Vesien tummumisen taustalla on monia ilmiöitä
Moni varttunut kansalainen muistelee lapsuuden kauniita kesäpäiviä, jolloin sai viettää aikaa kirkkaan kotijärven rannalla uiden, sukellellen ja onkien. Järven elämää saattoi seurata kalaparvien liikkeestä tai pohjan vesikasvien huojumisesta. Nyt tilanne on toisin, järven pinta on ajoittain levämassan peitossa tai sen vedet ovat tummuneet niin, että pohjaa ei entisillä uimapaikoilla näy.
Vesien tummuminen tai sitä indikoivan veden väriarvon kasvu on monissa tutkimuksissa todettu tosiasia. Se koskee havumetsävyöhykkeen lisäksi lauhkean vyöhykkeen sisävesiä. Jo vuosituhannen vaiheessa julkaistiin useita artikkeleita, joissa tutkijat niin Kanadasta kuin Iso-Britanniasta kertoivat havainnoistaan (1). Ansiokas yhteenveto vesien tummumisesta Fennoskandian alueella julkaistiin pohjoismaisena yhteistyönä v. 2016 (2).
“Vesien tummuminen tai sitä indikoiva väriarvon kasvu on monissa tutkimuksissa todettu tosisasia.”
Suomessa asiaan ovat paneutuneet viime aikoina erityisesti Suomen ympäristökeskus (Syke), Helsingin yliopisto, Luonnonvarakeskus (Luke) ja Itä-Suomen yliopisto. Tutkimuksissa on hyödynnetty Syken ylläpitämää Hertta-tietojärjestelmää, josta löytyy pitkiäkin hydrologisia ja vedenlaatuaikasarjoja, maankäytöltään erilaisilta kohteilla. Tutkimuksissa on haettu muutostrendejä ja syitä niiden taustalla (3), sekä mahdollisia tummumisen hillintäkeinoja (4).
Humuksen kemiallinen koostumus on erittäin monimutkainen ja vaihtelee riippuen hajoavista orgaanisista materiaaleista sekä ympäröivistä olosuhteista. Sen tarkka määrittäminen on erittäin vaativaa ja aikaa vievää työtä. Siksi humusta kuvaamaan on vedenlaatutiedoista käytetty hiilen kokonaispitoisuutta (TOC) sekä kemiallista hapenkulutusta (CODMn) tai liukoista orgaanista hiiltä (DOC).
Tuoreessa suomalaisessa vesien tummumista selvittävässä tutkimuksessa otettiin mukaan 746 havaintoasemaa, joilta löytyi vähintään 50 TOC tai CODMn havaintoa jaksolta 1990-2020 (4). Tummumistrendejä löytyi napapiirin eteläpuolelta. Eniten nousevia trendejä löytyi järvien ja rannikkovesien havaintoasemalta, lähes ¾ mittauspaikoista. Jokiasemilla trendejä oli 2/3 havaintopaikoista. Puroasemilla hajonta oli suurempaa ja nousevia trendejä löytyi hieman alle 1/2 havaintopaikoista. Vastaavasti purokohteista löytyi myös eniten tummumisen vähenemistä osoittavia havaintopaikkoja, lähes 12 %. Sen sijaan järvien ja jokien havaintopaikoilla oli laskevia trendejä vain muutama prosentti ja rannikkoasemilla ei lainkaan.
Tummumisen syitä on mitä ilmeisemmin useita. Yksi on happaman laskeuman vähentyminen. Se on kasvattanut orgaanisen hiilen liukoisuutta humuksen kompensoidessa maaperän huokosvesien vähentynyttä happamuutta. Suomessa myös metsätalous ja erityisesti turvemaiden ojitukset ovat lisänneet humuskuormaa (4, 5). Kolmanneksi ilmastonmuutos lisää puuston biomassan tuotosta ja sitä kautta karikesatoa sekä kiihdyttää maaperässä tapahtuvia mineraalisaatioprosesseja. Ilmastonmuutos on myös vähentänyt roudan määrää ja aiheuttanut lumipeitteen vähenemistä. Nämä yhdessä kasvaneen vesisademäärän myötä ovat lisänneet aineiden, myös humuksen, huuhtoutumista vesistöihin.
Uusimpien tulosten mukaan tummuminen on näkynyt ensin puroissa, sitten jokivesissä ja järvissä ja viimeksi rannikkovesissä (6). Hyvä uutinen on se, että joitakin merkkejä tummumisen tasaantumisesta nykyiselle tasolle on havaittavissa.
Tummuminen aiheuttaa ongelmia, jotka edellyttävät uusia vesiensuojelutoimia
Mitä haittaa vesien tummumisesta on vesistöjen virkistyskäytön vähenemisen lisäksi? Tarkastellaan tässä järveä avovesikautena. Vesien tummuminen merkitsee sitä, että järveen tuleva valo sammuu nopeasti. Säteily imeytyy pintakerrokseen, joka lämpenee aiempaa voimakkaammin. Se johtaa jyrkempään veden lämpötilakerrostuneisuuteen ja sekoittumisen estyessä happi pääsee loppumaan järven syvänteistä aiempaa nopeammin. Valon ja hapen puutteen takia järven eliöstön elintila kapenee, kilpailu lisääntyy, kalojen kasvu hidastuu ja eliölajisto yksipuolistuu kaikilla ravintoketjun tasoilla. Myös pohjaeläimistö vähenee ja pohjaeläinravinnosta riippuvaiset kalat ja vesilinnut kärsivät. Myös järven kasvihuonekaasupäästöt kasvavat.
“Valon ja hapen puutteen takia järven eliöstön elintila kapenee, kilpailu lisääntyy, kalojen kasvu hidastuu ja eliölajisto yksipuolistuu kaikilla ravintoketjun tasoilla”
Eräs merkittävä haittatekijä on taajamien ja teollisuuden raakaveden käsittelykustannusten nousu. Suomessa edelleen iso osa väestöstä saa raakavetensä järvistä tai jokivesistä. Humuspitoisuuden noustessa raakaveden puhdistus käy kalliimmaksi.
Suomessa ja maailmalla vesien rehevöitymiseen on kiinnitetty erityistä huomiota ja ihan syystäkin. Onhan siitä muodostunut valtavasti ongelmia. Miksi vesiensuojelussa ei sitten ole kiinnitetty huomiota tummumiseen? On helppo löytää syitä. Ensinnäkin erilaisten luonnonvesien tummumisen herkkyydestä on vielä rajallisesti tietoa. Toiseksi, tummista vesistä on maailmanlaajuisesti varsin vähän tutkimustietoa. Tutkimukset ovat keskittyneet alempien leveysasteiden kirkkaampiin vesiin. Kolmanneksi, keinoja humuskuormituksen vähentämiseen on vähän. Neljänneksi, vesien tummuutta ei ole sisällytetty EU:n eikä esim. USA:n vedenlaatuarvioiden osaksi. Se pitäisi kuitenkin tehdä.
Tummuminen tulisi saada mukaan ekologisen tilan luokitteluun
Suomalaisen vesiensuojelun keskeinen suuntaaja on nykyisin EU:n vesipuitedirektiivi (VPD). Sen kansallisessa toteutuksessa jäsenmaat luokittelevat pintavesien ns. vesimuodostumat eri tyyppeihin. Suomessa näitä tyyppejä on 18. Ne on määritetty järvien luontaisten ominaisuuksien, kuten syvyyden, pinta-alan ja viipymän mukaan. Veden väri lukeutuu näihin niin sanottuihin luontaisiin tekijöihin, joiden perusteella järvet on jaettu vähähumuksisiin, humuksisiin ja runsashumuksisiin järviin. Jokaiselle järvityypille on omat raja-arvonsa veden ravinnepitoisuuksille sekä biologisille muuttujille, joiden perusteella järvien ekologinen tila luokitellaan. Muutokset ravinnepitoisuudessa voivat siten muuttaa järven ekologista tilaa. Sen sijaan muutokset veden värissä tai orgaanisen hiilen pitoisuudessa eivät muuta ekologista tilaluokkaa, sillä näitä ei ekologisen tilan luokittelussa tyypittelytekijöinä arvioida.
Ekologisen tilan luokituksella on iso merkitys käytännön vesiensuojelussa. Kun jonkin hankkeen vesistövaikutuksia arvioidaan luvan myöntämisen yhteydessä, viranomainen kiinnittää huomiota siihen, että kohdevesistön ekologinen tila ei saisi muuttua huonompaan suuntaan. Toisaalta kunnostustoimia ohjeistetaan suunnattavaksi vesistöihin, joiden ekologista tilaa voidaan parantaa. Valitettavasti todellisia parannustoimia voidaan toteuttaa resurssien puutteessa varsin vähän.
Ekologinen tila kuvaa vesistön luonnonolosuhteiden eli biologisten, fysikaalis-kemiallisten ja hydromorfologisten tekijöiden nykytilaa verrattuna vesistön luonnontilaan. Biologisia indikaattoreita ovat esimerkiksi plankton, kasvit, kalat ja pohjaeläimet. Eri organismiryhmien koostumus, runsaus ja monimuotoisuus antavat tietoa veden ekologisesta tilasta. Fysikaalis-kemialliset muuttujat tarkoittavat veden laadun mittareita, kuten ravinnepitoisuuksia (fosfori ja typpi), biologisesti hajoavan aineksen määrää ja veden happipitoisuutta. Hydromorfologiset tekijät käsittävät vesistön syvyyssuhteet, virtaamisolosuhteet, viipymän, vedenkorkeuden vaihtelut, sedimentaation ja pohjan ja rantavyöhykkeen rakenteen sekä yhteyden pohjaveteen. Näitä mittareita käytetään arvioimaan ihmistoimintojen vaikutusta vesistöön.
Lopuksi tulokset näistä indikaattoreista yhdistetään ja pisteytetään, kahdella luokittelulla: ensinnäkin biologisen tilan perusteella (erinomainen, hyvä, tyydyttävä, välttävä, huono), ja toiseksi fysikaalis-kemiallisten ja hydromorfologisten oheismuuttujien perusteella.
Tämä sinänsä tarpeellinen luokittelu jää valitettavan puutteelliseksi, koska vesien tummumisen näkökohtaa ei huomioida (6, 7). Luokittelu ei myöskään kata valuma-alueiden latvoilla olevia pienempiä järviä ja puroja, joista humuspitoiset vedet valuvat isompiin järviin, jokiin ja rannikkoalueille. Ilahduttavaa on, että joissakin turpeenoton lupakäsittelyissä tummumisriski on huomioitu, mutta tummumisen kokonaisvaltainen soveltaminen niin vesistöjen tilanluokittelussa kuin vesiensuojelussa yleensä on syytä toteuttaa kiireellisesti.
“Tämä sinänsä tarpeellinen luokittelu jää valitettavan puutteelliseksi, koska vesien tummumisen näkökohtaa ei huomioida ”
Ilahduttavaa on, että joissakin turpeenoton lupakäsittelyissä tummumisriski on huomioitu, mutta tummumisen kokonaisvaltainen soveltaminen niin vesistöjen tilanluokittelussa kuin vesiensuojelussa yleensä on syytä toteuttaa kiireellisesti.
Valuma-alueiden humuskuormituksen vähentäminen on keskeistä vesiensuojelutyötä
Humuskuormituksen vähentämisessä maankäytön toimintatavat, jotka hillitsevät turpeen maatumista ja tehostavat valuma-alueen vedenpidätyskyvyn parantamista, ovat avainasemassa (4). Nykyisin käytössä olevat maa- ja metsätalouden vesiensuojelurakenteet ovat tehottomia pidättämään liikkeelle lähtenyttä humuskuormitusta.
“Nykyisin käytössä olevat maa- ja metsätalouden vesiensuojelurakenteet ovat tehottomia pidättämään liikkeelle lähtenyttä humuskuormitusta.”
Näin ollen esimerkiksi metsätaloussektorin humuskuormituksen syntyä ennaltaehkäisevien toimintatapojen hyödyntämiseen tulee panostaa niin politiikkatoimien, kannustinjärjestelmien kuin käytännön suunnittelutyön osalta (4). Näitä ennaltaehkäiseviä toimia ovat:
- Jatkuvapeitteinen metsänkasvatus,
- kunnostusojituksen välttäminen,
- olemassa olevien ojaverkostojen patoaminen ja
- puuntuotannollisesti heikkotuottoisten ojitettujen soiden ennallistaminen.
Samat toimintatavat ovat oleellisia myös ravinnekuormituksen ja rehevöitymisen hillinnässä. Valuma-alueiden kokonaisvaltainen tarkastelu ja suojelutyö yhdessä eri toimijaryhmien kanssa on saatava käyntiin sirpaloituneiden vesiensuojeluhankkeiden sijasta. Meillä ei ole varaa antaa vesistöjemme kerätä ravinteita tai humusta. Järvien, jokien ja purojen suojelussa on vielä paljon tehtävää. Hyviä ohjeita ja esimerkkejä on paljon, mutta ne pitää omaksua laajasti koko maan kattavaksi suojelutoiminnaksi
Kirjoittajat
Timo Huttula, Vesistöpaneelin puheenjohtaja
Markku Marttinen, Vesistöpaneelin varapuheenjohtaja
Viitteet
1) Freeman, C., Evans, C., Monteith, D. et al. 2001: Export of organic carbon from peat soils. Nature 412, 785. https://doi.org/10.1038/35090628
2) De Wit H., … 2016: Current Browning of Surface Waters Will Be Futher Promoted by Wetter Climate. Environmental Science & Technology Letters Vol 3/Issue 12.
3) Räike, A., Taskinen, A., Härkönen, L.H., Kortelainen, P. & Lepistö, A. 2024. Browning from headwaters to coastal areas in the boreal region: Trends and drivers. Science of the Total Environment 927: 171959. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.171959
4) Härkönen, L.H., Lepistö, A., Sarkkola, S., Kortelainen, P., & Räike, A. (2023) Reviewing peatland forestry: implications and mitigation measures for freshwater ecosystem browning For. Ecol. Manage. 531, 10.1016/j.foreco.2023.120776
5) Finér, L., Lepistö, A., Karlsson, K., Räike, A., Härkönen, L., Huttunen, M., Joensuu, S., Kortelainen, P., Mattsson, T., Piirainen, S., Sallantaus, T., Sarkkola, S., Tattari, T. & Ukonmaanaho, L. 2021. Drainage for forestry increases N, P and TOC export to boreal surface waters. Science of the Total Environment 762. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144098.
6) Horppila J. et al., 2024: Making waves: The sensitivity of lakes to brownification and issues of concern in ecological status assessment. Water Research 240. Article 120964. https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.120964
7) Albrecht, E., Hannonen, O., Palacin-Lizarbe, C., Suni, J., Härkönen, L.H., Soininen, N., Kukkonen, J. & Vainikka, A. 2023. Browning of boreal lakes: Do public perceptions and governance align with the biological foundations? Ecological Applications 33(5). https://doi.org/10.1002/eap.2856