Uusi työkalu vesien humuskuormituksen arviointiin

Suomen ja muun pohjoisen pallonpuoliskon pintavedet ovat tummuneet viime vuosikymmeninä. Ilmiö johtuu ennen kaikkea vesistöihin kulkeutuvan humuksen ja raudan lisääntymisestä. Tummumista vauhdittavat ilmastonmuutos ja valuma-alueiden maankäyttö, erityisesti turvemailla.

Nykyiset vesien tilan seurantamenetelmät on suunniteltu ensisijaisesti havaitsemaan rehevöitymistä, minkä vuoksi tummuminen jää usein huomaamatta. Ongelmallista on myös se, että kun järvi tummuu, muutos on yleensä pysyvä.

FM Salla Rajalan väitöskirjatutkimukset osoittavat, että perustuottajien eli vesikasvien ja pintalevien klorofyllipigmentit voisivat tarjota kaivatun biologisen mittarin, joka huomioi tummumisen vaikutukset vesistöissä. 

– Veden tummumisen ekologisia seurauksia ei tällä hetkellä seurata systemaattisesti. Pigmenttiperusteinen indikaattori olisi ympäristöviranomaisille yksinkertainen ja luotettava tapa tuoda tummuminen osaksi vesien tilan arviointia, arvioi Rajala väitöskirjassaan.

Menetelmä perustuu siihen, että vesikasvien ja levien klorofyllipigmentit heijastavat niiden saamaa valoa. Perustuottajille tärkeät lyhyet valon aallonpituudet vähenevät voimakkaasti vesien tummuessa. Kasvit kompensoivat tätä lisäämällä apupigmenttejä, että ne pystyisivät ylläpitämään yhteyttämistä muuttuvissa olosuhteissa.

Rajalan väitöskirja on osa professori Jukka Horppilan johtamaa HUMI-hanketta. Kymmenvuotista tutkimushanketta rahoittaa R. Erik ja Bror Serlachiuksen säätiö.  HUMI on löytänyt järvien eliöistä useita selkeitä merkkejä siitä, miten ne reagoivat humuskuormituksen aiheuttamaan tummumiseen.  

Tummuminen pakottaa eliöt sopeutumaan, ja siksi tietyt ominaisuudet yleistyvät, vaikka lajikirjo kapenee lähes kaikissa eliöryhmissä. Esimerkiksi kasviplanktonissa menestyvät uintisiimalliset lajit, jotka voivat uida valon ja ravinteiden perässä muuttuvassa ympäristössä. Eläinplanktonin pintaloiset runsastuvat, kun humus lisää bakteerien määrää, joka toimii pintaloisten ravintona. Lisäksi loisittu eläinplankton yleistyy, koska tummissa vesissä kalat näkevät huonommin eivätkä pysty syömään niitä yhtä tehokkaasti kuin kirkkaissa järvissä. Kokonaisuudessaan kalojen biomassan määrä vähenee ja erityisesti pohjaeläimiä syövät lajit harvinaistuvat, kun järvet tummuvat.

Väitöksen tiedot

FM Salla Rajala väittelee 28.11.2025 kello 13 Helsingin yliopiston bio- ja ympäristötieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Photosynthetic Pigment Variations in Aquatic Primary Producers Along a Water Colour Gradient - A Possible Bioindicator for Freshwater Browning". Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Metsätieteiden talo, Raisio-sali (LS B2), Latokartanonkaari 7. Sitä voi seurata myös striimattuna.

Väitöskirja on myös elektroninen julkaisu ja luettavissa Heldassa.

Vastaväittäjänä on professori Torben Lauridsen, Aarhus University, ja kustoksena on Satu Estlander.