Browsing by Subject "Itämeri"

The Baltic Sea consists of islands, islets, and underwater nature. The sea’s species and habitats form a complex, interdependent network. The Baltic Sea is a challenging environment due to its low salinity, slow water turnover, and the densely populated catchment area. Species in the Baltic Sea have adapted to these circumstances, but climate change, eutrophication and different human induced pressures threaten the sea’s biodiversity. Biodiversity loss can be mitigated through protection areas. However, protection is not always successful. For example, insects and fungi often lack sufficient protection, whereas animals such as birds are more eagerly protected. Humans tend to protect charismatic or beautiful species and ignore others, even when other species’ need for protection is more dire. Establishing effective marine protected areas (MPAs) is difficult as information on underwater life is lacking. Finland’s underwater nature is better known, as it has been explored in the VELMU programme since 2004. In this thesis I study the governing documents of privately owned MPAs established during the last ten years in the Baltic Sea. Privately owned MPAs are the most common MPA type in Finnish marine areas. My research questions are: 1) Which nature values are represented in the privately owned MPAs? 2) How well is the underwater nature represented? The number of governing documents is 63. My method is qualitative content analysis and quantification of data. The material was coded using Atlas.ti. The nature values in the governing documents formed three categories: vegetation, birds, and underwater nature. Protecting vegetation was mentioned in 52 documents, birds in 39 documents, and underwater nature in 28 documents. The protection of underwater nature was most often based on protecting underwater habitats outlined in the EU’s habitat directive, instead of protecting underwater species. Birds and vegetation in the archipelago are somewhat comprehensively protected in privately owned MPAs. Although all 63 MPAs included a water area, underwater nature is mentioned in less than half of the governing documents. Underwater nature values are not always mentioned even when the MPA consists mostly of water, or when the governing document mentions the beauty or value of the water area. Descriptions of underwater nature are also often lacking in detail compared to the descriptions of vegetation and birds. To ensure biodiversity both underwater and above, underwater nature values should be protected more efficiently. Especially from the perspective of bird protection, it is noteworthy that protection usually does not cover their underwater food sources.

Laivojen painolastiveden mukana kulkeutuminen on merkittävin väylä vieraslajien leviämiseen Itämerelle. Vieraslajeista voi olla haittaa ympäristölle ja yhteiskunnalle, ja Kansainvälinen merenkulkujärjestö (IMO) onkin hyväksynyt painolastivesien käsittelyä koskevan yleissopimuksen, jonka tarkoituksena on estää haitallisia lajeja leviämästä painolastiveden mukana alueelta toiselle. Sopimuksen mukaan laivan painolastivesi täytyy käsitellä niin, että veden sisältämät eliöt kuolevat, ennen kuin veden voi laskea mereen. Käsittelyn voi kuitenkin jättää väliin poikkeusluvalla, jos haitallisten vieraslajien leviämisen riski katsotaan olevan hyväksyttävällätasolla. Riskin arvioinnissa keskeisessä asemassa ovat niin kutsutut kohdelajit, joiden katsotaan voivan aiheuttaa vahinkoa ympäristölle, ihmisten terveydelle tai taloudelle. Arvioinnissa tarkastellaan näiden kohdelajien mahdollisuuksia siirtyä painolastiveden mukana alueelta toiselle, selvitä vastaanottavalla alueella ja aiheuttaa haittavaikutuksia. Itämeren kohdelajien valintaan kehitetty kriteeristö arvioi eliölajien (1) suhdetta painolastivesiin, (2) mahdollisia vaikutuksia Itämeren eri osien ekosysteemeissä ja ympäröivässä yhteiskunnassa, (3) aiemman leviämisen todisteita ja (4) nykyistä levinneisyyttä. Vallitsevassa luokituslähestymistavassa asiantuntijapaneelin arvioimaan kriteerien täyttymiseen tai täyttymättä jäämiseen ei ajatella liittyvän lainkaan epävarmuutta. Tämän tutkielman tavoitteena on kehittää kohdelajien luokitusta varten todennäköisyyspohjainen Bayes-verkkomalli, joka ottaa huomioon kohdelajikriteerien täyttymiseen liittyviä eliölajikohtaisia epävarmuuksia ja laskee luokitukselle todennäköisyysjakauman. Malli rakennettiin noudattamaan kriteeristöä, ja sitä testattiin neljälle esimerkkivieraslajille, jotka kaikki esiintyvät jo joissain osissa Itämerta: vaeltajasimpukalle (Dreissena polymorpha), villasaksiravulle (Eriocheir sinensis), amerikankampamaneetille (Mnemiopsis leidyi) ja sirokatkaravulle (Palaemon elegans). Kahdeksan vieraslajeihin perehtynyttä asiantuntijaa arvioi kyselykaavakkeen avulla eliölajikohtaisesti kuhunkin kriteriin liittyvää tutkimustiedon tasoa, antaen itsenäisen arvionsa jokaisen kriteerin täyttymistodennäköisyydestä. Saadut asiantuntija-arviot syötettiin lajikohtaisiin malleihin, jolloin mallit antoivat tulokseksi kunkin lajin todennäköisyyden kuulua kohdelaji-luokkaan. Näin ollen mallin on tarkoitus vetää yhteen epävarmuutta, joka nousee toisaalta vallitsevasta tieteellisen tiedon tasosta ja toisaalta asiantuntijoiden näkemysten välisestä hajonnasta. Tuloksia voidaan tarkastella asiantuntijakohtaisesti sekä koko asiantuntijajoukon yhteisten keskiarvojakaumien kautta. Tarkasteltaessa asiantuntijajoukon yhdistettyjä keskiarvojaaumia, vaeltajasimpukka kuuluu kohdelajiluokkaan 99,4 %, villasaksirapu 86,9 %, amerikankampamaneetti 84,9 % ja sirokatkarapu 78,3 % todennäköisyydellä, kun tarkastellaan keskiarvojakaumia. Eniten epävarmuutta liittyy lajien vaikutuksiin uudessa ympäristössä, kun taas paras tietotaso ja vähiten epävarmuutta liittyy kriteereihin lajin suhteeseen painolastiveteen ja todisteisiin lajin aiemmasta leviämisestä. Vaikutusten haitallisuutta voi olla vaikea arvioida muun muassa siksi, että vieraslajit eivät vaikuta Itämeren ekosysteemiin yksin, vaan ovat vuorovaikutuksessa muiden lajien kanssa. Asiantuntijoiden välisissä arvioissa oli eroja erityisesti epävarmuutta sisältävissä kriteereissä. Asiantuntijat itse arvioivat kyselyn useammin helpoksi kuin vaikeaksi, mutta silti arviointityöhön liittyi haasteita. Tutkielman mallia rakennettaessa kävi ilmi, että alkuperäisissä kriteereissä on jonkin verran tulkinnanvaraa, mikä saattoi osaltaan vaikuttaa asiantuntijoiden arvioiden eroavaisuuksiin. Kriteerejä onkin syytä muokata selkeämmiksi. Myös kohdelajiluokituksen Bayes-verkkomallia kannattaa kehittää lisää yhteistyössä asiantuntijoiden kanssa. Koska epävarmuus tulee ilmi tutkielmassa käytetyllä Bayes-verkkomenetelmällä, se voidaan ottaa huomioon, kun tehdään päätöksiä eliöiden kohdelajiluokituksesta. Mallista havaitaan, mihin kriteereihin liittyy epävarmuutta ja tätä tietoa voi hyödyntää lisätutkimuksen kohdentamisessa.

In this Master’s thesis, I investigated the number of microplastics (< 5 mm) in three different groups of benthic invertebrates found in the Baltic Sea: the clam Limecola balthica, the polychaete Marenzelleria spp. and the bloodworm Chironomus spp. larvae. I also investigated the number of microplastics in the soft sediments that are the natural habitats of these animals. I collected the samples along the coast of the Gulf of Finland, between Hanko, Helsinki, and Kotka. To extract the microplastics from the samples I used density separation, hydrogen peroxide and enzymes. I analyzed the samples by focal plane array µFTIR and the spectra were automatically compared to a reference library by MPHunter software. According to this study, the benthic invertebrates are exposed to high quantities of microplastics in their natural habitat, and the animals end up ingesting microplastics. The number of microplastics in the sediment samples were high (between 0–10 145 kg-1 and 1 847–93 973 kg-1 DW sediment), and 90% of them were <300 µm sized particles that the animals used in this study normally ingest, and 54 % were <100 µm sized particles that the animals prefer the most. On average, all the animals had ingested the smaller microplastics that were available in sediments. Despite the high concentration of microplastics in the sediments, the animals had ingested only low numbers of microplastics per individual on average (L. balthica 0,11 ± 0,05 pcs., Marenzelleria spp. 0,46 ± 0,63 pcs., and Chironomus spp. 0,27 ± 0,19 pcs.). No relationship was found between the three different animal groups and the presence of ingested plastic particles, so the animal groups seem to be equally exposed to microplastics. No relationship was either found between the animal groups and the sizes of ingested microplastics. The plastic materials found in the animals and sediments (PA, PP, PE, PET, PMMA and PVC) are commonly used plastic materials. Most of these materials are used in disposable packaging and fishing gear that are the most common sources of microplastics found in marine environments. Although the number of ingested microplastics in benthic invertebrates in the Gulf of Finland seems to be low, the exposure to the microplastics can still be high during their lifetime. The results of this study depict the presence of microplastics in animals during a certain time. The low number of ingested microplastics may present the fact that microplastics do not accumulate in the animals, but rather pass through the digestive system in a short time (2–4 h). The ingested microplastics pose a risk to benthic invertebrates causing them physical and chemical harm. Oxidizing and bioturbating the sediments and as nutrition to other animals the benthic invertebrates have an important role in the Baltic Sea ecosystem, and therefore the consequences of the microplastic in benthic invertebrate community might be far-reaching. It is important to investigate the long term impact of microplastics on benthic invertebrates in order to estimate the real consequences to the marine ecosystems.

Tiivistelmä gradun pdf-tiedostossa.

Human-induced nutrient enrichment has led to eutrophication, which is globally a severe environmental problem in aquatic ecosystems. Eutrophication has a variety of deteriorating effects on marine ecosystems in the form of e.g., cyanobacterial blooms, bottom water hypoxia and anoxia, as well as increased fish and benthos mortality. The Baltic Sea is especially prone to eutrophication due to the combined effects of restricted water exchange and extensive nutrient loads. Nutrient enrichment reinforces primary production which further enhances organic matter remineralisation in the sediment – water interface, leading to oxygen depletion in the bottom waters. Decreased oxygen concentrations on the seafloor can lead to the release of phosphorus bound to reducible iron oxides. The so-called ‘vicious circle’ of internal loading is formed through the further enhanced nutrient release from the sediments into the water column due to the reduced bottom water conditions resulting from increased supply of organic matter into the system. However, the processes controlling phosphorus transport from land to sea through the ‘coastal filter’ remain poorly understood. In this study, sediments from Paimionlahti estuary were examined for phosphorus content and bulk elemental composition. Sedimentary phosphorus contents were determined through chemical extractions. The extracted fractions of phosphorus (P) include Fe oxide bound P (Fe-P), authigenic apatite P (Ca-P I), detrital apatite P (Ca-P II), and organic P (org-P). The fraction of Fe-P dominated in the upper sediment layers in most sites, whereas more unreactive fractions associated with P burial remained constant through sediment depth. The generally unreactive forms of P illustrated increasing trends towards open sea areas, partly explained by changes in the overall sediment composition as well as by potential differences in environmental conditions among sampling sites. The highest amounts of Fe-P were recorded in sites with the highest sediment accumulation. The results demonstrate that P from rivers is transformed and processed in the coastal zone, delaying its transport to the open sea.

Tämän tapaustutkimuksen kohteena on keväällä 2012 uutisotsikoita poikinut venäläisen lannoitetehtaan fosforipäästötapaus, joka herätti keskustelua menestystarinana pidetyn Itämeren ympäristönsuojeluyhteistyön nurjasta puolesta ja teki odottamattomien käänteidensä kautta näkyväksi yhteistyön osapuolten välisiä näkemysristiriitoja ja vastakkainasetteluita. Tutkielmalla on kolme päätavoitetta: (1) laatia kokonaisvaltainen ja seikkaperäinen kuvaus Lugajoen tapauksen keskeisistä käänteistä, (2) kuvata haastatteluaineiston sisällönanalyysin keinoin, millaisten ympäristönsuojeluyhteistyötä koskevien tulkintakehysten kautta tapauksen osapuolet jäsensivät Lugajoen tapahtumia sekä (3) selittää, millä tavoin nämä kehykset vaikuttivat siihen, millaisena osapuolet näkivät yhteistyön merkityksen ja toistensa roolit yhteistyön laajemmassa kontekstissa. Tutkielman empiirinen osio koostuu tapauskuvauksesta ja haastatteluaineiston kehysanalyysista. Ensisijaisen tutkimusaineiston muodostavat tapauksen eri osapuolia edustavien 15 suomalaisen ja venäläisen toimijan haastattelut. Tapauskuvauksen laatimisessa käytin tausta-aineistona suomalaisten ja venäläisten uutislähteiden tapausta käsitteleviä artikkeleita, eri tahojen julkaisemia tiedotteita sekä muuta saatavilla olevaa dokumenttiaineistoa, kuten tutkimusraportteja, osapuolten välisistä tapaamisista laadittuja muistioita ja kokouspöytäkirjoja. Tutkielman analyysiosiossa tarkastelen kuuden Itämeri-yhteistyön pitkäaikaisen toimijan haastatteluiden pohjalta, millaisten tulkintakehysten kautta he jäsensivät tapahtumia ja ympäristönsuojeluyhteistyötä laajemmin sekä sitä, millaisia ongelman- ja ratkaisunmäärittelyitä nämä kehykset pitävät sisällään. Tutkimuksen tuloksena hahmottuu kolme tulkintakehystä, joiden kautta haastateltavat tarkastelevat Itämeren ympäristönsuojeluyhteistyötä. Nämä ovat yhteistyöprosessin tasa-arvoisuutta ja vastavuoroisuutta korostava tasavertaisen yhteistyön kehys, toimijoiden henkilökohtaista vastuuta ja yhteistyön suoraa ympäristöllistä vaikuttavuutta korostava moraalisen vastuun kehys sekä yhteistyön välineellistä merkitystä ja institutionaalista vaikuttavuutta korostava ympäristökysymysten esiin nostamisen kehys. Tutkimuksen keskeisen loppupäätelmän mukaan yhteistyön normaalioloissa osapuolten tulkintakehykset eivät ole keskenään ristiriidassa, mutta Lugajoen tapauksen kaltainen kriisitilanne asetti ongelman- ja ratkaisunmäärittelyissä ympäristökysymysten ekologisia ja yhteiskunnallisia ulottuvuuksia eri tavalla painottavat kehykset poikkeuksellisesti vastakkain. Toisaalta kriisin nopean ratkaisemisen edellytyksenä oli ongelman pelkistäminen. Toisaalta keskustelua hallinnut ravinnekuormituksen määrää ja ekosysteeminlaajuisia seurauksia korostava moraalisen vastuun kehys sulki keskustelun ulkopuolelle paikallisten toimijoiden osallisuutta korostavia argumentteja ja ratkaisuvaihtoehtoja. Tämä vahvisti ennestään aiemmassa tutkimuksessa havaittua asetelmaa, jossa ympäristöyhteistyön venäläiset osapuolet ovat enemmän toiminnan kohteita kuin aktiivisia toimijoita