Maankäyttö vaikuttaa boreaalisten järvien energialähteisiin
Järviekosysteemit vastaanottavat valuma-alueelta peräisin olevaa eloperäistä ainesta, joka päätyy mikrobien avustuksella ravintoverkkoon.
Jyväskyläläinen tutkijaryhmä selvitti vedyn pysyvien isotooppien avulla maalta peräisin olevan eloperäisen energian määriä. Tutkimuksen mukaan pohjaeläinten ja niitä syövien kalojen maalta peräisin olevan energian määrä oli suurempaa kuin ulappa-alueen eläinplanktonin ja niitä syövien kalojen. Kaikkien kuluttajaryhmien maalta peräisin olevan energian määrä väheni tummista happamista metsäjärvistä kohti reheviä järviä, joiden valuma-alueella on paljon maataloutta.
Tutkimuksessa määritettiin yhteensä 19 kuluttajaryhmän energian alkuperä vedyn vakaiden isotooppien avulla. Näytteenottoalue kattoi 35 järveä ja näytteitä kerättiin levistä huippupetoihin, kokonaisuudessaan liki 2000 näytettä.
– Havaitsimme suuria eroja tummien ja rehevien järvien ravintoverkkojen energiadynamiikassa. Levätuotannon lisääntyessä järviravintoverkkojen energia on peräisin lähinnä levistä, mutta tummissa metsäjärvissä merkittävä osa energiasta voi olla peräisin valuma-alueelta, kertoo tutkijatohtori Ossi Keva, joka työskenteli tutkimuksen aikana Jyväskylän yliopistossa.
Ravintolähteiden energia heijastuu järvien kalakantoihin
Aineen ja energian siirtymistä ravintoverkoissa voidaan tutkia vakaiden isotooppien avulla. Erityisesti vedyn vakaat isotoopit ovat käytännöllisiä maa- ja vesiperäisen perustuotannon erottamiseen, sillä maakasvien haihduttamisprosessin takia niihin kertyy vedyn raskaita isotooppeja. Järvien liuennut orgaaninen aines voi olla peräisin maaekosysteemeistä tai järvien sisäisestä tuotannosta kuten levätuotannosta. Jotkin mikrobit käyttävät tätä orgaanista ainesta kasvaakseen ja siten kanavoivat liuenneen orgaanisen aineksen energiaa ravintoverkkoon. Peto-saalis-vuorovaikutusten seurauksena myös maalta peräisin olevaa energiaa päätyy myös ekosysteemien huippupetoihin.
– Kaikissa tutkituissa järvissä ulappa-alueen eläinplanktonin energia oli suurimmilta osin peräisin järvien levätuotannosta ja toisaalta iso osa pohjaeläinten energiasta oli peräisin maalta. Pohjaeläimiä syövien kalojen ja eläinplanktonia syövien kalojen energian alkuperät heijastelivat niiden ravintolähteiden energian alkuperiä, selventää Keva.
Muutokset orgaanisen aineksen alkuperässä
Tutkimuksessa havaittiin, että järvien valuma-alueen maankäyttö vaikuttaa järvien liuenneen ja partikkelimaisen orgaanisen aineksen alkuperään. Maatalousvaltaisilla alueilla järvet ovat reheviä ja siten järvien liuennut orgaaninen aines on suurelta osin leväperäistä. Toisaalta metsäisillä alueilla, joilla on paljon ojituksia, järvien liuennut ja partikkelimainen orgaaninen aines on suhteellisesti enemmän peräisin maalta. Tämän takia järvien kuluttajien kuten vesikirppujen, pohjaeläimien ja kalojen energian alkuperässä nähdään selvä muutos ympäristöjatkumolla. Maalta peräisin olevan energian määrä kuluttajissa vähenee tummista metsäjärvistä kohti reheviä järviä.
– Tutkimuksen mukaan valuma-alueen maankäyttö vaikuttaa eloperäisen aineksen siirtymiseen maalta vesiekosysteemeihin, järvien energiadynamiikkaan ja järvien ravintoverkkojen toimintaan, sanoo Keva.
Boreaalisten järvien alloktoniaa koskevaan tutkimukseen osallistui tutkijoita Jyväskylän yliopistosta sekä Hollannin infrastruktuuri- ja vesihuoltoministeriöstä.
Tutkimustulokset julkaistiin arvostetussa Nature Communication -tiedejulkaisusarjassa 15.4.2025.
Artikkelin tiedot:
- The role of land use in terrestrial support of boreal lake food webs, Ossi Keva, Matthew R. D. Cobain, Antti P. Eloranta, Heikki Hämäläinen, Mikko Kiljunen, Jos Schilder & Roger I. Jones, Nature Communications 16: 3572, 15 April 2025
- Doi-numero: https://doi.org/10.1038/s41467-025-58505-y
Yhteyshenkilöt
Tutkijatohtori Ossi Keva, ossi.keva@helsinki.fi, tel. +358400618944
Kuva: Maalta peräisin oleva orgaaninen aines tummentaa vesiä ja vaikuttaa ekosysteemin energiavirtoihin. Mikko Kiljunen
