Tutkimusalus Aranda teki vuotuisen kevätseurantamatkan Itämerelle 20.–30. huhtikuuta. Seurantamatkan aikana kasviplanktonin kevätkukinta oli jo huipussaan Suomenlahdella. Keväällä kasviplanktonin määrä on meressä suurimmillaan, vaikka ilmiö usein jääkin huomiotta.
Kasviplanktonia mikroskooppikuvassa. © Kuva: Sirpa Lehtinen
Tutkimusalus Arandan vuotuiset seurantamatkat ovat osa Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) tekemää säännöllistä Itämeren tilan seurantaa. Keväällä 20.–30.4.2021 tehty seurantamatka kattoi Suomenlahden, Itämeren pääaltaan pohjoisosan, Ahvenanmeren, Saaristomeren ja Selkämeren. Matkan aikana havainnoitiin kasviplanktonin määrää ja koostumusta, ravinteiden ja hapen määrää merivedessä sekä veden lämpötilaa, suolapitoisuutta ja happamuutta. Ne kaikki kertovat Itämeren tilasta.
”Havaintojen avulla voimme ymmärtää muutoksia, joita Itämeressä tapahtuu muun muassa rehevöitymisen ja ilmastonmuutoksen vaikutuksesta. Esimerkiksi lämpeneminen aiheuttaa huomattavia muutoksia ympäristössä, kun talvisaikainen jääpeite heikkenee ja pintavesi lämpenee keväisin aiempaa nopeammin. On vielä epäselvää, miten tämä kokonaisuudessaan vaikuttaa kasviplanktoniin, mutta näyttää siltä, että kasviplanktonin kevätkukinta alkaa aiemmin ja yhteisön lajirakenne muuttuu”, matkanjohtajana toiminut erikoistutkija Kristian Spilling SYKEstä kertoo.
Huhtikuun lopussa tehdyn seurantamatkan aikana kasviplanktonin määrä Suomenlahdella vaihteli huomattavasti eri alueilla. Määrä oli suurimmillaan Helsingin edustalla, Suomenlahden itäisemmissä osissa kasviplanktonia oli vähemmän, ja pienimmillään määrä oli läntisimmissä mittauspaikoissa Hangon edustalla.
”Kasviplanktonin määrän suuri vaihtelu näinkin pienellä alueella johtuu hydrodynamiikasta, eli veden liikkeistä ja sekoittumisesta”, Kristian Spilling sanoo.
Myös Itämeren pääaltaalla kasviplanktonin kevätkukinnan huippu alkoi huhtikuun lopulla olla käsillä. Ahvenanmerellä ja Selkämerellä pintavedessä oli edelleen suhteellisen paljon ravinteita ja kevätkukinta oli vasta alkamassa. Yleensä Ahvenanmerellä ja Selkämerellä kevätkukinta tapahtuu pari viikkoa myöhemmin ja ajoittuu toukokuun puoleen väliin.
Keväällä kasviplanktonin määrä on runsaimmillaan
Kasviplanktonin määrä on runsaimmillaan kevätkukinnan aikaan. Kukinta-termillä tarkoitetaan tilannetta, jossa meren ulappa-alueiden perustuotannosta vastaavan kasviplanktonin biomassa on poikkeuksellisen suuri. Talven jäljiltä meressä on paljon ravinteita ja kun valon määrä keväällä lisääntyy, kasviplanktontuotanto pääsee vauhtiin. Keväällä kasviplanktonia voi olla vedessä moninkertaisesti verrattuna kesään ja sen aikaisiin helposti havaittaviin sinileväkukintoihin. Kasviplanktonin kevätkukinta on silti suurelle yleisölle tuntematon ilmiö, jota harva edes huomaa.
”Tähän on monta syytä. Ensinnäkin kevätkukinnassa valtalajeina ovat piilevät ja panssarisiimalevät, eivätkä ne muodosta yhtä selvästi näkyviä ja epämiellyttäviä veden pintakerrokseen nousevia leväkukintoja tai -lauttoja kuin sinilevät. Toisekseen kevätkukinnasta ei ole sinilevien tapaan haittaa ihmisten terveydelle. Lisäksi keväällä vedet ovat edelleen kylmiä, eivätkä ihmiset vielä vietä vapaa-aikaansa rannoilla ja merellä kuten kesällä. Niinpä merivettä ruskeaksi värjäävä kevätkukinta jää useimmilta huomaamatta. Kalastajat voivat kyllä huomata ilmiön verkkojen limoittumisena”, kertoo erikoistutkija Sirpa Lehtinen SYKEstä. Lehtinen koordinoi Suomen merenhoitoon kuuluvaa kasviplanktonseurantaa Itämerellä.
Kun kasviplankton on kuluttanut suurimman osan pintaveden sisältämistä ravinteista, pääosa siitä painuu pohjaan. Jos kasviplanktonmassaa on hyvin paljon, se voi aiheuttaa ongelmia. Planktonmassaa hajottavat bakteerit kuluttavat happea, ja happi voi loppua pohjan läheltä kokonaan. Hapettomalla pohjalla sedimenttiin sitoutunut fosfori alkaa vapautua veteen, mikä kiihdyttää rehevöitymistä edelleen.
Arandan talviseurantamatkalla tammikuussa 2021 Itämerellä mitattiin paikoin ennätyksellisen korkeita lämpötiloja. Huhtikuussa pintaveden lämpötila oli merialueilla ajankohtaan nähden normaaleissa lukemissa, mutta syvänteissä vesi oli edelleen tavanomaista lämpimämpää. Suomenlahdella syvänteistä mitattiin +6 asteen lämpötiloja. Tällaiset lämpötilat eivät ole Suomenlahdella ennätyksellisiä, mutta kylläkin mittaushistorian lämpimimpien joukossa. Myös Itämeren pääaltaan pohjoisosan syvänteissä vesi oli ajankohtaan nähden lämmintä, joissakin mittauspisteissä syväveden lämpötila lähenteli +7 astetta. Tammikuun seurantamatkan lämpöennätys mitattiin Ahvenanmerellä. Huhtikuussa samaisen paikan lämpötila olivat normaalilukemissa (+3,6 astetta 286 metrin syvyydessä). Muutos Ahvenanmeren syväveden lämpötilassa johtuu vesimassojen liikkeistä.
Tutkija Jacqueline Jerney valmistelee geneettisiä kasviplanktonnäytteitä tutkimusalus Arandan laboratoriossa. © Kuva: Ilkka Lastumäki / SYKE
Uusia genetiikkaan perustuvia seurantamenetelmiä kokeillaan
Arandan seurantamatkalla kerättiin tällä kertaa rutiiniseurantanäytteiden lisäksi näytteitä myös kasviplanktonin geneettisiä analyysejä varten.
”Testaamme nyt ensimmäistä kertaa DNA-viivakoodausmenetelmän käyttöä osana Suomen merenhoidon kasviplanktonseurantaa. Tulosten perusteella saamme käsityksen siitä, millaista lisätietoa voimme geneettisten menetelmien avulla saada ulapan perustuottajien monimuotoisuudesta, vaikka tiedämmekin, että vielä tällä hetkellä kasviplanktonin geneettisiä vertailuaineistoja on vain varsin rajallisesti saatavilla pohjoisen Itämeren lajistosta”, kertoo erikoistutkija Sirpa Lehtinen.
DNA-viivakoodausmenetelmän käytön testausta rahoittaa ympäristöministeriö. Kasviplanktonin lisäksi myös bakteeriyhteisöstä kerättiin geneettiset näytteet, jotka analysoidaan SYKEn eDNA-siemenrahahankkeessa.
Satelliittikuvat apuna meriseurannassa
Tutkimusalus Arandalla tehtävän seurantatyön lisäksi SYKE tuottaa tietoa Itämeren tilasta myös satelliittihavaintojen avulla. Satelliittihavaintoihin perustuva tieto on avoimesti saatavilla TARKKA-palvelussa (Linkki TARKKA-palveluun) ja Itämeri.fi-verkkopalvelussa (Linkki Itämeri.fi-palveluun). Veden laatua ja pintaveden lämpötilaa koskevat satelliittihavainnot julkaistaan TARKKA palvelussa päivittäin, mikäli pilvisyys ei ole esteenä. Itämeri.fi-verkkopalvelu tarjoaa lisäksi myös tietoa erilaisista meren tilaa koskevista mittauksista aikasarjoina.
Arandan kevätseurantamatkaa edeltävänä päivänä (18.4.2021) taivas oli lähes pilvetön Suomenlahden ja Pohjanlahden yllä, joten kasviplanktonin kevätkukinta ja jokien suuren kevätvirtaaman vaikutus ikuistettiin kokonaisuudessaan. Suurimmat a-klorofyllipitoisuudet havaittiin itäisellä Suomenlahdella. Suomea ympäröivillä merialueilla kasviplanktonin biomassaa on keväisin eniten Suomenlahdella. Satelliitin havaintohetkellä Suomenlahden itäisimmissä osissa oli vielä hieman jäätä. Havainnekuva on kooste Euroopan unionin Copernicus-ohjelman Sentinel-3-satelliittisarjan OLCI-instrumenttien havainnoista päivän aikana.
Keväinen näkymä kasviplanktonpigmentistä, eli klorofylli-a:sta, ei ehkä ole visuaalisesti yhtä kiehtova kuin kesän näkymät Itämeren sinileväkiehkuroista, mutta molemmat tarjoavat tärkeää tietoa kasviplanktonkukinnan alueellisesta vaihtelusta, ajoituksesta ja kestosta. Yhdistämällä nämä indikaattorit kasviplanktonin lajistotietoon, saadaan olennaista tietoa kasviplanktonin vuosikierron kokonaiskuvasta ja kerrytetään arvokasta tietoa pitkän aikavälin muutoksista.
Meriveden pintakerroksen lämpötila oli 18. huhtikuuta ajankohtaan nähden tyypillinen koko Itämerellä. Havainnekuva on tehty EU:n Copernicus-ohjelman Sentinel-3-satelliittisarjan SLSTR-instrumentin havainnoista. Vaikka kesäajan sinilevälautat kiinnostavatkin TARKKA-palvelussa eniten, myös talvi- ja kevätajan ilmiöt, kuten pintalämpötila, jää ja sulamisaika, herättävät huomiota vuosittain.
Lisätietoja:
- Matkanjohtaja, erikoistutkija Kristian Spilling, Suomen ympäristökeskus, etunimi.sukunimi@syke.fi, puh. 0295 251 656.
- Erikoistutkija Sirpa Lehtinen, Suomen ympäristökeskus, etunimi.sukunimi@syke.fi, puh. 0295 251 353
- Erikoistutkija Jenni Attila (kaukokartoitus), Suomen ympäristökeskus, etunimi.sukunimi@syke.fi, puh. 0295 251 078
- Viestintäasiantuntija Eija Järvinen, Suomen ympäristökeskus, etunimi.sukunimi@syke.fi, puh. 0295 251 242
Kuvatiedostoja tiedotusvälineiden käyttöön: