Browsing by Subject "virtavedet"

Sort by: Order: Results:

Now showing items 1-20 of 25
  • Lakso, Esko (National Board of Waters and Environment. Vesi- ja ympäristöhallitus, 1988)
    Publications of the Water and Environment Research Institute 1
    Yhteenveto: Ilmastus ylisyöksypadoilla
  • Unknown author (Vesihallitus, 1973)
    Vesihallitus. Tiedotus 45
  • Mykrä, Heikki; Kuoppala, Minna; Nykänen, Vesa; Tolonen, Katri; Turunen, Jarno; Vilmi, Annika; Karjalainen, Satu Maaria (Elsevier, 2021)
    Journal of Environmental Management 278, Part 2 (2021), 111532
    Mining has changed landscapes locally in northern Fennoscandia and there is an increasing pressure for exploitation of the remaining mineral deposits of the region. Mineral deposits, even if unmined, can strongly influence stream water chemistry, stream biological communities and the ability of organisms to tolerate stressors. Using data sampled from six mining areas with three active (gold and chrome), two closed (gold) and one planned mine (phosphate), we examined how mineral deposits and mining influence water chemistry and diatom and macroinvertebrate communities in subarctic streams in Finnish Lapland. We supplemented the data by additional samples compiled from databases and further assessed how variation in background geological conditions influences bioassessments of the impacts arising from mining. We found that water specific conductivity was elevated in our study streams draining through catchments with a high mineral potential. Mining effects were mainly seen as increased concentration of nitrogen. Influence of mineral deposits was detected in composition of diatom and macroinvertebrate communities, but communities in streams in areas with a high mineral potential were as diverse as those in streams in areas with a low mineral potential. Mining impacts were better detected for diatoms using a reference condition based on sites with a high than low mineral potential, while for macroinvertebrates, the responses were generally less evident, likely because of only minor effects of mining on water chemistry. Community composition and frequencies of occurrence of macroinvertebrate taxa were, however, highly similar between mine-influenced streams and reference streams with a high potential for minerals indicating that the communities are strongly structured by the natural influence of mineral deposits. Incorporating geochemistry into the reference condition would likely improve bioassessments of both taxonomic groups. Replicated monitoring in potentially impacted sites and reference sites would be the most efficient framework for detecting environmental impacts in streams draining through mineral-rich catchments.
  • Rajakallio, Maria; Jyväsjärvi, Jussi; Muotka, Timo; Aroviita, Jukka (Blackwell, 2021)
    Journal of Applied Ecology 58: 7, 1523-1532
    1. Growing bioeconomy is increasing the pressure to clear-cut drained peatland forests. Yet, the cumulative effects of peatland drainage and clear-cutting on the biodiversity of recipient freshwater ecosystems are largely unknown. 2. We studied the isolated and combined effects of peatland drainage and clear-cutting on stream macroinvertebrate communities. We further explored whether the impact of these forestry-driven catchment alterations to benthic invertebrates is related to stream size. We quantified the impact on invertebrate biodiversity by comparing communities in forestry-impacted streams to expected communities modelled with a multi-taxon niche model. 3. The impact of clear-cutting of drained peatland forests exceeded the sum of the independent effects of drainage and clear-cutting, indicating a synergistic interaction between the two disturbances in small streams. Peatland drainage reduced benthic biodiversity in both small and large streams, whereas clear-cutting did the same only in small streams. Small headwater streams were more sensitive to forestry impacts than the larger downstream sites. 4. We found 11 taxa (out of 25 modelled) to respond to forestry disturbances. These taxa were mainly different from those previously reported as sensitive to forestry-driven alterations, indicating the context dependence of taxonomic responses to forestry. In contrast, most of the functional traits previously identified as responsive to agricultural sedimentation also responded to forestry pressures. In particular, taxa that live temporarily in hyporheic habitats, move by crawling, disperse actively in water, live longer than 1 year, use eggs as resistance form and obtain their food by scraping became less abundant than expected, particularly in streams impacted by both drainage and clear-cutting. 5. Synthesis and applications. Drained peatland forests in boreal areas are reaching maturity and will soon be harvested. Clear-cutting of these forests incurs multiple environmental hazards but previous studies have focused on terrestrial ecosystems. Our results show that the combined impacts of peatland drainage and clear-cutting may extend across ecosystem boundaries and cause significant biodiversity loss in recipient freshwater ecosystems. This information supports a paradigm shift in boreal forest management, whereby continuous-cover forestry based on partial harvest may provide the most sustainable approach to peatland forestry.
  • Finér, Leena; Lepistö, Ahti; Karlsson, Kristian; Räike, Antti; Härkönen, Laura; Huttunen, Markus; Joensuu, Samuli; Kortelainen, Pirkko; Mattsson, Tuija; Piirainen, Sirpa; Sallantaus, Tapani; Sarkkola, Sakari; Tattari, Sirkka; Ukonmaanaho, Liisa (Elsevier, 2021)
    Science of The Total Environment 762 (2021), 144098
    More reliable assessments of nutrient export to surface waters and the Baltic Sea are required to achieve good ecological status of all water bodies. Previous nutrient export estimates have recently been questioned since they did not include the long-term impacts of drainage for forestry. We made new estimates of the total nitrogen (N), total phosphorus (P) and total organic carbon (TOC) export from forests to surface waters at different spatial scales in Finland. This was done by formulating statistical equations between streamwater concentrations and climate, soil, forest management and runoff variables and spatial data on catchment characteristics. The equations were based on a large, long-term runoff and streamwater quality dataset, which was collected from 28 pristine and 61 managed boreal forest catchments located around Finland. We found that the concentrations increased with temperature sum (TS), i.e. from north to south. Nitrogen, P and TOC concentrations increased with the proportion of drained areas in the catchment; those of N and TOC also increased with the proportion of peatlands. In contrast, with the increasing concentrations of N and TOC with time, P concentrations showed a decreasing trend over the last few decades. According to our estimates, altogether 47,300 Mg of N, 1780 Mg of P and 1814 Gg of TOC is transported from forest areas to surface waters in Finland. Forest management contributes 17% of the N export, 35% of the P export and 12% of the TOC export. Our new forest management export estimates for N and P are more than two times higher than the old estimates used by the environment authorities. The differences may be explained by the long-term impact of forest drainage. The spatial results indicate that peatland forests are hotspots for N, P and TOC export, especially in the river basins draining to the Gulf of Bothnia.
  • Jyväsjärvi, Jussi; Lehosmaa, Kaisa; Aroviita, Jukka; Turunen, Jarno; Rajakallio, Maria; Marttila, Hannu; Tolkkinen, Mikko; Mykrä, Heikki; Muotka, Timo (Elsevier, 2021)
    Ecological Indicators 121 (2021), 106986
    Degradation of freshwater ecosystems requires efficient tools for assessing the ecological status of freshwater biota and identifying potential cause(s) for their biological degradation. While diatoms and macroinvertebrates are widely used in stream bioassessment, the potential utility of microbial communities has not been fully harnessed. Using data from 113 Finnish streams, we assessed the performance of aquatic leaf-associated fungal decomposers, relative to benthic macroinvertebrates and diatoms, in modelling-based bioassessment. We built multi-taxon niche -type predictive models for fungal assemblages by using genus-based and sequence-based identification levels. We then compared the models’ precision and accuracy in the prediction of reference conditions (number of native taxa) to corresponding models for macroinvertebrates and diatoms. Genus-based fungal model nearly equalled the accuracy and precision of our best model (macroinvertebrates), whereas the sequence-based model was less accurate and tended to overestimate the number of taxa. However, when the models were applied to streams disturbed by anthropogenic stressors (nutrient enrichment, sedimentation and acidification), alone or in combination, the sequence-based fungal assemblages were more sensitive than other taxonomic groups, especially when multiple stressors were present. Microbial leaf decomposition rates were elevated in sediment-stressed streams whereas decomposition attributable to leaf-shredding macroinvertebrates was accelerated by nutrients and decelerated by sedimentation. Comparison of leaf decomposition results to model output suggested that leaf decomposition rates do not detect effectively the presence of multiple simultaneous disturbances. The rapid development of global microbial database may soon enable species-level identification of leaf-associated fungi, facilitating a more precise and accurate modelling of reference conditions in streams using fungal communities. This development, combined with the sensitivity of aquatic fungi in detecting the presence of multiple human disturbances, makes leaf-associated fungal assemblages an indispensable addition in a stream ecologist’s toolbox.
  • Wymore, Adam S.; Johnes, Penny J.; Bernal, Susana; Brookshire, E. N. Jack; Fazekas, Hannah M.; Helton, Ashley M.; Argerich, Alba; Barnes, Rebecca T.; Coble, Ashley A.; Dodds, Walter K.; Haq, Shahan; Johnson, Sherri L.; Jones, Jeremy B.; Kaushal, Sujay S.; Kortelainen, Pirkko; López-Lloreda, Carla; Rodríguez-Cardona, Bianca M.; Spencer, Robert G. M.; Sullivan, Pamela L.; Yates, Christopher A.; McDowell, William H. (American Geophysical Union, 2021)
    Global Biogeochemical Cycles, 35(8), e2021GB006953
    A comprehensive cross-biome assessment of major nitrogen (N) species that includes dissolved organic N (DON) is central to understanding interactions between inorganic nutrients and organic matter in running waters. Here, we synthesize stream water N chemistry across biomes and find that the composition of the dissolved N pool shifts from highly heterogeneous to primarily comprised of inorganic N, in tandem with dissolved organic matter (DOM) becoming more N-rich, in response to nutrient enrichment from human disturbances. We identify two critical thresholds of total dissolved N (TDN) concentrations where the proportions of organic and inorganic N shift. With low TDN concentrations (0–1.3 mg/L N), the dominant form of N is highly variable, and DON ranges from 0% to 100% of TDN. At TDN concentrations above 2.8 mg/L, inorganic N dominates the N pool and DON rarely exceeds 25% of TDN. This transition to inorganic N dominance coincides with a shift in the stoichiometry of the DOM pool, where DOM becomes progressively enriched in N and DON concentrations are less tightly associated with concentrations of dissolved organic carbon (DOC). This shift in DOM stoichiometry (defined as DOC:DON ratios) suggests that fundamental changes in the biogeochemical cycles of C and N in freshwater ecosystems are occurring across the globe as human activity alters inorganic N and DOM sources and availability. Alterations to DOM stoichiometry are likely to have important implications for both the fate of DOM and its role as a source of N as it is transported downstream to the coastal ocean.
  • Huhtala, Jarmo (Lapin ympäristökeskus, 2008)
    Suomen ympäristö 29/2008
    Käytännössä miltei kaikkia Lapin jokia ja puroja, joiden valuma-alueella on ollut hakkuita, on käytetty uittoväylänä. Lukuisat kosket muotoiltiin rännimäisiksi uomiksi uittotoiminnan helpottamiseksi. Uittoväyliä oli laajimmillaan Lapissa kaikkiaan noin 10 000 km. Uiton loputtua vesistöissä voimassa olleet uittosäännöt kumottiin lupaviranomaisen toimesta. Lapin läänin aluetta koskevia uittosääntöjen kumoamispäätöksiä, jotka sisälsivät virta-alueiden kalataloudellisia kunnostamisvelvoitteita, oli kaikkiaan 55 kappaletta. Kuinka näissä uiton jälkeisissä jokien koski- ja virta-alueiden kalataloudellisissa kunnostuksissa onnistuttiin saavuttamaan haluttuja kalataloudellisia vaikutuksia? Edellä mainittuun kysymykseen haetaan osaltaan vastausta arvioimalla seitsemän kalataloudellisesti kunnostetun joen  kunnostustöiden kalataloudellista vaikuttavuutta. Arvioinnin kohteena olevat joet on kunnostettu seuraavassa aikajärjestyksessä: Kuohunkijoki 1980-luvun alussa, Sattanen ja Raudanjoki 1990-luvun alkupuolella, Ounasjoki 1990-luvun puolivälissä, Värriöjoki 1990-luvun loppupuolella sekä Ylä-Kemijoki ja Viantiejoki 2000-luvun alussa. Kalataloudellisten kunnostamistöiden kalabiologisia vaikutuksia on arvioitu seurantakohteilla tehtyjen sähkökoekalastustulosten perusteella. Tarkastelun kohteena ovat erityisesti olleet kalataloudellisesti kunnostettujen jokien koski- ja virta-alueiden arvokalojen luontaisen lisääntymisen, kalabiomassan, kalatiheyden sekä kalalajisuhteiden kehittyminen koskien kunnostamistöiden jälkeen. Julkaisussa on esitetty havaintoja seurantakohteiden kunnostusten teknisestä toteuttamisesta ja jokikunnostustyömaan kalataloudellisen kunnostuksen asiantuntijaohjauksen järjestämisestä sekä edellä mainittujen tekijöiden vaikutuksista jokien kalataloudellisen kunnostusten kalabiologisten tavoitteiden saavuttamiseen. Ennakko-odotusten mukaisesti kalataloudellisesti kunnostettujen jokien koski- ja virta-alueiden keskimääräinen kalabiomassa olikin kasvanut useimmalla kohteella kunnostuksen jälkeen. Kunnostettujen virta-alueiden keskimääräinen kalabiomassa oli kasvanut useimmalla kohteella noin 40–100 %. Kunnostettujen jokien koski- ja virta-alueiden alueiden keskimääräinen lohikalojen biomassa kasvoi kaikilla kunnostetuilla kohteilla kalataloudellisen kunnostamisen jälkeen. Lohikalojen koski- ja virta-alueiden biomassan kasvu eri kohteilla vaihteli 19–2 400 % välillä. Kaikilla seurannassa olleilla kunnostetuilla jokialueilla on havaittu taimenen luontaista lisääntymistä kalataloudellisen kunnostamisen jälkeen. Kaikkien seurannassa olleiden jokien kalataloudellisen kunnostamisen todettiin tuottaneen kalataloudellista hyötyä. Ylivoimaisesti suurin kalataloudellinen hyöty (6 875 €/ha) koitui Ounasjoen yläosan kalataloudellisesta kunnostamisesta. Ounasjoen yläosan kunnostuksen vuonna 2003 tuottama kalataloudellinen hyöty arvioitiin alueelle istutettujen lohen poikasten tuottamien vaelluspoikasten määrän perusteella. Muiden seurannassa olleiden jokien kunnostuksesta koitunut kalataloudellinen hyöty vaihteli välillä 41–536 €/ha/a ollen keskimäärin noin 275 €/ha/a. Sattasjoen, Ounasjoen, Värriöjoen ja Ylä-Kemijoen osalta ei voitu kuitenkaan arvioida ko. jokien kalataloudellista kunnostamisesta harjuskannoille koitunutta hyötyä. Lapin kalataloudellisen kunnostustoiminnan tuottavuus kasvoi huomattavasti 1990-luvun alkupuolella. Huomattavasti pienemmillä kunnostuskustannuksilla (€/ha) saatiin merkittävästi suurempi kalataloudellinen hyöty. Kunnostamistyön toteuttamisvaiheessa tulee varmistaa, että työmaalla on organisaation jokikunnostustietämys ja osaaminen tehokkaassa käytössä. Paraskaan kunnostussuunnitelma ei takaa hyvää ja laadukasta kunnostamisen toteutusta, ellei työmaalle ole järjestetty riittävästi kalataloudellisen kunnostamistyön asiantuntijaohjausta. Asianmukainen työnohjaus vähentää kunnostamistyön kustannuksia ja lisää hankkeen kalataloudellista vaikuttavuutta.  
  • Sarvilinna, Auri; Hjerppe, Turo; Arola, Maria; Hämäläinen, Liisa; Jormola, Jukka (Suomen ympäristökeskus, 2012)
    Tavoiteltaessa vesien hyvää ekologista tilaa valuma-alueiden maankäytön ja pienvesien merkitys korostuu. Valuma-alueelta tuleva, rehevöittävä ravinnekuormitus kulkeutuu isompiin vesistöihin purojen, valtaojien ja norojen kautta. Pienet virtavedet tarjoavat ainutlaatuisia elinympäristöjä monille eliölajeille. Tarve purojen laajamittaiselle kunnostamiselle tunnustetaan, ja purojen suuri merkitys kaupunkiluonnon monimuotoisuudelle on tullut tutkimuksissa selkeästi esille. Samalla purojen arvostus on noussut, kun yleinen tietoisuus puroista on kasvanut ja niiden kunnostamisen hyödyt ymmärretty. Kaupunkialueilla valuma-alueen merkitys kuormituksessa korostuu. Maankäyttö on usein tehokasta, erilaisia toimijoita on paljon ja hulevesien aiheuttamat virtaamavaihtelut aiheuttavat ongelmia. Kunnostustarpeen selvittäminen ja kunnostuksen suunnittelu tarkastelemalla puroa ja sen valuma-aluetta kokonaisuutena on keskeistä kaupunkialueiden pienvesien kunnostus- ja suojelutoimia suunniteltaessa. Kaupunkialueilla tärkeitä pienvesien kunnostustavoitteita ovat esimerkiksi hulevesien käsittely, tulvasuojelu sekä uoman morfologisen ja ekologisen monimuotoisuuden lisääminen. Keinoja kunnostamiseen on useita ja oikeiden menetelmien valitseminen edellyttää valuma-alueen perusteellista tuntemusta. Kaupunkialueiden purokunnostuksiin liittyy keskeisenä osana myös yhteistyö eri toimijoiden ja kaupunkilaisten välillä. Kunnostushankkeen etenemistä tarkastellaan oppaassa yleisellä tasolla sekä Vantaanjoen alimman sivupuron Longinojan valuma-alueella Helsingissä. Opas tarjoaa monipuolisen tietopaketin taajama-alueiden pienvesien kunnostamisesta kaavoituksen, ympäristön tilan, viheralueiden ja rakentamisen parissa työskenteleville henkilöille, jotka tekevät taajama-alueiden pienvesiä koskevia suunnitelmia ja päätöksiä.
  • (Vesihallitus, 1980)
    Vesihallitus. Tiedotus 188
  • Alahuhta, Janne; Lindholm, Marja; Baastrup-Spohr, Lars; García-Girón, Jorge; Toivanen, Maija; Heino, Jani; Murphy, Kevin (Elsevier, 2021)
    Aquatic Botany 168: 103325
    Broad-scale studies of species distributions and diversity have contributed to the emergence of general macroecological rules. These rules are typically founded on research using well-known terrestrial taxa as models and it is thus uncertain whether aquatic macrophytes follow these macroecological rules. Our purpose is to draw together available information from broad-scale research on aquatic macrophytes growing in lakes, ponds, wetlands, rivers and streams. We summarize how different macroecological rules fit the patterns shown by freshwater plants at various spatial scales. Finally, we outline future actions which should be taken to advance macroecological research on freshwater plants. Our review suggested that some macroecological patterns are relatively well-evidenced for aquatic macrophytes, whereas little information exists for others. We found, for example, that the species richness-latitude relationship follows a unimodal pattern, and species turnover prevails over species nestedness, whereas higher nestedness-related richness differences are found in low beta diversity regions. Contrary to terrestrial plants, climate or history seem not to be dominant determinants explaining these broad-scale patterns; instead local explanatory variables (e.g., water quality, such as alkalinity and nutrients, and hydromorphology) are often important for freshwater plants. We identified several knowledge gaps related, for example, to a smaller number of studies in lotic habitats, compared with lentic habitats, lack of spatially-adequate aquatic plant studies, deficiency of comprehensive species traits databases for aquatic macrophytes, and absence of a true phylogeny comprising most freshwater plant lineages. We hope this review will encourage the undertaking of additional macroecological investigations on freshwater plants across broad spatial and temporal scales.
  • Rääpysjärvi, Jaana; Karjalainen, Satu Maaria; Karttunen, Krister; Kuoppala, Minna; Aroviita, Jukka (Suomen ympäristökeskus, 2016)
    Suomen ympäristökeskuksen raportteja 20/2016
    Suomen pinta-alasta valtaosa on metsätalousmaata. Metsätaloustoimenpiteiden vaikutuksia virtavesien biologiseen tilaan on kuitenkin selvitetty vain vähän. Tämän hankkeen tavoitteena oli tuottaa lisää tietoa metsätalouden vaikutuksista purojen ja jokien ekologiseen tilaan sekä kehittää biologista vaikutusseurantaa pienissä virtavesissä. Hankkeessa tarkasteltiin vedenlaatua ja biologisia laatumuuttujia (päällyslevät, vesisammalet ja pohjaeläimistö) suhteessa metsätalouden intensiteettiin 12 purokohteen (pääasiassa Luken metsätalouden kuormituksen seurantaverkko) ja 40 jokikohteen (pääasiassa MaaMet-seurannan metsätalouskohteet) aineiston avulla. Paikkavalinnoissa pyrittiin minimoimaan maatalouden vaikutus pois. Purokohteiden biologisen tilan kartoittamiseksi tehtiin maastotöitä elo-syyskuussa 2015. Hanke toteutettiin Suomen ympäristökeskuksen toimesta ja sen rahoitti maa- ja metsätalousministeriö. Tulosten perusteella metsätalousalueilla sekä puroissa että jokivesissä etenkin typpipitoisuudet olivat selkeästi taustapitoisuuksia suuremmat. Pitoisuuksia selitti valuma-alueen metsäojitusten määrä, mutta myös luontaiset tekijät ja yhteisvaikutukset. Purokohteilla luonnollinen vaihtelu oli hyvin suurta, mikä ilmeni erityisesti biologisissa mittareissa. Hankkeessa tutkituilla Luken seurantaverkon kuudella metsä-talouskohteella päällyslevien, vesisammalten ja pohjaeläinten tila ei ollut merkittävästi heikentynyt. Jokikohteissa vedenlaatu (typpipitoisuus, veden väri) sekä päällyslevien ja vesikasvillisuuden tila heik-kenivät metsätalouden määrän (ojitusten) lisääntyessä. Purokohteilla testattiin päällyslevien määrän mittaamisessa optista, a-klorofylliä mittaavaa Bentho-Torch-fluorometriä, joka on biologisen tilan arviointiin kehitetty uusi laite. Fluorometri soveltuu käytettäväksi kivipintojen päällyslevien kokonaismäärän ajalliseen seurantaan esimerkiksi erilaisten metsäta-loustoimenpiteiden yhteydessä. Fluorometrin käyttöön liittyviä menetelmiä tulee kuitenkin vielä kehittää luotettavan seurantatiedon varmistamiseksi. Erityisesti intensiivisen metsätalouden ja tiheään ojitettujen valuma-alueiden alapuolisissa jokivesissä ekologinen tila oli heikentynyt. Niin kuin muukin ympäristön tilan seuranta, metsätalouden vaikutusten luotettava seuranta edellyttää edustavaa seurantakohteiden ja elinympäristöjen valintaa. Metsätalouden vesiensuojelutoimien vaikuttavuudesta virtavesien ekologiseen tilaan tarvittaisiin lisää tietoa vesienhoidon suunnittelun tueksi.
  • Laamanen, Tiina (Helsingin yliopisto, 2019)
    Ihmistoiminnan vaikutukset ovat muuttaneet voimakkaasti ekosysteemien rakennetta ja toimintaa maailmanlaajuisesti viimeisten vuosikymmenten aikana. Ekologisen tilan heikentyminen aiheuttaa vakavan uhan virtavesien eliöyhteisöjen monimuotoisuudelle. Tulevaisuudessa tarve kustannustehokkaille, luotettaville ja nopeille keinoille arvioida vesistöjen ekologista tilaa kasvaa. Biomonitorointi, eli eliöiden käyttö ympäristömuutosten seurantaan ja mittaamiseen, pyrkii tunnistamaan, seuraamaan ja arvioimaan ekosysteemien toimintaa uhkaavia ympäristön stressitekijöitä. Tulevaisuudessa yksi mahdollinen biomonitoroinnin työkalu ja ekologisen tilan mittari yhdessä muiden biologisten (esim. piilevät, pohjaeläimet, vesikasvit ja kalat) ja fysikaalis-kemiallisten mittarien kanssa voi olla mikrobit. Uuden polven sekvensointimenetelmien kehitys ja sekvensointikustannusten aleneminen viime vuosina on mahdollistanut yhä useamman ympäristömikrobiaineiston analysoinnin uuden polven sekvensointimenetelmillä. Tämän pro gradu -tutkielman tarkoitus on tuoda lisätietoa siitä, mitkä eri ympäristötekijät vaikuttavat virtaavien vesien biofilmibakteerien yhteisörakenteeseen, yhteisö-ympäristösuhteen voimakkuuteen, yhteisöjen koostumusta selittävien muuttujien identiteettiin ja miten harvinaisten bakteerisukujen poisto aineistosta vaikuttaa erilaisiin ympäristömuuttujiin. Tutkimusaineistoa analysoidaan redundanssianalyysin (redundancy analysis, RDA) ja monimuuttujaregressiopuiden (Multivariate regression trees, MRT) avulla. Tutkielman tavoitteena on myös kuvata länsisuomalaisten virtavesien koskipaikkojen kivien pinnalla elävien biofilmibakteerien ominaispiirteitä pääjakso-, luokka-, lahko-, heimo- ja sukutasoille tehtävien BLAST-analyysien (basic local alignment search tool) avulla. Pro gradu tutkielmani bakteeriaineiston näytteet on otettu 21 suomalaiselta kolmannen jakovaiheen jokivaluma-alueelta, joilta eristettiin erillisten purojen koskipaikoista bakteerinäytteitä yhteensä 84 kappaletta. Samaan aikaan bakteerinäytteiden ottamisen kanssa tutkimuskohteilla toteutettiin vesinäytteenotto, ja kohteista määritettiin myös piilevä- ja pohjaeläinlajisto. Näytteet sekvensoitiin Ion Torrent Semiconductor -sekvensaattoria käyttäen ja valmis sekvenssiaineisto analysoitiin QIIME (Quantitative Insights Into Microbial Ecology) –ohjelmalla. Sekvenssit klusteroitiin toiminnallisiksi taksonomisiksi yksiköiksi (OTUiksi) 97 % samankaltaisuusastetta käyttäen. OTUille haettiin BLASTia (basic local alignment search tool) käyttäen paras mahdollinen pääjakso-, luokka-, lahko-, heimo- ja sukutason vastaavuus. Yleisimmät havaitut luokat olivat Alphaproteobacteria (28.9%), Betaproteobacteria (27.7%), Gammaproteobacteria (7.5%) Cytophagia (7.3%), Saprospirae (6.5%) ja Flavobacteriia (5.1%). Tuloksista havaitaan, että yhteisön ympäristösuhteisiin vaikuttavat erityisesti yleiset lajit. Harvinaisten lajien poistolla ei tässä tutkimuksessa siten havaita olevan suurta merkitystä, vaan merkitsevät muuttujat pysyvät lähes samoina huolimatta siitä, poistetaanko aineistosta ne lajit, jotka esiintyvät vain yhdellä paikalla vai kaikki ne lajit, jotka esiintyvät vain ≤ 40 paikalla. Myös selitysasteet jäävät alhaisiksi ja satunnaisten eli stokastisten tekijöiden vaikutus yhteisön ympäristöolosuhteisiin luultavasti korostuu. Jatkossa eri bakteeritaksonien roolista muuttuvissa ympäristöolosuhteissa tarvitaan tarkempaa tietoa ennen kuin virtavesien biofilmibakteereja voidaan laajamittaisesti käyttää biomonitoroinnin täysimittaisena työkaluna ja ympäristön tilan kuvaajana. Tämän tutkielman redundanssianalyysin, vaihtelun osituksen ja monimuuttujaregressiopuiden avulla saatujen tulosten perusteella voidaan todeta virtaavien vesien mikrobiyhteisöjen yhteisö-ympäristösuhteiden olevan heikkoja. Ympäristön tilan seurannassa tulisikin jatkossa tulosten perusteella käyttää mikrobien osalta muita vastemuuttujia kuin yhteisörakennetta.
  • Kuglerová, Lenka; Hasselquist, Eliza Maher; Sponseller, Ryan Allen; Muotka, Timo; Hallsby, Goran; Laudon, Hjalmar (Elsevier, 2021)
    Science of The Total Environment 756 (2021), 143521
    In this paper we describe how forest management practices in Fennoscandian countries, namely Sweden and Finland, expose streams to multiple stressors over space and time. In this region, forestry includes several different management actions and we explore how these may successively disturb the same location over 60–100 year long rotation periods. Of these actions, final harvest and associated road construction, soil scarification, and/or ditch network maintenance are the most obvious sources of stressors to aquatic ecosystems. Yet, more subtle actions such as planting, thinning of competing saplings and trees, and removing logging residues also represent disturbances around waterways in these landscapes. We review literature about how these different forestry practices may introduce a combination of physicochemical stressors, including hydrological change, increased sediment transport, altered thermal and light regimes, and water quality deterioration. We further elaborate on how the single stressors may combine and interact and we consequently hypothesise how these interactions may affect aquatic communities and processes. Because production forestry is practiced on a large area in both countries, the various stressors appear multiple times during the rotation cycles and potentially affect the majority of the stream network length within most catchments. We concluded that forestry practices have traditionally not been the focus of multiple stressor studies and should be investigated further in both observational and experimental fashion. Stressors accumulate across time and space in forestry dominated landscapes, and may interact in unpredictable ways, limiting our current understanding of what forested stream networks are exposed to and how we can design and apply best management practices.
  • Niemelä, Pirjo (Pohjois-Pohjanmaan ympäristökeskus, 2007)
    PPOra 4/2007
    Vesistöjen tilan seurannassa ja arvioinnissa on käytetty perinteisesti kemiallisia ja fysikaalisia mittausmenetelmiä. Biologisten menetelmien avulla voidaan saada monipuolisempaa tietoa vesistöjen ekologisesta tilasta. Tässä työssä testattiin virtavesien pohjakivien pinnalla kasvavien piilevien lajikoostumusta ja sen indikoimaa vesistön tilaa. Piileväaineisto käsiteltiin Omnidia-tietokoneohjelmalla. Kohdevesistöinä oli 14 jokihavaintopaikkaa eri puolilla Pohjois-Pohjanmaata. Piilevälajit reagoivat alueelle tyypillisiin humusvesiin eri tavoin. Kaikkein tummimmissa vesissä menestyi vain harva laji, mutta tyypillisissä runsashumuksissa jo noin 40 lajia. Joidenkin piilevien todettiin suosivan tummia vähäravinteisia vesiä, joidenkin taas tummia ja reheviä vesiä. Myös näytteenottopaikan valinta näytti vaikuttavan piilevien esiintymiseen.
  • Ahola, Marita; Havumäki, Matti (Kainuun ympäristökeskus & Pohjois-Pohjanmaan ympäristökeskus, 2008)
    Ihmistoiminta on heikentänyt metsäpurojen tilaa vuosikymmenien aikana. Kokonaan luonnontilaisena säilyneitä puroja on vain vähän jäljellä. Tähän muutokseen on havahduttu erityisesti taimenen hävittyä entisistä taimenpuroista ja vesistöjen käyttökelpoisuuden heiketessä. Aikaisemmassa uitto- ja ojitustoiminnassa purot muutettiin ojiksi. Nykyisin metsäpuroja uhkaavat lähinnä hakkuut, auraukset, kunnostusojitukset sekä metsäautoteiden rakentaminen. Tässä opaskirjassa kerrotaan metsätalousalueiden purojen tilasta ja keinoista tilan parantamiseksi. Opaskirjassa neuvotaan, mitä purokunnostushankkeen toteuttamisessa tulee ottaa huomioon ja millaiset kunnostusmenetelmät soveltuvat erilaisista ongelmista kärsiville metsäpuroille. Menetelmiä kuvataan valokuvien ja piirrosten avulla. Opaskirja on toteutettu osana Pohjois-Pohjanmaan ja Kainuun ympäristökeskuksen, Metsähallituksen ja Oulun yliopiston yhteishanketta, jossa kunnostettiin 15 metsäpuroa Koillismaan ja Kainuun alueella vuosina 2006-08. 
  • Turunen, Jarno; Elbrecht, Vasco; Steinke, Dirk; Aroviita, Jukka (Blackwell Scientific, 2021)
    Freshwater Biology 66: 4, 785-798
    1. Riparian forests are commonly advocated as a key management option to mitigate the effects of agriculture on headwater stream biodiversity and ecosystem func tions. However, the benefits of riparian forests might be reduced by uninterrupted catchment-scale pollution. 2. We studied the effects of riparian land use on multiple ecological endpoints in head water streams in an agricultural landscape. We studied stream habitat characteristics, water temperature and algal accrual, and macrophyte, benthic macroinvertebrate and fish communities in 11 paired forested and open agricultural headwater stream reaches that differed in their extent of riparian forest cover but had similar water quality. 3. Hydromorphological habitat quality was higher in forested reaches than in open reaches. Riparian forest had a strong effect on the summer water temperature regime, with maximum and mean water temperatures and temperature variation in forested reaches substantially lower than in open reaches. 4. Macrophyte communities differed between forested and open reaches. The mean abundance of bryophytes was higher in forested reaches but the difference to open reaches was only marginally significant, whereas graminoids were significantly more abundant in open reaches. Within-stream dissimilarity of benthic macroinvertebrate community structure was significantly related to the difference in riparian land use between reach pairs. The relative DNA sequence abundance of pollution-sensitive Ephemeroptera, Plecoptera, and Trichoptera species tended to be higher in forested reaches than in open reaches. Finally, fish densities were not significantly different be tween forested and open reaches, although densities were higher in forested reaches. 5. This unequivocal evidence for the ecological benefits of forested riparian reaches in agricultural headwater streams suggests that riparian forest can partly mitigate the adverse impacts of agricultural diffuse pollution on biota. The strong effect of forests on stream water temperature suggest that riparian forest could also miti gate harmful effects on headwater stream biodiversity and ecosystem functions of the predicted more frequent high summer temperatures.
  • Toivonen, Ville (Uudenmaan ympäristökeskus, 2008)
    UUDra 7/2008
    Myrskylän Kirkkojärvestä alkunsa saava Myrskylänjoki on 25 kilometriä pitkä Koskenkylänjoen sivuuoma. Joen yläosalla valuma-alue on pelto- ja metsävaltaista aluetta, jolla sijaitsee Kirkkojärven lisäksi mm. Sopajärvi ja Niemenjärvi. Myrskylän taajama-alue sijoittuu Kirkkojärven luoteispuolelle. Valuma-alueella olevien peltojen tulvimisen ehkäisemiseksi toteutettiin 1990-luvun vaihteessa Kirkko-, Sopa- ja Niemenjärven järjestelytyö. Hankkeen aikana perattiin järvien välisiä uomia sekä Myrskylänjokea. Lisäksi Myrskylänjokeen rakennettiin kolme pohjapatoa. Kirkkojärven luusuaan rakennettiin järjestelypato järven vedenpinnan säätelemiseksi. Järjestelytyön jälkeen uomien tila on ollut paikoin huono. Perkausalueille on suositeltu mm. rapujen elinolosuhteita parantavia toimenpiteitä. Vuonna 2004 tehdyn virtavesien kunnostuskyselyn perusteella Myrskylänjoella tulisi tehdä ranta-alueiden kunnostuksia ja lisätä kaloille soveltuvia elinalueita. Myrskylänjoen yläosan valuma-alueen rakenteellinen tila kartoitettiin vuonna 2006 Uudenmaan ympäristökeskuksen toimesta. Myrskylänjoen pääuomasta inventoitiin 12 kilometrin osuus. Lisäksi joen latvavesiä ja sivuhaaroja inventoitiin yhteensä 9 kilometriä. Kartoituksen pohjalta annettiin vesieliöiden elinmahdollisuuksia parantavia toimenpide-ehdotuksia. Samalla suunniteltiin myös alueen virkistyskäyttömahdollisuuksia parantavia toimenpiteitä. Ehdotuksia annettaessa on otettu huomioon luonnonmukaisen vesirakentamisen periaatteet. Selvityksen perusteella olisi tarvetta tehdä Myrskylänjoen valuma-alueelle kunnostussuunnitelma ja suojavyöhykeselvitys. Kalastusalueen toivotaan myös tekevän Myrskylänjoelle käyttö- ja hoitosuunnitelman. Joen virkistyskäyttömahdollisuuksia tulisi parantaa ja kalastuksen valvontaa joella kannattaisi lisätä. Myös kalaistutuksia tulisi jatkaa. Saalisrajoitusten avulla voitaisiin parantaa kalojen ja rapujen lisääntymismahdollisuuksia.
  • Sutela, Tapio; Vehanen, Teppo; Jounela, Pekka; Aroviita, Jukka (John Wiley & Sons, 2021)
    Ecology and Evolution 11 (15), 10457-10467
    Species–environment relationships were studied between the occurrence of 13 fish and lamprey species and 9 mainly map-based environmental variables of Finnish boreal small streams. A self-organizing map (SOM) analysis showed strong relationships between the fish species and environmental variables in a single model (explained variance 55.9%). Besides basic environmental variables such as altitude, catchment size, and mean temperature, land cover variables were also explored. A logistic regression analysis indicated that the occurrence probability of brown trout, Salmo trutta L., decreased with an increasing percentage of peatland ditch drainage in the upper catchment. Ninespine stickleback, Pungitius pungitius (L.), and three-spined stickleback, Gasterosteus aculeatus L., seemed to benefit from urban areas in the upper catchment. Discovered relationships between fish species occurrence and land-use attributes are encouraging for the development of fish-based bioassessment for small streams. The presented ordination of the fish species in the mean temperature gradient will help in predicting fish community responses to climate change.
  • Sarremejane, Romain; Truchy, Amélie; McKie, Brendan G.; Mykrä, Heikki; Johnson, Richard K.; Huusko, Ari; Sponseller, Ryan A.; Muotka, Timo (John Wiley & Sons, 2021)
    Journal of Animal Ecology 90 (4), 886-898
    1. Community responses to and recovery from disturbances depend on local (e.g. presence of refuges) and regional (connectivity to recolonization sources) factors. Droughts are becoming more frequent in boreal regions, and are likely to constitute a severe disturbance for boreal stream communities where organisms largely lack adaptations to such hydrological extremes. 2. We conducted an experiment in 24 semi-natural stream flumes to assess the effects of local and regional factors on the responses of benthic invertebrate communities to a short-term drought. We manipulated flow (drought vs. constant-flow), spatial arrangement of leaf litter patches (aggregated vs. evenly distributed) and colonization from regional species pool (enhanced vs. ambient connectivity) to test the combined effects of disturbance, resource arrangement and connectivity on the structural and functional responses of benthic invertebrate communities. 3. We found that a drought as short as 1 week reduced invertebrate taxonomic richness and abundance, mainly through stochastic extinctions. Such changes in richness were not reflected in functional diversity. This suggests that communities were characterized by a high degree of functional redundancy, which allowed maintenance of functional diversity despite species losses. Feeding groups responded differently to drought, with organic matter decomposers responding more than scrapers and predators. 4. Three weeks were insufficient for complete invertebrate community recovery from drought. However, recovery was greater in channels subjected to enhanced connectivity, which increased taxonomic diversity and abundance of certain taxa. Spatial configuration of resources explained the least variation in our response variables, having a significant effect only on invertebrate abundance and evenness (both sampling occasions) and taxonomic richness (end of recovery period). 5. Even a short drought, if occurring late in the season, may not allow communities to recover before the onset of winter, thus having a potentially long-lasting effect on stream communities. For boreal headwaters, extreme dewatering poses a novel disturbance regime that may trigger substantial and potentially irreversible changes. An improved understanding of such changes is needed to underpin adaptive management strategies in these increasingly fragmented and disturbed ecosystems.