Saaristomeren tutkimuslaitos

Kenttäasema täynnä tarinoita

Tag: ympäristöseuranta

Yöperhosseurannan pyyntikauden aloitus

Villakarvajalka, havununna, kuutäplä, härkäpää…siinä muutamia Seilissä havaittuja yöperhoslajeja. Seilissä perhosseurantaa on tehty jo 1970 ja 1980-luvuilla henkilökunnan toimesta ja laitos on osallistunut SYKEn ja Ely-keskusten koordinoimaan valtakunnalliseen yöperhosseurantaan vuodesta 1993 lähtien. Päivä- ja yöaktiivisia perhosia määritetään Seilistä  vuosittain Biologian laitoksen maaselkärangattomien kenttäkurssilla. Seurantojen päätarkoituksena on saada tietoa siitä millaisia perhosia Seilissä ja Suomessa esiintyy ja miten niiden runsaudet vaihtelevat. Seurannat kertovat  myös lajien levinneisyydestä ja auttavat siten ymmärtämään esimerkiksi ilmastonmuutoksen vaikutuksia. Seurantojen pitkän historian aikana Seilissä on havaittu yli 600 makroperhoslajia ja alueelle uusia lajeja tavataan lähes vuosittain. Kevät on saapunut vauhdilla Seiliin ja jälleen on ollut aika aloittaa jälleen yöperhosseuranta ja asentaa valorysä paikalleen maastoon.

valopyydys Seili

Seilissä käytettävä Jalas-mallinen (Jalas 1960) valorysä syksymaisemassa. Valorysän toiminta perustuu siihen, että perhoset hakeutuvat valolähteiden lähettyville. Pyydys on paikallaan keväästä syksyyn niin kauan kuin yön lämpötila pysyy nollan yläpuolella. Rysässä on tehokas sekavalolamppu, joka houkuttelee perhosia rysälle iltahämärästä aamuvarhaiseen. Keräysastiassa sijaitsevan myrkyn vaikutuksesta perhoset tippuvat suppilon kautta keräysastiaan. Kartionmuotoisen katto ja keräysastian sisällä oleva suppilo estävät näytteitä kastumasta. Rysä koetaan viikon välein ja näytteet säilötään pakkasessa määritykseen asti.

valopyydys

Yöperhosrysän asennusta tiistaina 17.4. Rysässä käytettävä tetrakloorietaani on myös ihmiselle erittäin haitallista, minkä vuoksi rysän lähempää tarkastelua ei suositella ilman asianmukaisia suojavarusteita. Nykyinen valorysä on tarkoitus korvata tulevaisuudessa pakasterysällä, jolloin tetrakloorietaanin käytöstä voidaan luopua.

Yöperhosilla tarkoitetaan yöaktiivisia perhosia. Yöperhoset ovat vaihtolämpöisiä, niiden sukupolvien väli on lyhyt ja ne pystyvät liikkumaan pitkiäkin etäisyyksiä. Tämän vuoksi ne reagoivat nopeasti ympäristössä tapahtuviin erilaisiin muutoksiin.  25 vuotta toimineen valtakunnallisen yöperhosseurannan aikana perhosten vuosittain havaittu lajimäärä on noussut erityisesti etelä-Suomessa. Myös useat eteläistä alkuperää olevat lajit ovat runsastuneet samalla kun pohjoiset lajit ovat vähentyneet.  Yöperhosten runsaus- ja lajisuhteissa tapahtuvat muutokset voivat johtua esimerkiksi muutoksista lähiympäristön maankäytössä tai ilmansaasteiden tasossa tapahtuneista muutoksista, mutta todennäköisimpänä syynä havaituille muutoksille pidetään kuitenkin ilmastonlämpenemistä (Leinonen ym. 2016, 2017).

rysänäyte Seili

Seilin yöperhosnäytteiden lajeja määritetään muun muassa Turun yliopiston Biologian laitoksen järjestämän maaselkärangattomien kenttäkurssin aikana. Viimeisen 10 vuoden aikana uusia yöperhoslajeja ovat olleet rantapikkumittari  (Eupithecia orphnata) (2015), tarharengaskehrääjä (Malacosoma neustria) (2012) sekä  villakarvajalka (Calliteara pudibunda) (2017).

Yöperhoseuranta on ELY-keskuksen ja SYKEn koordinoima seurantahanke. Valopyynti hoidetaan Saaristomeren tutkimuslaitoksen henkilökunnan toimesta ja lajimäärityksen toteuttaa Turun yliopiston Biologian laitoksen lehtori Kai Ruohomäki.

Lähteet ja lisätietoa Suomen perhosista ja valtakunnallisesta yöperhosseurannasta

Suomen-perhoset.fi

Suomen Perhostutkijain Seura ry

Leinonen Reima,  Pöyry Juha,  Söderman Guy &  Tuominen-Roto Liisa (2017) Suomen yöperhosyhteisöt muutoksessa — valtakunnallisen yöperhosseurannan keskeisiä tuloksia 1993–2012. Baptria 3/2017

Leinonen Reima; Pöyry Juha, Söderman Guy &  Tuominen-Roto Liisa (2016) Suomen yöperhosseuranta (Nocturna) 1993–2012. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 15/2016

Valtakunnallinen yöperhosseuranta (Nocturna) Facebookissa

Saaristomeren talvi – kurkistus jäätyneen pinnan alle

Seili post quay
Seiliä ympäröivä merivesi on pakkaspäivien ansiosta alkanut viimein jäätyä ja veden lämpötila näyttää postilaiturilla noin 0 astetta. Mutta mitä tapahtuu jäätyneen pinnan alla? Seilissä ympäristön seurantaa tehdään vuoden ympäri ja Päiväluodon näytteenottopisteellä käydään mahdollisuuksien mukaan myös talvikuukausina. Tällä kertaa avaamme hieman sitä mitä Seilin lähivesiltä kerätyt vesi- ja eläinplanktonnäytteet kertovat pinnan alla tapahtuvista vuodenaikaismuutoksista.

Seili postilaituri

Seilin postilaiturin sumuiset maisemat perjantaina 9.2.2018

Saaristomeren vesin on kesäisin kerrostunut lämpötilan mukaan. Syksyllä pintavesi tulee jäähtyessään raskaammaksi ja painuu syvemmälle sekoittaen samalla vesipatsasta syvyyssuuntaisesti. Syksyn myrskyt sekoittavat vesimassaa lisää ja lopulta lämpötilan harppauskerros eli termokliini hajoaa ja vesipatsas sekoittuu kauttaaltaan. Tämän jokavuotisen prosessin seurauksena Seilin pohjoispuolella sijaitsevalla 50 metriä syvällä ympäristöseurantapisteellä vesi on talvisin tasaisen kylmä pinnasta pohjaan. Myös meriveden suolapitoisuus on talvisin pinnasta pohjaan noin 6‰ luokkaa. Saaristomeren keskisyvyys on vain 23 metriä, minkä vuoksi alueelle ei synny varsinaista suolapitoisuuden harppauskerrosta eli halokliiniä, joka estäisi veden sekoittumisen.

ODAS Seili

Vuoden 2017 suolapitoisuus- ja lämpötilaprofiilit Päiväluodon näytteenottoasemalla. Kuvista nähdään hyvin vesipatsaan syksyinen sekoittuminen. Vedenlaadun vuodenaikaisia muutoksia voit seurata sivulla Saaristomeri.utu.fi. Keväällä tietojen yhteyteen lisätään myös poijussa olevan sääaseman tiedot.

31.1.2018 CTD-profiili

Tammi-helmikuun vaihteessa Ilmatieteenlaitoksen  CTD-sondilla  (vasemmalla; CTD = Conductivity-Temperature-Depth) vesipatsaasta otettu syvyysprofiili (oikealla). Punainen viiva näyttää vesipatsaan lämpötilan (°C), vihreä suolapitoisuuden (PSU) ja sininen ja violetti happipitoisuuden (ml/L) ja saturaatioprosentin (%). Kuva: STL & IL.

Meriveden jäähtymisen ja tarjolla olevan ruoan määrän vähenemisen myötä useat Itämeren eläinplanktonlajeista  viettävät talvensa joko toukkavaiheina tai pohjasedimentissä lepomunina. Joidenkin lajien aikuisvaiheita tavataan kuitenkin planktonnäytteissä pienissä määrin myös talvikuukausina. Näistä yleisimpiä ovat Itämeren runsaimpiin ja yleisimpiin hankajalkaislajeihin kuuluvat Acartia bifilosa ja Eurytemora affinis. Näiden lisäksi  näytteissä havaitaan jonkin verran rataseläimiä sekä esimerkiksi simpukoiden ja amerikansukasjalkaisen (Marenzelleria spp.) planktisia toukkavaiheita.

Acartia CIV_V, nauplius, CI_III, A. bifilosa F l=1800 Seili 20032002

 Acartia bifilosa hankajalkaisen eri kehitysvaiheita Seilistä kerätyssä näytteessä.  Kuva: All rights reserved, (c)Satu Zwerver, Zwerver.fi

Seilin lähivesien jäätyminen ei vain vaikeuta Nauvon ja Seilin välistä meriliikennettä vaan vaikuttaa muun muassa veden virtauksiin, ilman kanssa tapahtuvaan kaasujen vaihtoon kuin myös vedessä ja sen läheisyydessä eläviin eliöihin. Ei heti uskoisi, mutta jääpeitekin pitää sisällään piilevistä, panssarilevistä, sinilevistä, rataseläimistä, planktonäyriäisten toukkavaiheista ja bakteereista koostuvan eliöyhteisön. Nämä lajit elävät sekä jään reunoilla että sisällä ja yhteisön lajikokoonpano ja biomassa vaihtelevat jään muuttuessa talven mittaan.

Viime talvet ovat olleet Seilissä vähälumisia ja meri on ollut suuren osan talvesta avoin. Talven olosuhteilla on suuri merkitys kevään kannalta sillä jäät ja niiden lähtö vaikuttavat muun muassa jokien virtaumien ajoittumiseen ja voimakkuuteen,  kevätkukinnan alkamisen ajankohtaan ja lajikoostumukseen, ja edelleen esimerkiksi eläinplanktoniin ja kaloihin. Lämpimien talvien yleistyminen nähdään aikasarjoissa muun muassa kevään kasviplanktonkukinnan ja tiettyjen eläinplanktonlajien runsaushuippujen aikaistumisena.

Seili Päiväluoto UTU

Näytteenotto Päiväluodolla maaliskuussa 2006.

Hydrokopteri saapuu Seiliin, kuva: Veikko Rinne

Hydrokopteri saapuu Seiliin vuonna 1986. Kuva: (c) Veikko Rinne, juhlakirjasta Seili – Saaristomeren tutkimusta 50 vuotta

Keep calm and keep monitoring – ympäristön tilan seurannan luonteesta ja merkityksestä

Viime viikolla kotimaisissa ja ulkomaisissa tiedotusvälineissä (mm. täällä ja täällä) uutisoitiin laajasti Saksassa tehdystä pitkäaikaistutkimuksesta, jossa lentävien hyönteisten määrän havaittiin vähentyneen vuodesta 1989 lähtien peräti 76 prosentilla. Tässä Plos One- lehdessä julkaistussa tutkimuksessa hyönteisten biomassamääriä seurattiin 27 vuoden ajan 63 eri luonnonsuojelualueella. Tutkimuksen tulokset hyönteisten määrän rajusta vähenemisestä ovat hälyttäviä, sillä useilla hyönteislajeilla, kimalaisten ja mehiläisten lisäksi, on tärkeä rooli niin kasvien pölyttämisessä kuin myös lintujen ja muiden eläinten ravintona. Hyönteisten määrän vähenemisen vaikutukset ovat siten kauaskantoisia ja ulottuvat lopulta myös ihmisiin asti.

Hyönteiskadon vaikutusten lisäksi, tutkimus sai minut ajattelemaan ympäristön tilan seurantaa ja niissä kerättyjen pitkäaikaisaineistojen merkitystä. Suurin osa ekologisesta tutkimuksesta tehdään lyhytaikaisen projektiperusteisen rahoituksen turvin ja seurantaohjelmia kritisoidaan usein siitä, että ne “maksavat liian paljon ja tuottavat liian vähän”. Niinpä miksi ympäristön tilaa kannattaa seurata? Mitä hyötyä ympäristöseurannasta on ihmiskunnalle?

Lentäviä hyönteisiä kerättiin saksalaistutkimuksessa telttamaisten Malaise-pyydysten avulla. Kuvassa Seilin  eteläosiin pystytetty Malaise-pyydys ja maaselkärangattomat kenttäkurssin opiskelijoita tutkimassa näytteitä. Kuva: STL:n arkisto.

Ympäristöseurannalla tarkoitetaan pitkäaikaista ja säännöllisesti tapahtuvaa tutkimusta, millä pyritään selvittämään ympäristön tilaa ja erottamaan ihmisen toimien aiheuttamat ympäristömuutokset luonnon omista mekanismeista. Seurantaa eli monitorointia tehdään useista eri syistä ja tavoitteet voivat erota ohjelmien kesken, seurantaohjelman tavoitteena voi olla esimerkiksi ympäristön tilan lähtötilanteen selvittäminen tai ympäristössä tapahtuvien kehitysuuntien eli trendien tutkiminen. Tästä johtuen, myös monitoroinnin ajallinen ja alueellinen laajuus voi vaihtella myös suuresti eri ohjelmien välillä.

Seurannan yhteydessä puhutaan usein seurannan/tutkimuksen pitkäaikaisuudesta, mutta mitä pitkäaikaisuudella loppujen lopuksi tässä yhteydessä tarkoitetaan? Määritelmä on moniselitteinen ja eroaa tutkimusaiheiden ja -kohteiden välillä. Ekologeille ja muille ympäristön tilaa tutkiville biologeille käsite kuitenkin viittaa yleensä aineistoihin, jotka ulottuvat vähintään 5 vuoden ja parhaimmillaan useita vuosikymmeniä käsittävälle ajanjaksolle.

Eläinplanktonyhteisön tilaa seurattaessa voi kaksikymmentäkin vuotta olla vielä kohtuullisen lyhyt aika paljastamaan populaatioiden kehityssuunnat. Vuosikymmeniä jatkuneeseen seuranta-aineistoon sisältyy monta näytepulloa. Kuvassa tutkimuslaitoksen Airistolta keräämiä eläinplanktonnäytteitä.

Hyönteiskadon osoittaneessa  tutkimuksessa aineisto oli kerätty pitkälti vapaaehtoisten hyönteisharrastajien (Entomological Society Krefeld) työpanoksen ansiosta. Luontoharrastajien keräämät havainnot ja kokoelmanäytteet kuin myös muu yhteistyökumppaneiden tuki onkin ensiarvoisen tärkeää luonnossa tapahtuvien muutosten seurannassa. Tästä hieno esimerkki saatiin jälleen tällä viikolla turkulaistutkijoiden julkaisemassa peltovirnaperhosen identiteettiä ja levinneisyyttä selvittäneessä tutkimuksessa.

Ympäristöseurantaa on perinteisesti harjoitettu kenttäasemilla, joiden luonnonläheinen sijainti, infrastruktuuri ja asemalla ympärivuoden työskentelevä henkilökunta mahdollistavat ympärivuotisen ja tiheän näytteenoton toteuttamisen. Seilissä on seurattu punkkien määrää vuodesta 2012 lähtien. Tavoitteena on saada aikasarja myös puutiaisista. Kuva: Esko Keski-Oja.

Seilissä on tutkittu silakkakannan vaihteluiden syitä jo yli 30 vuosikymmenen ajan ja yhteistyönä on saatu aikaan Itämeren piirissäkin ainutlaatuisia tutkimusaineistoja. Airiston silakankalastajat ovat vieneet tutkimusta eteenpäin omalta osaltaan, sillä ilman kalastajien apua olisi kalanäytteiden hankkiminen vaikeaa. Kuva: Juha Kääriä.

Millaista on laadukas ympäristöseuranta? Vertailukelpoisten ja luotettavien tulosten kannalta aineiston järjestelmällinen keräys niin näytteenottomenetelmien kuin myös ajallisen täsmällisyyden osalta on pitkäaikaistutkimuksissa keskeistä ja niistä piittaamatta jättäminen voi pahimmassa tapauksessa tehdä kerätystä aineistosta käyttökelvotonta. Hyönteiskadosta raportoivassa tutkimuksessa tämä tarkoitti muun muassa hyönteispyydyksen koon, muotoilun ja värin, pyydyksen sijoittelun ja sijainnin yhdenmukaistamista. Myös näytteiden säilöntä ja käsittely biomassan mittaamisen ja lajintunnistuksen suhteen täytyi olla yhdenmukaista. Vaatimus ei ole helppo ja vaatii järjestelmällisyyttä, sillä vuosikymmeniä kestävän ympäristöseurannan aineiston keruuseen ja käsittelyyn osallistuu lähes poikkeuksetta useita kymmeniä henkilöitä.

Vertailukelpoisten ja luotettavien seurantatulosten kannalta aineiston järjestelmällinen keräys niin näytteenottomenetelmien kuin myös ajallisen täsmällisyyden osalta on pitkäaikaistutkimuksissa keskeistä. Kuvassa Seilin lentäviä hyönteisiä keräävän valorysän aineistoa määritettävänä.

Seurantaohjelmia kritisoidaan usein siitä, että ne “maksavat liian paljon ja tuottavat liian vähän” ja rahoituksen puute onkin  monesti johtanut joko näytteenottovälien tai -paikkojen harventamiseen tai koitunut kokonaisten seurantaohjelmien kohtaloksi. Pitkäaikainen, laadukas ympäristön seuranta ja tutkimus on kuitenkin olennaista ympäristössä tapahtuvien pitkäaikaisten trendien eli kehityssuuntien havaitsemiseksi. Erityisesti ilmastonmuutoksen vaikutuksia tutkiessa, on menneiden suunnanmuutosten ja lajien sopeutumiskyvyn ymmärtäminen tärkeää, jotta tulevaisuudessa tapahtuvia muutoksia voidaan ennustaa ja mahdollisiin vaikutuksiin osataan varautua. Hyvä esimerkki ympäristöseurannan merkityksestä on yhdysvaltalaisen tutkijan Charles David Keelingin Mauna Loan saarella Havaijilla vuonna 1958 aloittama ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden seurantaohjelma, jonka ansiosta saatiin aikanaan ensimmäistä kertaa tutkittuja todisteita ihmisen vaikutuksesta ilmaston lämpenemiseen (kuuluisa Keelingin käyrä). Muun muassa tämän pitkäjänteisen työn ansiosta ihmisen aiheuttama ilmastonmuutos on tänä päivänä yleisesti hyväksytty tieteellinen fakta!

Pitkäjänteinen ympäristön seuranta on myös keskeistä ympäristöpoliittisessa päätöksenteossa – seurantahankkeiden avulla saavutettu tieto antaa päätöksenteolle pohjatason, jonka päälle esimerkiksi ympäristönsuojelutoimia voidaan suunnitella ja niiden vaikutuksia arvioida. Seurantaohjelmien aineistoja hyödynnetään jatkuvasti myös taustatietoina muissa tutkimus- ja kehittämishankkeissa.

Kustannustehokkuus vaatii monitorointiohjelmia tehostamaan näytteenottoaan. Tulevaisuutta on monitoroinnin automatisoituminen, jolloin aineistoa saadaan reaaliaikaisesti vuorokauden ympäri. Kuvassa Seilin automaattinen vedenlaadun seuranta-asema, joka mittaa meriveden ominaisuuksi pinnasta pohjaan neljästi päivässä. Vuonna 2015 seuranta-aseman yhteyteen asennettiin ilman lämpötilaa, ilmanpainetta, ilmankosteutta, sadantaa sekä tuulen nopeutta ja suuntaa mittaavia antureita. Lisätietoa: Saaristomeri.utu.fi

Lue lisää: Seilin ympäristömonitoroinnilla on pitkät perinteet

Teksti ja kuvat: Katja Mäkinen, tutkimusteknikko ja pitkäaikaisten ympäristö- ja eläinplanktonaineistojen parissa työskentelevä väitöskirjatutkija