Ilmaston lämpeneminen muuttaa kasviplanktonyhteisöjen koostumusta merten ekosysteemeissä. Itämerellä lämpenemisen on viime aikoina havaittu muuttaneen keväisen planktonyhteisön lajikoostumusta. Suomen ympäristökeskuksen tutkija, Tobias Lipsewers, on tutkinut tätä lajikoostumuksen muutosta, joka aiheutuu muun muassa hupenevasta merijäästä ja voimistuvista tuulista. Hänen väitöskirjansa tarkastetaan Helsingin yliopistossa 20. elokuuta.
Itämeri on erityisen haavoittuvainen sekä ilmastollisille että ihmisen toiminnan aiheuttamille muutoksille. Ilmastonmuutoksen ja rehevöitymisen ennustetaan vaikuttavan merkittävästi Itämeren ekosysteemiin. Osa muutoksista on jo selvästi havaittavissa.
Itämeren levien kevätkukinta tuottaa noin kuukauden aikana lähes puolet vuotuisesta vesistön hapentuotannosta. Tämän tuotantoprosessin kannalta oleellisia ovat kukinnan alkuvaiheen merkittävimmät planktonlajit. Kukinnan yhteisörakenne ja valtalajit määrittävät auto- ja heterotrofista tuotantoa sekä ravinneolosuhteita, joissa kesän myöhemmät planktonyhteisön lajit, kuten syanobakteerit, eli sinilevät, elävät.
“Tämän väitöstutkimuksen motiivina oli tarve ymmärtää Itämeren keväisen kasviplanktonyhteisön koostumuksessa havaittujen muutosten seurauksia. Viime vuosikymmeninä panssarisiimalevien osuus yhteisön kokonaisbiomassasta on kasvanut piilevien kustannuksella useilla Itämeren altailla. Tämän on arveltu johtavan ekosysteemitason muutoksiin. Yksi tutkimuksen päätavoitteista oli selvittää erityisesti bakteeriplanktonin vastetta pii- ja panssarisiimalevien välisen suhteellisen osuuden muutokseen”, kertoo Tobias Lipsewers.
Muuttuvan ympäristön tutkiminen vaatii jatkuvaa seurannan käytäntöjen kehittämistä
Kevätyhteisön lajimuutoksesta ei ole aiemmin tehty näin yksityiskohtaista tutkimusta. Väitöskirjan tutkimusaineisto kerättiin Itämeren pääaltailta kevätkukinnan eri vaiheissa vuosina 2013–2016 SYKEn tutkimusalus Arandan matkoilla ja kahden kenttäkokeen aikana Helsingin yliopiston Tvärminnen eläintieteellisellä asemalla.
Neljä mikroplanktonlajia tai -ryhmää hallitsivat yhteisön kokonaisbiomassaa kaikkien tutkimusmatkojen aikana. Fototrofinen panssarisiimalevä Peridiniella catenata ja kahdesta kolmeen panssarisiimalevälajia käsittävä ryhmä, niin kutsuttu DinoComplex, olivat vallitsevia. Lisäksi sekä heterotrofiset ripsieläimet että yhteyttävä M. rubrum olivat yleisiä.
Lämpötilalla ja epäorgaanisten ravinteiden pitoisuuksilla oli selkeä vaikutus nano- ja mikroplanktonin yhteisörakenteeseen. Piilevien osuus laski ja heterotrofiset ripsieläimet menestyivät kevätkukintahuipun jälkeen, kun taas panssarisiimalevien ja M. rubrumin biomassat pysyivät melko vakaina koko kevätkukinnan ajan.
Kevätkukinnan jälkeisen pii- ja panssarisiimalevien välisen suhteellisen osuuden laskulla voi olla kauaskantoisia ekosysteemitason seurauksia. Planktonyhteisön koostumus selitti keskimäärin 19 prosenttia elollisen ja elottoman orgaanisen aineksen sisältämien hiilen, typen ja fosforin suhteellisten osuuksien muutoksista. Nämä suhteelliset osuudet vaihtelivat kukinnan vaiheen mukaan.
“Jatkossa on tärkeää seurata myös ravintoverkon pohjalla tapahtuvia muutoksia, jotta voidaan ymmärtää vesiympäristön ja ilmakehän pitkän aikavälin muutoksia. Meriseurannassa tehdään hienoa työtä planktonlajien ja -ryhmien kehityksen tutkimisessa. Muuttuvan ympäristön seuranta vaatii kuitenkin joskus myös muutoksia olemassa oleviin käytäntöihin”, Lipsewers sanoo.
Tobias Lipsewersin väitöskirja tarkastetaan Helsingin yliopistossa torstaina 20. elokuuta klo. 10.00. Väitöstilaisuus on englanniksi.
Osoite: Metsätalo, sali 6, Unioninkatu 40, Helsingin yliopisto.