a-klorofylli järvissä
Tiivistelmä
a-Klorofyllin määrä kertoo vesistössä olevan kasviplanktonin määrästä, joka puolestaan on läheisesti yhteydessä vesistöjen ravinnepitoisuuteen sekä rehevöitymiseen. Sekä humuspitoisten että vähähumuksisten järvien a-klorofylli-indikaattorin pitoisuudet ovat keskimäärin hyvällä tasolla kansallisesti vesienhoidossa klorofyllille asetettujen raja-arvojen mukaisesti. On kuitenkin huomattava, että a-klorofylli-indikaattori yksin ei kuvaa Suomen järvien ekologista tilaa, sillä ekologisen tilan arviointi perustuu useiden biologisten mittareiden yhtäaikaiseen tarkasteluun.
Tila
a-Klorofyllipitoisuudet ovat sekä vähähumuksissa että humuspitoisissa järvissä keskimäärin hyvää tilaa osoittavalla tasolla. Tämä tilaindikaattorin arviointi perustuu kansallisen vesienhoidon a-klorofyllimuuttujalle annettujen hyvän tilan pitoisuusarvoihin. Vesienhoidon klorofyllimuuttujan pitoisuuden luokkaraja pienissä, keskikokoisissa ja suurissa humusjärvissä on alle 11 µg/l ja keskikokoisissa ja suurissa vähähumuksisissa järvissä alle 7 µg/l (Aroviita ym. 2019).
Indikaattorin arvo kuvaa a-klorofyllin keskimääräistä pitoisuutta useiden erilaisten järvien otoksessa. Yksittäisen järven tila suhteessa klorofyllipitoisuuden raja-arvoon saattaa poiketa merkittävästi keskimääräisestä indikaattorin antamasta arvosta. Indikaattorissa mukana olevilla järvillä (ks. “Tausta-aineisto“) on myös saattanut olla ajanjaksoja, jolloin a-klorofyllin määrä on ollut korkeampi tai alhaisempi kuin kansallisen vesienhoidon a-klorofyllimuuttujalle annettujen hyvän tilan pitoisuuden raja-arvot. Näihin poikkeamiin voivat osaltaan vaikuttaa seurannan intensiteetti tai sääolot.
Kehitys
Indikaattoriarvon muutos 2000-luvulla on ollut niukasti heikkenevä (ks. “Tietoa sivustosta” -sivu). 2000-luvun alusta alkaen a-klorofyllin pitoisuus on keskimääräisesti lisääntynyt sekä kirkkaissa vähähumuksisissa, että tummemmissa humuspitoisissa järvissä yhdeksänkymmenen prosentin varmuudella vähintään 0,1 prosentin vuositahtia.
2000-luvun hyvin lievästi järvien heikkenemistä osoittava a-klorofyllin kokonaiskehitys on kuitenkin kahden toisistaan poikkeavan kehityskulun lopputulos: a-klorofyllin määrä kasvoi 2010-luvun alkuvuosille asti noin prosentin vuodessa, mutta on sen jälkeen laskenut vastaavalla nopeudella. Viimeaikaisin kehitys on siis paraneva. Mikäli tämä kehitys jatkuu, kääntyy indikaattorin 2000-luvun kokonaiskehitys todennäköisesti vakaaksi tai paranevaksi jo lähivuosina.
Merkitys
Indikaattori kuvaa yhden tekijän eli a-klorofyllin pitoisuuden perusteella järvien tilaa ja täsmällisemmin niissä olevan kasviplanktonin kokonaismäärää. Kasviplanktonin määrä (biomassa) puolestaan on läheisesti yhteydessä järvien rehevyyteen ja ihmisen aiheuttamaan ravinnekuormaan. Täten indikaattorin arvon kasvu kuvaa haitallista rehevöitymiskehitystä vesistössä.
Järvien klorofyllipitoisuudet poikkeavat toisistaan pääasiassa ravinnepitoisuuden seurauksena. Kirkas- ja tummavetisten järvien klorofyllipitoisuuksiin vaikuttaa myös valon saatavuus ja tunkeutuminen vesipatsaassa, mikä osaltaan myös selittää eroja niiden kasviplanktonyhteisöissä. Etenkin tummissa humuspitoisissa metsäjärvissä viihtyvä ja runsaasti klorofylliä sisältävä Gonyostomum semen -limalevä saattaa nostaa suuresti joidenkin pienten humuspitoisten järvien klorofyllipitoisuuksia, mikä ei kuitenkaan yleensä tarkoita haitallista rehevöitymiskehitystä.
a-klorofyllipitoisuus on yksi vesipuitedirektiivin pintavesien ekologisen tilan arvioinnissa käytetyn järvien kasviplankton -laatutekijän muuttujista (Aroviita ym. 2019, Euroopan yhteisö 2000). Kasviplanktonin lisäksi ekologisen tilan arviointi huomioi myös muut biologiset laatutekijät (kalat, pohjaeläimet, piilevät ja vesikasvit). Tässä tarkasteltu tilaindikaattori yleistää Suomen järvien kasviplanktonin kokonaismäärän kehityksen, eikä sen avulla voida arvioida yksittäisen otoksessa mukana olevan järven tilaa. On myös huomattava, että a-klorofylli on vain yksi vesien ekologisen tilan laatutekijöistä, eikä yksikään laatutekijän muuttuja ei yksistään määritä vesistön ekologista tilaa. Ekologisen tilan arviointi perustuu kokoelmaan erilaisia biologisia laatutekijöitä sekä tila-arviota tukevia fysikaalis-kemiallisia tekijöitä.
Lähteet
Tausta-aineisto
Pintavesien tilan seuranta muodostaa yhden Suomen mittavimmista luonnon ja ympäristön tilaa kuvaavista aineistoista. Pintavesien laatua alettiin seurata järjestelmällisesti 1960-luvulla ja seuranta on lisääntynyt etenkin vuodesta 2009 alkaen Euroopan unionin vesipuitedirektiivin edellyttämänä. Tällä hetkellä vedenlaaturekisteriin on kertynyt yli 75 tuhatta havaintopaikkaa, ja aineistosta on mahdollista muodostaa pitkiä aikasarjoja, koska useilta järviltä on kerätty havaintoja useilta otantapaikoilta vähintään vuosittain. a-klorofyllin määrää on seurattu suurimmissa suomalaisissa järvissä keskenään vertailukelpoisilla menetelmillä 1980-luvun alusta tähän päivään asti.
Pitkäaikainen seuranta mahdollistaa myös järvien tyypittelyn niiden ominaispiirteiden perusteella luontaisesti vähähumuksisiin, humuspitoisiin ja runsashumuksisiin järviin, jolloin vedenlaadun ja biologisten tekijöiden kehityskulkuja voidaan tarkastella erikseen erityyppisissä vesistöissä. Luontaisesti runsashumuksisia järviä on vähän ja niistä on kertynyt myös vähemmän seuranta-aineistoa, jonka vuoksi ne on jätetty tämän indikaattorin kohdalla tarkastelusta pois.
Indikaattorissa mukana olevat 28 vähähumuksista järveä (suluissa maakunta, jossa järvi sijaitsee):
Höytiäinen (Pohjois-Karjala)
Inarijärvi (Lappi)
Juojärvi (Pohjois-Savo, Pohjois-Karjala)
Keitele (Keski-Suomi, Pohjois-Savo)
Kermajärvi (Pohjois-Karjala)
Kivijärvi (Keski-Suomi)
Kivijärvi (Etelä-Karjala)
Kolima (Keski-Suomi)
Konnevesi (Keski-Suomi, Pohjois-Savo)
Kukkia (Pirkanmaa, Kanta-Häme)
Kuolimo (Etelä-Savo, Etelä-Karjala)
Leppävesi (Keski-Suomi)
Mallasvesi (Pirkanmaa)
Muojärvi (Pohjois-Pohjanmaa)
Puruvesi (Etelä-Savo, Pohjois-Karjala)
Puula (Etelä-Savo, Keski-Suomi)
Pyhäjärvi (Keski-Suomi)
Pyhäjärvi (Etelä- ja Pohjois-Karjala)
Pyhäjärvi (Satakunta ja Varsinais-Suomi)
Pyhäjärvi (Pohjois-Pohjanmaa)
Pyhäjärvi (Kymenlaakso)
Päijänne (Keski-Suomi, Pirkanmaa, Päijät-Häme)
Roine (Pirkanmaa)
Saimaa (Etelä-Karjala, Etelä-Savo)
Suvasvesi (Pohjois-Savo, Pohjois-Karjala)
Viinijärvi (Pohjois-Karjala)
Vuohijärvi (Kymenlaakso, Etelä-Savo)
Yli-Kitka (Lappi, Pohjois-Pohjanmaa)
Indikaattorissa mukana olevat 25 humusjärveä (suluissa maakunta, jossa järvi sijaitsee):
Haukivesi (Etelä- ja Pohjois-Savo)
Kallavesi (Pohjois-Savo)
Kemijärvi (Lappi)
Keurusselkä (Keski-Suomi, Pirkanmaa)
Kiantajärvi (Kainuu)
Koitere (Pohjois-Karjala)
Kyyvesi (Etelä-Savo)
Lappajärvi (Etelä-Pohjanmaa)
Lentua (Kainuu)
Lestijärvi (Keski-Pohjanmaa)
Näsijärvi (Pirkanmaa)
Ontojärvi (Kainuu)
Oulujärvi (Pohjois-Pohjanmaa, Kainuu)
Orivesi (Pohjois-Karjala, Etelä-Savo)
Pielinen (Pohjois-Karjala)
Pihlajavesi (Etelä-Savo)
Punelia (Kanta-Häme)
Pyhäjärvi (Pirkanmaa)
Pyhäselkä (Pohjois-Karjala)
Simojärvi (Lappi)
Sääksjärvi (Satakunta)
Unnukka (Pohjois-Savo)
Vanajavesi (Pirkanmaa, Kanta-Häme)
Vuotjärvi (Pohjois-Savo)
Ähtärinjärvi (Etelä-Pohjanmaa)
Indikaattorin laskenta
Indikaattoriin on sisällytetty vuodesta 1980 otetut klorofyllinäytteet, jotka on kerätty sulan veden aikaan (kesä-, heinä, elo- tai syyskuussa) 0–2 metrin syvyydestä ja joista on määritetty a-klorofyllin pitoisuus spektrofotometrisesti.
Koska indikaattorin tavoitteena on yleistää klorofyllipitoisuuksien avulla tila ja kehityskulku kirkasvetisissä vähähumuksisissa järvissä sekä tummavetisissä humusjärvissä, on laskennassa pyritty huomioimaan erot järvityyppien, järvien, järvien eri altaiden ja jopa yksittäisten otantapaikkojenkin välillä. Käytännössä tämä tapahtuu niin kutsutuilla hierarkkisilla yleistetyillä tilastollisilla sekamalleilla, jotka kykenevät huomioimaan aineiston rakenteen mahdollisimman tarkasti, eivätkä yksittäiset äärevät havainnot tai otantapaikat pääse merkittävästi vääristämään mallin avulla tuotettavia yleistyksiä. Tällaisia tilastomalleja on hyödynnetty indikaattorin tilan ja kehityssuunnan määrittämiseksi sekä indikaattorikuvaajan tuottamiseksi.
Indikaattorin tilan arviointia varten on aineistosta viiden viimeisimmän vuoden keskimääräistä a-klorofyllitasoa verrattu a-klorofyllille annettuihin raja-arvoihin humuspitoisissa ja vähähumuksisissa järvissä, joista jälkimmäiset perustuvat vertailujärvistä kerättyyn aineistoon (Aroviita ym. 2019).
Klorofyllipitoisuuden kehityssuunta on puolestaan arvioitu keskimääräisestä trendistä 2000-luvun alusta nykyhetkeen. Tarkempi kuvaus siitä miten indikaattorin kehityssuunta luokittuu löytyy ”Tietoa sivustosta” -osiosta. Pidemmän vuosikymmenten kehityskulun hahmottamista varten trendi on laskettu myös aikasarjan alusta vuoteen 2000. Koska indikaattorin kehityssuunnassa on havaittavissa muutoksia myös 2000-luvulla, niiden havainnollistamiseksi on laskettu trendit myös aikaväleille 2000–2010 ja 2010–2023.
Kysy lisätietoa
Marko Järvinen
erikoistutkija (Syke), ryhmäpäällikkö, vesiekolgia