Niina Kotamäki SYKE, Markus Kankainen Luke
Vesiviljelyn innovaatio-ohjelmassa on arvioitu kalankasvatuslaitosten vaikutusta perifytoniin ja pohjaeläimistöön velvoitetarkkailuaineistoihin perustuvan tilastollisen analyysin perusteella. Tavoitteena on hyödyntää vaikutustietoa, kun määritellään uusien laitosten tuotantomääriä ja sijaintia. Analyysi aloitettiin Ahvenanmaan seuranta-aineiston tarkastelulla yhteistyössä paikallisen kalankasvattajaliiton kanssa. Jatkotyönä on kuluvan vuoden aikana analysoitu Manner-Suomen tarkkailuaineistoa. Perifytonia on perinteisesti seurattu kalankasvatuksen velvoitetarkkailun yhteydessä ja pohjaeläimistö on yksi ekologiseen tilan indikaattoreista.
Perifyton ja pohjaeläimistö rehevöitymisen mittarina
Perifyton, eli päällys- tai pintakasvusto, tarkoittaa vedenalaisilla kiinteillä pinnoilla kasvavaa mikroskooppista leväkasvustoa. Perifyton on ominaisuuksiltaan lähempänä kasviplanktonia kuin pitkäikäisempiä vesimakrofyyttejä. Perifytonorganismit eivät pysty käyttämään ravinteita pinnalta, johon ne ovat kiinnittyneet, vaan niiden toiminta riippuu täysin ympäröivän veden laadusta, jonka muutoksiin ne myös reagoivat nopeasti. Tämän vuoksi perifytonia onkin käytetty vuosikymmeniä kalankasvatuksen vaikutusten seurantaan ja arviointiin. Perifytonin lajistorakenteeseen ja määrään vaikuttavat ravinteiden saatavuuden lisäksi myös mm. virtausolosuhteet, lämpötila sekä valaistus- ja happiolot.
Pohjaeläinten esiintyvyys kertoo paikallisesta pohjan laadusta, sillä ne ovat pitkäikäisiä ja integroivat siten ympäristön pidemmän ajan muutoksia. Kalankasvatuksen merkittävin vaikutus pohjaeläinyhteisöihin liittyy eloperäisen orgaanisen aineen kertymisestä sedimenttiin. Lievästi rehevissä oloissa pohjaeläinyhteisön tuotanto lisääntyy, mikä näkyy biomassan lisäyksenä. Kun rehevöityminen etenee, pohjaeläinyhteisön lajikoostumus muuttuu. Suurikokoiset ja pitkäikäiset herkät lajit vähenevät ja yhteisö koostuu lähinnä pienikokoisista lajeista. Tämä näkyy biomassan pienentymisenä. Pitkälle edenneessä rehevöitymistilassa orgaanisen aineen hajoamisprosessi kuluttaa pohjanläheisen veden hapen ja happivajeen edetessä pohjaeläinyhteisö katoaa.
Suunnitteilla olevien kasvatuslaitosten vaikutuksia pyritään arvioimaan tilastollisen mallinnuksen avulla
Uusilta suunnittelualueilta ei yleensä ole riittävästi perifyton- ja pohjaeläintietoa, joten vaikutusarviointien tueksi voidaan käyttää muilta vesialueilta ja erityyppisiltä kalankasvattamoilta kerättyä ja yhdistettyä velvoitetarkkailuaineistoa. Vesiviljelyn innovaatio-ohjelmassa on aikaisemmin kerätty aineisto Ahvenanmaan kalankasvatuslaitosten velvoitetarkkailusta (Kotamäki ym. 2021) ja nyt työtä on jatkettu kokoamalla vastaavanlainen, Manner-Suomen kalankasvattamojen velvoitetarkkailuista saatu aineisto (julkaisematon). Näiden aineistojen perusteella voitiin tehdä suuntaa antavia arvioita perifyton- ja pohjaeläinvaikutuksista erilaisten muuttujien, kuten ympäristöolosuhteiden ja laitosominaisuuksien, keskinäisten riippuvuuksien ja yksinkertaisten ennustemallien perusteella.
Manner-Suomen aineistossa on 12 toiminnassa olevan tai toimintansa jo lopettaneen kalankasvatuslaitoksen perifyton- ja pohjaeläinvelvoitetarkkailutulokset vuosilta 1989–2020 sekä vastaavilta ajoilta ja paikoilta mittaustietoa ravinteista, laitoksen lisäkasvusta, rehukertoimesta ja vesialueen olosuhteista (avoimuus, syvyys). Vaikutusarvioita varten aineiston analysointimenetelminä käytettiin mm. graafeja, korrelaatioita, trenditarkastelua ja pääkomponenttianalyysia. Manner-Suomen aineiston pohjalta ei ole tehty toistaiseksi varsinaisia ennustemalleja, koska aineiston alustava käsittely vaatii lisätyötä.
Vaikutukset vähäisempiä, jos laitokset sijoitetaan avoimille alueille
Ahvenanmaan aineisto ja menetelmät on kuvattu Luken raporttisarjassa Kotamäki ym. 2021. Tulokset antoivat viitteitä siitä, että avoimille vesialueille sijoitettujen laitosten osalta tuotantomäärällä ei ollut tilastollisesti merkitsevää vaikutusta perifytonin kasvuun. Näin ollen suuren tuotannon laitokset tulisi sijoittaa avoimille, syville vesialueille, joissa vedenvaihto on tehokasta, alusvesi sekoittuu hyvin ja paikallisetkin vaikutukset pohjaeläimistöön ja päällysleviin jäisivät pieneksi.
Manner-Suomen havaintoaineiston perusteella perifytonin yleinen vaikutusmekanismi saa vahvistusta, eli perifytonin ja ravinteiden välillä on postiviinen, tilastollisesti merkitsevä korrelaatio (Kuva 1). Perifyton reagoi erityisesti kokonaistypen ja ammoniumtypen pitoisuuksien kasvuun, samoin kokonaisfosforin. Vaikutusmekanismin perusteella voidaan päätellä, että tuotantomäärän kasvaessa myös veteen päätyvien ravinteiden määrä kasvaa ja näin ollen perifytonin määrä kasvaa.
Kun tarkastellaan laitoksen ympäristöolosuhteita (Kuva 1), Manner-Suomen laitosten aineiston tarkastelu antaa samansuuntaisia tuloksia kuin Ahvenanmaan aineisto: vesialueen avoimuuden ja etäisyyden välinen korrelaatio perifytonmäärän kanssa on negatiivinen. Eli avoimemmilla vesialueilla periftyonia on vähemmän, ja edelleen, mitä kauempana havaintopaikka sijaitsee laitoksesta, sitä pienempi perifytonmäärä on keskimäärin.
Viitteet ja lisälukemista:
Kotamäki, N., Malve, O., Käppi, T., Niskanen, L., Nygård, H. & Kankainen, M. 2021. Ahvenanmaan kalankasvatuslaitosten vaikutukset päällysleviin ja pohjaeläimistöön. Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 40/2021. Luonnonvarakeskus. Helsinki. 85 s https://jukuri.luke.fi/handle/10024/547583