Rehevöityminen näkyy ravintoverkossa

Hyvinvoivassa meressä ravintoverkko on tasapainoinen

Meren kaikki eliöt muodostavat ravintoverkon. Ravintoverkko syntyy siitä, että pienet eläimet syövät perustuottajia – eli kasveja ja leviä – ja isommat eläimet taas syövät pienempiä eläimiä. Kaikki saavat ruokaa, ja systeemi toimii hyvin.

Itämeren rannikkovesissä tärkeimpiä perustuottajia ovat suuret pohjaan ankkuroituneet levät ja vesikasvit. Avomerellä perustuotannosta vastaavat puolestaan pienet vedessä leijuvat levät eli kasviplankton.

Perustuottajat yhteyttävät eli sitovat auringon valoenergiaa. Auringonvalon lisäksi ne tarvitsevat ravinteita – tiettyjä kemiallisia aineita, kuten fosforia ja typpeä. Ravinteita tarvitaan kasvuun ja lisääntymiseen. Hyvinvoivassa ekosysteemissä on sopivasti ravinteita, jotta levät ja kasvit menestyvät ja tuottavat ruokaa koko ravintoverkolle.

Perustuottajien varassa elävät kaikki muut ravintoverkon eliöt: eläinplankton, pohjaeläimet, kalat, hylkeet, vesilinnut ja hajottajamikrobit. Jokaisella eliölajilla on oma tärkeä roolinsa meren ravintoverkossa. Jos järjestelmä voi hyvin, kaikki toimii ilman suuria ongelmia.

Rehevöityneessä meressä levät kasvavat liikaa

Jos ekosysteemissä on liikaa ravinteita, hieno systeemi menee sekaisin. Levät kasvavat liikaa. Meri rehevöityy samalla tavoin kuin nurmikko rehevöityy, jos siihen kylvetään lannoitetta.

Rehevöityneessä meressä on enemmän eliöitä ja niiden jäänteitä ja jätöksiä. Tämä tietää lisää töitä hajottajamikrobeille. Merenpohjassa tapahtuva kiivas hajotustoiminta kuluttaa pohjan happivarantoja, sillä hajottajamikrobitkin hengittävät. Pahimmillaan happi loppuu merenpohjasta kokonaan.

Itämeren suuret ravinnemäärät ovat peräisin maalta: jätevesistä ja valumavesistä, joita on kulkeutunut mereen vuosikymmenten ajan. Ravinteiden joutumista mereen on jo onnistuttu vähentämään paljon. Lisää vähennyskeinoja tarvitaan silti, ja niitä kehitetäänkin koko ajan.

Tuloksia pitää kuitenkin vielä odotella. Kun mereen on pitkän aikaa valunut liikaa ravinteita, niitä on kertynyt merenpohjalle paljon. Tämä hidastaa Itämeren tilan paranemista.

Pääravinteiden saatavuus asettaa rajat levien ja kasvien kasvulle

Hyvinvoivassa meressä ravinteista on niukkuutta

Meren tärkeitä pääravinteita ovat fosfori ja typpi. Niitä on meressä luonnostaan, mutta lisää valuu maalta. Levät tarvitsevat molempia pääravinteita. Niinpä levät kasvavat ja lisääntyvät, kunnes jompikumpi ravinteista alkaa ehtyä. Silloin levämäärä ei enää lisäänny, vaikka toista ravinnetta olisi vielä jäljellä yllin kyllin.

Pohjanlahdella leviltä loppuu yleensä ensin fosfori. Fosforin puute alkaa silloin rajoittaa levien kasvua. Suomenlahden ulapalla käy päinvastoin: leviltä loppuu ensin typpi.

Vaikka typpi loppuu ja levät taantuvat, tietyt yhteyttävät syanobakteerit eli sinilevät jatkavat silti kasvuaan. Tämä johtuu siitä, että ne pystyvät käyttämään hyväkseen ilmakehästä veteen liuennutta typpeä. Niinpä ne menestyvät silloinkin, kun muut jo kärsivät typpipulasta.

Rehevöityneessä meressä on liikaa ravinteita

Jos meressä on paljon levien tarvitsemia pääravinteita – typpeä ja fosforia – kumpikaan ei lopu ja levät jatkavat kasvuaan. Meri rehevöityy. Suomen merialueista Suomenlahti ja Saaristomeri ovat rehevöityneet pahiten. Niillä esiintyy voimakasta planktonlevien liikakasvua, joka näkyy suurina levämassoina. Selkämerelläkin on jo merkkejä rehevöitymisestä.

Pääosa Suomen rannikkoa rehevöittävistä ravinteista on lähtöisin pelloilta. Peltoja lannoitetaan, jotta niiltä saataisiin enemmän satoa. Jos vilja ei sido kaikkia ravinteita, niitä karkaa vesistöön. Pellot sijaitsevat usein jokivarsilla tai rannikolla, josta ravinteiden matka mereen on lyhyt.

Mereen tulee ravinteita myös metsäojituksista, asutuksesta, teollisuudesta ja kalankasvatuksesta. Lisäksi ravinteita tulee ilmansaasteista, jotka laskeutuvat mereen. Kaikista eri lähteistä kertyy yhteensä niin paljon ravinteita, että Itämerta vaivaa ravinneähky.

Hyvinvoiva ekosysteemi.  Rehevöitynyt ekosysteemi.

Kasviplanktonmassat kertovat meren rehevyydestä

Hyvinvoivassa meressä kasviplankton kukoistaa keväällä

Meressä on keväällä paljon ravinteita. Ravinteet ovat peräisin meren ravintoverkon eliöistä: niiden jäänteistä ja jätöksistä. Bakteerit ja muut pieneliöt ovat hajottaneet eliöiden jäänteet, jolloin niissä olleet ravinteet ovat liuenneet veteen.

Talvella ravinteita ei ole kulunut, koska valo ei riitä levien kasvuun. Kun kevät sitten koittaa ja valo lisääntyy, leville on tarjolla ravinteilla katettu ruokapöytä. Silloin planktonlevät lisääntyvät vauhdilla.

Planktonleviä voi olla keväällä niin paljon, että ne värjäävät veden rusehtavaksi. Yhdessä vesipisarassa on jopa 2000 pientä leväsolua.

Keväiset levämassat kuuluvat hyvinvoivan meren normaaliin vuodenkiertoon. Niihin ei vain kiinnitetä kovin paljon huomiota, koska kylmässä meressä ei monikaan käy uimassa tai kahlailemassa. Keväiset levämassat eivät myöskään ole myrkyllisiä, minkä takia niistä ei uutisoida. Keväiset levämassat häviävät alkukesään mennessä, kun levät käyttävät ravinteet loppuun.

Rehevöityneessä meressä on kesällä sinileväpuuroa

Rehevöityneessä meressä ravinteita voi olla tarjolla läpi kesän. Kun meri lämpenee, valtaan pääsevät syanobakteerit eli sinilevät. Ne viihtyvät lämpimässä vedessä, ja niitä voi olla vedessä massoittain veden pintakerroksessa.

Sinilevillä on yksi iso etu muihin leviin verrattuna: osa sinilevistä pystyy käyttämään hyväkseen ilmasta veteen liuennutta typpeä. Niinpä ne voivat lisääntyä senkin jälkeen, kun tavanomainen typpiravinne loppuu – kunhan vedessä vain on fosforia.

Sinilevä kiinnittää huomiota, koska leväsolut nousevat pintaan ja muodostavat sinne lauttoja tai sakeaa puuroa, varsinkin tyynellä säällä. Sinilevien kesäisiä massaesiintymiä kutsutaan myös sinileväkukinnoiksi. Todellisuudessa sinilevä ei kuki, mutta pinnalla kelluva värikäs sinilevälautta voi tuoda mieleen kukkimisen. Levälautan värin määrää se, millaisia yhteyttämispigmenttejä eli värihiukkasia kukin levälaji sisältää. Väri voi vaihdella vihreänkellertävästä voimakkaan turkoosiin.

Osa sinilevistä on myrkyllisiä. Myrkyllisyyttä ei voi päätellä sinilevän väristä tai muista ulkoisista piirteistä. Sinilevää onkin aina syytä varoa.

Mikroskooppikuva kevätkukinnan panssarilevistä. Mikroskooppikuva sinilevästä eli syanobakteeri Nodularia spumigena.

Eläinplankton toimii ravintoverkossa väliportaana

Hyvinvoivassa meressä eläinplankton tekee tehtävänsä

Eläinplanktonilla on tärkeä tehtävä: se syö kasviplanktonia ja tulee sitten itse syödyksi. Näin eläinplankton siirtää kasviplanktoniin sitoutunutta energiaa ja ainetta eteenpäin, ravintoverkon seuraavalle tasolle.

Keväällä vedessä on eniten pienikokoisia eläinplanktonlajeja kuten rataseläimiä. Hankajalkaisten ja muiden suurten lajien vuoro tulee myöhemmin, kun vesi lämpenee.

Eläinplankton ei koskaan syö kaikkea kasviplanktonia. Osa kasviplanktonista vajoaa kuoltuaan pohjalle mikrobien hajotettavaksi. Tämä kuuluu meriekosysteemin normaaliin ainekiertoon. Hyvinvoivassa ekosysteemissä kaikki toimii ilman suuria ongelmia.

Rehevöityneessä meressä suuri osa kasviplanktonista jää syömättä

Rehevöityneessä meressä on runsaasti kasviplanktonia. Kun planktonleviä on paljon, myös niitä syövä eläinplankton runsastuu. Eläinplanktonilla on kuitenkin ongelma: rehevöityminen muuttaa planktonlevien lajistoa niin, että levät eivät ole enää yhtä hyvää ruokaa eläinplanktonille.

Muutos kasviplanktonlajistossa vaikuttaa eläinplanktonlajistoon. Ripsieläimet, rataseläimet ja pienet vesikirput lisääntyvät. Samalla eläinplanktonin keskikoko pienenee. Tällöin suuri osa kasviplanktonista jää syömättä ja vajoaa pohjalle. Pohjalla hajotustoiminta kiihtyy, mikä kuluttaa happea pohjalta.

Mikroskooppikuva isokokoisesta eläinplanktonista: hankajalkaiset. Mikroskooppikuva pienikokoisemmasta eläinplanktonista: vesikirppuja ja rataseläin

Rehevyys vaikuttaa kalalajistoon

Hyvinvoivassa meressä kalat saavat laaturuokaa

Eläinplankton on silakan ja monen muun kalalajin tärkeää ravintoa. Erityisesti suurikokoiset eläinplanktonlajit ovat hyvää kalanruokaa. Osa kalalajeista löytää ruokansa rannikkovyöhykkeestä, varsinkin rannikon rakkohaurukasvustoista. Rakkohaurupensaat tarjoavat myös suojaa kalanpoikasille.

Hyvinvoivassa meressä eläinplankton koostuu eri kokoisista lajeista; myös suurikokoisia lajeja on paljon. Rannikon rakkohaurukasvustot ovat tuuheita ja elinvoimaisia, eikä happikato kiusaa kaloja.

Tällaisessa meressä monet eri kalalajit löytävät kaiken tarvitsemansa: sopivia lisääntymis- ja suojapaikkoja sekä ravintoarvoltaan hyvää ruokaa. Silloin meren kalasto on monipuolinen, eivätkä jotkin lajit runsastu toisten kustannuksella.

Rehevöityneen meren kalasto muuttuu

Rehevöityminen lisää kalojen määrää, mutta aiheuttaa muutakin. Se muuttaa kalojen elinoloja ja ravinnon saantia. Kun meri rehevöityy, eläinplanktonyhteisöön tulee enemmän pienikokoisia lajeja. Ne ovat kaloille huonompaa ruokaa kuin isokokoiset lajit. Rannikon suojaisat rakkohaurukasvustot häviävät, kun vesi samenee. Hapettomilta pohjilta katoavat pohjaeläimet.

Kaikki tämä vaikuttaa kalakantoihin. Särkikalat runsastuvat, koska niiden poikaset löytävät sameassa vedessä ruokaa muita kalalajeja paremmin. Myös kuha hyötyy rehevöitymisestä. Hauki ja ahven sen sijaan kärsivät. Niiden on vaikeampi saalistaa sameassa vedessä. Rehevöityminen haittaa myös pohjalla elävää kampelaa.

Turska on suolaisen meren kalalaji, joka vaeltaa ajoittain Suomenkin merialueille. Sen lisääntyminen ei kuitenkaan onnistu eteläisellä Itämerellä, jos suolaisilla merenpohjilla ei ole happea.

Ahven Särki

Meren pohjalla tarvitaan happea

Hyvinvoivan meren pohjalla happi riittää pitkään

Keväällä, kun kasviplanktonia on paljon, valtaosa siitä jää syömättä. Kuolleet leväsolut vajoavat pohjaan, pohjaeläinten ja hajottajamikrobien ruokapöytään. Mikrobit vapauttavat leväsoluihin sitoutuneet ravinteet takaisin veteen, leville käyttökelpoiseen muotoon.

Hajottajamikrobit hengittävät ja kuluttavat veden happivarantoja. Happea kuluu kuitenkin niin hitaasti, että merenpohjaan ehtii yleensä tulla happitäydennystä – uutta hapekasta vettä – ennen kuin kaikki happi on käytetty loppuun.

Hyvinvoivassa meressä merenpohjalla onkin yleensä happea. Hapekkaissa oloissa osa ravinteista sitoutuu pohjaan. Hapekkaassa merenpohjassa pohjaeläimilläkin on hyvät oltavat.

Rehevöityneen meren pohjalta happi loppuu nopeasti

Rehevöityneessä meressä kasviplanktonleviä ja rannikon rihmaleviä on massoittain ja kuollutta ainesta vajoaa paljon merenpohjalle. Pohjan hajottajamikrobit tekevät kovasti töitä ja kuluttavat siten nopeasti veden happivaroja. Happi käy vähiin ja saattaa loppua kokonaan. Näin käy varsinkin rehevöityneiden alueiden syvänteissä sekä suojaisilla rannikoilla, paksujen rihmalevämassojen alla.

Pohjasedimenttiin sitoutuneiden ravinteiden vapautumista pohjasta takaisin veteen nimitetään sisäiseksi kuormitukseksi. Tätä meren sisäistä prosessia ei voida rinnastaa mereen ulkoa tulevaan kuormitukseen, joka tuo mereen uusia ravinteita. Sensijaan sisäinen kuormitus vapauttaa aiemman ulkoisen kuormituksen tuomia ravinteita sedimentistä takaisin veteen.

Rehevöityminen lisää perustuotantoa ja pohjalle laskeutuvan eloperäisen aineksen määrää, mikä kiihdyttää mikrobiologista hajotustoimintaa ja lisää siten myös hapen kulutusta.

Kun happi loppuu, hajotustoiminta alkaa tuottaa myrkyllistä rikkivetyä. Se karkottaa kalat ja tappaa pohjaeläimet. Pohjasedimentin muuttuessa hapettomaksi sen kyky sitoa fosforia heikkenee. Silloin ravinteita alkaa vapautua pohjan varastoista takaisin veteen. Tämä pahentaa entisestään rehevöitymistä.

Suomenlahden rannikolla ja saariston kuoppaisilla pohjilla happi loppuu kesällä paikka paikoin. Happitäydennystä ei saada meren pinnalta, koska niin sanottu lämpötilan harppauskerros eristää lämpimän pintaveden syvemmistä kylmistä vesistä. Syksyllä harppauskerros häviää ja vedet sekoittuvat.

Itämeren pääaltaassa eli keskisellä Itämerellä on pysyvä suolaisuuden harppauskerros. Siellä kevyt vähäsuolainen vesi lepää raskaamman suolaisen veden päällä. Vedet eivät sekoitu edes syksyllä. Syvät suolaiset pohjat saavat happea vain, kun Pohjanmereltä työntyy suolaista ja hapekasta vettä Itämereen. Näitä suolapulsseja tulee kuitenkin niin harvoin, etteivät ne riitä pitämään rehevöityneen meren syvänteitä hapekkaina.

Hyvinvoivaa merenpohjaa: punaleviä ja rakkolevää. Rehevöitynyttä merenpohjaa, jossa rihmaleväkasaumia ja rikkibakteerikasvustoa

Rantavyöhykkeessä elämä on vilkasta

Hyvinvoiva rantakasvusto on monen eliön koti

Itämeren rannoilta löytyy monenlaisia elinympäristöjä: kovia kallioita sekä pehmeitä hiekka- tai liejupohjia. Rantavyöhykkeen tärkeimpiä perustuottajia ovat suuret, pohjaan ankkuroituneet levät ja vesikasvit.

Pehmeitä rantoja reunustavat paikoitellen tuuheat järviruokokasvustot. Järviruokojen tyvellä, suojaisessa vedenalaisessa viidakossa, elää kaloja sekä hyönteisiä ja muita selkärangattomia eläimiä.

Kovilla kalliopohjilla, lähellä vesirajaa, kukoistavat kesällä vihreät rihmalevät. Talvella jää repii vanhat rihmalevät irti, mutta keväällä levät alkavat taas kasvaa. Rihmalevien lomassa elää kotiloita sekä muiden selkärangattomien eläinten nuoruusvaiheita. Aikuistuttuaan nämä eläimet siirtyvät syvemmälle, missä kasvaa monivuotinen levä, rakkohauru.

Rakkohaurukasvustot ovat tunnusomaisia hyvinvoivan meren kalliopohjille. Ne kätkevät suojiinsa monin verroin enemmän eliöitä kuin lyhytikäinen rihmalevä.

Hyvinvoivan meren matalilla hiekkapohjilla viihtyy puolestaan ruohomainen meriajokas. Tämä vesikasvi muodostaa paikoin laajoja niittyjä, joissa elää monia kaloja ja selkärangattomia eläimiä.

Rehevöityneillä rannoilla eliöt kärsivät

Suomen rannikko on etupäässä matalaa. Rehevöitymisen vaikutukset näkyvät matalilla rannoilla herkemmin kuin avomerellä.

Rehevöityneillä pehmeäpohjaisilla rannoilla järviruoko valtaa alaa. Sen levittäytymistä auttaa myös se, etteivät lehmät ja lampaat enää laidunna rannoilla. Järviruokokasvustot syrjäyttävät muita lajeja, ja näin rantaluonnon monimuotoisuus vähenee.

Matalien hiekkapohjien vedenalaiset meriajokasniityt taantuvat, kun planktonmassat samentavat vettä. Meriajokkaan väheneminen vaikeuttaa lukuisten lajien elämää.

Rehevöityneillä kalliorannoilla kasvavat paksut rihmalevämatot ja pohja limoittuu. Syvemmällä elävä rakkohauru taas kärsii valon puutteesta, koska vesi on sameaa ja päällyslevät peittävät rakkohaurun pinnan. Kun rakkohauru vähenee, sen lomassa elävä monipuolinen lajisto köyhtyy. Kalanpoikasetkin jäävät vaille suojaisaa kotia.

Hyvinvoivaa rakkohaurukasvustoa. Rihmalevää kalliorannalla.