Valuma-alueen vaikutus pienten arktisten järvien limnologiaan ja orgaanisen aineksen kulkeutumiseen

Arktinen alue on ilmastonmuutokselle herkkä ympäristö. Arktisen alueen järvet ovat yleensä kirkkaita ja matalia. Valuma-alueella tapahtuvat muutokset heijastuvat järvien DOC- (dissolved organic carbon) ja ravinnepitoisuuksiin ja systeemin tuottavuuteen sekä orgaanisen aineksen kulkeutumiseen valuma-alueelta järveen sekä sen hajoamiseen sedimentissä. Tässä tutkimuksessa selvitetään, miten valuma-alueen ominaisuudet vaikuttavat tällä hetkellä Lapin järvien limnologiaan heijastaen nykytilannetta tulevaan, jossa lämpötilan ennakoidaan nousevan ja sadannan kasvavan. Limnologisista muuttujista DOC:in kiinnitetään erityisesti huomiota, koska DOC vaikuttaa suuresti järviekosysteemin rakenteeseen ja toimintaan. Vesi- ja sedimenttinäytteet kerättiin 31 järvestä Ivalon ja Utsjoen väliltä (68°47' and 69°55') heinäkuussa 2014. Näytteenoton yhteydessä mitattiin järviveden pH ja kirjattiin ylös valuma-alueen kasvillisuus. Pintasedimenttinäytteistä (0-2 cm) selvitettiin LOI 550- % (loss-on-ignition) ja sedimentin klorofylli-a:n määrä. Vesinäytteistä määritettiin DOC, TP (total phosphorus) ja TN (total nitrogen), chl-a-vesi (chlorophyll-a), CDOM (colored dissolved organic carbon) komponentit C1-C4 ja C6, SUVA (specific UV-absorbance), FI-indeksi (fluorescence index) sekä HI-indeksi (humification index). Valuma-alue muuttujat analysoitiin paikkatietomenetelmin, joiden avulla selvitettiin valuma-alueen rajat, pinta-ala sekä valuma-alueen topografia ja altitudi. Maanmittauslaitoksen © peruskarttarasterin perusteella digitoitiin valuma-alueen suo- %, metsä- %, tundra- % ja järvi- %. Metsätyyppi määritettiin peruskarttarasterin ja kenttähavaintojen perusteella. Heinäkuun lämpötila laskettiin Ilmatieteen laitoksen © keskilämpötilarasterista vuosilta 1984–2013. Aineisto analysoitiin ordinaatioanalyysillä (PCA), jonka avulla etsittiin ne valuma-alue tekijät, jotka vaikuttavat eniten järvien limnologiaan. Pääkomponenttianalyysin perusteella kaikista eniten limnologiaan ja etenkin järven tuotannon kannalta tärkeiden DOC:n, ravinteiden ja chl-a-vesi ja CDOM komponenttien C1-C4, C6 sekä HI-indeksin määrään vaikuttaa suo- %. Suot ovat tärkeä DOC:n ja ravinteiden lähde valuma-alueella ja niiden vaikutus on suurempi kuin metsätyypin, joten DOC-gradientti seurailee suo- % suuruutta. Toisaalta puuraja ja suottomat vaivaiskoivuvaltaiset valuma-alueet näkyvät selkeästi tuloksissa vähäisenä DOC:n ja ravinteiden määrinä järvissä. Ilmastonmuutoksen myötä on syytä olettaa, että DOC:n ja ravinteiden huuhtoutuminen soilta ja metsäisiltä alueilta lisääntyy. Pidempi avovesikausi pidentää kasvukautta ja yhdessä ravinteiden lisäyksen kanssa tulee vesipatsaan tuotanto järvissä lisääntymään. Toisaalta lisääntynyt DOC vähentää valon määrää vesipatsaassa, jolloin tuotanto vähenee. Voidaan olettaa, että tundrakasvillisuus tulee vähenemään, ja vaivaiskoivuvarvikko leviämään uusille alueille. Sen lisäksi metsäisten alueiden puuntiheys tulee kasvamaan ja puuraja siirtymään pohjoisemmaksi ja ylemmäksi rinteillä. Muutokset vaikuttavat olennaisesti tutkimusalueen järviin sekä niiden valuma-alueisiin ja DOC:n, ravinteiden ja tuotannon määrä tulee lisääntymään järvissä.