| Ing.-Pesendorfer-Strasse 31 | 4540 Bad Hall, Austria | www.agru.at | ®. AGRU 1/1 PIDEMPI KÄYTTÖIKÄ halkeilunkestävä PE 100-RC KORKEA TALOUDELLINEN TEHOKKUUS hiekkapohjaton asennus KESTÄVÄT LIITOKSET paremmat hitsaustulokset OSTOT YHDESTÄ PAIKASTA täydellinen PE 100-RC -putkistojärjestelmä AGRULINE Liittimet ja putket Halkeilunkestävä PE 100-RC agru Kunststofftechnik Gesellschaft m.b.H
Pirjo Peltonen-Sainio 28 Kuivuusriskien arvioinnilla tunnistetaan kuivuudelle altteimpia ja haavoittuvimpia alueita Roy Snellman ja Sara Todorovic 32 Ilmastonmuutoksen vaikutukset kuivuuteen Suomessa Noora Veijalainen MUUT AIHEET 37 Tieteellinen puheenvuoro kosteikkojen ennallistamisen haasteista ja ratkaisuista Kari Laasasenaho, Risto Lauhanen, Anu Palomäki, Annalea Lohila, Kari Minkkinen, Paavo Ojanen, Tuula Aalto ja Hannu Marttila 40 Rantalaidunnuksen ravinnevaikutukset Perämeren rannikolla Jaana Uusi-Kämppä, Arto Huuskonen, Elli Pesonen ja Marika Laurila 44 Vesitalouden uusi toimitussihteeri esittäytyy Jarkko Narvanne 45 Vesialan opinnäytetyöt 45 Ajankohtaista vesiyhdistykseltä 46 Pohjoismainen jätevesikonferenssi Nordiwa Saijariina Toivikko, Paula Lindell, Kristian Sahlstedt, Anna Mikola ja Janne Mäki-Petäjä 48 Liikehakemisto 50 Abstracts 51 Vieraskynä Miquel Paraira Faus VESITALOUS www.vesitalous.fi VOL. LXIV JULKAISIJA JA KUSTANTAJA Ympäristöviestintä YVT Oy Annankatu 29 A 18, 00100 Helsinki Puhelin (09) 694 0622 Yhteistyössä Suomen Vesiyhdistys ry PÄÄTOIMITTAJA Minna Maasilta Maaja vesitekniikan tuki ry Annankatu 29 A 18, 00100 Helsinki e-mail: minna.maasilta@mvtt.fi TOIMITUSSIHTEERI / ILMOITUKSET Jarkko Narvanne Elontie 115, 00660 Helsinki Puhelin 045 305 0070 e-mail: toimitus@vesitalous.fi TILAUKSET JA OSOITTEENMUUTOKSET Taina Hihkiö Maaja vesitekniikan tuki ry Puhelin (09) 694 0622 e-mail: vesitalous@vesitalous.fi ULKOASU JA TAITTO Taittopalvelu Jarkko Narvanne, PAINOPAIKKA Punamusta | ISSN 0505-3838 Sisältö 5/2023 Asiantuntijat ovat tarkastaneet lehden artikkelit. Kansikuva: /. 4 Kuivuuteen varautuminen kannattaa Suomessakin Roy Snellman ja Lauri Ahopelto KUIVUUS 5 Kuivuusriskien hallinnan kansalliset suuntaviivat Lauri Ahopelto 8 Kuivuus nostaa metsien tuhoriskit uudelle tasolle Markus Melin ja Eeva Terhonen 16 Kausittainen kuivuminen uhkaa jokiekosysteemejä Heikki Mykrä, Henna Snåre ja Annika Vilmi 22 Kuivuusriskien hallintasuunnitelmat Pekka Parkkila 24 Tuleeko vesitalouden hallinnasta kasvinviljelyn kompastuskivi ilmaston muuttuessa. Vesitalous 6/2023 ilmestyy 1.12. mennessä. Seuraavassa numerossa teemana on Haja-asutusalueiden vesihuolto. Ilmoitusvaraukset 23.10. TOIMITUSKUNTA Harri Koivusalo, tekn.tri., teknisen vesitalouden professori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Riina Liikanen, tekn.tri., vesiasiain päällikkö, Suomen Vesilaitosyhdistys ry Jyrki Laitinen, fil.tri., johtava asiantuntija, Suomen ympäristökeskus Anna Mikola, tekn.tri., apulaisprofessori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Pekka Rossi, tekn.tri., apulaisprofessori, Oulun yliopisto, vesija ympäristötekniikka Maija Taka, fil.tri., akateeminen koordinaattori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Annina Takala, dipl.ins., Suomen Vesiyhdistys ry Saijariina Toivikko, dipl.ins., kehittämispäällikkö, Suomen Vesilaitosyhdistys ry Erkki Vuori, lääket.kir.tri., professori, emeritus, Helsingin yliopisto, oikeuslääketieteen osasto Tämän numeron kokosivat DI:t Roy Snellman ja Lauri Ahopelto e-mail: roy.snellman@syke.fi e-mail: lauri.ahopelto@gov.fi Lehti ilmestyy kuusi kertaa vuodessa. Vuosikerran hinta on printtilehtenä 65 € ja digilehtenä 50 €
Kuivuus on kasvava haaste, jonka selättämiseen tarvitsemme pitkäjänteistä yhteistyötä useiden vedestä riippuvaisten tahojen, päättäjien, tutkijoiden, yritysten ja kansalaisten kesken. Varautumiseen sijoitettu euro maksaa itsensä monikertaisesti takaisin vältettyinä vahinkoina. Hydrologinen kiertomme siis muuttuu. Kolmessa artikkelissa tarkastellaan kuivuutta hallinnollisesta vinkkelistä. Korjaus Vesitalouslehden numeroon 4/23 4 www.vesitalous.fi PÄÄKIRJOITUS. Myös meillä kevään ja alkukesän sateettomuus aiheutti huolta ja satotappioita. Tästä huolimatta myös kuivakausien vaikutusten on arvioitu lisääntyvän Suomessa. Tästä huolimatta Suomessakin tulisi varautua nykyisiin ja lisääntyviin kuivakausiin. Vuoden 2018 kuivuuden johdosta maataloutta tuettiin noin 90 miljoonalla eurolla Suomen hallituksen toimesta. Kuivuusriskien hallintaa ei ohjata lainsäädännöllä, mutta vapaaehtoisuuteen perustuvia työkaluja on valmisteilla kansallisella sekä paikallisemmalla tasolla. Jos jotain teemanumerosta jää mieleesi, niin toivottavasti se, että vesivaroistamme huolimatta, meidänkin tulee varautua kuivuuden varalle. Suomi on tuhansien järvien maa. Vesivaramme eivät ole tasaisesti jakaantuneet ja viime vuosien kuivuudet aiheuttivat merkittäviä vaikutuksia meilläkin. Hyviä lukuhetkiä, Kuivuuteen varautuminen kannattaa Suomessakin ROY SNELLMAN DI, kehitysinsinööri, Suomen Ympäristökeskus roy.snellman@syke.fi LAURI AHOPELTO DI, neuvotteleva virkamies, Maaja metsätalousministeriö lauri.ahopelto@gov.fi Artikkeliin "Uusiomateriaalit verkostorakentamisessa" on lisätty kirjoittajaksi Rambollin Matias Napari. P itkään jatkunut ja vakava kuivuus on kurittanut lähes koko Eurooppaa tänäkin kesänä. Suuri osa ilmastonmuutoksen vaikutuksista yhteiskuntaan välittyy juuri vesivarojen kautta. Ilmastonmuutoksen on arvioitu lisäävän vuosisadantaamme. Metsätalouden osalta kuivuus altistaa puita taudeille. Heinäkuun sateet onneksi pelastivat Suomen suuremmilta kuivuusongelmilta tällä kertaa. Kolmessa artikkelissa tarkastellaan kuivuuden vaikutuksia ja varautumismahdollisuuksia eri paikoissa: pelloilla, metsissä sekä pinnan alla. Hyvällä varautumisella voimme pitää kuivakausista aiheutuvat riskit kurissa. Tarvitsemme teeman ympärille lisää tietoa, toimia ja osaamista. Tämä teemanumero tuo yhteen muutamia näkemyksiä kuivuudesta, mutta lisää tarvitaan. Vuoden 2002–2003 kuivuuden arvioitiin aiheuttaneen yli 100 miljoonan euron suorat kustannukset. Tämä johtuu haihdunnan lisääntymisestä, lumen aikaisemmasta sulamisesta, sään äärevöitymisestä ja siitä, että kasvava sademäärä osuu enimmäkseen talviin. Vieraskynässä saamme mielenkiintoisen katsauksen vakavan kuivuuden kanssa kamppailevan Katalonian vesihuollon haasteista ja ratkaisuista. Monet keinot vaativat kuitenkin vuosien työtä – siksi varautuminen tulisi aloittaa hyvissä ajoin. Metsätalouden osalta artikkeli on perusteellisempi ja vertaisarvioitu. Tämä Vesitalous-lehden teemanumero käsittelee kuivuutta eri kanteilta. Kuivakaudet aiheuttavat stressiä myös vesiluonnollemme, etenkin jos viimeisetkin puron norot imetään ihmisen käyttöön. Ilmastonmuutos on jo lisännyt kuivakausien toistuvuutta ja voimakkuutta Euroopassa, ja suuntauksen on arvioitu jatkuvan. Ilmastonmuutoksen vaikutuksia kuivuuteen Suomessa pohditaan omassa artikkelissaan
Tässä artikkelissa esitellään työn alla olevia yleisluontoisia Suomen kansallisia kuivuusriskien hallinnan suuntaviivoja, jotka on tavoitteena julkaista lähiaikoina. Kuivuutta ei perinteisesti ole pidetty Suomessa suurena riskinä. Tällaista riskienhallintaa on tehty Suomessa mm. ”Hydro-epä-looginen kierto” kuvaa reaktiivisen varautumisen syklisyyttä, joka ei johda tehokkaasti itse riskin pienentämiseen. Kuivuuden aiheuttamia riskejä kannattaa hallita ennakkoon, sillä varautumiseen käytetty euro maksaa itsensä monikertaisesti takaisin vältettyinä vahinkoina. tulvien osalta jo pitkään. Kansallisella tasolla kuivuuteen varautuminen vaatii pitkäjänteisyyttä ja poliittista tahtoa. Yhteisillä suuntaviivoilla tavoitellaan yhteistä näkemystä tulevaan, sekä synergiaa ja kustannushyötyjä, jos eri sektorit ja julkishallinto puhaltavat yhteen hiileen. Kuivuus kuitenkin aiheut taa Suomessakin taloudellista, yhteiskunnallista ja ympäristöllistä haittaa, runsaista vesivaroistamme huolimatta. Se on usein kallista, eikä se johda tehokkaasti riskien pienentämiseen kriisin loputtua (kuva 1 ). Siksi useissa maissa on aloitettu hallitsemaan kuivuuteen liittyviä riskejä proaktiivisesti, eli varautumalla niihin ennen kuin kuivakausi iskee. Kuva 1. Ennakointiin ja varautumiseen perustuva riskienhallinta on yleensä aina halvempaa kuin reagointi kriisin aikana. Osin tästä syystä kuivuusriskien hallintaakaan ei ole edistetty Suomessa systemaattisesti. Yhteisesti sovittujen kansallisten suuntaviivojen avulla varautuminen jalkautettaisiin paikallisella tasolla kehittämällä ja toteuttamalla esimerkiksi kuivuusriskien hallintasuunnitelmia (joita esitellä toisessa tämän lehden artikkelissa). Varautumisen näkökannalta reaktiivinen lähestymistapa on jopa haitallinen. Kehittämällä riskienhallintaa systemaattisesti Suomi voi merkittävästi parantaa resilienssiään nykyisiä ja ennen kaikkea tulevia kuivakausia vastaan. Useammalta taholta on edellä mainituista syistä johtuen noussut esiin huoli kuivuuteen liittyvästä kasvavasta riskistä, johon Suomessakin tulee reagoida. Suuntaviivat itsessään eivät vielä pienennä riskejä, mutta viitoittavat tietä toimivan ja kustannustehokkaan kansallisen kuivuusriskien hallintaprosessin kehittämiseksi. Kuivuuteen varautumisessa on keskityttävä ilmastonmuutokseen sopeutumiseen, koska kuivuusriskien on arvioitu lisääntyvän ilmastonmuutoksen johdosta Suomessakin, kuten muissa tämä lehden artikkeleissa todetaan. Kuivuuden taloudelliset, sosiaaliset ja ympäristövaikutukset ovat lisääntyneet Euroopassa viime vuosikymmeninä ja ilmastonmuutoksen myötä tilanne pahenee edelleen (Naumann ym, 2021). Mitä suuntaviivat ovat ja miksi niitä tarvitaan. Monet maat kärsivät kuivuuden vaikutuksista paljon Suomea enemmän. LAURI AHOPELTO DI, neuvotteleva virkamies, Maaja metsätalousministeriö lauri.ahopelto@gov.fi Kuivuusriskien hallinnan kansalliset suuntaviivat M aailmalla varautuminen kuivuuteen on perinteisesti ollut reaktiivisia, eli varsinaisesta varautumisesta ei tällöin puhuta, vaan kriisinhallinnasta. (sovellettu Wilhite, 2014) Paniikki Sade Tyytyväisyys Kuivuus Havahtuminen Huoli ”HYDROEPÄ-LOOGINEN KIERTO” 5 Vesitalous 5/2023 KUIVUUS
•ELY-keskukset ohjaavat, auttavat ja koordinoivat alueellaan kuivuusriskien hallintaa ja siitä kiinnostuneita tahoja. •Erilaisten win-win toimenpiteiden löytämistä edesauttaa valuma-aluetason poikkisektoraalinen tarkastelu. •Kuivuusriskien hallinta ei ole lakisääteistä. Arvioita voidaan tarkentaa alueellisissa työpajoissa. Suuntaviiva 6: ELY-keskus tukee ja koordinoi kuivuusriskien hallintaa alueellaan. Kansalli set suuntaviivat edistävät tehokasta ja poikkisekto raalista riskienhallintaa. Suuntaviiva 2: Lisätään yleistä tietoisuutta kuivuuden ja veden vähyyden vaikutuksista kansallisesti sekä edistetään kansallisia toimia kuivuusriskien pienentämiseksi. Kansallinen ilmastonmuutokseen sopeutumissuunnitelma 2030 (KISS2030) nostaa kuivuusriskien hallinnan yhdeksi keskeiseksi tavoitteekseen (Tavoite 13: Kuivuusriskien hallinta on kehittynyt vuoteen 2030 mennessä) ja tavoitteen tarkemmaksi toimenpiteeksi luoda kansallinen kuivuusriskien hallinnan prosessi, joka sisältää myös alueellisen riskienhallinnan kehittämisen. •Ilmastonmuutos tulee ottaa huomioon riskitarkasteluissa. ELY-keskukset koordinoivat hallintasuunnitelmien syntyä. •Riskienhallintasuunnitelmat kattavat ennakoivat toimet sekä operatiivisen toiminnan kuivakauden aikana. •Otetaan huomioon ja yhteensovittaa alueen tarpeet sekä tavoitteet, luonto mukaan lukien. Luonnokset kuivuusriskien hallinnan kansallisista suuntaviivoista. Suuntaviivojen avulla pyritään kehittämään Suomen kuivuusriskien hallintaa ennakoivaksi ja jär jestel mällisemmäksi pienentäen kuivuudesta aiheutuvia riskejä sekä vaikutuksia. Tämän lisäksi suunnitelman mukaan tarvitaan operatiivinen ennakkovaroitusjärjestelmä sekä vahinkotietokanta, johon tiedot menneistä ja tulevista kuivakausista vaikutuksineen kirjataan. •Tulvakeskus kehittää kuivuuteen liittyviä ennakkovaroitusja indikaattorisysteemeitä yhdessä SYKE:n ja Ilmatieteenlaitoksen kanssa sekä antaa kansallisia varoituksia. •SYKEn laatima riskikartoitus auttaa riskien alustavassa arvioinnissa. Tulvakeskus vastaa kansallisista ennakkovaroituksista ja maaja metsätalousministeriö vastaa yleiskoordinoinnista. Kuivuusriskien hallinnalla onkin selkeitä synergioita ja kytköksiä moniin strategioihin ja prosesseihin kuten vesienhoitoon ja tulvariskien hallintaan. •Yläjuoksulla tehtävät ratkaisut vaikuttavat alajuoksulle. Suunnitelmaa tulisi päivittää ja seurata säännöllisesti. Suuntaviiva 3: Kuivuusriskien hallintaa tuetaan: 1) kehittämällä ennakkovaroitusja indikaattorisysteemit, 2) toteuttamalla haavoittuvuusja riskitarkasteluja, sekä 3) laatimalla riskienhallintaja hätäsuunnitelmia. Tavoitteena on siis luoda kuivuusriskien hallinnalle kansalliset periaatteet ja raamit. •Ottaa huomioon ja yhteensovittaa tulvariskien hallinnan ja vesienhoidon tavoitteet. •Kaikki osa-alueet tukevat toisiaan sekä riskienhallintaa niin kansallisella kuin alueellisella tasolla. Kuivuusriskien hallinta on tunnistettu tärkeäksi ilmastonmuutokseen sopeutumisen teemaksi valtion hallinnossa laajemminkin. Kuivuusriskien hallinta vaatii töitä monella sektorilla. •Kuivuusriskien hallintasuunnitelma voidaan laatia halutuille alueille riskiarvioiden tai alueiden oman tarpeen perusteella. Maaja metsätalousministeriö aloitti kuivuusriskien hallinnan kansallisten suuntaviivojen laatimisen vastatakseen näihin huoliin. Kansallisten suuntaviivojen lisäk si tarvitaan luonnollisesti alueellista toimeenpanoa ja kehittämistä. •Tarkistetaan ja tarpeen mukaan kehitetään säädöksiä kuivuusriskien hallintaan liittyen. ennakoinnin, valuma-alueittaisen ja yhteensovittamisen kantilta. Maaja metsätalousministeriön Vesitalousstrategia 2030 painottaa myös kuivuusriskien hallintaa mm. •Kuivuus tulee saada osaksi muita prosesseja ja jo nykyään tehtävää riskienhallintaa. Suuntaviiva 5: Riskienhallintaa tulee tarkastella sykleissä ja kytkeä muihin teemaa tukeviin prosesseihin. Kuvassa 2 esitetyt luonnokset suuntaviivoista ovat luonteeltaan yleisiä, mutta asettavat kansallisesti tavoitteen kuivuusriskien hallinnasta ja samalla luovat visiota Kuva 2. Jos kaikki sektorit varautuvat kuivuuteen itsenäisesti, keskustelematta muiden kuivuudesta kärsivien tahojen kanssa, kokonaisvaltainen varautuminen on tehotonta ja menetämme synergiaetuja sekä sorrumme osaoptimointiin. 6 www.vesitalous.fi KUIVUUS. Suuntaviiva 1: Kuivuudesta johtuvia riskejä hallitaan ennakoivasti, tarvelähtöisesti, kustannustehokkaasti ja vain siellä, missä kuivuus koetaan ongelmaksi. Laaditaan tarpeen mukaan alueellisia kuivuusriskien hallintasuunnitelmia. Suuntaviiva 4: Riskienhallinnassa otetaan huomioon kaikki kuivuudesta kärsivät sektorit, luonto ja valuma-aluenäkökulma
Increased economic drought impacts in Europe with anthropogenic warming. Parjanne A, Ahopelto L ja Parkkila P. Tutkimuslaitoksillamme, kuten Suomen ympäristökeskuksella, Ilmatieteen laitoksella ja Luonnonvarakeskuksella, on keskeinen tehtävä aiheeseen liittyvän tutkimuksen edistämisessä sekä riskien, vaikutusten ja niiden hallinnan hyötyjen arvioinnissa. Wilhite, Donald A.; World Meteorological Organization; Global Water Partnership; and National Drought Mitigation Center, “National Drought Management Policy Guidelines: A Template for Action” (2014). Suuntaviivojen tueksi tullaan varmasti tarvitsemaan fokusoidumpia toimenpiteitä, joita virkamiehistö voi edistää, mutta myös yksityistä ja kolmatta sektoria tarvitaan mukaan. Sirppujoen vesistöalueen kuivuusriskien hallintasuunnitelma (2020) (linkki suunnitelmaan). Ahopelto L. Jotta kuivuusriskien hallintaa saadaan kehitettyä, on keskeistä luoda tarpeeksi osaamista ja kehittämistä teeman ympärille, ja siinä pilotit ovat toimivia. Toteutunut riski kuitenkin herättää aina organisaatiot miettimään varautumistaan, jolloin on muutama vuosi otollista aikaa edistää riskienhallintaa laajemminkin. Can There be Water Scarcity with Abundance of Water. Maatalousyrittäjien ja vesi-intensiivisen teollisuuden on otettava itse vastuuta alaansa liittyvien riskien pienentämisestä. Ahopelto L, Kallio M, Veijalainen N, Kouki R ja Keskinen M. Kuivuuteen varautuminen on yhteinen ponnistus Jotta kuivuusriskit aidosti Suomessa pienenevät, vaaditaan konkreettisia toimia ja varautumisen viemistä alueellisille toimijoille, eli suuntaviivojen toimeenpanoa. Nat. Suomessakin varaudutaan kuivakausien varalle – uudet tuotteet vievät varautumista eteenpäin kansallisesti ja paikallisesti. Näiden tietojen avulla kuivuudesta mahdollisesti kärsivien on mahdollista aktiivisesti edistää riskienhallintaa ja yrittää pienentää itselleen aiheutuvaa riskiä. Ohjeita kuivuusriskien hallintasuunnitelman laadintaan (2020) Ohje laadittu LOSSI-hankkeessa (linkki ohjeeseen) Vesitalousstrategia 2030, maaja metsätalousministeriö (2022) https://julkaisut.valtioneuvosto.fi/handle/10024/163938. Vesitalous, Volume 61, Issue 4, 2020. Naumann, G., Cammalleri, C., Mentaschi, L. Suomen ympäristökeskuksen laatima kansallinen riskikartoitus antaa hyvän yleiskäsityksen kuivuusriskeistä. Suomen ensimmäinen kuivuusvalmiusharjoitus järjestettiin Laitilassa 2019 (Ahopelto L. Ahopelto L, Parkkila P ja Parjanne A. Tällöin on mahdollisuus irtautua kuvan 1 kierrosta siten, että huolen ja paniikin jälkeen ryhdyttäisiin riskien pienentämiseen, emmekä vaivu takaisin sateen tuomaan apatiaan odottelemaan seuraavaa kuivakautta. Kansallinen ilmastonmuutokseen sopeutumissuunnitelma 2030 (KISS2030) – https://mmm.fi/kansallinen-sopeutumissuunnitelma/kiss2030. Tutkimus ja riskiarviot ovat tässä oleellisia. Niissä voidaan testata hallintasuunnitelman laadintaa tai jotain muuta kuivuusriskien hallinnan osaa alueellisesti ennen käytäntöjen siirtämistä valtakunnalliselle tasolle. Kirjallisuus Ahopelto L ja Veijalainen N. Muita tapoja havainnollistaa ja selvittää kuivakausien vaikutuksia ovat toteutuneiden kuivakausien ja aiheutuneiden vaikutuksien dokumentointi, erilaiset työpajat ja skenaariot. Jotta kuivuusriskien hallintaa saadaan kansallisesti edistettyä, tarvitaan tietoisuuden lisäämistä joka tasolla. polusta, jota kohti lähdetään kulkemaan kohti tavoitetta. Drought hazard and annual precipitation predicted to increase in the Sirppujoki river basin, Finland, Climate Services, Volume 31, 2023, 100400, https://doi.org/10.1016/j.cliser.2023.100400. 11, 485–491 (2021). Ahopelto L, Veijalainen N, Guillaume JHA, Keskinen M, Marttunen M, Varis O. Maaja metsätalousministeriöillä on kansallisesti kuivuusriskien hallinnan yleiskoordinointirooli, mutta riskienhallinnassa alueellinen ja paikallinen omistajuus on ehdottoman tärkeää. https://doi.org/10.3390/su11061548. Tavoiteltavaa siis olisi, että seuraavan kuivakauden iskiessä meillä olisi vähintään suunnitelmat ja työkalut valmiina hyödynnettäviksi halukkaille. Analyzing Water Stress during a Severe Drought in Finland. http://digitalcommons.unl.edu/droughtfacpub/8. On mahdollista, että kuivuusriskien hallinta ei välittömästi innosta toimintaan, koska kuivuutta ei nähdä tarpeeksi isona riskinä. Kuivuustilanteet eivät myöskään kehity yhtä nopeasti kuin monet muut luonnonkatastrofit, jolloin ne eivät herätä samalla tavalla median kiinnostusta. 83. Kuivuuteen keskittyvä valmiusharjoitus voi olla myös hyvä tapa tunnistaa riskejä ja havainnollistaa kuivakauden vaikutuksia alueella. 2019). 2019; 11(6):1548. Riskikartoitusta esitellään tässä lehdessä. Drought Mitigation Center Faculty Publications. Erilaiset pilotoinnit kuivuusriskien hallinnan suuntaviivojen jalkauttamiseksi ovat tärkeitä. Clim. Sustainability. et al. Suuntaviivat ovat siksi myös heitä varten. Tällaisessa harjoituksessa saa alueellisesti hyvin lisättyä tietoisuutta kuivakausista sekä kerättyä paljon hyödyllistä materiaalia mahdollista hallintasuunnitelmaa varten, jos sellaista päätetään ruveta tekemään. KUIVUUS 2019-valmiusharjoituksen loppuraportti (2019) – http://bit.ly/Kuivuus2019. https://doi.org/10.1038/s41558-021-01044-3. Chang. 7 Vesitalous 5/2023 KUIVUUS
Toistaiseksi puiden, ilmaston ja tuhonaiheuttajien suhteiden tutkimus tarjoaa enemmän kysymyksiä kuin vastauksia, mutta yhtälö ei vaikuta metsien kannalta hyvältä. Lopuksi keskustelemme ihmisen roolista metsien kasvattajana, sekä tutkimustarpeista ja tietoaukoista, joita asian ympärillä toistaiseksi on enemmän kuin vastauksia. Lehtipuut voivat varisuttaa lehtensä pois ennen aikojaan voimakkaan kuivuuden takia, jos edellytyksiä yhteyttämisen jatkamiselle ei vain ole. Tämä taas hidastaa yhteyttämistä, mikä pitkällä aikavälillä vähentää puun aineenvaihdunnan kannalta merkittävän hiilen varastoja. Kuivuus vaikuttaa puihin heikentäen niiden yleiskuntoa ja tehden niistä näin alttiimpia eri tuhonaiheuttajille. Pitkittyneiden kuivuusjaksojen aikaan puut voivat mm. MARKUS MELIN Tutkija, Tutkimuspäällikkö, MMT Luonnonvarakeskus Metsien terveys ja biodiversiteetti markus.melin@luke.fi EEVA TERHONEN Erikoistutkija, MMT Luonnonvarakeskus Metsien terveys ja biodiversiteetti eeva.terhonen@luke.fi 8 www.vesitalous.fi KUIVUUS. Kuitenkin vaikka lämpötilat olisivat optimaaliset, ei sitkeinkään puu pärjää, mikäli maaperässä ei ole vettä. Tutkimustietoon nojaten pyrimme avaamaan sitä vuorovaikutusten suhdetta, mikä yhtälön eri muuttujien – puu, ilmasto, tuhonaiheuttaja – välillä vallitsee. Kuivuus, metsien kasvu ja kehitys Puiden menestymistä tietyillä alueilla määrittävät tekijät kuten lämpötila, auringon valo sekä veden ja ravinteiden saatavuus. Hyönteisten lisäksi myös monet muut taudinaiheuttajat kuten sienet reagoivat lämpenevään ilmastoon laajentamalla levinneisyyttään ja runsastumalla aiempaa tehokkaammin. Tämä ilmiö konkretisoi omalla tavallaan ilmaston lämpenemisen monipuolisia vaikutuksia metsiimme: vaikka muuttuva ilmasto vaikuttaa metsiin ja puihin suoraan, tätäkin suuremmaksi voi kasvaa puiden tuhonaiheuttajien vaikutus. I lmastonmuutoksen vaikutukset metsiin eivät syyttä ole suuren keskustelun kohteena. Tässä avaamme myös sitä tuhodynamiikkaa, miten kukin tuholainen pyrkii puihin vaikuttamaan, ja miksi kuivuus tekee tilanteesta puiden kannalta entistä hankalamman. Samalle luomme katsauksen siihen, mitä eteläisemmistä maista voidaan oppia; mitä mahdollisesti tuleman pitää sekä miten tähän voidaan varautua. Lämpenemisen vaikutukset ovat myös pääosin positiivisia useille puiden merkittävimmille tuholaisille, joiden elämää ja runsautta pohjoisen lyhyt kasvukausi ja verrattain viileät kesät ovat aiemmin tehokkaasti säädelleet ja rajoittaneet. Suomessakin viime vuosina havaittujen metsien hyönteistuhojen lisääntymisen taustalla ovat olleet ennen kaikkea kuumat ja kuivat kesät. vähentää haihduntaa sulkemalla lehtien ja neulastensa ilmarakoja. Kuitenkin yhtälössä vaikuttaa myös itse maaperä ja puun kasvupaikka: kuivuuden vaikutukset tulevat voimakkaimmin ilmi nopeasti vettä läpäisevillä, karkeamman Kuivuus nostaa metsien tuhoriskit uudelle tasolle Kohonneiden lämpötilojen lisäksi ilmastonmuutos lisää myös hankalammin ennustettavia sään ääriilmiöitä kuten kuivuusjaksoja. Kuivuus ja siitä johtuva veden puute onkin puille erittäin voimakas stressitekijä. Tässä artikkelissa käsittelemme ilmastonmuutoksen ja erityisesti kuivuuden suhdetta puihin ja niiden tuhonaiheuttajiin: sienitauteihin ja tuhohyönteisiin. Puulajimme ovat kuivuuden suhteen erilaisessa asemassa: kuusen juuret myötäilevät maanpintaa, mikä altistaa sen kuivuudelle herkemmin kuin esimerkiksi syväjuurisen männyn. Pohjoisissa ekosysteemeissä lämpötila on merkittävä puiden kasvua rajoittava tekijä. Vaikka lievästi kohonnut lämpötila tai pidentynyt kasvukausi vaikuttaakin puihin ja niiden kasvuun pääasiassa positiivisesti, yhtälössä on monia muitakin merkittäviä muuttujia, kuten puiden tuhonaiheuttajat sekä sään ääri-ilmiöt. Lopulta puiden kasvu ja kehitys hidastuu tai jopa pysähtyy. Aihe on erittäin laaja ja monitahoinen, joten rajaamme katsauksemme vain merkittävimpiin hyönteisja sienituholaisiin sekä siihen, miten kuivuuden tiedetään niihin ja niiden isäntäpuihin vaikuttavan
Normaaliolosuhteissa (a.) tuho syntyy, kun tuhonaiheuttaja hyötyy suotuisista olosuhteista sekä löytää alttiin isäntäkasvin (kolmen ympyrän leikkauskohta), tämä on kuitenkin harvinaista tavallisissa olosuhteissa tai esimerkiksi luonnontilaisessa metsässä. Tämä kuivuuden, puun sekä sen tuhonaiheuttajien muodostama vuorovaikutus, tekee kuivuuden vaikutuksista sekä vakavia että vaikeasti ennustettavia. Jälkimmäistä tarjoavat parhaiten heikentyneet, mutta Kuva 1. Ympäristötekijä, joka heikentää isäntäkasvin/-puun puolustuskykyä ja tukee taudinaiheuttajan tai tuhohyönteisen kasvua ja leviämistä, kasvattaa todennäköisyyttä puustotuhoille. Käytämme tässä esimerkkilajina kuuseen iskeytyvää kirjanpainajaa (Ips typographus), mikä on tuhopotentiaaliltaan yksi aggressiivisimmistä ja ajankohtaisimmista lajeistamme. Moni puiden bioottinen tuhonaiheuttaja on hyötynyt tapahtuneesta ilmastonmuutoksesta sekä suoraan että epäsuoraan. maalajin kasvupaikoilla sekä kallioisilla alueilla. Tautikolmio on malli (McNew 1960), joka selittää kolmen eri tekijän riippuvuussuhteen: (1) taudille altis isäntäkasvi, (2) virulentti taudinaiheuttaja eli patogeeni, (3) olosuhteet, jotka suosivat taudinaiheuttajaa isäntäpuun kustannuksella. Suoria vaikutuksia ovat mm. 2020). Voimakkaiden kuivuusjaksojen aikaan olemme saaneet huomata, että suurimmaksi ongelmaksi kuivuuden myötä ei nouse metsien alentunut kasvu tai puuntuotoskyky vaan puiden taudit ja tuhohyönteiset. Ymmärtääksemme kuivuuden puille haitallisen vaikutuksen tässä tilanteessa, on ensiksi syytä pikaisesti käydä läpi itse kaarnakuoriaisten tuhodynamiikka. Lisäksi lajit, jotka aiemmin eivät olisi tervettä puuta onnistuneet tappamaan, voivat muuttuneissa olosuhteissa niin tehdä. Lisäksi kuivuuden ja metsien terveyden yhtälössä on myös toinen jokaista puulajia koskettava muuttuja: bioottiset eli elolliset tuhonaiheuttajat. Tämä tarkoittaa, että ilmastonmuutoksen vaikutukset eivät rajoitu ainoastaan puiden sopeutumiseen abioottisiin, eli elottomiin häiriöihin kuten kuivuuteen, koska ennustettu ilmastonmuutos suosii myös puiden tuhonaiheuttajia – ja oli kyse sitten sienistä tai hyönteisistä, hyödyttää kuivuus puiden kimppuun käymistä. Vaikka kuivuuden vaikutukset vaihtelevatkin kasvupaikasta ja puulajista toiseen, on kuivuus niille silti yhtä lailla negatiivisesti vaikuttava stressitekijä. Epäsuoriin vaikutuksiin taas kuuluu se, mitä ilmastonmuutoksen mukanaan tuomat ilmiöt kuten kuivuus aiheut taa tuhonaiheuttajien isäntäpuulle: vaikka kuivuus ei itse aiheuta puille suoraa kuolleisuutta, se heikentää niiden vastustuskykyä bioottisia tuhonaiheuttajia kuten sieniä ja hyönteisiä vastaan (Seidl ym. Kirjanpainajan kierto alkaa keväällä lämpötilojen noustessa lähelle 20 astetta. 9 Vesitalous 5/2023 KUIVUUS. Isäntäkasvin, tuhonaiheuttajan ja tuhonaiheuttajalle suotuisien olosuhteiden suhdetta häiriön kuten metsätuhon syntymisessä kuvaava tuhokolmio. kohonneet lämpötilat ja lämpösummat, jotka mahdollistavat paitsi lajien leviämisen yhä pohjoisemmaksi, niin myös niiden paremman lisääntymisen ja voimakkaamman runsastumisen eteläisemmillä alueilla (Venäläinen ym. Tällöin tuhokolmio sisältää seuraavat tekijät: (1) tuholle altis isäntäkasvi, (2) potentiaalinen tuhonaiheuttaja ja (3) olosuhteet, jotka suosivat tuhonaiheuttajaa isäntäpuun kustannuksella (kuva 1 ). Kun tuhonaiheuttajalle suotuisat olosuhteet lisääntyvät (esimerkiksi sää muuttuu paikallisesti tai ihmisen toiminta muuttaa olosuhteita) (b.), kasvaa myös kolmen ympyrän leikkauskohdan ala eli häiriön todennäköisyys kasvaa. Tällöin aikuiset kirjanpainajat etsivät lisääntymiskumppania ja sopivaa lisääntymismate riaalia. Tässä tilanteessa vakavat tuhonaiheuttajat voivat saada aikaan aiempaa huomattavasti merkittävämpää tuhoa. 2017). Näin esimerkiksi rehevässä korvessa, märässä turvemaassa kasvava kuusi ei ole kuivuusriskin suhteen yhtä altis kuin karkealla tai kivisellä moreenimaalla kasvava verrokkinsa. Tautikolmiota voisi laajentaa käsitteenä tuhokolmioksi, jolloin tuhonaiheuttaja sisältää patogeenien lisäksi myös puiden kimppuun käyvät tuhohyönteiset. Kuivuus, puut ja puiden tuhohyönteiset Havupuilla on useita keskeisiä puolustusmekanismeja hyönteistuholaisiaan vastaan, mutta erityisen tehokkaasti ne ovat varustautuneet vakavimpia hyönteistuholaisiaan, kaarnakuoriaisia, vastaan
Myöhemmin munista kuorituvat toukat kaivavat edelleen itselleen emokäytävästä poikittaiseen suuntaan lähtevät toukkakäytävät, joiden päähän ne koteloituvat ja joista ne aikanaan poistuvat nuorina aikuisina elinkiertoaan jatkamaan (kuva 2 ). Kuusella tehdyissä kokeissa kaarnakuoriaisten onkin havaittu pystyvän läpäisemään helpommin kuivuudesta kärsivän puun kuin vettä normaalisti saavan verrokkinsa pihkapuolustus (Netherer ym. Pihkapuolustuksen ylläpito ja pihkan tuottaminen on kuitenkin ponnistus, joka vaatii resursseja, etenkin hiiltä, ja tässä kohtaa kuivuus astuu kuvaan. altistui helposti kuivuudelle. Hedelmöitetty naaras kaivaa seuraavaksi nilaan rungon suuntaisen emokäytävän, minkä varrelle se munii. 10 www.vesitalous.fi KUIVUUS. Kuivuuden aikaan puut voivat aluksi jopa lisätä pihkatuotantoaan, eli allokoida enemmän esimerkiksi hiiltä pihkan tuotantoon ja puolustautumiseen kuin kasvuun, mutta mikäli kuivuusjakso on pitkä, alkaa sen vaikutus heikentää myös puun puolustuskykyä (Rissanen ym. Ne voivat levitä aiempaa pohjoisemmaksi sekä runsastua eteläisemmillä alueilla, sillä alkuja loppupäästään venynyt kasvukausi tukee sitä, että kuoriaiset voivat lisääntyä useammin yhden kesän aikana, jonka lisäksi kohonneet lämpötilat nopeuttavat merkittävästi lajien kehittymistä toukasta aikuiseksi. Nilaan kohdistuvan syönnin lisäksi useat kaarnakuo riaiset vievät puuhun lisäksi mukanaan sinistäjäsieniä, jotka myöskin heikentävät puita. vielä elossa olevat puut, esimerkiksi tuoreet tuulenkaadot tai lumenmurrot. Kenttäkokeiden lisäksi erittäin laaja-alaisen kuivuuden vaikutus sekä tuhojen aloittajana että niiden ylläpitäjänä on nähty myös käytännössä. Ajanjaksolle sattui myös useampi kuuma kesä, jolloin kirjanpainaja lisääntyi erittäin tehokkaasti ja runsastui nopeasti. Lisäksi kirjanpainajan isäntäpuuta, kuusta, oli istutettu aikanaan laajalti myös alueille, jotka olivat sille kasvupaikkoina epäoptimaalisia; osalla alueista se mm. Normaalioloissa, kun sääolosuhteet eivät kirjanpainajia suosi, ja niiden kannat ovat alhaiset, ne eivät käy terveiden puiden kimppuun, vaan ne hakevat korostetusti heikentyneitä puita. Kuten todettu, puut eivät kuitenkaan ole vailla puolustusta näitä vihollisiaan vastaan, ja kaarnakuoriaisia varten havupuilla on oma erityisen kehittynyt torjuntamenetelmä, pihkapuolustus. Suomen yleisimpien kaarnakuoriaisten, kirjanpainajan (ylhäällä) ja kuusentähtikirjaajan (Pityogenes chalcographus) syömäjälkiä kuusen rungossa. Vaikka tuhot koskettivat niin talousmetsiä kuin kansallispuistojakin, kuolleisuus oli korkeinta Kuva 2. Kirjanpainajan syömäjäljessä näkyy kehittyviä toukkia ja nuoria aikuisia. Pihkapuolustuksen yksityiskohdat vaihtelevat puulajien välillä, mutta tutkimusten perusteella saatavilla olevan veden määrän, ja sitä kautta kuivuuden, tiedetään vaikuttavan merkittävästi pihkatuotantoon ja pihkapaineeseen puolustuksen ensimmäisenä muurina. 2015). 2019). Keskija Itä-Euroopan suuret hyönteistuhot vuosina 2017– 2021 ovat aiheuttaneet puuston kuolemia miljoonilla hehtaareilla, satojen miljoonien puukuutiometrien edestä. Tuhojen taustalla vaikutti useita eri tekijöitä: alueella oli paljon myrskyjä, jotka toivat kuoriaisille runsaasti lisääntymismateriaalia. Päätekijä tuhojen suuren mittakaavan taustalla oli kuitenkin kuivuus: siinä missä suurikin myrsky kasvattaa tuhoriskiä paikallisesti, laaja kuivuus tekee niin koko maisemassa. Kuivuuden aikana puu voi joutua hillitsemään yhteyttämistä vähentääkseen veden haihduntaa. Näin siksi, koska terve ja elinvoimainen kuusi torjuu kirjanpainajat helposti pihkapuolustuksellaan: kaarnaan läpi porautuva kirjanpainaja kirjaimellisesti hukutetaan pihkaan tai työnnetään pihkavuodon voimalla ulos tekemästään reiästä. Lisäksi pihka sisältää myös hyönteisiä heikentäviä yhdisteitä. Kaarnakuoriaiset ovat hyötyneet jo tapahtuneesta lämpenemisestä, ja ylipäätään kasvaneet lämpösummat ja kohonneet kesälämpötilat tekevät niistä aiempaa vakavampia tuholaisia. Runsaana esiintyessään tällaiset käytävät katkaisevat puun nestevirtaukset, johtaen pahimmillaan puun kuivumiseen ja kuolemaan. Tällaisen löytäessään uros kaivautuu puun kuoren sisään ja kovertaa nilaan parittelukammion, minne se feromonillaan houkuttelee naaraita lisääntymään. Tällöin puun hiilivarannot voivat huveta merkittävästi, mikä taasen voi vaikuttaa negatiivisesti pihkan tuotantoon ja siten pihkapuolustuksen ylläpitoon etenkin kuivuuden pitkittyessä. Nyt, voimakkaan kuivuusstressin alla, tämä maisema oli täynnä heikentyneitä kuusia, jotka olivat runsaina parveilevien kirjanpainajien vallattavissa. Tuhot kohdistuivat kuuseen ja ne olivat pääosin kaarnakuoriaisten kuten mainitsemamme kirjanpainajan aiheuttamia
Joissain tapauksissa myös sienitaudinaiheuttajilla ja abioottisilla tuhoilla kuten myrskyillä on ollut roolinsa puiden heikentäjänä. Kirjanpainajan lisäksi myös tiettyjen havupuiden neulastuholaisten on havaittu suurtuhojen aikaan aiheuttavan enemmän kuolleisuutta alueilla, joilla puut kärsivät kuivuudesta. Lisää epävarmuutta tilanteen tutkimiseen tuo myös se, että puun vastustuskyky sienitaudeille voi itsessäänkin muuttua abioottisten häiriöiden, kuten kuivuuden ja korkeampien lämpötilojen vaikutuksesta. Kuitenkin merkittävin tekijän mainittujen kuoriaistuhojen määrien kasvulle oli vuosien 2021–2022 pitkät, kuumat ja kuivat kesät. Tämän taudin yksityiskohdat ovat toistaiseksi tutkimattomia, mutta tiedetään, että kun puut ovat stressitilassa kuivuuden takia, niiden lehvästöissä voidaan havaita huomattavaa typpipitoisuuden nousua. Havuparikas voikin esiintyä männyssä oireettomana, ns. Havununna on Suomessakin esiintyvä yöperhonen, jonka toukat syövät sekä männyn että kuusen neulasia. Lisäksi voimakas kuivuus voi johtaa haavojen, halkeamien tai aukkojen muodostumiseen kuoreen, mikä taas tarjoaa itiölevinteisille sienille sisäänmenoaukkoja. Näin sieni voi hyödyntää stressaantunutta puuta ja siinä kasvanutta proliinipitoisuutta ravinnonlähteenään aiheuttaen puulle taudin. Suomessa ei kuitenkaan seurata metsätuhoja kattavasti, joten systemaattista kokonaiskuvaa tapahtuneista trendeistä on vaikea luoda. Asiaan vaikuttaa myös se, että pitkäikäisten puulajiemme sopeutuminen kuivuuden kaltaisiin olosuhteiden muutoksiin on hidasta verrattuna ilmastonmuutoksen nopeuteen tai itse sienten nopeampaan elinkiertoon. Perinteisesti kaarnakuoriaistuhoja nähdään esimerkiksi hakkuuaukkojen reunoilla, joilla tuuli kaataa puita ja tarjoaa kaarnakuoriaisille helppoa lisääntymismateriaalia. Suomessakin kuivuus on enenevissä määrin yhdistetty viime vuosina kasvaneisiin kaarnakuoriaistuhoihin. 11 Vesitalous 5/2023 KUIVUUS. Tuho alkoi kesän 2021 hellejaksosta. Näitä tuhoja ovat meillä aiheuttaneet kuusella kaarnakuoriaislajit kuten kirjanpainaja, kuusentähtikirjaaja (Pityogenes chalchographus) sekä aitomonikirjaaja (Polygraphus poligraphus), ja männyllä okakaarnakuoriainen (Ips acuminatus). Hyönteisten lisäksi myös useat puilla tauteja aiheuttavat sienet hyötyvät epäsuorasti kuivuuden aiheuttamasta vastustuskyvyn heikkenemisestä niiden isäntäpuussa. Vuosina 1978–1984 lajin suuresiintymä Puolassa aiheutti vahinkoa noin kahdella miljoonalla metsähehtaarilla. Erityisesti stressaantuneilla mäntypuilla on korkeampia pitoisuuksia proliini-amihohappoa, joka taas toimii erinomaisena typpilähteenä havuparikas-sienelle (Sherwood et al. 2015). Esimerkin kuivuusstressin dynamiikasta tarjoaa Suomessa vastikään patogeeniseksi havaittu havuparikassieni. Sienipatogeenit hyötyvät isäntäpuiden kuivuusstressistä Vaikka sienet voivat itsekin kärsiä esimerkiksi maaperän kuivuudesta, niin puita ravinnokseen käyttävien sienten osalta tilanne on toinen, sillä kuivuus helpottaa niiden mahdollisuuksia käydä stressaantuneen puun kimppuun. Silti vuosien 2021–2022 aikana kyseisten kuoriaisten tuhoja on havaittu enemmän kuin aiemmin ja korostetusti kuivuudelle alttiilla kasvupaikoilla (Terhonen ja Melin 2023). Kuivuuden seurauksena isäntäpuu-sieni-vuorovaikutukset voivat häiriintyä niin, että puut voivat altistua niille aiemmin harmittomien sienten aiheuttamiin tauteihin (Terhonen 2022). Havuparikas (Diplodia sapinea) aiheuttaa männyillä etelänversosurmaksi nimettyä tautia, joka on johtanut mäntyjen kuolemiin etenkin kuivuudelle alttiilla kasvupaikoilla. alueilla, joilla tasaikäiset istutuskuusikot olivat luontaisen esiintymisalueensa ulkopuolella ja erityisesti alueilla missä ne altistuivat kuivuudelle (Hlásny ym. Puuston kuolleisuutta havaittiin niin ikään sadoilla tuhansilla hehtaareilla ja se oli voimakkainta kuivilla, karkeamman maalajin kasvupaikoilla (Bejer 1988). Kuusentähtikirjaajan aiheuttamaa puuston kuolleisuutta Pohjois-Karjalan Enossa, kuusimetsän kallioisessa kohdassa. Ne ovat heikentäneet ja siten altistaneet puita erityisesti kallioisilla, kivisillä ja huonosti vettä pidättävillä, karkeimpien maalajien kasvupaikoilla (kuva 3 ), vieden tuhoja myös alueille, joilla niitä ei ole yleisesti esiintynyt. endofyyttisenä sienenä, Kuva 3. 2021)
Käytännön esimerkkinä voimme palata Saksaan, jossa kuumina ja kuivina vuosina 2012 ja 2018 havaittiin aiempaa enemmän pihkavuotoisia kuusia, joiden todettiin myöhemmin olevan juurikäävän saastuttamia (Terhonen ym. Näin kuivuusstressi voi johtaa esimerkiksi tarvittavien puolustusyhdisteiden tuotannon vähenemiseen puissa. Ulkomailla vastaavia esimerkkejä on nähty niin ikään pitkien kuivuusjakson aikaan, joskin Suomea huomattavasti suuremmassa mittakaavassa. Juurikäävän on näytetty hyötyvän kuivuuden aiheuttamasta stressistä kuusella (Terhonen ym. Kuivuus saattaa vaikuttaa kuusen puolustukseen siten, että kuivuusstressin takia ne geenit, joiden aktivoitumista tarvittaisiin puolustautumiseen patogeeneja vastaan, eivät aktivoidukaan kuten ne normaalioloissa tekisivät. Oireet ovat hyvin näkyvissä loppukesästä. Kuva 4. 2022). Tällöin puun puolustus heikkenee ja tauti pääsee nopeammin kehittymään. Männynjuurikäävän (Heterobasidion annosum) on ajateltu olevan sukulaistaan kuusenjuurikääpää eteläisempi laji, mutta vuonna 2022 männynjuurikäävän esiintymiskarttaa päivitettiin kerralla pohjoisemmaksi, kun uusia esiintymiä varmistui Oulun korkeudella asti (Kaitera ym. Taudin oireisiin kuuluvat latvusten harsuuntuminen ja kuluvan vuoden versojen kuoleminen (kuva 4 ). Lisäksi männynjuurikäävällä on oma roolinsa kuivuusstressistä kärsineiden mäntyjen heikentämisessä etenkin etelärannikon kalliometsissä, missä on viime vuosina havaittu runsaasti mäntyjen kuolemia mm. Lisäksi kasvuympäristön tekijät kuten etelärinne, jossa suora intensiivinen auringonvalo osui puiden runkoihin, aiheutti auringonpolttamia kuoreen mahdollistaen sekä enemmän sienitartuntoja puuhun (Botryosphaeriaceae-lajit) että suuremman määrän eri hyönteisten hyökkäyksiä. Juurikäävän havaitseminen kuusessa voi usein olla haastavaa, sillä tartunnan saanut puu ei välttämättä osoita mitään pintapuolisia oireita. mutta muuttuu patogeeniksi puun stressin vuoksi. 2019), mikä voi johtua siitä, että kuivuus vaikuttaa suoraan tähän liittyvien perintötekijöiden eli geenien säätelyyn (Yeoh ym. Nämä hyönteisten ja sienien aiheuttamat häiriöt johtivat pyökkilehtien kuolemaan, kuolleiden oksien määrän kasvuun ja edelleen lisääntyneeseen auringon paahteeseen ja auringonpolttamiin, ja sitä kautta taas lisää sienten aiheuttamiin kuolioi hin, joka lopulta johti lisääntyneisiin puustokuolemiin (Langer ja Bußkamp 2023). Kuvassa 4 esitetyn taudin puhkeaminen ei siis liity niinkään havuparikas-sienen runsauteen yksittäisessä puussa, vaan taudinkuva pahenee männyn kuivuusstressin seurauksena, jonka ansiosta sieni pystyy ylittämään heikentyneen isäntäpuun vastustuskyvyn ja aiheuttamaan etelänversosurmatautia. Havuparikas onkin hyvä esimerkki tautikolmion mukaisesta opportunistisesta tuhon aiheuttajasta, joka suoraan hyötyy isäntäpuun lisääntyneestä stressistä, joka on johtunut puun kannalta epäedullisista sääolosuhteiden muutoksesta (kuva 1 ). Jo käsitelty havuparikassieni on maassamme uusi tuttavuus, ja alkuperäisistä tuholaissienistämme merkittävimpiä kuivuusteemassa ovat mm. 2019). Myös männyllä on oma juurikääpälajinsa. 2023). Vaikka pyökki ei olekaan maamme kannalta oleellinen puulaji, sen tilanne tarjoaa kuitenkin esimerkin siitä, miten vakavista vaikutuksista puhumme, kun viittaamme ilmastonmuutoksen takia häiriintyneisiin puu-sienivuorovaikutuksiin. 2023). 12 www.vesitalous.fi KUIVUUS. 2022). Vuonna 2018 Eurooppaa koetteli vakava kuivuus. Keskimmäisessä männyssä on myös tervasroso, joka on aiheuttanut ylimmän latvuksen kuoleman. Voimakkaan kuivuusjakson vaikutus puiden terveyteen ja elinvoimaan jatkui vuosien ajan kuivuuden jälkeenkin (Senf ja Seidl 2021) ja oli erityisen hyvin havaittavissa Saksassa, missä Euroopanpyökillä (Fagus sylvatica) ilmeni heikentynyttä vastustuskykyä häiriöitä vastaan. juurikäävät (Heterobasidion sp.) sekä mesisienet (Armillaria sp.). havuparikkaan ja okakaarnakuoriaisen yhteishyökkäyksessä (Ylioja ym. Kallioisilla, kuivuudelle altteilla kasvupaikoilla havuparikas-sienen tartuttamat männyt kuolevat yhden kesän aikana etelänversosurma-tautiin. Lisääntyneen stressin takia puut olivat alttiimpia sienitaudinaiheuttajille ja hyönteisten hyökkäyksille, jotka johtivat merkittäviin vaurioihin etenkin pyökkien latvustoissa. Kuusenjuurikääpä (Heterobasidion parviporum) on yksi vakavimmista sienitaudinaiheuttajistamme, ja taloudellisesti mitattuna se katsotaankin Suomen tuhoisimmaksi kuusen tuholaiseksi (Hantula ym. Juurikääpä saa pääasiassa ravinteensa tappamalla isäntänsä soluja eli se on luonteeltaan nekrotrofinen. Tilanteen syntyyn vaikuttivat suoraan abioottiset tekijät, eli epätavalliset sääolosuhteet, erityisesti kuivuus tai pitkittyneet kuumuusjaksot
(Vainio ym. Juurikääpien lisäksi Suomessa merkittävää lahoa myös terveissä metsissä aiheuttavat mesisienet, joista yleisin on pohjanmesisieni (Armillaria borealis) (Vainio ym. Vasemmalla juurikäävän maan alla piileskelevä itiöemä kuusella. Oikealla juurikäävän tappamia mäntyjä, joista juurikääpä varmistettiin itiöemiä etsimällä. Kun muistetaan, että kuusi on kuivuudelle alttein puulajimme, ihmisen voidaan todeta lisänneen kuivuuden aiheuttamien riskien realisoitumista pitkälle tulevaisuuteen, kun nämä kuusivaltaiset taimikot kasvavat ja kohtaavat tästäkin edelleen lämpenevän ilmaston. Kuusen osalta ongelmallista on etenkin sen istuttaminen epäedullisille kasvupaikoille, joissa se altistuu kuivuudelle ja joissa mänty olisi optimaalisimmillaan. 13 Vesitalous 5/2023 KUIVUUS. Käytännön esimerkin tästäkin tarjoaa Keski-Eurooppa, missä mesisienituhojen yleistymistä kuusimetsissä on havaittu kuivuuksien aikaan. Puulle mesisienitartunta aiheuttaa juuristovioituksia, jotka heikentävät puun vedenja ravinteidenottoa ja saattavat lopulta johtaa puun kuolemaan (Vainio ym. Näin kuivuuden lisääntyes sä näiden tuhojen voidaan ennustaa laajentuvan myös Suomessa. 2022). 2000luvun alussa laadittiin metsien luontaiseen dynamiikkaan perustuvia malleja, joiden mukaan esimerkiksi koivun osuus Etelä-Suomessa tulisi muuttuvan ilmaston myötä merkittävästi lisääntymään. Koska mesisienikin vioittaa juuria, on sen vaikutus vakavampi puussa, joka jo valmiiksi kärsii kuivuusstressistä. 2022) Ihmisen rooli yhtälössä Vaikka tutkimusten valossa on selvää, että muuttuva ilmasto lisää metsien terveyteen kohdistuvia riskejä, riskien realisoituminen on myös pitkälti kiinni siitä, millaisia metsiä kasvatamme ja miten niitä hoidamme. Näin ei kuitenkaan käynyt, vaan kuusen viljelymäärät ovat kasvaneet voimakkaasti 2000-luvulla, ja tällä hetkellä jo yli puolet Etelä-Suomen taimikoista on kuusivaltaisia, koivujen osuuden ollessa marginaalinen (Korhonen ym. Ongelmallisen tilanteesta tekee se, että perinteiKuva 5. Mitä taas tulee mäntyyn, sen kohdalla esimerkiksi havuparikkaan aiheuttamat ongelmat korostuvat kasvupaikoilla, joissa vaihtoehtoista puulajia ei käytännössä ole (esimerkiksi kallioiset kasvupaikat); mikäli mänty näiltä alueilta kuolee, ei sen tilalle ole käytännössä parempaa vaihtoehtoa. 2022). Juurikääpätuhojen (kuva 5 ) onkin huomattu lisääntyneen Suomen metsissä, mutta arviot ovat todennäköisesti alimitoitettuja, koska oireettomat juurikäävän tartuttamat puut jäävät usein havaitsematta. Näistä etenkin pohjanmesisieni voi aiheuttaa tuhoja tappamalla myös taimia. Tämä kehitys ei ole ollut luontaista, vaan ihmisen päätöksiin perustuvaa. 2021). Mesisienet infektoivat eritoten puita, jotka ovat stressaantuneita tai heikentyneitä. Mesisieni on helppo tunnistaa tuhonaiheuttajaksi rihmastojänteiden perusteella. Lajista riippumatta, sääolosuhteiden muutos hyödyttää myös juurikääpiä, sillä lämpenevässä ilmastossa aikaikkuna juurikäävän rihmaston kasvulle sekä itiötuotannolle venyy. 2022). Mesisienillä on useita isäntäpuulajeja, ja ne leviävät tehokkaasti kestävien rihmastojänteidensä avulla (kuva 6 ) (Vainio ym
Tulevaisuuden tutkimustarpeet kuivuusriskien hallinnan näkökulmasta kattavatkin mm. sekametsäisyyttä lisäämällä ja metsien lahopuuston määrää kasvattamalla. Aiemmin totesimme, että esimerkiksi Keski-Euroopan suurissa kirjanpainajatuhoissa kuolleisuus oli suurinta alueilla, jotka eivät olleet kuuselle luontaisia – etenkään puhtaina istutuskuusikkoina. Jos teemaa laajennetaan kuivuusriskien yli, tarvitaan lisää tietoa mm. 2022) ja Suomessakin havuparikas-sieni on aiheuttanut Ahvenanmaalla kesällä 2023 latvakasvainten täydellisen tuhoutumisen kokonaisessa mäntytaimikossa (Terhonen 2023). Lisäksi maamme lämpösummavyöhykkeet ovat siirtyneet merkittävästi pohjoisemmaksi (Sallinen ym. sesti juuri männyn on ajateltu olevan puulaji, joka kestää kuivuusstressiä parhaiten. 2023). Tässä vaiheessa me voimme sopeutua parhaiten tutkimalla näitä ongelmia sekä välttämällä päätöksiä, jotka entisestään köyhdyttävät metsien monimuotoisuutta tai heikentävät niiden vastustuskykyä. Tämä on toisaalta tarkoittanut parempaa puuston kasvua siellä, missä lämpeneminen on ollut maltillista, mutta myös lisännyt reviiriään laajentaneita tuhohyönteisiä ja sienitaudinaiheuttajia, joiden elinkierto ja sopeutuminen on kuitenkin merkittävästi puita nopeampaa. meillä käytettävän puulajikirjon monipuolistamisen mahdollisuudet (Ruotsalainen ym. Kuva 6. Etelä-Euroopassa on havaittu, että havuparikas voi pahimmillaan vaarantaa mäntymetsien uudistumisen (Caballol ym. Suuri osa metsistämme uudistetaan myös viljelemällä, jolloin laadukkaan viljelymateriaalin (taimet ja siemenet) käyttö on niin ikään tärkeää. Muita ulottuvuuksia metsien terveyden paremmassa huomioimisessa on myös metsien monimuotoisuuden parempi huomiointi, johon metsänhoito voi vaikuttaa mm. 14 www.vesitalous.fi KUIVUUS. 2022) sekä kuivuus-tuholainen-puu -vuorovaikutuksen perusteellisemman tutkimuksen. Eteläisempien maiden esimerkit muun muassa kirjanpainajasta ja havuparikkaasta ovat konkretisoineet sen, mistä me olemme saaneet vasta esimakua: sään ääri-ilmiöt kuten kuivuus tulevat haastamaan metsiä tavalla, mitä emme vielä ymmärrä. reviiriään laajentavista tuholaisista ja siitä, miten nämä reagoivat edelleen muuttuvaan ilmastoon. Molemmat ovat tärkeitä peruspilareita boreaalisten metsien monimuotoisuudessa, ja metsien monimuotoisuus puolestaan kulkee käsi kädessä niiden terveyden kanssa. Suomen keskilämpötila on lämmennyt 1800-luvulta vähintään kaksi astetta, mikä on globaalia keskiarvoa enemmän. Mesisienen mustia rihmastojänteitä eli ritsomorfeja kuusella. Näin ollen metsien hoidon täytyy seurata näitä esimerkkejä, jotta muualla tehdyt virheet voidaan meillä välttää. Vaikka hidas ja maltillinen lämpeneminen ei puiden terveyden kannalta olisikaan ongelmallista, Ilmatieteenlaitoksen mukaan äärisäiden, kuten pitkien kuivuusjaksojen, todennäköisyys tulee myös kasvamaan ilmastonmuutoksen myötä. Suomessa on pitkään vallinnut hyvä periaate oikean puulajin käyttämisestä oikealla kasvupaikalla, ja muuttuvan ilmaston aikaan tämä korostuu entisestään. Nämä selvästi tunnistettavat sienen osat ovat varma merkki tuhonaiheuttajasta. Ilmastonmuutos ja sen mukanaan tuomat sään ääri-ilmiöt – kuivuus kenties vakavimpana – haastavat siis metsiä lukuisilla tavoilla. Tätä voidaan perustellusti pitää vakavana uhkana metsien terveydelle
Forest Ecology and Management. Karst. Terhonen, E. Rissanen, K. & Melin, M. 2021. New York: Academic Press, 19-69. Nature Climate Change, 7, 395–402 https://doi.org/10.1038/nclimate3303. Helsinki. (toim.) 2023. Luonnonvarakeskus. Metsätuhot vuonna 2022. Plant pathology: an advanced treatise. 2023. 2021. Hantula, J. The nun moth in European spruce forests. Climate change induces multiple risks to boreal forests and forestry in Finland: A literature review. Terhonen, E. Ylioja, T. ym. & Bußkamp, J. 2017. Metsätuhot vuonna 2021. Netherer, S. Sienten ja niiden isäntäpuiden vuorovaikutussuhteet voivat ajautua epätasapainoon ympäristön muuttuessa. Disease in regenerating pine forests linked to temperature and pathogen spillover from the canopy. In Berrymann A.A. ym. Puulajivalikoiman monipuolistaminen metsänviljelyssä: Synteesiraportti. org/10.1111/nph.13166. 2022. 2022. 2022. Luonnonvarakeskus. Devastating outbreak of bark beetles in the Czech Republic: drivers, impacts, and management implications. 18–22. https://doi. Forests. ym. Luonnonvarakeskus. Environmental and Experimental Botany 185, https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2021.104410. 2022. Yeoh, XH-Y. Journal of Ecology, 110, 2661–2672. (toim.), ym. (ed.) Dynamics of Forest Insect Populations, p.211-231, Springer Science + Business Media, New York. Journal of Hydrology, 617(B), https://doi. 1988. Helsinki. (toim.), Kytö, M. 135 s. 2020. https://doi.org/10.1007/978-1-4899-0789-9. https://doi.org/10.1111%2Fgcb.15183. org/10.5194/bg-18-5223-2021. s. Luonnonvaraja bio-talouden tutkimus 48/2023. Langer, G.J. Senf, C. Maastoinventointi Ahvenanmaan tuhokohteella 3.5.2023. 2023. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2021.119075. McNew, G.L. ym. 2019. Terhonen, E. Seidl, R. Mesisienituhojen ennustetaan lisääntyvän ilmaston lämmetessä, torjuntamenetelmien kartoitus tarpeen. 98 s. Metsätuhot vuonna 2022. & Seidl, R. Luonnonvarakeskus. https://doi.org/10.14214/ma.10724. Drought Stress Described by Transcriptional Responses of Picea abies (L.) H. (toim.) 2023. 2022. org/10.1016/j.jhydrol.2022.129022. Drought effects on carbon allocation to resin defences and on resin dynamics in old-grown Scots pine. Kirjallisuutta Bejer, B. Julkaisussa: Melin, M. Journal of Plant Diseases and Protection 130, 1101–1115, https://doi.org/10.1007/s41348-023-00743-7. s. under Pathogen Heterobasidion parviporum Attack. Persistent impacts of the 2018 drought on forest disturbance regimes in Europe. http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-380-694-8. https://doi.org/10.1111/1365-2745.13977. 2021. (toim.), Terhonen, E (toim.), ym. 2023. Recent and future hydrological trends of aapa mires across the boreal climate gradient. Forests, 12(10):1379, https://doi.org/10.3390/f12101379. Luonnonvarakeskus. Metsätieteen aikakauskirja 2022: 10724. Terhonen E. 2015. Low Water Availability Increases Necrosis in Picea abies after Artificial Inoculation with Fungal Root Rot Pathogens Heterobasidion parviporum and Heterobasidion annosum. 62–64. Luonnonvarakeskus. Ylikiimingissä tehtiin tähän mennessä pohjoisin tyvitervastautihavainto. Julkaisussa: Nuorteva, H. Caballol, M. http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-380-688-7. Helsinki s. 2022. Luonnonvaraja biotalouden tutkimus 38/2022. Venäläinen, A. ym. New Phytologist, 205(3), 1128-1141, https://doi. Luonnonvaraja biotalouden tutkimus 24/2022. http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-380-394-7. Vainio E, Piri T, Hantula J. Metsätuhojen kokonaisvaltainen arviointi : METKOKA-hankkeen loppuraportti. ym. Sallinen, A. Helsinki. 2023. 2019; 10(1):55. Luonnonvaraja biotalouden tutkimus 2/2022. Kaitera, J. Ruotsalainen, S. 54–55. 1960. http:// urn.fi/URN:ISBN:978-952-380-694-8. ym. Tieteen Tori. 2021. https://doi.org/10.3390/f10010055. Global Change Biology, 26(8), 4178-4196. & Melin, M. ym. Helsinki. ym. Helsinki. Metsätuhot vuonna 2020. 15 Vesitalous 5/2023 KUIVUUS. Vitality loss of beech: a serious threat to Fagus sylvatica in Germany in the context of global warming. 140 s. Hlásny, T. Okakaarnakuoriaiset olivat osasyyllisiä mäntyjen kuolemiseen. Luonnonvaraja biotalouden tutkimus 46/2023. 2022. In: Horsfall JG, Dimond AE eds. Julkaisussa: Terhonen, E. Biogeosciences, 18, 5223–5230. ym. The nature, origin, and evolution of parasitism. ym. ym. Do water-limiting conditions predispose Norway spruce to bark beetle attack. Luonnonvaraja biotalouden tutkimus 48/2023. Forest disturbances under climate change
Kuivumista voi lisäksi esiintyä jaksottaisesti, jolloin kuivat jaksot erottavat vesitettyjä alueita (kuva 1 ). Vesittyneilläkin alueilla olosuhteet muuttuvat lampimaisiksi ja kohoava lämpötila ja aleneva happipitoisuus heikentävät eliöstön mahdollisuuksia. Maankäyttö, ojitukset ja hakkuut lisäävät kuivuusriskiä. Kuivuuteen varautumisessa on keskeistä luonnollisen hydrologian säilyttäminen. Kuivuminen ei myöskään rajoitu vesistöjen latvaosiin, vaan kuivumista voi tyypillisesti esiintyä myös isommissa uomissa alempana jokiverkostossa. Kuivuuden aikana vähenevä veden määrä vähentää sopivien elinympäristöjen määrää ja lisää niiden pirstaleisuutta. Myös Kausittainen kuivuminen uhkaa jokiekosysteemejä HEIKKI MYKRÄ FT, erikoistutkija Suomen ympäristökeskus Luontoratkaisut heikki.mykra@syke.fi HENNA SNÅRE FM, tutkija Suomen ympäristökeskus Luontoratkaisut henna.snare@syke.fi ANNIKA VILMI FT, tutkija Suomen ympäristökeskus Luontoratkaisut annika.vilmi@syke.fi Poikkeuksellisen lämpimät ja vähäsateiset kesät yleistyvät ilmaston lämmetessä ja aiheuttavat kuivuusjaksoja etenkin pienemmissä latvavesissä. Vesistön latvaosista alkava kuivuminen ei välttämättä suoraan aiheuta merkittävää kuolleisuutta eliöryhmille, jotka aktiivisesti pystyvät liikkumaan paikasta toiseen: kalat ja monet pohjaeläinryhmät kykenevät siirtymään kuivuvilta latvoilta edelleen vesittyneille alueille alemmas jokiverkostossa. Kohoava veden lämpötila ja samaan aikaan aleneva happipitoisuus ovat haitallisia monille herkille lajeille. Eliöstöllä on toisaalta myös sopeumia, joiden avulla ne voivat selviytyä kuivista kausista. Jaksottainen kuivuus sen sijaan pirstoo jokiverkoston ja estää eliöstön liikkumisen suotuisemmille alueille. Kuivuva uoma Albarine-joessa Ranskassa. Myös rantavyöhykkeen puiden varjostuksen ylläpitäminen on tärkeää etenkin pienvesien lämpötaloudelle. Kuivuus on kohtalokasta vesieliöstölle ja toistuvat kuivat kaudet tulevat aiheuttamaan muutoksia virtavesien eliöstössä. 16 www.vesitalous.fi KUIVUUS. Kuva 1. Pohjaeläimet voivat välttää kuivia olosuhteita kaivautumalla pohjan soran sisään, ja jotkin lajit voivat myös säädellä elintoimintojaan siten, että ne kestävät lyhyet kuivat kaudet. Kuivuminen vaikuttaa vesistöihin ja niiden eliöstöön monin tavoin. Vesisammalilla on useita rakenteellisia ominaisuuksia, joiden avulla ne voivat kestää kuivia kausia. Eteläja Keski-Euroopassa jokien kausittainen kuivuminen on säännöllinen ilmiö. K ausittainen kuivuus on alati laajeneva ongelma maailmanlaajuisesti, ja jo nyt arvioidaan, että jopa puolessa maailman jokisysteemeistä esiintyy jonkinlaista kausittaista kuivumista. Kausittainen kuivuminen on luonnollinen ilmiö latvavesistöissä, joissa on vain vähän pohjavesivaikutusta, mutta ihmistoiminnan, kuten vedenottamisen, säännöstelyn ja maankuivatuksen seurauksena kuivumista voi tapahtua myös suuremmissa uomissa. Myös ravinteiden ja muiden aineiden pitoisuudet voivat nousta, mikä edelleen lisää kuivumisen haitallisia vaikutuksia jokieliöstölle
2018). Eliöstön lisäksi tutkittiin ekosysteemin toimintaa kuvaavia lehtikarikkeen hajotusprosesseja ja mikrobien hapenkulutusta. 2020). Monissa muuttujissa muutokset olivat lisäksi jokseenkin pysyviä. Esimerkiksi leväbiomassat ja lehtikarikkeen hajotus olivat selvästi alentuneita vielä kolme viikkoa kuivumisen jälkeen. Kohonneen virtaaman positiiviset vaikutukset jäivät useimmiten vaimeiksi, kun uomiin oli lisätty hiekkaa (Mustonen ym. Tutkimusta Lepsämänjoen valuma-alueella Suomen ympäristökeskus on mukana EU:n rahoittamassa DRYvER (Securing biodiversity, functional integrity and ecosystem services in DRYing rivER networks) -hankkeessa (dryver.eu), joka tutkii kausittaisen kuivumisen vaikutuksia jokisysteemeissä. Kokeissa selvitettiin kuivumisen vaikutuksia pohjaeläimiin, päällysleviin ja lehtikariketta hajottaviin mikro-organismeihin. Tämä johtuu siitä, että seurannassa keskitytään isompiin vesiin, minkä lisäksi vuosittain toistettavaa pitkäaikaisseurantaa tehdään vain pienessä vesistöjoukossa. 2012, Sarremejane ym. Pohjaeläinten ennustetun ja havaitun lajimäärän suhde 34:ssä Kuusamon Oulangan alueen purossa (A) ja alueen kesäkauden keskimääräinen sadanta (B). Havaintoja kuivuuden vaikutuksista Kuivumisen vaikutuksista Suomen vesistöissä on verrattain vähän tutkimustietoa saatavilla. Muutoksia on havaittu myös jokiluokan vesissä, kuten vähäsateisena vuonna 2006 (kuva 2 ). Myös alivirtaama vaikutti negatiivisesti moniin lajeihin, mutta hiekan ja virtaaman yhdysvaikutukset olivat usein toisiaan kumoavia siten, että niiden yhteisvaikutus oli pienempi kuin yksittäisten vaikutusten perusteella voitiin olettaa. Systemaattista, alueellisesti edustavaa pienempien vesistöjen pitkäaikaisseurantaa on käytännössä tehty vain Oulangan alueella Kuusamossa, missä Oulun yliopisto on vuosittain seurannut Kuusamon suuriin jokiin laskevien purojen ja pienten jokien pohjaeläimiä vuodesta 2000 saakka. mikroskooppisilla piilevillä on sopeumia tilapäisestä kuivumisesta selviytymiseen, sillä osa piilevistä kykenee hitaasti hivuttautumaan kohti kosteampia olosuhteita, ja osalla piilevistä on elintoiminnollisia ominaisuuksia, jotka auttavat selviytymään kuivuudesta. 2018). Hankkeen kenttätutkimuksiin valittiin ennakkotietojen, valuma-aluetarKuva 2. Toisessa kokeessa tutkittiin alivirtaamaolosuhteiden ja uomien hiekoittumisen yhdysvaikutuksia (Mustonen ym. 2018). Lyhytkestoisen kuivumisen vaikutuksia on tutkittu myös kokeellisesti Luonnonvarakeskuksen Paltamon asemalla (Truchy ym. Kuivien ja kuumien kesien vaikutukset eivät siten rajoitu vain pienimpiin vesistöihin. Kahdeksan päivää kestänyt kuivuus vaikutti voimakkaasti kaikkiin tutkittuihin muuttujiin. Suomesta mukaan valittiin Lepsämänjoen valuma-alue, koska sieltä oli aiempia havaintoja kuivuvista uomista ja päivittäistä virtaaman seurantaa. Hankkeessa on mukana kuusi eri asteisesti kuivuvaa Euroopan jokisysteemiä. Pitkäkestoinen kuivuus on kuitenkin haitallista kaikille vesieliöille. Vähäsateisten ja poikkeuksellisen lämpimien kesien vaikutus on ollut selvästi nähtävissä seurannan tuloksissa alentuneena pohjaeläinten lajiston monimuotoisuutena ja koostumuksen muutoksina (Huttunen ym. Hiekka vaikutti negatiivisesti lähes kaikkiin tutkittuihin muuttujiin. 17 Vesitalous 5/2023 KUIVUUS
Näytteenotto toistettiin kuusi kertaa huhtikuun ja marraskuun alkupuolen välisenä aikana vuonna 2021. DRYvER-hankkeen näytteenottopaikat Lepsämänjoen valuma-alueella sekä hankkeessa kehitetyllä hydrologisella mallilla tuotetut kuivien päivien lukumäärät uomaverkostossa vuonna 2021. Riistakamerakuvia Tuhkurinojalta kesä-, heinä-, eloja syyskuulta 2021. Kuva 3. Lisäksi näytepaikkojen koskijaksot sähkökoekalastettiin kaksi kertaa (kesäkuu ja syyskuu) vuoden aikana. Uomien kuivumista seurattiin kenttäkäyntien ja riistakameroiden avulla. Valituilta paikoilta otettiin pohjaeläinnäytteet, koskikivien pinnan biofilminäytteet ja pohjan sedimenttinäytteet. Pohjaeläinlajisto määritettiin perinteisesti, mutta kivien biofilmistä ja sedimentistä eristettiin laboratoriossa bakteerien, sienten ja piilevien DNA, jonka perusteella tehtiin lajinmääritys. Hankkeessa on kehitetty myös kansalaishavainnoinnin sovellus, jota voidaan hyödyntää tulevissa seurannoissa. 18 www.vesitalous.fi KUIVUUS. Kesäkuu oli vähäsateinen ja purot alkoivat kuivua kuun lopulla ja olivat täysin kuivia heinäkuussa. Kahdeksan puroa mahdollisesti kuivuviksi oletetuista kuivui kesän 2021 aikana. Elokuun loppupuolella virtaamat alkoivat palautua ja kuun lopussa virtaama oli jo täysin palautunut (kuva 4 ). Kuva 4. kastelujen ja kenttäkäyntien perusteella 10 todennäköisesti kuivuvaa latvapuroa ja 10 pysyvästi virtaavaa puroa tai Lepsämänjoen ja sen sivujokien (Härkälänjoki ja Lakistonjoki) koskipaikkaa (kuva 3 )
19 Vesitalous 5/2023 KUIVUUS. Kuivumisen vaikutus näkyi pohjaeläimillä ja sedimentin piilevillä elokuun näytteiden lajimäärän notkahduksena. Kuivuvista puroista ei sähkökalastuksissa tavattu kaloja lainkaan. Poikkeuksellisen kuumia ja kuivia kesiä on koettu myös Suomessa ja tullaan ilmastonmuutoksen myötä kokemaan tulevaisuudessa yhä useammin. Kuivuvien purojen pohjaeläinyhteisöt ja sedimentin piilevät olivat lajiköyhempiä kuin pysyvästi virtaavat uomat, mutta biofilmin piilevillä erot olivat vähemmän selviä (kuva 5 ). Voimakkaasti ojitettujen alueiden alivirtaamat ovat selvästi alhaisempia verrattuna vastaaviin luonnontilaisen kaltaisiin valuma-alueisiin. Biofilmin piilevillä lajimäärät kuivuvilla paikoilla alenivat vasta syyskuussa. Luonnonvesissä kuivumista lienee aina tapahtunut myös meillä, joten kausittainen kuivuminen on luonnollinen ilmiö ainakin pienemmissä vesistöissä. Bakteereilla tai sienillä ei havaittu selviä eroja kuivuvien ja virtaavien uomien välillä (kuva 5 ). Maankuivatus maaja metsätalouden tarpeisiin sekä tulvasuojelun nimissä tehdyt perkaukset vaikuttavat alapuolisten vesistöjen virtaamiin. Pienempiä uomia Kuva 5. Taksonirunsauksien vaihtelu eri eliöryhmillä DRYvER-hankkeen kuivuvilla ja aina virtaavilla näytepaikoilla eri näytteenottokierrosten aikana. Kuivumiseen varautuminen Kuivuus vaivaa yhä enenevissä määrin Euroopan lämpimiä ja vähäsateisia alueita. Lajimäärät olivat elokuussa jopa korkeam pia kuivuvissa uomissa, mikä luultavasti johtuu siitä, että näytteissä oli tuolloin sekä akvaattista että terrestristä lajistoa. Taimenta tavattiin ainoastaan Röykän Myllypurosta. Maankäyttö voi kuitenkin huomattavasti lisätä kuivuusriskiä
Ecological Applications 26: 2116-2129. & Muotka, T. Truchy. Rannan puustoinen vyöhyke on myös tärkeä linkki maaja vesiympäristön välillä ja luontotyyppinä itsessään arvokas. (2022). Maatalousalueilla ongelmaan on vaikeam paa löytää ratkaisuja, mutta kosteikoilla voidaan ainakin jossain määrin tasata virtaamia myös maatalousalueilla. Rannan puuston ja pensaiden varjostuksella on keskeinen merkitys pienten virtavesien veden lämpötilan kannalta. Kuivuusriskin kannalta kunnostusojituksille olisikin järkevää etsiä vaihtoehtoja, joissa ojitustarvetta voidaan vähentää – tai kokonaan välttää, etenkin jos vaikutusalueen vesistöt ovat pieniä. (2020). Puustoisilla suojavyöhykkeillä voidaankin edistää niin vesiensuojelua kuin luonnon monimuotoisuuden turvaamista. Kirjallisuus Aroviita, J., Nivala, A., Tolkkinen, M. Freshwater Science 31: 423-441. A., Sarremejane, R., Muotka, T., Mykrä, H., Angeler, D.G., Lehosmaa, K., Huusko, A., Johnson, R.K., Sponseller, R.A. syke.fi/fi-FI/Tutkimus__kehittaminen/Tutkimus_ja_kehittamishankkeet/Hankkeet/Pienten_virtavesien_valtakunnallinen_tilan_arviointi_ja_mallinnus. Climate driven hydrological variability determines inter-annual changes in stream invertebrate community assembly. Sediments and flow have mainly independent effects on multitrophic stream communities and ecosystem functions. (2016). WWW.KEMIRA.COM/ENERGY-EFFICIENCY. (2018). Valuma-alueen ojituksien ja uoman perkausten perusteella arvioituna luonnontilaisen kaltaisia uomia on Oulun eteläpuolella jäljellä vain muutamia prosentteja uomien kokonaismäärästä (Aroviita ym. & Muotka, T. Puustolla on myös monia muita merkityksiä vesiekosysteemin kannalta. on usein myös suoristettu ja perattu kuivatuksen tehostamiseksi, mikä edelleen lisää kuivumisriskiä. Kemira, 1/3 vaaka 20 www.vesitalous.fi KUIVUUS Kohti parempaa energiatehokkuutta HALUATKO OPPIA, KUINKA JÄTEVEDENPUHDISTAMOT VOIVAT VASTATA NOUSEVIIN ENERGIAHINTOIHIN, RESURSSIEN NIUKKUUTEEN JA TIUKENTUVIIN SÄÄDÖKSIIN, SAMALLA KUN NE VOIVAT SÄILYTTÄÄ VAKAAN JA TULEVAISUUDEN KESTÄVÄN TOIMINNAN. Temporal variability in taxonomic completeness of stream macroinvertebrate assemblages. & Muotka, T. Huttunen, K., Mykrä, H. Global Change Biology 26: 3455-3472. 2022). Hankkeen loppuraportti: https://www. & Mykrä, H. Habitat patchiness, ecological connectivity and the uneven recovery of boreal stream ecosystems from an experimental drought. Vesiensuojelutoimenpiteillä pyritään vähentämään ojitusalueilta tulevaa kiintoaineja ravinnekuormitusta, mutta toimenpiteillä ei vesiensuojelukosteikkoja lukuun ottamatta juuri voida vaikuttaa hydrologiaan. Myös korkeat veden lämpötilat ovat monille eliöille haitallisia. Ongelman laajuus on valtava, sillä ojittamattomia valuma-alueita on eteläisessä Suomessa jäljellä lähinnä suojelualueilla. Mustonen, K., Mykrä, H., Louhi, P., Markkola, A., Huusko, A., Alioravainen, N., Lehtinen, S. Pienten virtavesien valtakunnallinen tilan arviointi ja mallinnus. Putoavat lehdet ovat tärkeä pohjaeläinten ravintoresurssi, minkä lisäksi veteen kaatuneet rungot monipuolistavat pohjan rakennetta ja tarjoavat kiinnittymispaikkoja pohjaeläimille ja suojaa kaloille. (2012). Sarremejane, R., Mykrä, H., Huttunen, K.-L., Mustonen, K.-R., Marttila, H., Paavola, R., Sippel, K., Veijalainen, N. & McKie, B.G. Oikos 127: 1586-1595