Hydroacoustics and concurrent experimental trawling reveal extreme annual variation in the density of 0+ pikeperch in late summer

The density and mean size of 0 + pikeperch (Sander lucioperca) were studied in late summer in 2004-2017 in clay-turbid and eutrophic Lake Tuusulanjarvi in southern Finland. Hydroacoustics and simultaneous experimental trawling were used to estimate the density of 0 + pikeperch. In some autumns, 0 + pikeperch was the most abundant species in the pelagic fish assemblage. However, the annual amplitude of pikeperch density was extremely high (1,300 -19,900 individuals ha(-1)). The density and size variations of 0 + pikeperch were analysed in relation to air temperature sums and degree days. Unexpectedly, the density of 0 + pikeperch showed no correlation with the air temperature sums or degree days, but both the mean length and weight of 0 + pikeperch correlated positively with these temperature variables. The highest correlation coefficients between mean size and temperature were found with temperature sums over 10 degrees C and degree days over 5 degrees C. The correlation between density and condition of 0 + pikeperch was negative but non-significant. The high density of 0 + pikeperch in some autumns suggests that pikeperch may play a central role in the pelagic food web in eutrophic lakes - not only as a predator of planktivores but also by its own planktivory.Peer reviewe

Kaikuluotauksen soveltuvuus Etelä-Suomen kuorejärvien ja Pohjois-Suomen siikajärvien kalakantojen arviointiin

Modern echosounders produce very accurate and versatile information on observed fish, but applicability of hydroacoustics in fish stock assessment is still largely determined by the behaviour of aquatic animals. A valid assessment is possible only when the target species avoid the inaccessible zones of echo sounder: surface blind zone, bottom dead zone and shallow areas. In addition, it requires an applicable method for eliminating echoes from other targets, especially phantom midge (Chaoborus) larvae, which are abundant in clay-turbid lakes. In Fennoscandia, acoustics has been widely used in vendace (Coregonus albula (L.)) stock monitoring due to its high economic value but other species have been less frequently assessed. In the present study, the applicability of hydroacoustics in fish stock assessment was investigated in two contrasting environments, in eutrophic, clay-turbid lakes dominated by smelt (Osmerus eperlanus (L.)) located in southern Finland and in oligotrophic, clear-water lakes dominated by whitefish (Coregonus lavaretus (L.)) located in northern Lapland. In both lake groups, the suitable diel periods and seasons for acoustic assessment were sought. In southern lakes, a new method was developed for eliminating the disturbance of Chaoborus. In northern lakes, the differences of the applicability of acoustics between whitefish populations were explored. The developed method enabled valid smelt density estimation also in lakes with abundant Chaoborus population. Without the new method, the smelt density would have been seriously overestimated. In southern lakes, the pelagic occurrence of smelt favours acoustic assessment. Both day and night surveys can be used and the suitable seasonal sampling window lasts from late July to October. However, because young-of-the-year smelt may occasionally inhabit shallow areas, acoustics should be supplemented by trawling in these areas. In highly turbid lakes, the surface blind zone may be a considerable source of bias and acoustics should be supplemented by surface trawling. Hydroacoustics appeared to be a very useful method in smelt population monitoring and it enables versatile studies on pelagic food-web dynamics of eutrophic lakes. In northern whitefish lakes, the diel period and season have dramatic effects on the applicability of acoustics. The only suitable conditions for an acoustic survey was occurred at night-time in autumn. In summer, under the midnight sun, and during the day in autumn, the pelagic fish density was very low as most whitefish remained in the bottom dead zone. The applicability of acoustics differed highly between the whitefish populations. In lakes with polymorphic whitefish, the applicability was good for densely-rakered (DR) whitefish due to its pelagic occurrence, but poor for large sparsely-rakered whitefish (LSR) inhabiting shallow areas and small sparsely-rakered (SSR) whitefish inhabiting a bottom dead zone. In lakes with monomorphic whitefish, the level of utilization of the pelagic habitat, and hence the applicability of acoustics differed highly between lakes. The duration of the autumnal sampling window remained unknown and more frequent surveys would be informative for determining the applicability of hydroacoustics in northern whitefish lakes. In addition, surveys revealed that very small-sized nine-spined stickleback (Pungitius pungitius (L.)) is abundant in some northern lakes. The composition of trawl catches indicated very low catchability of this species and their proportion was estimated from target strength (TS) distributions. The abundance of nine-spined stickleback suggests that its role in the pelagic food web of northern Fennoscandian lakes should be explored. In conclusion, considerable differences exist in a suitable timing for a survey and in the most serious sources of bias between the lake groups. Northern whitefish lakes are more challenging subjects to hydroacoustic assessment and the applicability of acoustics may differ dramatically between whitefish populations. The results highlight that prior knowledge of the pelagic food-web is essential for successful hydroacoustic fish stock assessment.Kaikuluotauksella voidaan arvioida sellaisten kalakantojen kokoa, jotka esiintyvät ulapalla välivedessä. Suomessa sitä on käytetty jo kauan muikkukantojen seurantaan, mutta sen soveltuvuus muille järvissämme esiintyville ulappakaloille tunnetaan huonosti. Väitöskirjassa tutkittiin kaikuluotauksen soveltuvuutta ulapan kalakantojen arviointiin kahdessa hyvin erityyppisessä ympäristössä: Etelä-Suomen rehevissä ja sameissa kuorejärvissä sekä Pohjois-Lapin karuissa ja kirkkaissa siikajärvissä. Kaikuluotaus soveltuu hyvin Etelä-Suomen järvien kuorekantojen arviointiin, koska kuoreet esiintyvät useimmiten ulapalla välivedessä. Sameissa järvissä runsaana esiintyvät sulkasääsken toukat aiheuttavat kuitenkin suurta virhettä normaalilla tavalla laskettuihin kalamääräarvioihin. Tutkimuksessa jouduttiinkin kehittämään menetelmä, joka mahdollistaa kala- ja toukkakaikujen erottelun. Menetelmällä onnistuttiin laskemaan kalamäärä melko tiheissäkin sulkasääskiesiintymissä. Kuoreen kaikuluotausarviot voidaan tehdä joko päivällä tai yöllä ja sopiva tutkimusajankohta kestää heinäkuusta lokakuuhun. Hyvin sameissa järvissä kaikuluotausta tulee täydentää pintatroolauksella, koska kuoreet ovat ajoittain kaikuluotaimen pintakatveessa. Kaikuluotauksen soveltuvuus Pohjois-Lapin siikakantojen arviointiin vaihtelee suuresti kannasta riippuen. Parhaiten se soveltuu usean siikamuodon järvissä esiintyvän ja ulapalle keskittyneen tiheäsiivilähampaisen siikamuodon (reeskan) arviointiin. Yhden siikamuodon järvissä myös suureksi kasvava harvasiivilähampainen siika (pohjasiika) saattaa esiintyä ulapalla, jolloin senkin runsautta voidaan arvioida kaikuluotauksella. Usean siikamuodon järvissä pohjasiika esiintyy matalilla alueilla ja pienikokoinen harvasiivilähampainen siika (rääpys) kaikuluotaimen pohjakatveessa, joten niiden arviointiin kaikuluotaus ei sovellu. Lapin järvissä vuoden- ja vuorokaudenaika vaikuttavat kaikuluotauksen soveltuvuuteen voimakkaasti. Keskikesällä siiat pysyttelivät kaikuluotaimen pohjakatveessa sekä päivällä että yöllä. Sama ilmiö havaittiin syyspäivinä. Sen sijaan pimeinä syysöinä reeskat ja joskus myös pohjasiiat esiintyivät ulapalla välivedessä, jolloin ne olivat hyvin kaikuluodattavissa. Tutkimuksessa paljastui, että vastoin aikaisempaa käsitystä Pohjois-Lapin järvien ulapalla esiintyy runsaasti myös kymmenpiikkiä. Sillä saattaa olla suurikin merkitys näiden järvien ravintoverkossa. Tutkimuksen johtopäätöksenä oli, että kaikuluotauksen soveltuvuus vaihtelee järvestä, kalapopulaatiosta ja ajankohdasta riippuen. Erityisesti Pohjois-Lapin järvissä vaihtelu on suurta. Ennakkotiedot tutkimusjärven ulapan ravintoverkosta parantavat suuresti mahdollisuuksia onnistuneelle kaikuluotausarvioinnille

Henkilöstökoulutuksen vaikuttavuuden arviointijärjestelmän kehittäminen Case Saarioinen Oy

Tämän tutkielman aiheena on henkilöstökoulutuksen arviointijärjestelmän tarkasteleminen koulutuksen vaikuttavuuden tekijöiden näkökulmasta. Tutkimuksen teoreettinen orientaatio on kohdistunut vaikuttavuuden arviointiin Donald Kirkpatrickin (1959) nelitasoisen arviointimallin mukaisesti. Tutkimuksessa on tätä mallia sovellettu vaikuttavuuden arviointijärjestelmän kehittämiseen koulutuksen suunnittelun ja jälkikäteisen arvioinnin integroituna systeeminä. Tutkimuksessa on tarkasteltu henkilöstökoulutuksen vaikuttavuuden arviointia Saarioinen Oy:ssä kevään 2013 aikana. Tutkimuksen tavoitteena on ollut kehittää Saarioinen Oy:n arviointijärjestelmää tutkijan ja tutkittavan organisaation HR – yksikön yhteistyössä. Kyseessä on ollut toimintatutkimuksellinen tutkimusote. Tutkimusaineisto on kerätty organisaation avainhenkilöiden haastattelujen ja erilaisten arviointidokumenttien sekä havainnointien keinoin. Tutkimustulosten mukaan Saarioinen Oy:n henkilöstökoulutuksen arviointimenetelmät ovat perustuneet pääosin koulutuksen jälkikäteisen arviointitiedon keräämiseen. Koulutusten etukäteinen arvottaminen ja jälkikäteinen koulutustulosten arviointi ei ole kokonaisuutena aina ollut systemaattisesti ohjattu prosessi, vaan koulutuksen arviointijärjestelmä on nojannut koulutettavien reaktiivisen palautteen keräämiseen. Toimintatutkimuksellinen interventio on tuotettu erilaisten arviointiteorioiden soveltamisena organisaation arviointikäytäntöihin. HR – osaston ja tutkijan välillä uutta arviointijärjestelmää ohjaavaksi diskurssiksi on nostettu työkäyttäytymisen muutoksen kokonaisuus. Työkäyttäytymisen muutoksen tekijöitä on tutkimuksessa analysoitu arviointijärjestelmän perusolettamusten, strategisen arviointitiedon jaarviointikokonaisuuden johtamisen näkökulmista. Tutkimuksen konkreettisena tuloksena organisaatioon on kehitetty uudenlainen arviointilomake keväällä 2013 alkaneeseen esimiesvalmennuskokonaisuuteen. Lisäksi arviointitietämyksen tuottamiseen on löydetty uusia näkökulmia. Näiden lähtökohtien on todettu olevan hyvä tapa kehittää Saarioinen Oy:n tulevia henkilöstökoulutuksia integroituna arvioinnin ja arvottamisen kokonaisuutena, jossa panostetaanarviointiprosessin kokonaisvaltaiseen johtamiseen. Asiasanat:Henkilöstökoulutus, vaikuttavuus, siirtovaikutukset, arviointi, arviointiprosessin johtaminen, arvioinnin kehittämine

Capacitive silicon MEMS based combined accelerometer and gyroscope sensors in headlight levelling systems

When driving in conditions with suboptimal lighting, the use of headlights is essential for safe travel. However, headlights pose a fundamental safety conflict as with increasing headlight intensity, visibility is improved, but this simultaneously increases the glaring effect on pedestrians and oncoming traffic, reducing overall safety. To address this issue, the UN has launched a regulation binding all original equipment manufacturers, or OEMs, of the concurring regions to implement automatic head light levelling systems that aim to keep the headlight alignment optimal. The regulation will apply to all new type approvals starting from September 2026 and all vehicles starting from September 2029. Since in most cases OEMs are offering a great variety of different automobiles, this regulation is putting high pressure to find a general cost-effective solution that works for every model and configuration. When switching from manual headlight alignment to automatic, the system needs to consider how load from passengers and luggage is tilting the vehicle and what is the vehicle pose in respect to the road angle. In static situations, this can be handled with a 3-axis accelerometer sensor in combination with an extended Kalman filter. When adjustment in dynamic situations is required, the complexity of algorithms between sensor data and actuators controlling the headlight alignment becomes significantly higher. The system needs to now take into account accelerations, breaking, driving in bends and vibration effects. To improve interpretation of these dynamic situations, a 3-axis gyroscope must be implemented to the system as well. Additionally, in dynamic situations, a fast response time is crucial and when considering the relatively small angles of adjustments needed, effects of lifetime degradation start to play are role in accuracy. This means that high reliability and performance of the measurement capability is needed for the whole system to retain its accuracy. Development in the MEMS field has enabled manufacturing of low cost, but extremely accurate, stable and reliable accelerometers and gyroscopes, which makes them a good candidate to address the aforementioned problems. This paper is reviewing an automatic headlight levelling solution utilizing a combined accelerometer and gyroscope sensor, which is based on capacitive silicon MEMS technology

Responses of food web to hypolimnetic aeration in Lake Vesijärvi

We studied the responses of a food web, especially fish and zooplankton, to summertime aeration, pumping of oxygen-rich epilimnetic water to the hypolimnion in Lake Vesijärvi, southern Finland. The aim of hypolimnetic aeration was to reduce internal loading of phosphorus from sediment. The population of smelt (Osmerus eperlanus L.), the main planktivore of the pelagial area, collapsed during the two 1st years of aeration due to increased temperature and low oxygen concentrations in the hypolimnion. The population recovered after the 4th year of hypolimnetic aeration, when oxygen conditions were improved. Despite elevated hypolimnetic temperature, smelt reached exceptionally high abundance, which led to a significant reduction in cladoceran body size. The density of perch (Perca fluviatilis L.) increased at first, but then decreased when the proportion of smelt and cyprinids increased. Biomasses of Daphnia decreased probably as a result of the disappearance of dark, low-oxygen deep-water refuge against fish predation and low availability of nutritionally high-quality algae. Occasionally filamentous cyanobacteria, such as turbulence tolerant Planktothrix agardhii (Gomont), were abundant, suggesting deteriorated food resources for zooplankton. The responses of food web were controversial with respect to the aim of the management, which was to prevent the occurrence of harmful algal blooms.Peer reviewe

Ecological speciation in a generalist consumer expands the trophic niche of a dominant predator

Ecological speciation - whereby an ancestral founder species diversifies to fill vacant niches - is a phenomenon characteristic of newly formed ecosystems. Despite such ubiquity, ecosystem-level effects of such divergence remain poorly understood. Here, we compared the trophic niche of European whitefish (Coregonus lavaretus) and their predators in a series of contrasting subarctic lakes where this species had either diversified into four ecomorphologically distinct morphs or instead formed monomorphic populations. We found that the trophic niche of whitefish was almost three times larger in the polymorphic than in the monomorphic lakes, due to an increase in intraspecific specialisation. This trophic niche expansion was mirrored in brown trout (Salmo trutta), a major predator of whitefish. This represents amongst the first evidence for ecological speciation directly altering the trophic niche of a predator. We suggest such mechanisms may be a common and important - though presently overlooked - factor regulating trophic interactions in diverse ecosystems globally.Peer reviewe

Responses of the fish community in a eutrophicated lake to long-term food web management assessed by multiple sampling methods

Fish community responses to long-term mass removal of planktivorous fish from eutrophicated Lake Tuusulanjarvi were examined during 1996-2018 by gill net test fishing, hydroacoustics with simultaneous trawling, virtual population analysis (VPA) and fish growth measurements. The gillnet catches of white bream and roach increased first while bream and bleak decreased but recovered in the early 2000s. Perch and pikeperch increased but ruffe decreased and remained low. According to hydroacoustics, pelagic fish biomass decreased. Smelt was the most abundant species at the beginning and the end of the monitoring period but bream dominated the fish biomass in most years. VPA calculations indicated a five- and threefold increase in the biomass of bream and white bream, respectively, during 2005-2011. Significant increases appeared in the growth of perch, bream and roach. Overall, the responses in the fish community structure and fish abundance to the food web management were slight and mostly masked by changes in reproduction and growth of fish and annual variability in environmental conditions such as temperature and water turbidity. Gillnet test fishing and echo sounding complemented each other well in monitoring the effects of management fishing. Where bream is one of the dominant species VPA is also recommended.peerReviewe

Vesijärven kehitys neljän vuosikymmenen kunnostustoimenpiteiden aikana

The diversion of sewage inputs in the mid-1970s led to an order of magnitude reduction in nutrient loading to Lake Vesijarvi, southern Finland. After the diversion, nutrient concentrations declined, consistent with a simple dilution model, and by the mid-1990s the chlorophyll concentration was reduced by 80%. The favourable development was supported by a 5-year mass removal of planktivorous and benthivorous fish and the stocking of predatory pikeperch (Sander lucioperca(L.)), although the exact mechanisms behind their effects remain obscure. Starting in 2010, oxygen-rich water from the top of the water column was pumped to the deepest parts of the lake, resulting in high deepwater oxygen concentration in winter. In summer, hypoxic or even anoxic conditions could not be avoided, but the duration of the anoxic period was markedly shortened. Because nitrate was never depleted, leaching of total nitrogen from the sediment was reduced and the same was also true for total phosphorus, but only in winter. The oxygenation stabilized deepwater nutrient concentrations to a low level, but this was not reflected in the epilimnetic total nutrient concentration or in a further decrease in the chlorophyll concentration.Peer reviewe

High Mercury Concentrations of European Perch (Perca fluviatilis) in Boreal Headwater Lakes with Variable History of Acidification and Recovery

High dissolved organic carbon and low pH are often associated with elevated mercury content of fish in boreal lakes, but less is known about the fish mercury dynamics in lakes recovering from acidification stress. We measured total mercury concentration (THg) in muscle of European perch (Perca fluviatilis) and evaluated the overall correlation with environmental and growth variables in 24 boreal headwater lakes in the 2010s. We found negative correlations of length-corrected perch THg with lake pH and perch growth, but no correlation with dissolved organic carbon. The main emphasis in the present study was focused to a subset of ten lakes in southern Finland with known perch THg during severe acidification in the 1980-1990s. The comparison of perch THg concentrations in the 2010s with values determined in the 1980-1990s showed a sharp increase in most acidic lakes where the perch populations suffered from severe acid stress in the 1980s. This increase was attributed to growth condensation caused by sharp decrease in perch growth during recovery of reproduction capacity and the consequent increases in population densities of perch. Our results highlight the importance of perch growth rate and population density for understanding the variability of fish Hg in boreal headwater lakes, where recovery from acidification can lead to higher mercury concentration of fish in certain cases.Peer reviewe

Management of pikeperch fishing and the ecological, economical and social effects of management

Vanajanselällä, Vesijärvellä ja Pääjärvellä tutkittiin kuhan kalastuksen ohjauksen vaikutuksia kuhakantaan, kuhan saaliskalakantoihin ja muiden petokalojen runsauteen vuosina 2010-2012. Kalastuskyselyillä arvioitiin pyydysten käyttöä ja kuhasaalista sekä kalastajien mielipiteitä kuhan alamitasta ja verkkojen solmuvälirajoituksista. Lisäksi tutkittiin kuhien selviämistä vapautuksen jälkeen. Laajan standardiverkkoaineiston perusteella vertailtiin kuhakan-tojen rakennetta Suomessa ja Ruotsissa. Kuhakannat vaihtelevat vuosiluokkien voimakkuuden vaihdellessa, minkä vuoksi kalastuksen ohjauksen vaiku-tusten arvioinnissa tarvitaan usean vuoden seurantaa. Solmuvälisäätelyn vaikutuksia on seurattu pisimpään Vesi-järvellä. Kuhasaaliit ovat nousseet säätelyä edeltävistä vuosista samalle tasolle kuin perinteikkäällä kuhajärvellä Vanajanselällä. Rehevillä Vesijärvellä ja Vanajanselällä kuha kasvaa nopeasti ja kuhanaaraat ovat nykyisillä säädöksillä kalastet-tavissa jo 1-2 vuotta ennen kutukypsymistään. Kalastus on tehokasta, eikä kalastuksen ohjaus täytä ekologisen kestävyyden vaatimusta. Kuhasaaliiden arvo luultavasti paranisi, mikäli alamitta nostettaisiin näillä järvillä 45-50 cm. Suurempi pyyntikoko voisi vähentää saaliiden vaihtelua ja helpottaa sosiaalisen kestävyyden saavuttamista. Pääjärvellä karuhkona humusjärvenä kuha kasvaa hitaammin, saavuttaen 45 cm alamitan vasta sukukypsytty-ään. Alamitta yhdessä 50 mm solmuvälirajoituksen kanssa on Pääjärvellä johtanut vapakalastussaaliin kasvuun, verkkokuhasaaliin pysyessä ennallaan. Toisaalta Pääjärven kuhakanta on ravintovaroihinsa nähden tiheä ja kuhien kasvunopeus on hidastunut. Kuhakannan kokojakauma on muuttunut oletettua hitaammin hitaan kasvun vuoksi. Yli 37 cm alamittaa kuhalle kannatti enemmistö kalastajista. Verkkokalastajat suosivat alamitta-solmuväli-yhdistelmiä, joilla kuhat rekrytoituvat verkkopyyntiin heti alamitan saavutettuaan. Vapakalastajat taas toivovat, että verkkopyynti alkaisi vasta reilusti mitan täyttävistä kaloista. Verkkokoekalastusvertailun perusteella Suomen järvissä on paljon alle 40 cm kuhia ja ruotsalaisissa järvissä puolestaan paljon yli 40 cm kuhia. Ruotsin koekalastusaineistossa melko tavanomaiset yli 60 cm kuhat puuttuvat Suomen aineistosta lähes kokonaan. Ruotsissa verkkopyynti on rajoitetumpaa ja vähäisempää kuin Suomessa, kuhan alamitat ovat korkeampia ja vapakalastukselle on usein asetettu saaliskiintiö. Suomalainen kalastus pitää kuhakannat pienistä kaloista koostuvina, mutta ei näytä useimmiten uhkaavan kuhan lisääntymistä. Tutkimustulokset ovat käytettävissä kuhan kalastuksen ohjauspäätöksiin. Kalastus kohdistuu usein liian nuoriin ja pieniin yksilöihin. Kuhan kasvunopeus vaihtelee järvittäin, joten tietoa kuhakannasta tarvitaan ennen kalastuk-sen ohjauksen muutoksia. Kuha on usein kalastuksen ohjauksen avainlaji. Ohjauspäätöksille pitää saada kaikkien kalastajaryhmien tuki, eli varmistaa kalastuksen sosiaalinen kestävyys