Järvisedimenttitutkimukset osana järvien kunnostusta : esimerkkejä eteläisen Suomen alueelta

In Finland one of the most important current issues in the environmental management is the quality of surface waters. The increasing social importance of lakes and water systems has generated wide-ranging interest in lake restoration and management, concerning especially lakes suffering from eutrophication, but also from other environmental impacts. Most of the factors deteriorating the water quality in Finnish lakes are connected to human activities. Especially since the 1940's, the intensified farming practices and conduction of sewage waters from scattered settlements, cottages and industry have affected the lakes, which simultaneously have developed in to recreational areas for a growing number of people. Therefore, this study was focused on small lakes, which are human impacted, located close to settlement areas and have a significant value for local population. The aim of this thesis was to obtain information from lake sediment records for on-going lake restoration activities and to prove that a well planned, properly focused lake sediment study is an essential part of the work related to evaluation, target consideration and restoration of Finnish lakes. Altogether 11 lakes were studied. The study of Lake Kaljasjärvi was related to the gradual eutrophication of the lake. In lakes Ormajärvi, Suolijärvi, Lehee, Pyhäjärvi and Iso-Roine the main focus was on sediment mapping, as well as on the long term changes of the sedimentation, which were compared to Lake Pääjärvi. In Lake Hormajärvi the role of different kind of sedimentation environments in the eutrophication development of the lake's two basins were compared. Lake Orijärvi has not been eutrophied, but the ore exploitation and related acid main drainage from the catchment area have influenced the lake drastically and the changes caused by metal load were investigated. The twin lakes Etujärvi and Takajärvi are slightly eutrophied, but also suffer problems associated with the erosion of the substantial peat accumulations covering the fringe areas of the lakes. These peat accumulations are related to Holocene water level changes, which were investigated. The methods used were chosen case-specifically for each lake. In general, acoustic soundings of the lakes, detailed description of the nature of the sediment and determinations of the physical properties of the sediment, such as water content, loss on ignition and magnetic susceptibility were used, as was grain size analysis. A wide set of chemical analyses was also used. Diatom and chrysophycean cyst analyses were applied, and the diatom inferred total phosphorus content was reconstructed. The results of these studies prove, that the ideal lake sediment study, as a part of a lake management project, should be two-phased. In the first phase, thoroughgoing mapping of sedimentation patterns should be carried out by soundings and adequate corings. The actual sampling, based on the preliminary results, must include at least one long core from the main sedimentation basin for the determining the natural background state of the lake. The recent, artificially impacted development of the lake can then be determined by short-core and surface sediment studies. The sampling must be focused on the basis of the sediment mapping again, and it should represent all different sedimentation environments and bottom dynamic zones, considering the inlets and outlets, as well as the effects of possible point loaders of the lake. In practice, the budget of the lake management projects of is usually limited and only the most essential work and analyses can be carried out. The set of chemical and biological analyses and dating methods must therefore been thoroughly considered and adapted to the specific management problem. The results show also, that information obtained from a properly performed sediment study enhances the planning of the restoration, makes possible to define the target of the remediation activities and improves the cost-efficiency of the project.Järvien tila on tällä hetkellä yksi tärkeimmistä ympäristön hoitoon ja kunnostukseen liittyvistä kysymyksistä Suomessa. Vesistöjen kasvava sosiaalinen ja taloudellinen merkitys on aktivoinut viranomaisia, osakaskuntia, kalastusseuroja, järvien hoitoyhdistyksiä, kansalaisjärjestöjä ja yksityisiä kansalaisia toimimaan omien lähivesistöjensä hyväksi. Useimmat hoitotoimia tai kunnostusta vaativista vesistöistämme kärsivät ihmistoiminnan aiheuttamista haitoista, lähinnä rehevöitymisestä. 1940 luvun jälkeen kehittynyt maatalous yhdessä teollisuuden sekä kiihtyneen rakentamisen ja kesämökkiasutuksen kanssa on kuormittanut erityisesti vesistöjä, jotka sijaintinsa vuoksi ovat nykyään paikallisesti arvokkaita virkistysalueita. Tutkimuksen tarkoituksena oli osoittaa järvisedimenttitutkimusten tarpeellisuus määriteltäessä järvien hoidon ja kunnostuksen tavoitteita, menetelmiä ja kohdealueita. Kaikkiaan tarkasteltiin 11 eteläsuomalaisen järven pohjasedimenttejä. Kohdejärvien tilaan ovat vaikuttaneet erilaisista lähteistä peräisin oleva ravinnekuormitus, veden pinnan keinotekoiset ja luonnolliset muutokset sekä yhdessä tapauksessa valuma-alueen kaivostoiminta. Tapauskohtaisesti tutkittiin sedimentin alueellista jakautumaa, fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia sekä sedimentissä säilyneitten piilevien ja kultalevien lepomuotojen jäänteitä sekä sovellettiin kuhunkin kohteeseen sopivaa sedimentin ajoitusmenetelmää. Työn tulokset osoittavat, että sedimenttitutkimusten avulla pystytään keskeisesti täydentämään vedenlaatuseurannan ja valuma-alueen tutkimuksen tarjoamaa tietoa. Sedimenttisarjojen tutkimuksista saatava tieto ulottuu ajallisesti huomattavasti vedenlaadun seurantasarjoja kauemmas taaksepäin, mikä mahdollistaa järvien kehityksen ja muutosten tarkastelun pitkällä aikavälillä. Lisäksi sedimentaatioalueiden, sedimentin määrän, sedimentin laadun alueellisen vaihtelun ja sedimentin sisältämien ainemäärien tunteminen antaa edellytykset suunnitella ja toteuttaa järvien hoito- ja kunnostustöitä oikeilla menetelmillä ja oikeilla alueilla. Tämä mahdollistaa sen, että järvien hoitoon kohdennettavat, usein rajalliset työvoima- ja taloudelliset resurssit voidaan parhaalla mahdollisella tavalla käyttää järvien hyödyksi. Väittelijä (Samu Elias Valpola) on syntynyt Pyhärannassa 1974. Hän on suorittanut ylioppilastutkinnon Laitilan lukiossa 1993 ja valmistunut filosofian maisteriksi Turun yliopiston geologian laitokselta 2000, työskennellyt siellä erilaisissa järvisedimenttitutkimusprojekteissa ja siirtynyt sen jälkeen tutkijaksi Helsingin yliopiston geologian laitokselle vuonna 2002. Tällä hetkellä väittelijä työskentelee Geologian Tutkimuskeskuksen Länsi-Suomen aluetoimistossa Kokkolassa. Väittelijä harrastaa metsästystä, kalastusta, lentopalloa, suunnistusta, hiihtoa, lenkkeilyä ja lukemista. Yksi tutkimusjärvistä, Pyhärannan Kaljasjärvi, sijaitsee väittelijän kotikylässä Lahdenvainiossa, ja väittelijä on Lahdenvainion osakaskunnan esimies. Lisäksi hän kuuluu Laitilan kalastusalueen hallitukseen ja osallistuu näiden luottamustoimiensa kautta aktiivisesti alueen järvien hoidon ja kunnostuksen suunnitteluun

Biomassa-atlas. Biomassojen kestävän käytön työväline. Esiselvityksen loppuraportti.

Esiselvityshankkeen tavoitteena oli selvittää tarve ja sisällöt valtakunnalliselle paikkatietokannalle, joka kokoaisi yhteen keskeiset biomassatietovarannot. Jo lähtöajatuksena oli, että tietokantoihin tulisi päästä käsiksi kartta- ja selainpohjaisen käyttöliittymän kautta. Tavoiteltu työkalu nimettiin Biomassa-atlakseksi. Tämän raportin päätulos on suunnitelma siitä, millaisena ja miten biomassatiedot kokoava karttakäyttöliittymä eli Biomassa-atlas tulisi toteuttaa. Hankkeen aikana toteutettiin internetissä laaja käyttäjäkysely ja lisäksi haastateltiin biomassatiedon käyttäjiä hallinnosta toiminnan tasolle. Biomassatiedolle on selvä tarve, sillä kaikille biomassatiedoille olisi hyödyntäjiä, ja tiedonhankinta koetaan nykyisin vaativaksi. Kaksi kolmannesta vastaajista piti Biomassaatlaksen kaltaista sovellusta tärkeänä ja lähes kaikki vähintäänkin hyödyllisenä. Tärkeimpiä tiedolle esitettyjä vaatimuksia ovat tiedon ajantasaisuus ja luotettavuus. Maatalouden, metsätalouden ja vesistöjen biomassoja sekä turvetta koskevat merkittävimmät tietokannat ja tietoja keräävät sekä paikkatiedon jakelua kehittävät hankkeet kartoitettiin. Valtakunnallisia biomassatietokantoja on valmiina metsäbiomassoista, jätteistä ja lannasta. Soiden turvevarantoja on kartoitettu laajasti Etelä-Suomessa. Pellot ja viljelykasvit rekisteröidään vuosittain, ja niistä on mahdollista laskea vuosittaiset biomassatiedot. Vesistöbiomassoja kuten järviruokoa ja kaloja koskeva tiedonkeruu on kehittymässä ja niitä koskevia biomassapaikkatietoja voidaan odottaa saatavaksi lähivuosina. Useimmat tiedot biomassoista on mahdollista esittää avoimesti. Tarkkojen sijaintitietojen avoimuutta rajoittaa lähinnä henkilötietolaki. Biomassa-aineistojen lisäksi hankkeessa kartoitettiin aineistoja ja työkaluja, jotka auttavat arvioimaan biomassojen korjuun ja käytön vaikutuksia. Hankkeessa tehtiin suunnitelma tietokannan ja käyttöliittymän toteuttamiseksi. Suunnitelma sisältää tekniset määrittelyt ja ehdotuksia yhteistyömallista, jonka puitteissa järjestelmää voidaan kehittää. Järjestelmä on mahdollista toteuttaa avoimella tai kaupallisella lähdekoodilla. Tekniikan valintaa voidaan tarkentaa hankintaneuvotteluissa ohjelmistotoimittajien kanssa. Biomassa-atlas-tietojärjestelmän ylläpito edellyttää aineistojen säännöllistä päivittämistä ja järjestelmän versiopäivityksistä ja tietoturvasta huolehtimista. Ylläpitoon tulee varata jatkuva ulkopuolinen rahoitus ja riittävä osaaminen. Biomassa-atlaksesta on mahdollista tulla biotalousstrategian toteuttamisen merkittävin yksittäinen työkalu. Jotta strategiaa voitaisiin edistää parhaalla mahdollisella tavalla, tulisi Biomassa-atlaksen huomioida myös eri biomassojen hyödyntämisen vaikutukset ympäristöön, talouteen ja sosiaaliseen kestävyyteen.The main objective of the project was to study the need and content for a GIS-database and application which would assemble essential national databases of biomass. From the very beginning, it was recognized that databases should be accessible via the Internet and by map-based user interface. The tool was named Biomass Atlas. The main result of this report is the plan to realize Biomass Atlas: how the web-based user interface utilizing refined biomass data should be put into practice. Users of biomass data were interviewed in personal meetings as well as via an Internet survey during the project. Users were recognized widely from the administrative to the operational level. There is an explicit need for biomass data of every biomass type. The acquisition of data is considered to be demanding. Two-thirds of respondents viewed the Biomass Atlas-like application as important, and almost all viewed it as at least useful. The most important demands for the data were reliability and up-to-date status. The most important biomass databases or methods to develop them with regard to biomass from agriculture, forestry and watersheds as well as peat were examined, as well as other related projects enhancing GIS data distribution. There are nationwide databases ready for forest biomass, waste and manure. Peat from wetlands is mapped widely in Southern Finland. Fields and crops are registered annually, which makes it possible to count the yearly biomass data. Data acquisition of biomass from watersheds such as common reed and fish is going to proceed in the years to come, and we can therefore expect to obtain GIS data from them. It is possible to open most of the biomass data covered in this study. Pointing out precise location information in high resolution is restricted by the Finnish personal data act. In addition to biomass data, data and tools helping to evaluate impacts of biomass harvest and use were mapped within the project. The plan was made to develop the database and user interface. The plan consists of technical definitions and suggestions towards a cooperative model which can be used for system development. The system is possible to implement in either an open or closed manner, i.e. using a commercial source code. The choice of technology can be defined during the procurement-based negotiations with software companies. Maintenance of the Biomass Atlas system requires regular updates of the data and system versions and ensuring information security. Continuous external funding and sufficient know-how are needed to secure these requirements. It is possible that Biomass Atlas shall become the most significant single tool for implementing the Finnish bioeconomy strategy. In order to enhance the strategy in the best possible way, Biomass Atlas should also take into account impacts to the environment, economy and social sustainability caused by the utilization of various biomass type

Soiden käyttö Suomessa

Non peer reviewe

Ojituksen vaikutus luonnon monimuotoisuuteen, ilmastoon ja vesistöihin – yhteenveto

Non peer reviewe

Denial of long-term issues with agriculture on tropical peatlands will have devastating consequences

Non peer reviewe

Turvemaiden maankäytön aiheuttamia muutoksia järvien sedimenttikertymään - täyttyvätkö Suomen järvet?

Tieteen tori: Metsätalouden vesistövaikutuksi

Testate amoebae as a potential tracer of organic matter dislodged from peat extraction areas

In the boreal zone, surface waters mostly receive external organic matter (OM) from surrounding peatlands. The lake’s biological communities may respond to changes in OM inputs caused by anthropogenic activities in the catchment. Testate amoebae (TA) possess an outer shell that preserves well in lake sediments and are commonly used in paleo-environmental studies. Additionally, they fall into the size range of particles transported from peatlands to lakes, making them potential particle tracers. Here, we compared TA communities of current and pre-peat extraction sediments from lakes receiving OM only from peat extraction areas (impact lakes) with lakes receiving OM from peatlands under other uses (control lakes). We found no differences between control and impact lakes, neither between current and pre-peat extraction. In conclusion, there is either no significant increase in the amount of organic matter discharge from peatland areas, or dislodged testate amoeba are retained in areas upstream of the lakes.peerReviewe

Soidensuojelutyöryhmän ehdotus soidensuojelun täydentämiseksi

nonPeerReviewe