Impacts of water-level regulation on the littoral biota of lakes in Finland : the role of hydromorphological modification in status assessment

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-3514-8
Title: Impacts of water-level regulation on the littoral biota of lakes in Finland : the role of hydromorphological modification in status assessment
Author: Keto, Antton
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences, Department of Environmental Sciences, Akvaattiset tieteet
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2017-06-30
Language: en
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-3514-8
http://hdl.handle.net/10138/193784
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: Water-levels of lakes in Finland are artificially regulated for energy production, flood protection, navigation and recreational use. There is a need for changing water-level regulation practices, due to changing climate, increasing recreational use of lakes, and implementation of legally binding national targets for electrification of renewable sources. To obtain more knowledge-based assessments of new water management regulations, we need to develop water-level regulation assessment tools and to increase the sensitivity of ecological classification systems for hydromorphological pressures, as the European Union Water Framework Directive (WFD)requires. The main objectives of this study were to 1) develop criteria and threshold values for assessing the ecological status in regulated lakes, 2) identify both high-hydrological status and heavily modified lakes and 3) estimate the role of helophytes in the uppermost littoral zone. Impacts of water-level fluctuation on macrophytes, macrozoobenthos, and littoral fish fauna were clearly evident, and the threshold value between moderate and good ecological status was a 3.5 m winter water-level drawdown with the mean ecological quality ratio assessment method (1.8 m with the one-out-all-out principle). The vertical extension of Phragmites was most strongly associated with the water-level fluctuation of open water period (OWP), followed by Carex spp. and Equisetum. Overall, the RF models explained 4--41% of the variation observed in the helophytes zones. The models indicated that OWP fluctuation, slope, openness and cover of other macrophyte groups were key factors explaining the extent of the helophyte zones. The hydrological regime could be classified as having high hydrological status in 20% of the regulated lakes. Quite often, the ecological status was poorer, implying that high-hydrological status lakes often face other anthropogenic pressures, such as eutrophication that degrades high ecological status. Provisional designation with hydrological criteria seemed to work quite well, because 13 of the 15 lakes were estimated similarly with simple hydrological criteria, compared with the national HMWB designation only later produced by the environmental authorities.Suomen järvien vedenkorkeuksia säännöstellään energian tuotannon, tulvasuojelun, laivaliikenteen ja virkistyskäytön tarpeisiin. Vedenpinnan säännöstelyihin kohdistuu muutospaineita, jotka johtuvat ilmastonmuutoksesta, vesistön muusta käytöstä sekä lakisääteisistä velvoitteista lisätä uusiutuvan energian käyttöä. Tämän vuoksi vesistöjen hydromorfologisen tilan arviointiin on kehitettävä työkaluja ja ekologisen luokittelujärjestelmän herkkyyttä havaita hydromorfologisia paineita on parannettava kuten EU:n vesipolitiikan puitedirektiivi edellyttää. Tämän väitöskirjan tavoitteena on 1)kehittää kriteerejä ja raja-arvoja ekologisen tilan arviointiin säännöstellyissä järvissä 2)luoda arviointimenetelmä erinomaisessa hydrologisessa tilassa olevien järvien ja voimakkaasti muutettujen järvien tunnistamiseen sekä 3)arvioida ilmaversoisen kasvillisuudeen esiintymiseen vaikuttavia tekijöitä. Vedenpinnan säännöstelyn vaikutus vesikasvillisuuden, pohjaeläimistön ja kalaston lajikoostumukseen oli selkeä ja yli 3.5 m vedenpinnan talvialenema aiheutti alle hyvän ekologisen tilan (1.8 m talvialenema heikoimman lenkin periaatteella). Vedenkorkeuden vaihtelu avovesikaudella selitti kaikkien parhaiten ilmaversoisen järviruo'on, mutta varsin hyvin myös järvikortteen ja sarojen esiintymisen laajuutta. Ilmaversoisen vesikasvillisuuden sijainnin ennustamiseen kehitetyt RF-mallit selittivät 4--41% ilmaversoisten sijainnista. Mallien mukaan avovesikauden vedenkorkeuden vaihtelu, rannan jyrkkyys ja avoimuus sekä muiden vesikasvilajien peittävyys olivat keskeiset selittävät tekijät ilmaversoisten vesikasvillisuusvyöhykkeiden sijannille. Lievästi säännöstellyistä järvistä noin 20% on säännöstelystä huolimatta erinomaisessa hydrologisessa tilassa. Varsin usein näiden järvien ekologinen luokittelu on kuitenkin huonompi johtuen muista vesistöön kohdistuvista paineista kuten rehevöitymisestä. Voimakkaasti muutettujen vesistöjen alustava tunnistaminen hydrologisilla kriteereillä vaikutti toimivan varsin hyvin, koska 13/15 järveä arvioitiin yhtäläisesti kuin ympäristöviranomaisten tekemässä varsinaisessa voimakkaasti muutettujen vesistöjen tunnistamisessa.
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
IMPACTSO (2).pdf 1.598Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record