Ilmastomuutos vaikuttaa Kallaveteen: jääpeitekausi lyhenee, vesi lämpenee, tummuu ja rehevöityy (Pohjois-Savon ELY-keskus)
Kallaveden jääpeitteinen aika lyhentynyt selvästi, erityisesti 2000-luvulla lyhyen jääpeitteen vuosia
Kallaveden jäätymistä ja jäänlähtöä on seurattu poikkeuksellisen pitkään, jo vuodesta 1834 alkaen (kuva 1). Havaintosarja on maailmanlaajuisestikin poikkeuksellisen pitkä. Yli 180 vuoden seurantajakson aikana vuosittainen pysyvä jääpeiteaika on lyhentynyt keskimäärin noin puolitoista kuukautta. Viimeisen kymmenen vuoden jaksoon sijoittuu neljä viidestä havaintohistorian lyhimmästä jääpeitetalvesta ja vuosina 2006, 2007, 2011 ja 2013 järvi on jäätynyt vasta tammikuussa. Ennätys on kuitenkin edelleen talvelta 1929-1930, jolloin Kallavesi jäätyi vasta 27.1.1930 ja vapautui jäistä 3.5.1930 (taulukko 1).
2000-luvulla Kallaveden jääpeitteisen ajan keskimääräinen kesto on ollut 4,5 kuukautta, kun se vielä 100 vuotta sitten oli 5,5 kuukautta. Keväällä 2016 jäät lähtivät Kallavedestä 3. toukokuuta. Jäätyminen tapahtui uuden vuoden aatonaattona, joten jääpeitteinen aika oli tänäkin talvena 2000-luvun keskimääräistä vuotta yli viikon lyhempi.
1960-luvulta alkaen on Suomessa seurattu lukuisten muidenkin järvien jäätilannetta ja jääpeitteisen ajan lyhentyminen viimeisen viidenkymmenen vuoden aikana on havaittavissa lähes kaikissa seurantajärvissä (Kuusisto, E., Vesitalous 1/2016).
Kuva 1. Kallaveden jääpeitteen kestoaika vuosina 1834-2015 ja havaintosarjaan sovitettu lineaarinen regressio, jonka selitysaste (R2) esitetty (tilastollinen yhteys erittäin merkitsevä).
Taulukko 1. Kallaveden pysyvän jääpeitteen muodostumisen ja sulamisen keskimääräiset ja äärimmäiset ajankohdat sekä jääpeitteen kestoajan keski- ja ääriarvot.
|
|
Pysyvän jääpeitteen muodostumisajankohta (pvm) |
Jäänlähdön ajankohta (pvm) |
Jääpeitteen kestoaika (vrk) |
|
Koko havaintojakson (1834-2015) keskiarvo |
1.12. |
15.5. |
165 |
|
2000-luvun keskiarvo |
18.12. |
5.5. |
137 |
|
Varhaisin/lyhin koko havaintojaksolla |
3.11.1864 |
20.4.1921 |
96 (talvi 1929-1930) |
|
Myöhäisin/pisin koko havaintojaksolla |
27.1.1930 |
17.6.1867 |
207 (talvi 1866-1867 |
Lämpötilan nousu näkyy myös vesimassan lämpenemisenä
Myös Kallaveden veden lämpötiloja on seurattu systemaattisesti varsin pitkään: Säyneensalon edustalla on tehty säännöllistä, ympärivuotista lämpötilaluotausta vuodesta 1961 alkaen (kuva 2). Havaintosarja on selvästi lyhempi kuin jäätilannetta kuvaava vastaava, mutta yli 50 vuoden seurannan perusteella myös vesimassan keskilämpötila on lievässä nousussa. Selvimmin muutos näkyy pintakerroksen lämpenemisenä, minkä vuoksi lämpeneminen keskimäärin voimistaa ja pidentää järven kesäaikaista lämpötilakerrostuneisuutta. Havaintosarjan lämpimimmät vuodet ajoittuvat 2000-luvulle sekä aivan viime vuosiin.
Kuva 2. Kallaveden lämpötilan keskiarvot kesä-syyskuussa viidellä eri syvyydellä vuosina 1961-2015 Säyneensalon edustan lämpötilaluotauspaikalla. Aineistosta on poistettu puutteellisesti havainnoitujen vuosien arvot (30 metrin mittaukset on aloitettu vuonna 1964 ja 1 m vasta vuonna 1982). Kunkin syvyyden havaintoihin on sovitettu lineaarinen regressio (selitysasteet esitetty; yhteydet 15 metrin syvyyttä lukuun ottamatta tilastollisesti merkitseviä).
Vesi tummuu - valuntojen ja maaperän olosuhteiden muutokset taustalla
Vesistöjen tummuminen on koko pohjoisella pallonpuoliskolla havaittava ilmiö. Tummuminen näkyy useissa hyvin seuratuissa järvissä myös Suomessa ja sitä on ollut nähtävissä erityisesti viimeisen kahden vuosikymmenen aikana. Tätä aiemminkin tummumista on tapahtunut erityisesti ojitetuilla valuma-alueilla sijaitsevissa järvissä, mutta metsäojitusten huippukauden 1970-luvun jälkeen kehityssuunta oli pitkään paraneva tai neutraali. Tummuminen ilmenee vedenlaadun mittausaineistoissa humuspitoisuudesta kertovan kemiallisen hapenkulutuksen sekä väriluvun nousuna. Vaikka ilmiö havaitaan yleensä selvimmin latvavesissä, näkyy myös keskusjärvi Kallavedellä veden humuspitoisuutta kuvaavien arvojen nousua erityisesti viimeisen kymmenen vuoden aikana (kuva 3). Kallaveden vedenlaatu tunnetaan hyvin erityisesti laajojen velvoitetarkkailujen ansiosta.
Kuva 3. Eteläisen Kallaveden (Kelloselän eteläosasta Puutossalmelle) keskeisten havaintopaikkojen (yhteensä kuusi edustavaa velvoitetarkkailun havaintopaikkaa) pintaveden A) kemiallisen hapenkulutuksen (COD) ja B) väriluvun vuosikeskiarvot (koko vuosi) ja keskihajonnat vuosina 1988-2015 sekä havaintoihin sovitettu lineaarinen regressio (selitysasteet esitetty; molemmat yhteydet tilastollisesti merkitseviä).
Vettä ruskeaksi värjäävät humusaineet ovat valuma-alueen eloperäisestä aineesta veteen liuenneita yhdisteitä. Ilmaston muuttumisesta seuraa Suomen ilmasto-oloissa sademäärän ja huuhtouman kasvu, erityisesti talviaikaan. Lumen vähenemisen myötä muuttuvat maaperän sulamis- ja jäätymisrytmit lisäävät liukenevan orgaanisen aineen määrää valunnan vaikutuksille alttiissa maan pintakerroksessa. Samaan aikaan eloperäisen aineen perustuotanto valuma-alueella lisääntyy ilman lämpötilan ja hiilidioksidipitoisuuden noustessa. Näistä syistä lämpimät, märät ja vähälumiset olosuhteet lisäävät liuenneen eloperäisen aineen päätymistä valuma-alueelta vesistöihin. Samoissa olosuhteissa veden ruskeaa väriä myös aiheuttavan raudan ja sen yhdisteiden huuhtoutuminen lisääntyy.
Ilmaston muuttumiseen liittyvien syiden lisäksi vesien tummumisen taustalla on todennäköisesti muitakin laaja-alaisesti vaikuttavia tekijöitä, kuten happaman laskeuman väheneminen: vähemmän happamassa maaperässä eloperäisen aineen sitoutuminen maaperään heikkenee eli humusaineiden liukeneminen lisääntyy.
Levämäärä lisääntyy - yhteys lämpimiin olosuhteisiin todennäköinen
Kallavedellä on havaittavissa myös levämäärän lisääntyminen viime vuosina (kuva 4). Erityisesti 2010-luvulla kesä-syyskuussa mitatut levämäärät ovat olleet korkeampia kuin parin aiemman vuosikymmenen aikana. Aiemmin selvästi hyvällä tasolla ollut levämäärää kuvaava a-klorofyllipitoisuus on viime vuosina kohonnut lähelle järvien kuntoluokittelussa käytettävää tyydyttävän luokan raja-arvoa (11 µg/l).
Kuva 4. Eteläisen Kallaveden keskeisten havaintopaikkojen levien kokonaismäärää kuvaavan a-klorofyllipitoisuuden vuosikeskiarvot ja keskihajonnat vuosina 1988-2015 (kesä-syyskuun mittaukset) sekä havaintoihin sovitettu lineaarinen regressio (selitysaste esitetty; tilastollisesti erittäin merkitsevä yhteys).
Lisääntyneen levämäärän taustalla ei näyttäisi olevan niinkään muutoksia kuormituksessa tai levien tarvitsemien ravinteiden määrissä, sillä Kallaveden pintaveden ravinteisuudessa ei ole samalla ajanjaksolla tapahtunut juurikaan muutoksia. Levätuotannon lisääntymistä selittää todennäköisimmin kohonnut veden lämpötila ja korkeita levämääriä onkin mitattu erityisesti lämpiminä kesinä, kuten vuosina 2010 ja 2013.
Muutosten yhteisvaikutukset
Ilmaston muuttumisen vaikutukset ovat siis jo nyt nähtävissä Kallavedellä monella tavalla, vaikka muutokset ovat tässä vaiheessa suhteellisen vähäisiä. Muutokset voidaan myös nähdä tarkastelunäkökulmasta riippuen joko positiivisina tai negativiisina, mutta pääosin muutokset ovat epäsuotuisia. Vesiekosysteemin kannalta lämpötilan kohoaminen, jääpeiteajan lyhentyminen ja veden tummuminen ovat perustavaa laatua olevia muutoksia, jotka vaikuttavat mm. järven perustuotantoon, happitilanteeseen ja eliölajistoon. Yleisesti ilmastonmuutoksen arvioidaan vaikuttavan rehevöitymistä voimistavasti. Talviaikaisen virkistyskäytön kannalta jääpeiteajan lyhentyminen on haitallista, toisaalta veden lämpeneminen voi lisätä avovesiaikana vesistön käyttömahdollisuuksia. Levämäärän lisääntyminen on haitta, erityisesti mikäli se johtaa myös haitallisten sinileväkukintojen lisääntymiseen. Toisaalta sinileväkukinnot voivat myös siirtyä voimistuneen lämpötilakerrostuneisuuden vuoksi pidemmälle syyskesään, kuten tapahtui Kallavedellä kesällä 2015. Veden tummuminen on puolestaan paitsi esteettinen haitta virkistyskäyttöä ajatellen, myös esimerkiksi veden puhdistamiseen liittyvä kustannustekijä.
Ilmaston muuttuminen muuttanee Kallaveden ja muiden vesistöjemme perusluonnetta tulevaisuudessakin. Muutosten merkityksen täsmällinen arviointi on vaikeaa, koska ilmaston myötä muuttuvat olosuhteet vaikuttavat myös toisiinsa vaikeasti ennustettavalla tavalla ja muut ympäristömuutokset voivat joko voimistaa tai heikentää vaikutuksia.
Lisätietoja:
Hydrobiologi Antti Kanninen
Pohjois-Savon ELY-keskus, puh. 0295 026 801, [email protected]
** Uutista tarkennettu 10.5.2016: Korjattu jäätymiseen ja jäänlähtöön liittyviä tilastotietoja