Jokien ja järvien biologinen seuranta

Aihe ja tavoitteet

Ympäristön seuranta on SYKE:n lakisääteinen tehtävä. Ympäristöhallinnon jokien ja järvien vedenlaadun seurantaverkko palvelee mm. vesiensuojelun suuntaviivojen toteutumisen seurantaa, EU:n direktiiveissä velvoitettua tiedonkeruuta vedenlaadusta ja rajavesien tilan seurantaa (UN/ECE ja kahdenväliset sopimukset rajanaapureiden kanssa). Direktiiveistä keskeisimmät ovat vesipolitiikan puitedirektiivin (VPD, 2000/60/EY) ja nitraattidirektiivi (92/676/ETY) ja . Tämä verkko on osa vesienhoitoalueiden perusseurantaverkkoa. Kohteet edustavat vertailuoloja tai hyviä pitkäaikaismuutosten seurantakohteita. Seurantaverkon puitteissa tuotetaan tietoa järvien ja jokien ekologisesta tilasta biologisten muuttujien pitkäaikaisella havainnoinnilla.

Järvien osalta seurattavat muuttujat ovat kasviplankton, pohjaeläimet, vesikasvit, pohjalevästö ja kalat kun taas jokien osalta seurataan piilevät, pohjaeläimet ja kalat. Seurantaverkko on sama kuin "Jokien ja järvien vedenlaadun vertailuolojen ja pitkäaikaismuutosten seuranta" joka esitetään erikseen.

Seurantaverkko on laadittu yhdistämällä valtakunnalliset ja alueelliset seurannat, ja täydentämällä biologista seurantaa koskevan oheistuksen mukaisesti (Vuori ym. 2008). Seurantaverkon puitteissa on tavoitteena tuottaa tietoa jokien ja järvien vertailutilasta biologisten muuttujien (tässä kasviplankton, pohjan piilevät, pohjaeläimet ja vesikasvit) pitkäaikaisella havainnoinnilla.

Seurattavat vesistöt jaettiin eri näytteenottointensiteetillä seurattaviin:

• Vuosittain seurattavat (R1)
• Rotaatioperiaatteella 2–12 vuoden välein seurattavat (R2–R12)

Kaikissa seurannoissa pyritään mahdollisimman monipuoliseen biologiseen seurantaan. Uuteen seurantaverkkoon on tehty monia tarkistuksia ja on pyritty lisäämään seurantaa vähän edustetuilla joki- ja järvityypeillä sekä aiemmin vähemmän seurattujen biologisten muuttujien seurantaa. 

Biologinen seuranta liittyy mm. seuraaviin hankkeisiin:

• jokien ja järvien vedenlaadun vertailuolot ja pitkäaikaismuutosten seuranta
• MMM:n rahoittama maa- ja metsätalouden hajakuormituksen ja sen vesistövaikutusten seuranta (ns. MaaMet-seuranta)
• vesistöjen tyypittelyn, ekologisen luokittelun ja seurannan periaatteiden valmistelu
• pintavesien tilan tietojärjestelmä
• ilmansaasteiden ja ilmastomuutoksen vaikutusten seuranta
• kaukokartoitus
• useat EU-hankkeet

Tulokset

Seurannan tuottamat tiedot tallennetaan SYKEn ylläpitämään tietojärjestelmään. Niitä käytetään arvioitaessa maamme vesien tilaa mm. ammatillisissa julkaisuissa ja raporteissa sekä tieteellisissä tutkimuksissa. Vuosittaisiin ja avovesikauden tietoihin perustuvat muuttujien tilastolliset suureet (mm. keskiarvo) toimitetaan Euroopan ympäristökeskukselle vuosittain hydro-morfologisten tietojen ohella. Lisäksi tietoja käytetään mm. raportoitaessa EU:n eri direktiivien mukaisesti mm. vesipuitedirektiivi, maataloudesta peräisin olevan nitraatin rehevöittävästä vaikutuksesta ja kalavesien veden laadusta. Tulokset ovat myös mukana vesien ekologisessa luokituksessa. Tuloksia on esitetty mm. oheisissa julkaisuissa sekä SYKEn ja alueellisten ympäristökeskusten internet-sivuilla.

Miksi vesien laatua seurataan

Sekä ihmisen toiminta, että luonnon omat mekanismit voivat muuttaa veden laatua. Biologisia aineistoja käytetään yhdessä fysikaalis-kemiallisten määritysten ja muiden taustatietojen kanssa vesistöjen ekologisen tilan luokitteluun. Biologisen seurantatietojen avulla voidaan selvittää mm. johtavatko esim. rehevyyttä kuvaavissa muuttujissa, kuten ravinne- ja klorofylli-pitoisuuksissa tapahtuneet muutokset ekologisiin laatumuutoksiin vesistöissä. Lisäksi voidaan arvioida ovatko vesiensuojelutoimet parantaneet paitsi vesien fysikaalis-kemiallista myös ekologista laatua.

Biologisen seurannan merkitys on kasvanut EU:iin liittymisen myötä. SYKE hyödyntää biologisen seurannan tuloksia vesistöjen vertailuolojen ja laatuluokittelukriteereiden kehittämisen lisäksi useissa EU-hankkeissa. Seurannan tuloksia käytetään myös mallintamiseen ja trendien tutkimiseen sekä vesienhoidon suunnittelun eri vaiheissa että muussa ympäristönsuojelun päätöksenteossa ja tutkimushankkeissa.  

Eurooppalainen seurantaverkko

Useimmat Euroopan maat ovat sitoutuneet toimittamaan tietoa omasta seurantaverkostaan Euroopan ympäristökeskuksen (EEA) käyttöön. Vuonna 2000 Suomessakin jokavuotinen tietojen toimitus EEA:lle alkoi. Noudattaen EEA:n ohjeita, Eurowaternettiin valittiin edustavia, pitkään seurattuja havaintopaikkoja, joilla seurattava muuttujavalikoima oli laaja. EEA käyttää verkosta nykyisin nimitystä EIONET-Water ja raportoinnista nimitystä ympäristöntilaraportointi (State of Environment reporting eli SoE).

Kesto

Jokien ja järvien vedenlaadun seuranta alkoi 1960-luvulla ja jatkuu edelleen. Seurannassa olleiden havaintopaikkojen määrä on vaihdellut ja seurannasta vastaava taho on vaihtunut useasti, joukossa on havaintopaikkoja, joilla vedenlaadun seuranta on jatkunut 1960-luvulta asti. Nyt voimassa oleva biologisen seurannan ohjelma on laadittu vuosille 2014–2016.

Julkaisuja

Kasviplankton ja piilevät

• Heino, J., Bini, L.M., Karjalainen, S.M., Mykrä, H., Soininen, J. Vieira, L. & Diniz-Filho, J.A. 2010.Geographical patterns of micro-organismal community structure: are diatoms ubiquitously distributed across boreal streams? Oikos 119: 129-137
• Lepistö, L., Vuorio, K., Holopainen, A.-L., Palomäki, A., Järvinen, M. & Huttunen, M. 2009. Kasviplanktonanalyysin laadunvarmistus. Suomen ympäristö 40. 31 s.
• Eloranta, P., Karjalainen S.M. & Vuori, K-M. 2007. YO Piileväyhteisöt jokivesien ekologisen tilan luokittelussa ja seurannassa – menetelmäohjeet. Ympäristöopas, 58 s. Pohjois-Pohjanmaan ympäristökeskus, Oulu.
• Lepistö, L., Kauppila, P., Rapala, J., Pekkarinen, M., Sammalkorpi, I. & Villa, L. 2006. Estimation of reference conditions for phytoplankton in a naturally eutrophic shallow lake. Hydrobiologia 568:55-66.
• Lepistö, L., Holopainen, A.-L., Vuoristo, H. & Rekolainen, S. 2006. Phytoplankton assemblages as a criterion in the ecological classification of lakes in Finland. Boreal Environment Research 11:35-44.
• Lepistö, L., Sammalkorpi, I., Jokipii, R & Niemelä, M. 2003. Effects of destratification and fish removal on the genus Microcystis in a shallow hypertrophic lake. Algologishe Studies 109: 375-386.
• Lepistö L., Holopainen A.-L. & Vuoristo H. 2004: Type-specific and indicator taxa of phytoplankton as a quality criterion for assessing the ecological status of Finnish boreal lakes. Limnologica 34: 236-248.
• Lepistö, L. & Holopainen, A.-L. 2003. Occurrence of Cryptophyceae and katablepharids in boreal lakes. Hydrobiologia 502:307-314.
• Lepistö, L., Jokipii, R., Niemelä, M., Vuoristo, H., Holopainen, A.-L., Niinioja, R., Hammar, T., Kauppi, M. ja Kivinen, J. 2003. Kasviplankton järvien ekologisen tilan kuvaajana - Vuoksen vesistöalueen vuosien 1963-1999 seuranta-aineiston käyttö arvioinnissa ja luokittelussa. Suomen ympäristö 600, 80 s.

Vesikasvit

• Alahuhta J.,Vuori K.-M & Luoto M. &. 2010: Land use, geomorphology and climate as environmental determinants of littoral helophyte occurrence and percentage cover in boreal catchments. –Boreal Environment Research (in press)
• Ecke, F., Hellsten, S., Mjelde, M., Kuoppala, M. & S. Schlacke. 2010. Potential conflicts between environmental legislation and conservation exemplified by aquatic macrophytes.  Hydrobiologia 656:107–115.
• Kuoppala, M., Hellsten, S. & Kanninen, A. 2008: Sisävesien vesikasviseurantojen laadunvarmennus. – Suomen ympäristö 36.
• Vallinkoski, V.-M., Kanninen, A. Leka, J. & Ilvonen, R. 2004. Vesikasvillisuus pienten järvien tilan ilmentäjänä. Ilmakuvatulkintaan ja maastoseurantoihin perustuvat ekologisen tilan mittarit. Suomen ympäristö 725. 90 s.
• Leka, J., Valta-Hulkkonen, K., Kanninen, A., Partanen, S., Hellsten, S., Ustinov, A., Ilvonen, R. & Airaksinen, O. 2003. Vesimakrofyytit järvien ekologisen tilan arvioinnissa ja seurannassa. Maastomenetelmien ja ilmakuvatukinnan käyttökelpoisuuden arviointi Life Vuoksi –projektissa. Alueelliset ympäristöjulkaisut 312. 96 s.

Pohjaeläimet

• Aroviita, J., Mykrä, H. & Hämäläinen, H. 2010. River bioassessment and the preservation of threatened species: Towards acceptable biological quality criteria. Ecological Indicators 10: 789–795.
• Aroviita, J. 2009. Predictive models in assessment of macroinvertebrates in boreal rivers. PhD Thesis. Jyväskylä Studies in Biological and Environmental Science 201, 45 p. (109 p.)
• Aroviita, J., Mykrä, H., Muotka, T. & Hämäläinen, H. 2009. Influence of geographical extent on typology- and model-based assessments of taxonomic completeness of river macroinvertebrates. Freshwater Biology 54: 1774–1787.
• Aroviita, J., Koskenniemi, E., Kotanen, J. & Hämäläinen, H. 2008. A priori typology-based prediction of benthic macroinvertebrate fauna for ecological classification of rivers. Environmental Management 42: 894–906.
• Aroviita, J. & Hämäläinen, H. 2008. The impact of water level regulation on littoral macroinvertebrate assemblages in boreal lakes. Hydrobiologia 613: 45–56.
• Mykrä, H., Aroviita, J., Kotanen, J., Hämäläinen, H. & Muotka, T. 2008. Predicting the stream macroinvertebrate fauna across regional scales: influence of geographical extent on model performance. Journal of the North American Benthological Society 27: 705–716.
• Hämäläinen, H., Aroviita, J., Koskenniemi, E., Bonde, A. & Kotanen, J. 2007. Suomen jokien tyypittelyn kehittäminen ja pohjaeläimiin perustuva ekologinen luokittelu. Länsi-Suomen ympäristökeskuksen raportteja 4/2007. 66 s.
• Vuori K.-M., Uusitalo A. & Kuusela K. 2006: Assessing threat status of stoneflies (Plecoptera) in Finland: species distribution in relation to catchment characteristics and water quality. Verh. Internat. Verein. Limnol. 29: 1711-1714.
• Liljaniemi P., Vuori K.-M., Ilyashuk B. & Luotonen H. 2002: Habitat characteristics and macroinvertebrate assemblages in headwater streams: relations to catchment silvicultural activities. Hydrobiologia 474, 239-251
• Vuori K.-M. & Kukkonen J. 2002: Hydropsychid (Trichoptera, Hydropsychidae) gill abnormalities as morphological biomarkers of stream pollution. -Freshwater Biology 47, 1297-1306.

Kalat

• Rask, M., Olin, M. & Ruuhijärvi, J. 2010. Fish based assessment of ecological status of Finnish lakes loaded by diffuse nutrient pollution from agriculture. Fish. Manage. Ecol. 17: 126-133.
• Sutela, T. & Vehanen, T. 2010. Responses of fluvial fish assemblages to agriculture within the boreal zone. Fish. Manage. Ecol. 17: 141-145.
• Sutela, T.,Vehanen, T. & Jounela, P. 2010. Response of fish assemblages to water quality in boreal rivers. Hydrobiologia 641: 1-10.
• Vehanen, T., Sutela, T, & Korhonen, H. 2010. Environmental assessment of boreal rivers using fish data – A contribution to the Water Framework. Fish. Manage. Ecol. 17: 165-175.
• Rask, M., Ruuhijärvi, J. & Vehanen, T. 2009. Pintavesien ekologisen tilan luokittelu valmistui. Suomen kalastuslehti 116/1: 26-30.
• Sutela, T., Rask, M., Vehanen, T. & Westermark, A. 2008. Comparison of electrofishing and NORDIC gillnets for sampling littoral fish in boreal lakes. Lakes and Reservoirs: Research and Management 13: 215-220.
• Tammi, J., Rask, M. & Ala-Opas, P. 2006. Ecological classification of Finnish lakes using a multimetric fish index. Verh. Internat. Verein. Limnol. 29: 2276-2278.

Usean laatutekijän yhteiskäyttö, seurannan kehittäminen

• Alahuhta J., Vuori K.-M., Hellsten S., Olin M., Järvinen M., Korhonen P., Rask M. & Palomäki A. 2009: Defining the ecological status of small forest lakes using multiple biological quality elements and paleolimnological analysis. -Fundam. Appl. Limnology Vol 175/3: 203-216.
• Rask M., Vuori K.-M., Järvinen M., Hellsten S., Mykrä H., Arvola L., Hämäläinen H., Jyväsjärvi J., Kolari I., Olin M., Ruuhijärvi J., Salonen E. & Valkeajärvi P. 2010: Ecological classification of large lakes in Finland: comparison of classification approaches using multiple quality elements. Hydrobiologia DOI 10.1007/s10750-010-0384-7
• Mykrä, H., Aroviita, J., Hämäläinen, H., Kotanen, J., Vuori, K.-M. & Muotka, T. 2008. Assessing stream condition using macroinvertebrates and macrophytes: concordance of community responses to human impact. Fundamental and Applied Limnology 172: 191–203.
• Mykrä H., Aroviita J., Hämäläinen H., Karjalainen S.M., Visuri M., Riihimäki J., Miettinen J. & Vuori K.-M. 2009: Validity of a priori river typology for reference conditions of macroinvertebrate and diatom communities in boreal river basins. –Fundam. Appl. Limnology 175/4: 269-280.
• Vuori, K-M., Hellsten, S., Järvinen, M., Kangas, P., Karjalainen, S.M., Kauppila, P., Meissner, K., Mykrä, H., Olin, M., Rask, M., Rissanen, J., Ruuhijärvi, J., Sutela, T., Vehanen, T. 2008. Vesienhoitoalueiden biologisten seurantojen järjestäminen ja määritysten hankinta - Työryhmän ehdotukset seurantaohjelman uudistamista varten. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 35/2008. 74 s.
• Keto, A., Sutela, T., Aroviita, J., Tarvainen, A., Hämäläinen, H., Hellsten, S., Vehanen T. & Marttunen, M. 2008. Säännösteltyjen järvien ekologisen tilan arviointi. Suomen ympäristö 41/2008: 29–61.
• Vuori K.-M. 2009. Pintavesiemme tila uusien luokitteluperusteiden valossa. –Vesitalous 2/2009: 11-15.
• Vuori K.-M., Mitikka S. & Vuoristo H. (toim.) 2009. Pintavesien ekologisen tilan luokittelu. Osa I: Vertailuolot ja luokan määrittäminen. Osa II: Ihmistoiminnan ympäristövaikutusten arviointi. –Ympäristöhallinnon ohjeita 3/2009. Suomen ympäristökeskus, Helsinki, ISBN 978-952-11-3682-5.

Tutkijat ja yhteystiedot

Suomen ympäristökeskus (SYKE), etunimi.sukunimi@ymparisto.fi

FT  Kristian Meissner
FT Kari-Matti Vuori
FT Marko Järvinen
FT Seppo Hellsten
FT Jukka Aroviita 
FT Heikki Mykrä
FM Minna Kuoppala
Apul. tutkija Reija Jokipii
Apul. tutkija Maija Niemelä
FM Jouko Rissanen
FL Satu Maaria Karjalainen, etunimi.etunimi.sukunimi@ymparisto.fi

FT Antti Kanninen, Pohjois-Savon ELY-keskus (PSA)
etunimi.sukunimi@ely-keskus.fi

Jukka Ruuhijärvi, Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitos (RKTL), 
etunimi.sukunimi@rktl.fi

ELY-keskukset

Lisätietoja

FT Kristian Meissner , Suomen ympäristökeskus (Syke),
etunimi.sukunimi@syke.fi