Luontaisen stressin ja ihmistoiminnan vaikutukset virtavesien eliöyhteisöihin

Väitöstyössä havaittiin ihmistoiminnasta aiheutuvan merkittävää lisästressiä luonnollisesti happamien purojen eliöstölle. Kallioperästä johtuva vesistöjen luonnollinen happamoituminen on tyypillistä mustaliuskealueilla, kuten Sotkamon Talvivaarassa. Väitöskirjassa osoitetaan, että geologiaperäinen luonnollinen vesistön happamuus ylläpitää vähälajista, mutta ainutlaatuista, puroeliöstöä, joka on erityisen herkkä valuma-alueen maankäytölle. Lisäksi purojen tärkeimmän ekologisen prosessin, lehtikarikkeen hajoamisen, havaittiin hidastuvan maankäytön seurauksena luonnollisesti happamissa puroissa, mutta ei pH-neutraaleissa puroissa.

Väitöskirjassa verrattiin neljän eliöryhmän vasteita valuma-alueen metsäojituksiin pH-neutraalien purojen ja luonnollisesti happamien purojen välillä. Tutkittavat eliöryhmät olivat lehtikarikkeen hajottajasienet, piilevät, vesisammalet ja pohjalla elävät selkärangattomat eläimet. Lisäksi verrattiin, vaikuttavatko metsäojitukset sienten lehtikarikkeen hajotukseen eri lailla pH-neutraaleissa ja luonnollisesti happamissa puroissa. Biologiset ja kemialliset näytteet otettiin ja ympäristötekijät mitattiin yhteensä 48 purosta Iijoen (Taivalkoski-Pudasjärvi; pH-neutraalit purot) ja Oulujoen (Sotkamo; luonnollisesti happamat purot) valuma-alueella. Aineisto analysoitiin kaksisuuntaisilla tilastollisilla menetelmillä tarkoituksena tutkia luonnollisen happamuuden ja metsäojituksen päävaikutuksia sekä näiden yhteisvaikutusta erilaisiin luonnon monimuotoisuutta ja funktionaalisuutta mittaaviin parametreihin.

Luontaisesti happamat purot erosivat lajistoltaan selvästi neutraaleista puroista, ja lajimäärät olivat happamissa puroissa pienemmät. Yllätykseksi huomattiin, että ojitusten puroihin kohdistuvat fysikaalis-kemialliset vaikutukset erosivat valuma-alueiden välillä. Taivalkoski-Pudasjärven neutraaleissa puroissa ojitukset lisäsivät hiekan kerääntymistä puroihin, mutta vesikemiaan niillä ei ollut vaikutusta. Sen sijaan Sotkamon happamissa puroissa maanmuokkaus lisäsi metallien liukenemista kallioperästä vesistöön, mikä nosti puroveden metallipitoisuuksia ja laski pH:ta entisestään; hiekoittumista niissä ei havaittu. Eliöryhmien vasteet ojituksiin heijastelivat tätä aluekohtaista eroa suhteessa niiden ekologisiin ominaisuuksiin: sammalet reagoivat voimakkaimmin purojen hiekoittumiseen, piilevät ja pohjaeläimet sekä hiekoittumiseen että happamoitumiseen, ja hajottajasienet happamoitumiseen. Merkittävin tulos oli sieniyhteisöjen lajiston huomattava yksipuolistuminen ja sienten lehtikarikkeen hajotustoiminnan voimakas hidastuminen ojitetuissa happamissa puroissa.

Ympäristövaikutusten ja pintavesien ekologisen tilan arviointimenettelyissä tulisi ottaa huomioon valuma-alueen kallioperän ominaisuudet. Oikean johtopäätöksen saavuttamiseksi vertailupaikkamenetelmää käytettäessä verrokkipaikat tulisi valita samankaltaiselta geologia-alueelta kuin tarkasteltava vesistö. Arvioinnin tulisi perustua usean eliöryhmän vasteisiin etenkin, jos ihmistoiminnan mahdollisista fysikaalis-kemiallisista vaikutuksista vesistöön ei ole tarkkaa tietoa. Mustaliuskealueiden ainutlaatuiset eliöyhteisöt tulisi lisäksi huomioida suojeluohjelmissa luonnon monimuotoisuuden ja ekosysteemitoimintojen vaalimiseksi.