteensä 13 eteläsuomalaisella järvellä. Kuhunkin järveen asetettiin 9 polykarbonaattilevyä kolmelle eri syvyydelle: 20, 50 ja 80 cm. Levyt kerättiin järvistä kolmen viikon inkuboinnin jälkeen biomassan, klorofyllisisällön ja lajiston määritystä varten. Lisäksi tutkimusjärvistä otettiin vesinäytteet, joista määritettiin järven tummumista kuvastava veden väriluku ja liuenneen orgaanisen hiilen pitoisuus, sekä rehevöitymiskehitystä kuvaava kokonaisfosfori- ja klorofyllipitoisuus.

Tutkimuksessa havaittiin, että pintalevien klorofylli a:b suhde (Chl a:b) laskee merkitsevästi veden väriluvun noustessa, mutta ainoastaan 80cm syvyydessä. Toisaalta veden väriluvun noustessa myös klorofylli a:n suhde karotenoideihin (Chl a: Car) nousee merkitsevästi 20 cm syvyydessä. Molemmat ilmiöt liittyvät perustuottajien sopeutumiseen valon määrän muuttuessa. Klorofylli b on tehokas pigmentti absorboimaan lyhytaaltoista säteilyä, joka on fotosynteettisesti erityisen tärkeää. Lyhytaaltoinen säteily kuitenkin vähenee järvien tummetessa, sillä liuennut orgaaninen hiili absorboi valoa vesipatsaassa. Sopeutuakseen lyhytaaltoisen säteilyn vähenemiseen, perustuottajat lisäävät klorofylli b:n määrää, mikä laskee Chl a:b suhdetta. Vastaavasti karotenoidit toimivat suojapigmentteinä liiallista säteilyä varten. Veden väriluvun noustessa tarve karotenoideille vähenee, mikä puolestaan nostaa Chl a:Car suhdetta.

Pintalevien pigmenteissä ei havaittu tutkimuksessa muutosta rehevöitymistä kuvaavan kokonaisfosforin tai veden klorofyllipitoisuuden muuttuessa. Tämän takia pintalevien pigmentit voisivat toimia spesifinä indikaattorina järvien tummumiselle. Keinoalustojen avulla pintalevien kasvatussyvyys sekä inkubointiaika saadaan tarkasti määriteltyä, ja näytteenotto on helppoa ja kustannustehokasta toteuttaa erilaisilla järvillä.

Takaisin apurahalistaukseen