Pohjavesi – maaperän luonnonvara

Pohjavesi, jonka käyttöön Suomen vedenhankinta pitkälti perustuu, tarjoaa mielenkiintoisen ja haastavan tutkimuskohteen, sillä pohjavesi virtaa maaperässä useimmiten meille näkymättömänä. Lähteiden kohdalla voimme havaita kuinka pohjavesi purkautuu maanpinnalle. Puhdas pohjavesi on äärimmäisen tärkeä luonnonvara, jota meidän tulee pyrkiä suojelemaan ja estämään omasta toiminnastamme aiheutuvia riskejä.

Kaikki lähti liikkeelle ajatuksesta, mitä ja miten voisinkaan tutkia kotiseutuni pohjavesiä. Helsingin yliopiston geotieteiden ja maantieteen laitoksen yliopistonlehtori Olli Ruth ja Lammin biologisen aseman professori Lauri Arvola saivat minut vakuutetuksi, että kannattaa tehdä gradu Lammin lähialueen pohjaveden laatuun liittyvistä kysymyksistä. Aihe laajeni lopulta käsittelemään alueen pohjaveden laatuun vaikuttavia tekijöitä. Aikaisemman tutkimusaineiston pohjalta ja omien intressien pohjalta päädyin 36 tutkimuspisteeseen, jotka ovat kaikki lähteitä. Kesällä 2009 vietin lukuisia kesäiltoja autoillessa Lammin lähiympäristössä etsien välillä epätoivoisestikin sopivia lähteitä, joista voisin tutkia pohjaveden laadullista tilaa. Viimein loppukesästä 2009 oli vuorossa aineiston kerääminen, lukuisia lähdevesinäytteitä eri kemiallisia analyysejä varten. Kun näytteet oli kerätty, alkoi kiivas laboratorio työskentely, rinnakkaisia näytteitä, vertailunäytteitä ja siis satoja koeputkia pohjavettä. Muutaman kuukauden tuskailun ja kovan työn jälkeen pystyin kävelemään ulos labrasta tulokset kädessä ja tyytyväisin mielin. Niin, enää pitäisi analysoida aineisto ja kirjoittaa gradu! Talvi 2009/2010 tuli ja meni, samoin kesä 2010. Syksyllä 2010 työ alkoi olla siinä pisteessä, että mieleeni tuli viimein ajatus, kyllä tämä tästä valmistuu. Nyt keväällä 2011 voinkin sitten kerrata mitä on tullut tehtyä ja mitä voin kertoa Lammin lähialueen pohjaveden laadusta ja siihen selvimmin vaikuttavista tekijöistä.

Tutkimuspisteet sijaitsevat Lammin, Hauhon, Hämeenkosken, Janakkalan, Asikkalan ja Tuuloksen alueilla. Tutkimuksessa pohjavesistä määritettiin yleisimmät kationit ja anionit, 10 hivenmetallia ja ravinteita. Tutkimuksessa on tarkastelu erilaisten ympäristömuuttujien vaikutusta pohjaveden laatuun, erityisesti on keskitytty maaperän, kallioperän ja maankäytön vaikutuksiin. Alueen pohjavesi on tutkimuksen mukaan laadultaan varsin hyvää ja yleensä käyttökelpoista pohjavettä. Laadun kannalta eniten ongelmia aiheutuvat ravinteet, mangaani ja rauta. Rauta ja mangaani ovat Hämeessä yleisimmät pohjaveden laatua heikentävät luonnolliset tekijät, eli niiden korkeat pitoisuudet aiheutuvat luontaisista maaperän geokemiallisista olosuhteista. Korkeat ravinnepitoisuudet painottuvat viljelyalueiden läheisyyteen, joten lannoitus osaltaan saattaa aiheuttaa ongelmia pohjaveden kannalta. Tutkimuksen perusteella voidaan sanoa, että maaperä vaikuttaa merkittävästi pohjaveden laatuun, erityisesti hienoaineksen määrällä on suuri merkitys veden kemiaan. Kallioperän vaikutus tutkimusalueen pohjavesiin puolestaan näyttää olevan hyvin vähäinen. Maankäyttö vaikuttaa pohjaveden laatuun, etenkin tarkasteltaessa ihmistoiminnan vaikutuksia, eli tiealueiden ja rakennettujen alueiden vaikutusta. Toisaalta ihmistoiminnan vaikutus tässä mittakaavassa vaikuttaa kuitenkin varsin vähäiseltä eikä nykyisellään aiheuta uhkaa pohjaveden laadulle. Selvimmin ihmistoimintaa indikoivat kloridi, sulfaatti, kupari ja sinkki, vaikka etenkin kuparin ja sinkin kohdalla pitoisuudet ovat hyvin alhaiset. Kymmenen vuoden aikana pohjaveden laadussa ei yleisesti ottaen ole tapahtunut suuria muutoksia, mutta muutamissa näytepisteissä eri aineiden pitoisuudet ovat nousseet tai laskeneet selvästi.

Tutkimusalueen pohjavesien laatu on kokonaisuudessaan hyvä, ongelmia saattaa aiheuttaa korkeat rauta- ja mangaanipitoisuudet, sekä maatalousalueiden lähellä ravinteet. Lähteet tulisi säilyttää mahdollisimman luonnontilaisina, jolloin veden laatu pysyy hyvänä. Lähdeympäristöt kannattaa säilyttää luonnontilaisina ja yrittää muutenkin estää pohjavedelle aiheutuvia riskejä alueilla, joilla on erityisen hyvät pohjavesimuodostumat. Haluan kiittää Lammin biologisen aseman Ympäristön tutkimuksen säätiötä työni tukemisesta. 

Timo Friman

Timo Friman on saanut säätiön apurahan Pro Gradu -tutkielmaansa "Lähdepohjavesien laatu ja siihen vaikuttavat tekijät Kanta-Hämeessä"

Sisäsiitos pienen populaation ongelmana

Elinympäristön tuhoutuminen on suurin uhkatekijä monelle lajille. Ihmistoiminta kuten metsänhakkuut ja rakentaminen muuttavat tai jopa tuhoavat ympäröivää luontoa, mutta myös ihmistoiminnan puute, kuten esimerkiksi niittyjen hoidon loppuminen voi johtaa ympäristön muuttumiseen. Kun sopivaa elinympäristöä on yhä vähemmän jäljellä, se on samalla yleensä huonompilaatuista ja pirstoutunut pienemmiksi alueiksi, jotka voivat sijaita hyvinkin kaukana toisistaan. Elinympäristön muutoksen seurauksena useat lajit eivät enää menesty alkuperäisellä alueella yhtä hyvin kuin aikaisemmin.

Kun sopivaa elinympäristöä on vähemmän jäljellä, siellä eläviä lajeja on yhä vähemmän ja lajien populaatiokoko on pienempi. Pienentynyt populaatiokoko on uhkatekijä, sillä se suurentaa populaation häviämisriskiä. Pieni populaatio voi hävitä jopa sattumalta esimerkiksi maastopalon tai myrskyn seurauksena. Sattuman lisäksi myös pienessä populaatiossa tapahtuvat muutokset kuten kasvava sisäsiittoisuus altistavat sen häviämiselle. Yhden populaation häviäminen ei välttämättä uhkaa koko lajia, jos lajista on useita suuria populaatioita jäljellä. Uhanalaisilla lajeilla on kuitenkin usein jäljellä enää yksi tai muutama populaatio, joten yhdenkin populaation häviäminen voi olla haitallista lajin tulevaisuuden kannalta.

Pienessä ja eristyneessä populaatiossa sisäsiitos eli sukulaisten välinen lisääntyminen kasvaa ajan myötä. Sisäsiitoksella on monia haitallisia vaikutuksia, jotka vaihtelevat lajeittain. Vaikutukset näkyvät erityisesti yksilönkehityksen varhaisessa vaiheessa esimerkiksi alkioiden suurempana kuolleisuutena tai siementen heikentyneenä itävyytenä. Täysikasvuisissa yksilöissä sisäsiitos heikentää hedelmällisyyttä ja lisääntymismenestystä. Sisäsiitoksen haitallisia vaikutuksia kutsutaan yhdessä sisäsiitosheikkoudeksi. Sisäsiitosheikkous vaikuttaa lopulta koko populaatioon, joka voi sisäsiitoksen seurauksena pienentyä edelleen.

Koska sisäsiitos on tyypillistä pienille populaatioille ja se on haitallista, on sen huomioiminen tärkeää uhanalaisten lajien suojelussa. Eläintarhoissa sisäsiitoksen välttäminen on yleistä ja siihen pyritään vaihtamalla eläimiä tarhojen välillä ja pitämällä kirjaa eläinten sukulaisuudesta, jotta eläinten lisääntymistä suunniteltaessa voidaan välttää lähisukulaisten välistä pariutumista. Uhanalaisten lajien säilymistä voidaan edesauttaa pitämällä yksilömäärä mahdollisimman suurena ja sisäsiitos mahdollisimman vähäisenä sekä turvaamalla useiden populaatioiden selviytyminen.

Pro gradu –työni ”Täpläverkkoperhosen (Melitaea cinxia) kelpoisuus ja sisäsiitosheikkous Ahvenanmaalla ja Pikku-Tytärsaaressa” on osa akatemiaprofessori Ilkka Hanskin pitkäaikaista täpläverkkoperhostutkimusta, jota tehdään Helsingin yliopiston Metapopulaatiobiologian tutkimusryhmässä Viikissä ja Lammin biologisella asemalla. Työssäni vertaan sisäsiitoksen vaikutuksia näissä kahdessa erilaisessa populaatiossa. Ahvenanmaan populaatio on suuri ja sisäsiitoksen tiedetään muun muassa alentavan munien kuoriutumisprosenttia. Pikku-Tytärsaaren populaatio on sen sijaan pieni ja eristynyt, joten populaatio on luultavasti sisäsiittoinen. Minulla oli käytettävissäni molemmista populaatioista peräisin olevia perhosia, joita risteytin joko sisarustensa kanssa tai sellaisten yksilöiden kanssa, jotka eivät olleet toisilleen sukua. Tulosteni mukaan Pikku-Tytärsaaren populaatiossa perhosten lisääntymismenestys ja jälkeläisten selviytyminen ovat huomattavasti heikompia kuin Ahvenanmaan populaatiossa. Pikku-Tytärsaaren pieni ja kauan eristyksissä ollut populaatio kärsii sisäsiittoisuudesta ja tulokset viittaavat siihen, että monet haitalliset geenimuodot ovat runsastuneet tässä populaatiossa vallitseviksi. Tulokseni on osoitus sisäsiittoisuuden haitallisuudesta pienissä populaatioissa ja niistä geneettisistä uhkatekijöistä, jotka vaarantavat pienten, eristyksiin jääneiden populaatioiden elinvoimaisuuden.

Malla Kirjokangas

Malla Kirjokangas on saanut säätiön apurahan Pro Gradu -tutkielmaansa "Täpläverkkoperhosen sisäsiitosheikkous"
 

Metsien sertifiointi ja metsäluonnon monimuotoisuus

Julkisuudessa olleiden tietojen mukaan UPM on siirtymässä FSC-sertifioinnin piiriin. Tämä on hyvä uutinen. Samalla on kuitenkin syytä kysyä, miten tehokkaasti FSC-sertifiointi vähentää metsäluonnon köyhtymistä.

YK:n biodiversiteettikokouksessa Nagoyassa lokakuussa 2010 sovittiin mittavista suojelutavoitteista vuoteen 2020 mennessä. Nagoyan päätösten mukaan jonkinasteisen suojelun piiriin tavoitellaan 17 prosenttia maa-alueiden pinta-alasta ja 10 prosenttia rannikko- ja merialueista. Näissä luvuissa ovat tietysti mukana kansallispuistot ja muut viralliset suojelualueet. Etelä-Suomen metsäluonnon osalta kansallispuistoilla ei kuitenkaan ole suurta merkitystä, koska metsien pinta-ala on niissä vähäinen. Ylipäätään on valitettavaa, jos Nagoyan tavoite kuitataan Suomessa Lapin suojelualueilla. Ne eivät turvaa edustavasti Suomen luonnon säilymistä. Suojelualueiden edustavuus ja maantieteellinen kattavuus ovat kuitenkin osa Nagoyan sopimusta.

Suojelun kannalta FSC-sertifioinnin merkittävin vaatimus on jättää 5 prosenttia sertifioidusta metsämaasta metsätalouden ulkopuolelle. Tämä näyttää paremmalta paperilla kuin mitä se on todellisuudessa. FSC-sertifioidussa metsässä 5 prosentin suojeluosuuteen voidaan laskea kaikki vähäisetkin laikut, jotka on jätetty metsätalouden ulkopuolelle FSC-standardin indikaattoreiden toteuttamiseksi. Käytännössä 5 prosenttia saadaan kokoon sellaisista paloista, joilla ei ole ratkaisevaa merkitystä suojelulle.

Miten FSC-standardin edellyttämä 5 prosentin suojeluosuus sitten pitäisi toteuttaa? Minusta yksinkertaisin, läpinäkyvin ja suojelun kannalta paras lähtökohta olisi, että tuo 5 prosenttia valitaan vain ja ainoastaan suojeluvaikutuksen maksimoimiseksi. Toisin sanoen, 5 prosenttia saa sijaita yhtenä tai useampana alueena missä tahansa sertifioidulla metsäalueella, ja valinnan suorittaa, tavalla tai toisella, standardia valvova riippumaton taho. 

Käytännössä suojeluun tietysti valittaisiin mahdollisimman luonnontilaisen kaltainen ja yleensä runsaspuustoinen osa sertifioitua metsää. Suojeluun valittavat alueet olisivat pääsääntöisesti 10 ha kokoisia tai suurempia. Tämän kokoiset metsiköt ovat niin isoja, että ne säilyttävät monien lajien paikalliskantoja vuosiksi eteenpäin. Tosin tällaisia metsiköitä tulee olla riittävän paljon, jotta niihin ei jäisi loukkuun eristyneitä populaatioita, vaan lajien elinvoimaisuus säilyisi alueellisella tasolla. Tämän saavuttamiseksi metsätalouden ulkopuolelle jäävän metsämaan osuus tulisi nostaa 10 prosenttiin. 

Minä olen hahmotellut toisaalla lähestymistapaa, missä koko maasta rajataan 30 prosenttia monikäyttöalueiksi, joiden alueella metsätalouden ulkopuolelle jätetään 30 prosenttia pinta-alasta (Hanski, I. 2011. Habitat loss, the dynamics of biodiversity and a perspective on conservation. Ambio 40: 248-255). Jos monikäyttöalueet kattavat 30 prosenttia koko pinta-alasta, näin saataisiin noin 10 prosentin kokonaissuojeluaste ekologisesti ja taloudellisesti kustannustehokkaalla tavalla. Näin olisimme ottaneet merkittävän askeleen kohti tavoitetta pysäyttää luonnon monimuotoisuuden köyhtyminen vuoteen 2020 mennessä. 

Ilkka Hanski, Professori, Helsingin yliopisto