TAKA-KILLON FYSIKAALISET JA KEMIALLISET OLOSUHTEET

  SEKÄ PLANKTONLAJISTO ELOKUUN 2003 ALUSSA

P. Terho, Jyväskylän yliopisto, Bio- ja ympäristötieteiden laitos

Kuva 1. Taka-Killo järvi

Aineisto ja menetelmät 

Aineisto kerättiin 8. elokuuta 2003. Järvestä otettiin paikanpäällä happipitoisuus ja lämpötila YSI 55 mittarilla, pitoisuudet mitattiin puolen metrin välein pinnasta 12,5 metriin asti. Fluoresenssi mitattiin myös puolen metrin välein pinnasta 6 metriin asti, mittauksessa käytettiin Turner Designs AU-010 laitetta. Lisäksi mitattiin valonpitoisuus Li-Cor LI-193SA laitteella 10 cm:n välein pinnasta 2 metriin asti. Kahdesta metristä eteenpäin valon määrä mitattiin puolen metrin välein 6 metriin asti. Vesinäytteet otettiin Limnos-noutimella viideltä eri syvyydeltä, jotka olivat 0 m, 3 m, 4 m, 8 m ja 12,5 m. Kerätyistä näytteistä tehtiin kemialliset mittaukset. Mitattavia asioita olivat: pH Orion SA720 laitteella, alkaliteetti, klorofylli a Shimadzu UV-2100 laitteella ja käyttämällä laskukaavaa (Kaava 1.) ja sähkönjohtokyky YSI 3200 laitteella. Samoista syvyyksistä otetuista vesistä määritettiin kasviplanktonlajistoa. Lisäksi mitattiin bakteeri klorofylli D:n (aallonpituus 654) ja klorofylli A:n (aallonpituus 665) suhdeluku Shimadzu UV-2100 laitteella. Eläinplanktonin määritystä varten otettiin näytteet syvyyksiltä 0-4 m ja 12 m. Myös veden väri mitattiin Shimadzu UV-2100 laitteella aallonpituuksilla 260 nm  ja 420 nm.

Kaava 1. Klorofylli a:n laskukaava:

Chl a (mg m^-3 )= (Abs 665-750/89 x 3)x (X/Y) x 1000

,jossa X on vol etanolia (10 ml) ja Y on vol suodatettu vesi (1 l)

Tulokset

Järven pinnassa lämpötila oli 21,5 ºC ja happipitoisuus oli 96,2 %. Harppauskerros oli noin metrin paksuinen ja se sijaitsi neljän ja viiden metrin välissä. Tällä syvyydellä lämpötila laski kolmen metrin 20,4 asteesta viiden metrin 8,6 asteeseen. Neljässä metrissä lämpötila oli 12,4 ºC ja happea oli 92,4 %. Hapettoman veden alue alkoi 5 metristä, jossa happea oli enää 9,4 % ja veden lämpötila oli 8,6 ºC (Kuva 2.).

Levämäärää arvioiva fluoresenssi oli pintavedessä huomattavasti pienempi (1,8 mgm^-3) kuin syvimmässä mitatussa vesimassassa eli 6 metrissä, jossa luku oli 3,08 mgm^-3 (Kuva 3.). Fluoresenssi pitoisuuksissa oli huomattava pienentymä 3,5 ja 4 metrissä, joissa pitoisudet olivat 0,113 ja 0,108 mgm^-3.

            
Kuva 2. Lämpötila ja happipitoisuus järven eri syvyyksissä                        Kuva 3. Levämäärää arvioivan fluoresenssin  mgm^-3 pitoisuudet järven eri syvyyksissä.

  
Klorofylli a pitoisuus, joka kuvaa mikrolevien suhteellista määrää vedessä, oli suurin kahdeksan metrin syvyydessä. Tässä syvyydessä pitoisuus oli 71,94 mg/m3. Vähiten klorofylli a:ta oli neljässä metrissä eli 5,52 mg/m3 (Kuva 4.).

Tarkasteltaessa bakteeriklorofylli D:n ja klorofylli A:n runsaussuhteita, havaittiin bakteerisoluja olevan eniten kahdeksan metrin syvyydessä (Kuva 5.). Kun suhdeluku on suurempi kuin 1 on bakteerisolut runsaampia kuin klorofylli a:ta sisältävät leväsolut.

Kuva 4. Taka-Killon klorofylli-A pitoisuudet  ilmaistuna   mg/m3.                                                            Kuva 5. Bakteeriklorofylli D:n (654) ja klorofylli A:n  (665)  suhdeluvut eri syvyyksistä otetuista näytteistä.

Kuva 6a. Valonpitoisuus järven eri syvyyksissä.                                             Kuva 6b. Valonpitoisuus, poistettu poikkeavat tulokset.

Veden haponsitomiskykyä eli puskuroituneisuutta mittaava alkaliteetti oli kolmessa metrissä kaikkein pienin eli 0,099meq/m³. Pinnasta kohti pohjaan lähestyttäessä puskuroituneisuus kasvoi suhteellisen tasaisesti. Suurin haponsitomiskyky oli 12,5 metrissä, jossa se oli 0,25 meq/m³ (Kuva 8.).

  Kuva 7. Järven pH arvot mitattuna pinnasta 12,5 metriin.                        Kuva 8. Alkaliteetti järven eri syvyyksissä (meq/m³).

Veteen liuenneiden suolojen määrää mittaava sähkönjohtavuus kasvoi melko tasaisesti pinnasta pohjaa kohti mentäessä. Suurin arvo  oli 12,5 metrin syvyydessä 2,85 mS/m (Kuva 9.).

Kasviplankton lajistosta tehdyt havainnot viideltä eri syvyydeltä erosivat jonkin verran toisistaan. Suurin ero oli siirryttäessä neljästä metristä kahdeksaan metriin, jossa kasviplankton lajisto väheni ja solumäärät olivat pienempiä. Syvyyksissä 0, 3 ja 4 metriä olivat valtalajeina viherlevät, joista runsain oli Tetraëdron minimum. Runsaana esiintyi myös Trachelomonas sp. ja Sphaerocystis schroeteri. Siirryttäessä hapettomaan kerrokseen, joka alkoi 8 metristä, oli erilaiset pienet bakteerisolut selvästi valtalajistona. Tässä syvyydessä kasviplanktonlajeista runsaimpina esiintyi Monoraphidium contortum (Taulukko 1.). Nämä samat havainnot ovat nähtävissä bakteeri klorofylli D:n ja klorofylli a:n runsaussuhteissa (Kuva 5.).

Taulukko 1. Kasviplanktonlajisto eri näytteenotto syvyyksissä. Taulukossa on myös maininta lajin runsaudesta. x tarkoittaa,
                   että laji esiintyi mitatussa syvyydessä mutta ei ollut erityisen runsas.

Eläinplanktonlajistot olivat otetuissa näytesyvyyksissä hyvin samanlaisia. Calanoida (Eudiaptomus sp.) -hankajalkaisia ja Daphnia-vesikirppuja esiintyi runsaasti 0-4 metrissä otetussa näytteessä. Löydetyt yksilöt olivat melko isokokoisia ja niitä oli selvästi enemmän kuin pieniä yksilöitä. Näytteessä havaittiin myös jonkin verran vesikirppulajia Leptodora kindtii. Rataseläimistä (Rotifer) esiintyi lajeja Keratella cochlearis, Keratella quadrata ja Brachionus quadridentatus. Uutena lajina tuli mukaan Chaoborus sp. sulkasääskentoukat 12 metristä otetussa näytteessä. Mutta valtalajistona oli kuitenkin edelleen Calanoida (Eudiaptomus sp.) ja Daphnia (Taulukko 2.).

Taulukko 2. Eläinplanktonlajisto näytesyvyyksissä 0 - 4 m ja 12 m.

                                                                                                               Tulosten tarkastelu

Taka-Killon hapen määrän pieni lisääntyminen neljässä metrissä viittaisi siihen, että siinä syvydessä oli enemmän happea tuottavia leviä kuin mitä 3,5 metrissä oli. Klorofylli-a mittauksissa leviä oli kuitenkin enemmän kolmessa kuin neljässä metrissä, joten suurempi happipitoisuus todennäköisesti johtui vain viileämmästä vedestä ja ehkä pienemmästä hapen kulutuksesta.

Levämäärää arvioivan fluoresenssin suurimman arvon sijaitseminen kuudessa metrissä viittaisi yhteyttävien bakteerien läsnäoloon. Kuudessa metrissä vedessä oli enää hyvin vähän happea, joten muut kuin sinilevät siellä tuskin enää viihtyvät. Myös klorofylli a:n eli yhteyttävien levien määrän mittauksissa suurimman levätiheyden sijoittuminen kahdeskaan metriin viittaa hapettomassa vedessä toimeen tulevien sinilevien eli syanobakteerien läsnäoloon. Tämä sama asia on myös havaittavissa bakteeriklorofylli D:n (654) ja klorofylli a:n (665) mittauksissa, jossa suurin arvo oli myös kahdeksan metrin syvyydessä. Eli yhteyttäviä bakteereja oli eniten kahdeksassa metrissä. Klorofylli a pitoisuuksien perusteella järvi on rehevyystasoltaan lievästi rehevä ja laatuluokaltaan hyvä. Mutta tarkat määritelmät rehevyystasosta voidaan kuitenkin tehdä vain, jos käytössä on useampia kesän aikana tehtyjä eri mittauskertojen tuloksia.

Klorofylli a:n runsaussuhteet kuvastuvat osittain myös veden väriin. Runsas levien määrä kahdeksassa metrissä vaikuttaa veden värin tummumiseen. Kahdeksassa metrissä alusvesi oli myös hapetonta, joka vaikuttaa värin kasvuun. Kasvua aiheuttaa sameuden lisääntyminen ja rauta- ja mangaaniyhdisteiden liukeneminen hapettomasta alusvedestä. Myös kerrostuneisuus vaikuttaa siihen, että pohjalla on suuremmat väriarvot. Kerrostuneisuuden vallitessa humus-rautayhdisteet kerääntyvät alusvesiin ja väriarvot pohjalla kasvavat. Pinnassa väriarvot oli vat pienempiä, koska siellä oli myös pienemmät leväpitoisuudet. Mittausten perusteella Taka-Killon vesi on väriltään humuspitoinen, kun värin ohjearvona on 40-100mg Pt/l.

Suuret vaihtelut mitatuissa valonpitoisuuksissa voivat johtua ainakin kahdesta eri syystä. Yksi mahdollinen syy voi olla, että aurinko tuli välillä enemmän näkyviin pilvien takaa, jolloin valonmäärä oli satunnaisesti suurempi eri syvyyksissä. Toinen syy virheisiin valonpitoisuuksissa voi olla, että mittalaite on jostain syystä kulkeutunut lähemmäksi pintaa kuin mitä sen olisi pitänyt olla. Valon sammumiseen vaikuttaa veden väri ja erilaiset vedessä olevat orgaaniset aineet ja yhdisteet, kuten humusaineet ja levät.

Happamuudeltaan järven vesi oli lähes neutraalia pinnasta pohjaan asti. pH-arvoon vaikuttavat muunmuassa veden hiilidioksidi, karbonaatit, bikarbonaatit ja lämpötila.

Veden haponsitomiskykyä eli puskuroituneisuutta mittaavan alkaliteetin kasvaminen pinnasta kohti pohjaa on merkki siitä, että pohjalla on enemmän happoa sitovia aineita. Näitä aineita ovat vapaa hiilidioksidi sekä vetykarbonaatti- ja karbonaatti -ionit. Mittausten perusteella järven vesi siis on happamoitumisen vastustuskyvyltään pohjalla hyvä ja kahdeksasta metristä kohti pintaa noustessa puskurikyky on tyydyttävä, paitsi kolmessa metrissä jossa se on välttävä. Jotta järven haponsitomiskyky voitaisiin määrittää tarkkaan tarvittaisiin useita mittakusia kesän aikana tai näyte kannattaisi ottaa syyskierron aikana, jolloin vesi on tasalaatuista.

Sähkönjohtavuuden suureneminen pohjaa kohti mentäessä tarkoittaa, että pohjalla on enemmän sähkönjohtavuutta lisääviä suoloja. Sisävesissä sähkönjohtavuuteen vaikuttavat orgaaniset ainekset, jotka hajotessaan vapauttavat ioneja. Koska Taka-Killon sähkönjohtavuus oli melko alhainen,voidaan siitä päätellä, että järveen ei ole päässyt jätevesiä eikä alueella ole viljeltyjä peltoja. Suolojen määrää ja sähköjohtavuutta lisäävät jätevedet  ja peltolannoitus.

Eläinplankton näytteissä vallitsevien lajiryhmien Calanoida hankajalkaiset ja Daphnia vesikirput edustajien huomattavan suuri koko antaa aihetta epäillä, että järvestä on talven aikana kuollut planktonia syöviä kaloja. Kalojen poissa ollessa eläinplankton pääsee runsastumaan ja myös isot yksilöt selviävät hengissä. Toisaalta näiden näytteiden perusteella ei voida sanoa varmasti esiintyykö isot eläinplankton yksilöt runsaana järvessä. Näytteet otettiin vain yhdestä kohtaa järveä, jossa saattoi olla sillä hetkellä isojen yksilöiden kasauma. Varmemmat johtopäätökset voitaisiin tehdä jos näytteitä olisi otettu useasta eri kohtaa järveä. Kahdestatoista metristä otetussa näytteessä olleet Chaoborus sp. sulkasääsken toukat kertovat pohjaveden hapettomasta tilasta.

Kasviplanktonnäytteissä viherlevien runsas esiintyminen pinnasta neljään metriin, on ominaista pienille humus järville. Myös piilevien puuttuminen on merkki siitä, että Taka-Killo on pieni järvi. Piileviä esiintyy yleisenä isommissa tuulille altiissa järvissä. Syvemmälle järvessä vallitsevina esiintyvät bakteerisolut viittaavat hapettomaan alusveteen. Levien melko pienet pitoisuudet (5,52 – 7,43 mg/m³ ) lähellä pintaa olevissa syvyyksissä voisivat  viitata lähellä pintaa tapahtuvaan eläinplanktonin laidunnukseen. Eli runsaana esiintyvät isot hankajalkaiset olisivat vähentäneet kasviplanktonin määriä. Isokokoiset hankajalkaiset olisivat siis seurausta pienentyneestä eläinplanktonia ravintonaan käyttävästä kalakannasta.

Koska Taka-Killosta ei löytynyt aikaisempaa julkaistua tietoa, en voinut vertailla saatuja tuloksia mihinkään aikaisempaan tietoon. Tätä raporttia varten tehdyt mittaukset ja määritykset tehtiin vain yhtenä ajankohtana elokuussa 2003, joten saadut tulokset kertovat vain sen hetkisen tilanteen. Tarkempia ja varmempia päätelmiä varten pitäisi tehdä useampia näytteenottokertoja useammista eri kohdista järveä.