Päijänteen säännöstelyn kehittäminen. Säännöstelyvaihtoehtojen vaikutus Kymijoen koskien pohjaeläimistöön

i

Kari-Matti Vuorr-

158

Päij änteen säännöstelyn kehittäminen

Säännöstelyvaihtoehtojen vaikutus Kymijoen koskien pohjaeläimistöön

o ■ • • • • • 1 • i • • • • ■ • • • • • • • • • • • • • • • • • • l

158

Kari-Matti Vuori

Päijänteen säännöstelyn kehittäminen

Säännöstelyvaihtoehtojen vaikutus Kymijoen koskien pohjaeläimistöön

Helsinki 1999

SUOMEN YMPÄRISTÖKESKUS

ISBN 952- I I -0525-9 ISSN 1455-0792 Painopaikka: Oy Edita Ab

Helsinki I999

S sisällys

1 Johdanto

... 5

2 Aineisto ja menetelmät

... 6

3 Tulokset ja tulosten tarkastelu

...

10

3

.1 Potkuhaaviaineisto ... 10

3.2

Kvantitatiiviset kivinäytteet: pohjaeläinten suhde ympäristötekijöihin...

12

4 Säännöstelyvaihtoehtojen vertailu ... 17

4.1

Taustaa: virtaamamuutosten vaikutuksista pohjaeläimiin ...

17

4.2

Toteutunut säännöstely (TOT) ... 18

4.3

Luonnonmukainen säännöstely (LUOMU) ...

19

4.4

Ekologinen säännöstely (EKO) ...

19

4.5

Tasasäännöstely (TASA) ...

19

4.6

Tulvasuojelu ja voimataloussäännöstely (TULVO) ...

20

5 Päätelmätja suositukset

...

21

Kirjallisuus

...

²²

Liitteet

...

23

Liite 1. ^Kymijoen koskipaikkojen potkuhaavinäytteissä toukokuussa

1993/

syyskuussa

1997

esiintyneiden pohjaeläinten yksilömäärät näyteasemittain ..

23

Liite

2.

Kymijoen Langinkosken kvantitatiivisissa kivinäytteissä touko- elokuussa

1993

esiintyneiden pohjaeläinten keskimääräiset yksilötiheydet ....

25

Kuvailulehti ...

2 7 Suomen ympäristökeskuksen moniste 158

... 0

0

• • • .... • . • ... • • .. • ... Suomen ympäristökeskuksen moniste 158

Johdanto

Vuosina 1995-1999 toteutetussa Päijänteen säännöstelyn kehittämisselvityksessä on perusteellisesti selvitetty säännöstelyn taloudellisia, ekologisia ja sosiaalisia vaikutuksia sekä Päijänteellä että sen alapuolisessa Kymijoessa. Selvitystyön tu- loksena on esitetty suosituksia säännöstelyn haittojen vähentämiseksi ja hyöty- jen lisäämiseksi. Selvitystyö on toteutettu viranomaisten, vesistön eri käyttäjä- ryhmien edustajien ja tutkijoiden yhteistyönä. Työn tulokset on koottu yhteenve- toraporttiin (Marttunen & Järvinen 1999).

Kymijoki on valuma-alueeltaan ja virtaamaltaan valtakunnan neljänneksi suurin jokivesistö ja vesiekologisena kokonaisuutena niistä monipuolisin: joen elinympäristöt vaihtelevat järvimäisistä laajentumista vuolaisiin, vapaana kuohu- viin koskiin, pieniin puromaisiin sivu-uomiin ja suiston makean veden ja murtove- den vaihettuma-alueisiin. Vesivoiman käyttö, tulvasuojelu sekä teollisuuden ja asutuksen jätevedet ovat vaikuttaneet jo vuosikymmeniä joen tilaan. Vaikka jäte- vesipäästöt ovat tuntuvasti vähentyneet, aiheuttavat vanhat teollisuuden päästöt ja nykyinen kuormitustaso edelleen haittoja joen pohjahabitaateille ja eliöstölle (Vuori 1995). Päijänteen säännöstely on tasannut Kymijoen virtaamia pienentä- mällä kevät- ja kesävirtaamia ja lisäämällä talviaikaisia virtaamia. Koskiluontoa on myös muutettu hyvin voimakkaasti 1800-luvun lopulta alkaen lukuisissa per- kauksissa (Seppovaara 1988). Tässä selvitystyössä kuvataan Kymijoen koskien pohjaeläimistön nykytilaa ja arvioidaan säännöstelyvaihtoehtojen vaikutuksia erityisesti vaelluskalojen ravintovaroina tärkeisiin pohjaeläimiin. Selvitystyö lilt- ty)' Suomen Ympäristökeskuksen Päijänteen ja Konnivesi-Ruotsalaisen säännös- telyjen kehittämistä koskevaan hankekokonaisuuteen.

Pohjaeläinyhteisöjen vasteet jokisäännöstelyyn ovat monimuotoisia ja vaih- televat habitaatin, virtaamamuutosten ja veden fysikaalis-kemiallisten ominais- piirteiden määräämällä tavalla (Allan 1995). Pohjaeläintuotannon on kokonaisbio- massana arvioituna havaittu usein lisääntyneen säännöstelyn aiheuttaman virtaa- man stabiloitumisen, tulvien leikkaamisen, virran voimakkuuden vähenemisen ja lämpötilan kohoamisen seurauksena. Samalla on tavallisesti havaittu pohjaeläin- lajiston köyhtymistä ja suurikokoisten, etenkin lohikalojen ravintona tärkeiden lajien taantumista. Yleisesti ottaen ns. EPT-taksonien (päivänkorennot, koskiko- rennot ja vesiperhoset) laji- ja usein myös yksilömäärät vähenevät virtauksen hi- dastuessa ja virtaaman pienentyessä, kun sen sijaan pienikokoiset, ns. rikkaruoho- lajit ja seisoville vesille ominaiset lajit (mm. surviaissääskien toukat, kotilot) run- sastuvat (Fjellheim ym. 1993, Allan 1995). Selvityksessä keskitytäänkin arvioimaan säännöstelyvaihtoehtojen vaikutuksia pohjaeläinyhteisön yleiselle rakenteelle sekä erityisesti lohikalojen ravintona tärkeiden EPT-taksonien esiintymiselle. Työn on tehnyt FT Kari-Matti Vuori Ympäristötoimisto INSTAROS Ky:stä.

Suomen ympäristökeskuksen moniste I58

...0

Aineisto ja menetelmät

••••••••...•

Selvitys perustuu FT Kari-Matti Vuoren ja LuK Marju Parkon Kymijoelta vuonna 1993 ja 1997 keräämiin pohjaseläinnäytteisiin (potkuhaavinäytteet toukokuussa 1993 ja syyskuussa 1997: 14 näytettä, kvantitatiiviset kivinäytteet Langinkoskesta touko-, kesä- ja heinäkuussa 1993: 40 näytettä ja elokuussa 1993: 10 näytettä).

Näytteenottopaikat on esitetty kuvassa 1.

Kymijoen koskipaikkojen pohjaeläimistön nykytilan kartoittamista varten otettiin näytteitä potkuhaavimenetelmällä (Suomen standardisoimisliitto 1989, sovellus) 5 minuutin kokoomanäytteenä eri mikrohabitaateista (rannan pehmeät pohjat, karkea sora-hiekkapohjat ja kivikko-lohkarepohjat). Kokoomanäytteisiin päädyttiin, koska haluttiin kasvattaa todennäköisyyttä saada mukaan taksono- mista kartoitusta varten myös harvalukuisempia lajeja. Potkuhaaviin jääneet eläi- met ja muu pohja-aines huuhdottiin maastossa silmäkooltaan 400 Fm:n seulalle.

Seulalle jäänyt materiaali huuhdottiin pienellä vesimäärällä tilavuudeltaan litran suuruisiin pakasterasioihin ja säilöttiin lisäämällä 96 %o-etanolia siten, että säilön- tänesteen etanolipitoisuudeksi tuli noin 70 %. Laboratoriossa säilötyistä näytteis- tä poimittiin suurentavan poimintalampun alla erilleen kaikki makroskooppiset pohjaeläimet. Eläimet säilöttiin 70 To etanoliin ja määritettiin binokulaaria ja valo- mikroskooppia käyttäen taksonomisesti mahdollisimman pitkälle. Lajimääritys- ten yhteydessä tutkittiin myös dominoivien pohjaeläinlajien morfologiset epä- muodostumat.

Pohjaeläimistöön perustuvia, virtaavien vesien tilaa kuvaavia indeksejä on kehitetty etenkin Keski-Euroopan oloihin. Parhaimmillaan ne kuvaavat kohtuulli- sen hyvin, joskin usein vain karkeasti likaantuneisuuden astetta etenkin orgaani- sen kuormituksen suhteen. Potkuhaavi-aineistoon sovellettiin Suomessa aiemmin- kin käytettyä ISOn standardoimaa indeksiä (Long Score System, ISO 1984), joka hyödyntää karkeankin määritystason (heimotason) tietoja ja on siksi nopea ja yk- sinkertainen käyttää. Indeksisysteemissä pohjaeläinryhmät on esitetty siten, että empiiristen havaintojen perusteella herkimmiksi luokitellut ryhmät saavat kor- keimman arvon (pistearvo 10). Indeksin saama lukuarvo on siten sitä alhaisempi mitä enemmän pohjaeläimistössä vallitsevat likaantumista hyvin sietävät ryhmät.

Näytteen saama pistearvo voidaan esittää joko kokonaissummana (TS=Total Sco- re) tai heimojen antamien pisteiden keskiarvona (ASPT=Average Score Per Taxon).

TS-indeksiä voidaan käyttää, kuten tässä aineistossa, kun kaikki näytteet on otet- tu samalla tavalla.

Pohjaeläimistön esiintymistä suhteessa ympäristömuuttujiin tutkittiin tarkem- min Langinkoskessa kvantitatiivisten kivinäytteiden avulla. Näytteitä otettiin tou- ko- (n=15), kesä- (n=15) ja heinäkuussa (n=10) 1993. Ennen näytteenottoa kos- kialue jaettiin neljään osa-alueeseen (yläosa, alaosan itä- ja länsiranta sekä sivu- uoma, ns. Pikku-Langinkoski). Näytteenotto arvottiin osa-alueittain ja kunkin osa- alueen sisältä valittiin näytekivi satunnaisesti, asetettiin potkuhaavin verkko ki- ven alavirran puolelle ja nostettiin kivi verkkoon.

Kivi siirrettiin rannalla seulalaatikkoon (silmäkoko 100 gm). Kiven pinnalta irroitettiin kasvillisuus ym. orgaaninen aines ja kaikki eläimet käyttäen pinsettejä, lusikkaa, harjaa ja runsasta huuhtelua. Kaikki kiveltä irronnut, seulalle jäänyt ma- teriaali käsiteltiin samoin kuin edellä on selostettu potkuhaavinäytteistä. Kivi-

0

... Suomen ympäristökeskuksen moniste 158

näytteiden oton yhteydessä mitattiin vesipatsaan syvyys ko. kiven kohdalla, ve- den virtausnopeus 2 cm kiven yläpuolelta kiven ylä-, ala- ja keskikohdasta, sekä kiven pituus, korkeus ja leveys. Näiden mittalukujen avulla estimoitiin kiven pin- ta-ala Dallin (1979) mukaan sekä veden vapaan virtauksen pyörteisyyttä ilmentä- vä Frouden luku Statznerin ym. (1988) mukaan. Laboratoriossa näytteiden sisältä- mä orgaaninen aines kuivattiin ensin huoneen lämmössä ja sen jälkeen 60°C 24 h, minkä jälkeen aines jäähdytettiin eksikaattorissa ja punnittiin 0,1 mg:n tarkkuu- della.

Pohjaeläinten esiintymisen ja runsauden suhdetta ympäristötekijöihin (vir- ran nopeus, syvyys, pyörteisyys, orgaanisen aineksen määrä ja kiven koko) tarkas- teltiin kanonisen vastinkeskiarvoanalyysin (Canonical Correspondence Analysis, CCA; Ter Braak 1988) avulla. CCA on monimuuttujainen, painotettujen keskiarvo- jen menetelmä, joka valitsee ympäristömuuttujille optimaaliset painotukset ja jär- jestää lajit näiden ympäristömuuttujien muodostamille gradienteille. Tulokset esi- tetään kaksiulotteisessa ordinaatiodiagrammissa, jossa akselit kuvaavat ympäris- tömuuttujien lineaarisia kombinaatioita ja ympäristömuuttujien nuolet ko. muut- tujien muutoksen suuntaa ja voimakkuutta suhteessa näytepisteiden ja lajien esiin- tymiseen. Lisäksi tarkasteltiin LOWESS-regressiolla pohjaeläinten kokonaistihe- yden ja eräiden lohikalojen ravintona tärkeiden pohjaeläinryhmien (erityisesti ns.

EPT-taksonit eli Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera) suhdetta em. ympäristö- muuttujiin. LOWESS (locally weighted scatterplot smoothing) on ei-parametrise- nä regressiona käytettävä algoritmi. Se laskee painotettujen pienimpien neliösum- mien avulla estimaatit havaintojen jakauman keskikohdasta (Efron & Tibshirani (1991).

Päijänteen säännöstelyn kehittämisselvityksessä on vertailtu useita erilaisia säännöstelyvaihtoehtoja. Säännöstelyvaihtoehtojen pohjaeläinvaikutusten arvi- ointi perustui nykytilan ja eri vaihtoehdoista aiheutuvien virtaamamuutosten ver- tailuun (Kuva 2). Säännöstelytapoja on arvioitu kolmena erilaisena vesivuosityyp- pinä: märkänä, tavanomaisena ja kuivana. Erilaisina vesivuosina simuloidut Päi- jänteen säännöstelyn käytännöt näkyvät erilaisina virtaamina Kymijoessa. Vesi- vuodet määräytyivät Päijänteeseen loppukeväällä ja alkukesällä (1.4.-1.7.) tulevi- en vesimäärien perusteella.

1 Toteutunut säännöstely (TOT), joka luonnonmukaiseen verrattuna lisää Ky- mijoen talviaikaisia virtaamia ja pienentää kesävirtaamia.

2 Tulvasuojelu-voimataloussäännöstely (TULVO), jossa Päijänteen talviaikai- set juoksutukset ovat runsaita ja märkinä vuosina tarkoitus on minimoida tulvavahinkoja ja muulloin tulvariskin vähentämisen lisäksi pyritään mah- dollisimman suureen hyötyyn vesivoimantuotannolle.

3 Tasasäännöstely (TASA), jossa Päijänteen vedenkorkeus pyritään läpi vuo- den pitämään virkistyskäytön kannalta optimivyöhykkeellä.

4 Ekologinen säännöstely (EKO), jossa nostetaan Päijänteen vedenkorkeuk- sia keväällä ja lisätään kesäajan vedenkorkeuden vaihtelua. Tällä pyritään lisäämään vesi- ja rantaluonnon monimuotoisuutta sekä parantamaan kalo- jen lisääntymisolosuhteita ja vähentämään kuikan pesintätappioita.

5 Luonnonmukainen vaihtoehto (LUOMU), joka on palautuslaskelmien pe- rusteella arvioitu Päijänteen ja Kymijoen säännöstelemätön tilanne.

Suomen ympäristökeskuksen moniste I58 ...

0

hajat

KUUSANKOSKI

KOUVOLA

Hirvikoski Ahvionkoski Kultaankoski

Pernoo, Ruhankoski

Siikakoski K minkartanonkoski Langi koski

Suomenlahti

© Maanmittauslatos lupa nro 7/MAR/96

Kuva I. Näytteenottopaikkojen sijainti

0 ...

Suomen ympäristökeskuksen moniste 158

Virtaama m3/s Kuiva vuosi 1978 (Kuusankoski Q) 700

600 500 400 300 200 100 0

1.1 31.1 2.3 1.4 1.5 31.5 30.6 30.7 29.8 28.9 28.10 27.11 27.12 Tavanomainen vuosi 1983 (Kuusankoski Q)

Virtaama m3/s 700

TOT

600 - - TULVO

TASA

500 EKO

---LUOMU

400 -

300

100 0

1.1 31.1 2.3 1.4 1.5 31.5 30.6 30.7 29.8 28.9 28.10 27.11 27.12

Virtaama m31s Märkä vuosi 1982 (Kuusankoski Q) 700

TOT

600 - - TULVO

TASA

500 EKO

300

100 0

1.1 31.1 2.3 1.4 1.5 31.5 30.6 30.7 29.8 28.9 28.10 27.11 27.12

Kuva

2.

^Eri

säännöstelyvaihtoehtojen

laskennalliset vaikutukset Kuusankosken virtaamiin kuivina, tavallisina ja märkinä vuosina, (Marttunen ym. 1999).

Suomen ympäristökeskuksen moniste I58

... 0

Tulokset ja tulosten tarkastelu

...

3.1 Potkuhaaviaineisto

Koskista kerätyistä näytteistä määritettiin lajitasolle yhteensä 34, sukutasolle 10 ja heimotasolle 8 taksonia (Liite 1). Pohjaeläimistö oli lajistollisesti monimuotoisin Kyminkartanonkoskessa (48 taksonia) ja Langinkoskessa (45 taksonia). Pohjaeläi- mistöltään köyhimmät kosket olivat vuolasvirtaiset Siikakoski ja Pernoon Ruhan- koski (kummassakin 22 taksonia) sekä Ahvionkoski (25 taksonia). Näiden ääripäi- den välille sijoittuivat Kultaankoski (31 taksonia) ja Hirvikoski (30 taksonia). Yksi- lömäärältään vallitsevia taksoneja olivat eräät kaksisiipiset (Diptera), erityisesti hyvin virtaamavaihteluita sietävät mäkärän toukat (Simuliidae) ja surviaissääsket (Chironomidae), vesiperhosista suodattajalajit Hydropsyche pellucidula ja Cheumatop- syche lepida, hajoavaa kasviainesta ravintonaan suosiva vesislira (Asellus aquaticus) sekä suodattamalla ravintonsa hankkiva pallosimpukka Sphaerium corneum. Kos- kikorentoja (Plecoptera) tavattiin ainoastaan kolme lajia, joista vain Amphinemura borealis oli paikoin suhteellisen runsas. Koskikorentojen, samoin kuin muiden pilk- kojien (mm. Limnephilidae-vesiperhoset) esiintyminen painottui pienempiin sivu- uomiin.

Faunistisesti mielenkiintoisimpia havaintoja olivat paikoin suhteellisen run- saat virtaluteen (Aphelocheirus aestivalis) eslintymät sekä ensimmäistä kertaa Suo- messa tavattu yksittäinen Potamanthus luteus-päiväkorennon nymfi Ahvionkos- kessa. Viimeksi mainittu laji on löydetty myös Keltistä voimalaitospadon alapuo- lelta (Vuori 1999).

Myös likaantumisindeksin mukaan arvioituna monimuotoisin ja eniten her- kempiäkin pohjaeläinheimoja sisältävä eliöstö löytyy Kyminkartanonkoskesta ja Langinkoskesta (Kuva 3). TS-indeksin arvoa näissä kohteissa nosti erityisesti se, että niissä esiintyi useita "kympin heimoja", eli vaateliaimmiksi luokiteltuja päi- vänkorento-, koskikorento- ja vesiperhosheimoja. Langinkoskessa indeksin ar- voa nosti todennäköisesti lisäksi se, että näytteeseen tuli mukaan myös sivu-uo- man alkuosan habitaattia. Kyminkartanonkoskea, samoin kuin Langinkosken sivu- uomaa, luonnehtii elinympäristöjen pieniplirteisyys ja monimuotoisuus, puuston suojaava ja varjostava vaikutus sekä runsas vesisammalisto, mikä on omiaan suo- simaan pohjaeläimistön lajistollista monimuotoisuutta. Muissa, vuolasvirtaisissa pääuoman koskipaikoissa likaantumisindeksin arvot olivat selvästi alhaisemmat koska heimoja oli niissä kaiken kaikkiaan vähemmän ja likaantumista sietävien ryhmien osuus oli suuri. Alhaisin indeksiarvo oli Siikakosken 83. Tässä kohteessa pohjan laatu oli suhteellisen yksipuolista, karkeaa kivikkoa ja virtauksen voima suuri, mikä voi vaikuttaa siihen ettei kovin monimuotoiselle pohjaeliöstölle ole elinmahdollisuuksia. Onkin todennäköistä, että likaantumisindeksissä eri näyte- paikkojen välillä esiintyvät erot eivät niinkään johdu veden laatutekijöissä vaan pohjahabitaateissa esiintyvistä eroista. Tätä päätelmää tukevat Kymijoen veden- laatututkimukset, joiden perusteella kuvan 1 kartassa esitettyjen koskipaikkojen välillä ei ole merkittävää eroa (Marja Anttila-Huhtinen, suull. tieto).

0

...^Suomen ympäristökeskuksen moniste 158

Y (D

0 C

E

C

Y J

50

ti ~;

Näytepaikka

Kuva 3. Pohjaeläimistöön perustuva Kymijoen koskien likaantumisindeksi.

Pohjaeläimissä, etenkin vesiperhostoukissa, havaittiin myös morfologisia poikkeamia. Nämä olivat lähinnä kidustummentumia ja kasvaimen kaltaisia epä- muodostumia. Epämuodostumia esiintyi myös muissa ruumiinosissa, erityisesti toukkien jaloissa ja niskassa. Enimmillään morfologisten poikkeamien osuus oli lähes kolmannes populaatiosta. Poikkeavien yksilöiden esiintyminen keskittyi runsaasti sammalta kasvaville koskikiville. Morfologiset poikkeamat viittaavat todennäköisimmin haitallisten aineiden aiheuttamiin kumulatlivisiin vaikutuksiin pohjan ravintoketjuissa. Voimakkaat kidusten morfologian muutokset ovat oire yksilöiden fysiologisten toimintojen vaurioitumisesta sekä populaation kuolevuu- den lisääntymisestä tai aikuistumisen epäonnistumisesta (Vuori & Parkko 1996).

Siten morfologisten poikkeamien esiintyminen on koko yhteisön ominaisuuksia kuvaavia indeksejä luotettavampi mittari pohjaselkärangattomien terveydenti- lasta. Kymijoella on havaittu suhteellisen korkeita epämuodostumafrekvenssejä myös suvantojen pohjaeläimissä, surviaissääskien toukissa. Kymijoen saastunei- den sedimenttien on myös laboratoriokokeissa havaittu heikentävän pohjaeläin- ten kasvua ja kehitystä (Verta et al. 1998). Virtaamamuutosten vaikutuksia sedi- mentteihin, niihin sitoutuneisiin haitta-aineisiin sekä pohjaeläinten morfologisiin poikkeamiun ja yleiseen tilaan on vaikeata arvioida nykytietämyksen perusteella.

On kuitenkin todennäköistä, että virtaamamuutoksia enemmän sedimentteihin sitoutuneiden myrkkyjen liikkuvuuteen ja ekotoksikologisiin haittoihin vaikutta- vat suoranainen sedimenttien kaivaminen ym. vastaava toiminta.

3.2 Kvantitatiiviset kivinäytteet: pohjaeläinten suhde ympäristötekijäihin

Langinkosken kvantitatiivisissa kivinäytteissä vaihtelut pohjaeläinten keskimää- räisissä tiheyksissä kasvukauden aikana olivat selviä etenkin vesiperhosten (Trichop- tera), kaksisiipisten (Diptera) ja vesisiirojen (Asellus aquaticus) osalta (Liite 2). Popu- laatiotiheydeltään runsain laji oli Cheumatopsyche lepida-suodattajavesiperhonen,

200

150

100

Suomen ympäristökeskuksen moniste I58 ...0

joka käyttää ravinnokseen levää ym. mikroskooppista virtauksen kuljettamaa or- gaanista ainesta. Muita runsaita lajeja olivat Asellus aquaticus, Hydropsyche pelluci- dula sekä surviaissääsket (Chironomidae) ja mäkärät (Simuliidae). Myös Aphelochei- rus aestivalis oli kivinäytteissä yllättävän runsas: populaattotiheydet vaihtelivat välillä n. 22-54 yksilöä/ml.

Kanonisen korrespondenssianalyysin (CCA) mukaan pohjaeläimistön esiin- tymiseen vaikuttivat eniten kivipinnoilla esiintyvän orgaanisen aineksen määrä (joka aineistossa muodostui lähinnä vesisammalista), keskimääräinen virtausno- peus välittömästi kiven yläpuolella, syvyys, vapaan virtauksen pyörteisyys Frou- den luvulla mitattuna sekä kiven kokonaispinta-ala (Kuva 4).

Nämä muuttujat selittivät 35 % lajien ja näytteiden jakaantumisen vaihtelus- ta. Akselien 1-4 ominaisarvot olivat 0.142, 0.091, 0.055 ja 0.035. Kaikkien vapaiden ominaisarvojen summa oli 1,75, joten ensimmäinen akseli selitti n. 8%, toinen 5 %, kolmas 3 % ja neljäs 2 % lajien esiintymisen vaihtelusta. Ensimmäinen akseli korre- loi voimakkaimmin orgaanisen aineksen (r=0.72) ja Frouden luvun (r=0.68) kans- sa. Toinen akseli korreloi lähinnä virtausnopeuden kanssa (r=0.49). Vain ensim- mäinen akseli selitti tilastollisesti lähes merkitsevästi lajien runsauden vaihtelua

VELOC

DEPTH

FR

1{°T •^{M E:s} • eREi1S

E • ... 1.1...

... BIEN;. ...

co: : AREA

asiM .aj.

Eocr

""`° •^{~o E°rc} ORGAN

i- t c0T

.a.o Kuva 4. Langinkosken kivinäytteisiin perustuva, kanonisen vastinkeskiarvoanalyysin (CCA) muodostama lajien ja ympäristömuuttujien ordinaatio. VELOG = virtausnopeus, FR = Frouden luku, AREA = kiven pinta-ala, ORGAN = orgaanisen aineksen määrä, DEPTH = syvyys.

0

...^Suomen ympäristökeskuksen ^moniste 158

0

0

0 0

o 0

o

^°

o

^{0 0 ° 00 0}

0 °

ö ° o $o

⁰

ö 5000 _Y 0

ni

20000

I

N ^{10000 15000}

(Monte-Carlo permutaatiotesti, F=2,01, p=0.04). Ordinaatiokuvasta (Kuva 3) ja CCA-tuloksista voidaan päätellä, että lajien esiintymisen suhde mitattuihin hyd- raulisiin muuttujiin ei ole Langinkoskessa merkittävä. Enemmän merkitystä lajien esiintymiselle on todennäköisesti pohjan laadulla ja sellaisilla komplekseilla hyd-.

raulisilla muuttujilla joita ei tässä tutkimuksessa voitu mitata. Joitain suuntaa an- tavia päätelmiä aineistosta voidaan kuitenkin tehdä.

Hajontakuvioiden perusteella voidaan päätellä, että koskien pohjaeläinten suurimmat kokonaistiheydet esiintyvät lähinnä rantavyöhykkeessä, alle 80 cm:n syvyydessä ja virtausnopeusalueella 0,20-0,70 cm/s (Kuva 5 a ja b).

Orgaanisen aineksen määrällä, joka siis tässä aineistossa kuvastaa lähinnä vesisammalen (Fontinalis antipyretica) runsautta, on yleisesti positiivinen vaikutus pohjaeläinten kokonaistiheyteen (Kuva 6). Pohjaeläinten kokonaistiheyden ja or- gaanisen aineksen kuivapainon välillä oli tilastollisesti merkitsevä korrelaatio (r=0.52, p<0.01).

N

i 15000

10000 ö 5000 _Y 0

0

-- — r-

0

0

o °o

0

0

o

⁰

°p 0 0

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 Virtausnopeus cm/s

0 20 40 60 80 100 120 Syvyys cm

Kuva 5. Pohjaeläinten kokonaistiheyden suhde virtausnopeuteen ja syvyyteen. Sovitettu käyrä on paikallisesti painotettujen pienimpien neliösummien regressio (LOWESS).

Suomen ympäristökeskuksen moniste 158 ...

0

0

0

o °

° o 0 0

0 0 8 0

00 II

20000

N 15000 Y U) T

N T

s 10000 ca C

0

ö 5000

•_'o

o ° o

50 100 150 200 Orgaaninen aines (kuivapaino g/m2)

Kuva 6. Pohjaeläinten kokonaistiheyden suhde orgaanisen aineksen kuivapainoon. Sovitettu käyrä on paikallisesti painotettujen pienimpien neliösummien regressio (LOWESS).

Myös EPT-taksonien tiheys oli yleisesti suurimmillaan keskimääräisissä vir- ran nopeuksissa ja syvyyksissä (Kuva 7) ja korrelaatio orgaanisen aineksen kuiva- painon kanssa oli tilastollisesti merkitsevä (r=0.60, p>0.01). EPT-taksoneista poi- keten mäkäräisten tiheys oli suurimmillaan alle 30 cm:n syvyyksissä (Kuva 8).

Mäkärän toukkien onkin havaittu menestyvän hyvin matalilla säännöstelyvyö- hykkeillä. Nopeina kolonisoijina ne kykenevät mukautumaan äkillisiinkin veden pinnan ja virtaaman muutoksiin (Joensuu ym. 1996).

U) N4000 G 3000

ö 2 00 A-

t- 1° a'

w

₁

_{,2 ~} 1' 't11TIIiU1 _{o ,I}

1.p 8 O6

Kuva 7. EPT-taksonien (päivänkorennot, koskikorennot ja vesiperhoset) runsauden suhde vir- tausnopeuteenja syvyyteen.

0

...^Suomen ympäristökeskuksen ^moniste 158

2500 N E 2000

1000 :m

å

Y ⁵⁰⁰

0 20 40 60 80 100 120 Syvyys cm

Kuva 8. Mäkärän toukkien runsauden suhde syvyyteen. Sovitettu käyrä on paikallisesti paino- tettu, pienimpien neliösummien regresslo (LOWESS).

Langinkosken aineistossa orgaanisen aineksen keskimääräinen kuivapaino eli sammalen biomassa oli tilastollisesti merkitsevästi suurempi ns. Pikku-Langin- koskessa, eli pääuoman pienessä sivu-uomassa (t-testi, p <0.01, Kuva 9). Tämä lie- nee eräs merkittävin syy siihen, että myös keskimääräinen pohjaeläinten lajiluku- määrä oli juuri sivu-uomassa tilastollisesti merkitsevästi korkeampi kuin pääuo- man koskessa (t-testi, p<0.001, Kuva 10). Sammalet toimivat koskiekosysteemissä eräänlaisina rakentajaorganismeina, jotka toisaalta luovat muille eliöille soveltu- via uusia mikrohabitaattirakenteita ja toisaalta lisäävät niiden ravintoresurssien määrää pidättämällä ja varastoimalla virrassa kulkeutuvaa orgaanista ainesta. Kos- kisammalten vasteet säännöstelyyn ja virtaamamuutoksiin heijastuvatkin koko pohjaeläinyhteisöön (Joensuu et al. 1996).

c 200 E

•

_{LA LS}

Kymijoki, Langinkoski

Kuva 9. Orgaanisen aineksen keskimääräinen kuivapaino Langinkosken pääuoman (LA) ja sivu-uoman (LS) koskikivillä.

Suomen ympäristökeskuksen moniste 158 ...

:m 35 :( 30

E

? 25 20

C :( 0 15 ctz

å

¹⁰

5 LA LS

Kymijoki, Langinkoski

Kuva l 0. Pohjaeläinten keskimääräinen lajilukumäärä pääuoman (LA) ja sivu-uoman (LS) koskikivillä.

0

... Suomen ympäristökeskuksen moniste 158

S äännÖstelyvadhtochtojen

vertailu

4. I Taustaa: virtaamamuutosten vaikutuksista pohjaeläimiin

Jokiekosysteemin rakenteen ja toiminnan ominaispiirteet määräytyvät varsin pit- källe virtaaman stabiilisuuden ja ennustettavuuden sekä itse jokiuomassa vallitse- vien virtausolojen mukaan (Statzner & Higler 1986). Jokieliöstö on sopeutunut virtaaman luontaiseen vaihteluun joko käyttäytymisvasteiden tai fysiologiansa avulla. Säännöstelytilanteissa tulvien merkitys usein vähenee ja muutoinkin vir- taaman luontaiset vuodenaikaisvaihtelut muuttuvat. Joen alkuperäiseliöstölle tämä voi aiheuttaa hyvinkin voimakasta populaatiotiheyksien pienentymistä sekä la- jiston köyhtymistä (fetts 1984). Monilla lajeilla elinkierto noudattelee virtaaman tai siihen yhteydessä olevien ympäristötekijöiden vaihtelun vuodenaikaisrytmiä.

Jokieliöstöön vaikuttavia hydraulisia päätekijöitä voidaan Goren (1996) mukaan luokitella seuraavasti:

Yksinkertaiset hydrauliset muuttujat

• D keskisyvyys (cm)

• k pohjan laatu (karkeus, cm)

• S vesipinnan kaltevuus

• w joen leveys (cm)

• D veden tiheys (g/cm3⁾

• g maan vetovoiman kiihtyvyys (cm/s2⁾

• Q virtaama (m3/s)

• U keskimääräinen virtausnopeus (cm/s)

• v kinemaattinen viskositeetti Kompleksit hydrauliset muuttujat

• Fr Frouden luku (pyörteisyys), U/(gD)o,^s

• Re Reynoldsin luku (leikkausvoima)

• Re* rajakerroksen Reynoldsin luku

• leikkausnopeus (cm/s)

• S' viskoosisen pohjakerroksen paksuus (cm)

• i leikkausjännitys

Näiden hydraulisten muuttujien muutokset jokijaksolla aiheuttavat pohja- eläimille suoranaista mekaanista vaurioitumista ja/tai siirtymistä pois suosituim- masta mikrohabitaatista tai muutoksia eläinten käyttäytymisessä ja fysiologises- sa tilassa. Esimerkiksi leikkausjännityksen kasvuun ja pohjan pinnan läheisten, eliöiden kannalta suojaisten rajakerrosten ohenemiseen johtavat hydrologiset muutokset lajista riippuen joko vähentävät tai lisäävät suotuisten mikrohabitaat- tien määrää: siinä missä mäkärän toukat voimakkaita virtauksia hyvin sietävinä voivat lisääntyä, voivat esimerkiksi suurikokoisemmat pilkkojavesiperhoset hä-

Suomen ympäristökeskuksen moniste 158 ...

vitä kokonaan. Toisaalta virtauksen hidastuminen lisää usein hyönteistoukkien hengitysliikkeitä ja hapen kulutusta, mikä puolestaan vähentää yksilöiden mah- dollisuuksia suunnata energiaa kasvuun ja lisääntymiseen (Calow & Petts 1996).

Koskien eliöyhteisöjen rakennetta säätelee erityisen voimakkaasti virtaus- nopeus, joka vaikuttaa sekä fysiologisiin toimintoihin että suoraan tai epäsuorasti ravintoresurssien saatavuuteen (Petts, 1984). Koskien pohjaeläimet keskittyvät esuntymisessään mikrohabitaatteihin, joissa virran nopeuden, syvyyden ja pohjan laadun kombinaatio on sellainen, että virtauksen vastustaminen (=paikallaan py- syminen) morfologisten ja käyttäytymisbiologisten sopeumien avulla ei vie liian paljon energiaa suhteessa saatavilla oleviin ravintoresursseihin.

Koska hydraulisten muuttujien jakaumista ja niiden ajallisesta ja paikallises- ta vaihtelusta ei Kymijoen koskista ole käytettävissä yksityiskohtaista tietoa, on säännöstelyvaihtoehtojen vertailu väistämättä hataralla pohjalla. Seuraavassa luon- nehditaankin vain karkeasti käytettävissä olevan kirjallisuustiedon ja kerätyn poh- jaeläimistön perusteella todennäköisimpiä vaikutusten suuntaviivoja. Arviot pe- rustuvat laskennallisiin arvoihin eri säännöstelyvaihtoehtojen vaikutuksista Kuu- sankosken virtaamiin kuivina, märkinä ja tavanomaisina vuosina (Kuva 2). On huomattava, että pääuoman virtaaman ohella eri vaihtoehtojen vaikutukset Ky- mijoen koskissa ovat riippuvaisia myös itä- ja länsihaaran virtaamajaosta ja kun- kin koskialueen erityispiirteistä. Yhteisön rakenteen ja lajien esiintymisen muu- tosten yksityiskohtainen arviointi vaatisi paljon kattavampaa maastoaineistoa ja tietämystä virtaamavaihtoehtojen vaikutuksista koskihabitaattien virtausoloihin.

4.2 Toteutunut säännöstely (TOT)

Päijänteen säännöstelyllä on vuodesta 1964 tasattu Kymijoen virtaamia siten, että kevät- ja kesävirtaamat ovat pienentyneet ja talviaikaiset virtaamat kasvaneet.

Kymijoelle on nykyisen juoksutuskäytännön vallitessa tyypillistä virtaamahuip- pujen ajoittuminen kevään lumensulamiskauteen ja alkukesään. Tavanomaisina vuosina alivirtaamat ajoittuvat loppukesään ja syksyyn (Kuva 2).

Koskiluontoon kesävirtaamien pienentyminen vaikuttaa voimakkaasti, kos- ka vedenkorkeuden alenema on voimakkain rakentamattomilla koskijaksoilla.

Nykytilanteessa koskiluonnon kannalta tärkeämmän itäisen haaran suhteellinen osuus kokonaisvirtaamasta on ollut alivirtaamilla läntistä haaraa pienempi. Voi- daankin olettaa, että nykytilanteessa itäisen haaran suojelullisesti arvokkaat kosket pohja- eläimineen ja niitä ravinnokseen käyttävine kalalajeineen kärsivät jonkin verran kevään ja kesän alentuneista virtaamista. Tähän viittaa se, että vaelluskalojen ravintona tärkeät pohjaeläinyhteisöt ovat runsaimmillaan vesisammalten vallitsemissa koskikivi- koissa: pääuoman koskissa erityisesti rantavyöhykkeessä sekä pienten sivu-uo- mien vuolaasti virtaavilla kivikkopohjilla. Nämä matalan veden alueet ovat kaik- kein altteimpia kuivumiselle ja niille keskittyvät myös veden alle munivien pohja- eläinten tärkeimmät lisääntymishabitaatit.

Vuosien 1978-79 kaltaisina kuivina vuosina (Kuva 2) sammalpohjat ja ranta- vyöhykkeet kärsivät TOT-vaihtoehdolla kuivuudesta varsin pitkään. Maastoha- vaintoina todettiin myös v. 1993, että mm. vesiperhosten munia on jäänyt kuiville veden laskiessa. Hyvin suurta häiriötä ei nykyinen kesäaikainen aleneva veden korkeus kuitenkaan koskien pohjaeläimille kokonaisuudessaan aiheuta. Tähän viittaa mm. se, että monimuotoisin fauna tavattiin nimenomaan pienistä sivu-uo- mista, joissa veden pinnan suhteellinen alenema on voimakas. Koskieliöstön ja habitaattien ominaispiirteiden perusteella voidaan todeta, että Kymijoen koski- luonnolla on nykyisellä juoksutuskäytännöllä paikoin puromaisia piirteitä. Pää- uoman koskiin voi kuitenkin TOT-vaihtoehdossa kohdistua verrattain rajujakin

0 ...

Suomen ympäristökeskuksen moniste 158

tulvahäiriöitä etenkin vuosien 1981-82 kaltaisina märkinä vuosina. Tähän viittaa myös virtaamaolojen vaihtelua hyvin sietävien taksonien vallitsevuus nykyisessä pohjaeläimistössä.

Toisaalta nykymuotoinen säännöstely ilmeisesti ylläpitää läntisessä haaras-.

sakin muutamin paikoin pienialaisia, ainakin ajoittain koskimaisia habitaatteja tyypillisine koskihyönteisineen. Tästä hyvänä esimerkkinä on 1-iirvikoski, jonka fauna on pitkälti samanlaista koskieläimistöä kuin pääuoman ja itäisen haaran suuremmissa koskissa. Pitkä hitaasti virtaava yläpuolinen jokijakso ja padotus luovat 1-iirvikoskelle jopa luusuamaisia piirteitä. Tämä näkyy esimerkiksi hyvin runsaina suodattajavesiperhosten (Cheumatopsyche lepida, Hydropsyche pellucidula) populaatioina.

4.3 Luonnonmukainen säännöstely (LUOMU)

Luonnonmukaisen säännöstelyvaihtoehdon oleellisin ero TOT-vaihtoehtoon olisi todennäköisesti koskien pohjaeläimistön kannalta kesän parempi virtaamatilan- ne tavanomaisina ja kuivina vuosina (Kuva 2). Tämä turvaisi pohjaeläimistölle rut- tävät vesisyvyydet valtaosassa koskien rantavyöhykkeitä ja sivu-uomia. Tässä vaihtoehdossa (kuten myös EKO- ja TASA-vaihtoehdoissa) pohjaeläintuotannolle suotuisa koskipinta-ala kasvaisi selvästi TOT-vaihtoehtoon verrattuna. Tavanomai- sina vuosina kesäaikaisetkin virtaamat pysyvät Kuusankoskella yli 300 kuution.

Märkinä vuosina koskipohjille kohdistuvat tulvahäiriöt voivat kuitenkin olla koh- talaisen suuria Kuusankosken virtaamien ylittäessä ajoittain 600 kuution rajan (Kuva 2).

4.4 Ekologinen säännöstely (EKO)

Ekologinen säännöstelyvaihtoehto tavoittelee nykyistä luonnollisempaa virtaa- man ja vedenpinnan vaihtelurytmiä niissä rajoissa kuin se voimatalouden ja tulva- suojelun ehdoilla on mahdollista. Tavoitteena olisi Päijänteen vesiluonnon tilan parantaminen. Kymijoen vesiluontoa ei tavoitevedenkorkeuksien ja virtaamara- joitusten määrittämisessä ole otettu huomioon. Vaihtoehto parantaisi kuitenkin LUOMU:n tavoin Kymijoen koskipaikkojen pohjaeläinten elinolosuhteita lisää- mällä vesisyvyyksiä ja turvaamalla ravinto-, suoja- ja lisääntymispaikkoina tär- keiden habitaattien saatavuuden.Tavanomaisina vuosina keskivirtaamat olisivat kesäaikana lähes luonnonmukaisella tasolla ja kuivina vuosina joko luonnonmu- kaisella tai sitä korkeammalla tasolla. Erityisesti lohikalojen ravintona tärkeiden EPT-taksonien lisääntymisen ja kasvun kannalta EKO olisi todennäköisesti hyvä vaihtoehto. Märkinä vuosina virtaamavaihtelut voivat kuitenkin tässä vaihtoeh- dossa olla verrattain voimakkaita ja äkillisiä (Kuva 2), mikä etenkin pääuoman koskissa saattaa häiritä pohjaeläimistön kasvua ja lisääntymistä. Nopeasti palau- tuvina herkemmillekään pohjaeläinpopulaatioille tuskin kuitenkaan aiheutuisi pysyviä vaurioita.

4.5 Tas®säännöstely (TASA)

Päijänteen rantojen käytölle soveliaimpien vedenkorkeuksien perusteella on mää- ritelty TASA-vaihtoehto, joka lisäisi säännöstelyn virkistyskäytölle aiheuttamaa hyötyä tasaamalla virtaaman vilkkaimmalle virkistyskäyttökaudelle määritellyn vedenpinnan tavoitetason mukaiseksi. Jokiympäristössä tasaantuva virtaama voi olla jossain määrin haitallista koskipohjaeläinten suosimille mikrohabitaateille,

Suomen ympäristökeskuksen moniste 158 ...

mikäli se johtaa hienojakoisen aineksen lisääntyneeseen sedimentaatioon. Lisään- tynyt sedimentaatio voi vähentää eläinten tarvitsemia mikrohabitaatteja, kuten sammalkasvustoja, kivikoiden välitiloja yms., ja yleisesti yksipuolistaa pohjan laa- tua, mikä voi johtaa lajistolliseen köyhtymiseen ja sedimentaatiota hyvin sietävi- en lajien, kuten eräiden surviaissääskien runsastumiseen sekä lohikalojen ravinto- na tärkeiden EPT-taksonien määrän vähenemiseen (Vuori & Joensuu 1996). Selviä viitteitä pohjan liettymisestä ja sen aiheuttamista ongelmista sammalkasvustoille ja -faunalle on kuitenkin havaittavissa jo nykymuotoisessa säännöstelyssä Kymi- joen koskihabitaateissa. TASA-vaihtoehdossa maksimivirtaamat kasvaisivat TOT- vaihtoehtoon verrattuna jonkin verran niin tavanomaisina, märkinä kuin kuivina- kin vuosina (Kuva 2). Tämä lisäisi virran kuljetusvoimaa ja todennäköisesti ehkäi- sisi haitallista liettymistä nykyistä tehokkaammin.

Virtaamaolojen tasoittumisella ei ylipäätään todennäköisesti ole yhtä suurta merkitystä Kymijoen pohjaeläimistön elinolosuhteiden kannalta kuin tulvan leik- kaamisella. Kesävirtaamien kasvattaminen päinvastoin monipuolistaa habitaatti- oloja ja pohjaeläimistöä. Näin olisi etenkin kuivina vuosina. Tässäkin vaihtoeh- dossa erityisesti lajistollisesti monimuotoisempien pienten sivu-uomien merkitys kalojen poikastuotantoalueena lisääntyisi, kun saatavilla olevia suojaisia ja ravin- toeläimistöltään runsaita habitaatteja olisi entistä enemmän keskimääräisen ve- den syvyyden kasvaessa nykytasosta.

4.6 Tulvasuojelu ja voimataloussäännöstely (TULVO)

Tulvasuojelu ja voimataloussäännöstelyn tavoitteet riippuvat vesivuodesta. Ta- vanomaisina ja kuivina vuosina tavoitteena on mahdollisimman suuri hyöty vesi- voimantuotannolle ja tulvariskin vähentäminen. Märkinä vuosina päätavoitteena on tulvista aiheutuvien vahinkojen minimointi. Pohjaeläiirtistön ja muun koski- luonnon kannalta TULVO vaikuttaa huonoimmalta vaihtoehdolta. Koskipinta-alat todennäköisesti pienenisivät merkittävästi etenkin kuivina vuosina, jolloin kesän keskivirtaamat voisivat pudota merkittävästi alhaisemmiksi kuin TASA-, EKO- ja LUOMU-vaihtoehdoissa (Kuva 2). Tulvien leikkaaminen estäisi osittain luontais- ta häiriödynamiikkaa ja voisi aiheuttaa pohjahabitaattien haitallista liettymistä, minkä seurauksena pohjaeläimistö köyhtyisi vielä nykyisestä.

0

...^Suomen ympäristökeskuksen moniste 158

Päätelmät ja suositukset

...

Yhteenvetona voidaan todeta, että EKO, TASA ja

LUOMU

ovat Kymijoen koskien

pohjaeläimistön

kannalta parhaat

säännöstelyvaihtoehdot. Lohikalojen ravintona

tärkeiden

EPT taksonien

lisääntyminen ja kasvu

paranisivat

etenkin kuivina vuo- sina

TOT-

ja

TULVO-

vaihtoehtoon verrattuna parempien

virtaamaolojen

ansios- ta.

TULVO on

selkeästi huonoin vaihtoehto

pohjaeläimille.

Todennäköisesti vaih- toehto

karsisi

entisestään

EPT-taksoneita

ja

köyhdyttäisi

yleisesti

pohjaeläimis- töä.

Koskien

pohjaeläimistön

käytettävissä olevien, optimaalisten hydraulisten

habitaattien

turvaamiseksi käytetään säännösteltyjen jokien käyttö- ja

hoitotoi- minnoissa

kahta

pääkeinoa: 1) säännöstelykäytännön

optimointi eliöstön

hyd- raulisten

vaatimusten mukaisesti ja

2)

uoman

kunnostukset soveliaiden mikroha- bitaattien

saatavuuden turvaamiseksi

vaihtelevissa virtaamaoloissa (Calow & Petts 1996).

Kymijoen

säännöstelykäytäntöjen

muutosten vaikutuksia

koskiluontoon

voitaisiin todennäköisesti

pitkältikin

kompensoida viimeksi mainitulla käytän- nöllä, eli koskien ekologisen

kunnostuksen

keinoin. Perinteistä

kalataloudellista kunnostusta

monipuolisempi, koskien

habitaattiolojen

parantamiseen tähtäävä kunnostus hyödyttäisi myös

kalakantojen

luontaista lisääntymistä ja

virkistyska- lastusta. Koskikunnostuksilla

voitaisiin pelkkää

säännöstelykäytännön muutta- mista

tehokkaammin sovittaa yhteen joen ekologisen toimivuuden,

virkistyskäy- tön

ja tulvasuojelun tavoitteet.

Kunnostuksissa

ranta

-

alueiden

raivauksista,

poh- jan

perkauksista yms., maisemanhoitona tai

joskus jopa

"ympäristönhoitotöinä"

toteutettavista töistä tulisi luopua

tai

vähintäänkin käyttää niiden

mitoituksessa

ja muussa suunnittelussa

jokiekologian

asiantuntemusta ja huolellista harkintaa.

Hallitun

hoitamattomuuden

periaatteiden soveltaminen ja

suoranainen "hoitamat- tomaksi

palauttaminen"

on jokiluonnon

monimuotoisuuden ja

suojeluarvojen

tur- vaamisen avain

(esim. Cowx & Welcomme 1998).

Suomen ympäristökeskuksen moniste I58

...0

Kirjallisuus

Allan, J. D. 1995: Stream ecology: structure and function of running waters. Chapman & Hall, London.

Calow, P. & Petts, G. E. 1996: The Rivers Handbook. Hydrological and Ecological Principles, Vol 2. -Blackwell Science, Cambridge, 523 pp.

Cowx, I. G. & Welcomme, R. L. 1998: Rehabilitation of rivers for fish. FAO, Fishing News Books, London, 260 pp.

Dall, P. C. 1979: A sampling technique for littoral stone dwelling organisms. OIKOS 33: 106- 112.

Efron, B. & Tibshirani, R. 1991: Statistical data analysis in the computer age. Science 253: 390- 395.

Fjellheim, A., Håvardstun, J., Raddum, G.G. & Schnell, O. A. 1993: Effects of increased discharge on benthic invertebrates in a regulated river. Regul. Rivers 8: 179-187.

Gore,1996: In: Calow, P & Petts, G. E. (Eds.): The Rivers Handbook. Hydrological and Ecological Principles, Vol 2. -Blackwell Science, Cambridge, p. 33-54.

ISO 1984: Assessment of the Water and habitat quality of rivers by a macroinvertebrate 'score'

ISO/TC 147/SL5/WG6 N40. British Standards Institution, London.

Joensuu, I., Vuori, K.-M. & Nieminen, M. 1997: Vesistörakentamisen ja lyhytaikaissäännös- telyn vaikutukset Perhonjoen koskien eliöyhteisöihin. Suomen Ympäristö 79, 87 Marttunen, M., Järvinen, E., Rotko, P & Joukainen, S. Päijänteen säännöstelyvaihtoehtojen

vertailun toteutus ja tulokset. Suomen Ympäristö xx, Luonnos 9.1.1999.

Marttunen, M. & Järvinen E., A. (toim.) 1999. Päijänteen säännöstelyn kehittämisselvitys - yhteenveto osatutkimusten tuloksista ja suositukset. Suomen Ympäristö xx.

Petts, G. F. 1984: Impounded rivers. Perspectives for ecological management. -Wiley- Interscience Publication. Chicester, New York.

Seppovaara, O. 1988: Kymijoki. Virran kohtaloita vuosisatojen saatossa. -Kymijoen vesien- suojeluyhdistys, 472 pp.

Statzner, B. & Higler, B. 1986: Stream hydraulics as a major determinant of benthic invertebrate zonation pattern. -Freshw. Biol. 16: 127-39.

Statzner, B., Gore, J. A. & Resh, V. H. 1988: Hydraulic stream ecology: observed patterns and potential applications. -J. N. Am. Benthol. Soc. 7: 307-360.

Ter Braak, C. J. F. 1988: LANDLO - a FORTRAN program for canonical ordination by (partial) (detrended (canonical) correspondence analysis, principal components analysis and redundancy analysis (Version 2.1) - Agriculture Mathematics Group, Wageningen.

Verta, M., Korhonen M., Salo, S., Ahtiainen, J., Vartiainen, T., Kiviranta, H., Kukkonen, J., Hämäläinen, H., Lyytikäinen, M., Vuori, K.-M., Paasivirta, J., Palm, H. & Milcicelson, P.

1998: Organoklooriyhdisteet ja raskasmetallit Kymijoen sedimentissä: esiintyminen, kulkeutuminen, vaikutukset ja terveysriskit. -Väliraportti, 21 ss., Suomen ympäristö- keskus.

Vuori, K.-M. & Joensuu, I. 1996: Impacts of forest draining on the macroinvertebrates of a small boreal headwater stream: do buffer zon es protect lotic biodiversity ? - Biol.

Conserv. 77: 87-95.

Vuori, K.-M. & Parkko, M. 1996: Assessing pollution of the river Kymijoki via hydropsychid caddis flies: population age structure, microdistribution and gill abnormalities in the

Hydropsyche pellucidula and Cheumatopsyche lepida larvae. -Arch. Hydrobiol. 136: 171-190.

Vuori, K.-M. 1999: Potamanthus luteus L. (Ephemeroptera, Ephemeridae) found first time in Finland: notes on the morphology and habitats of the nymphs collected from the River Kymijoki, Southern Finland. -Entomol. Fennica (submitted).

0

... Suomen ympäristökeskuksen moniste 158

Liite 1. Kymijoen koskipaikkojen potkuhaavinäytteissä toukokuussa 1993/syyskuussa 1997 esiintyneiden pohjaeläinten yksilömäärät näyteasemittain.

Laji/Taksoni Ahvion- Kultaan- Pernoon- Siika- Kyminkarta- Langin- Hirvi-

koski koski koski koski nonkoski koski koski

MOLLUSCA

Bithynia tentaculata /16 -/3 -/2

Lymnaea .stagnalir 2/- I/- l/-

Lymnaea peregra I/- I/- I/I -/I /2

Ancy/us fluviatilir 3/I 3/8 112 2/4 /5

Iphaerium corneum 8/28 14/66 4/6 5/24 13/50 16/95 30/123

Piridium ,cp. 1/I 8/1 3/2

ANNELIDA

Oligochaeta I/- -/I -/I I/-

fireniella tetraedra -/2 I/- 2/3 3/5 I/2 -/3

Naididae -R I/- 1/- I/I 4/- I/-

Hirudinea

frpobdella octoculata I/5 4/I I/- 2/I II/5 8/10 3/15

He%obdella .stagna/ir -/6 I /-

ARTHROPODA

Acarina: Arachnida 3/1 5/5 2/- 6/I 7/15 2/9

Isopoda:

A.sellus aquaticus 5/46 15/15 28/13 8/14 54/123 67/119 14/94 Ephemeroptera

Potamanthus luteus /1

Baetis spp. 3/2 4/23 17/3 -/12 6/15 1/19

Baetis rhodani -/2 5/2 8/I 3/6 4/7

Baetis vernus coil 7/- 6/- 6/- I I/- 4/- 3/-

Heptagenia ,cp. -/2 -/3 I/- 5/- 6/14 I/-

H..sulphurea I/- 2/2 6/4 9/7

H. dalecarlica -/1 -/1 -/1 -/2 -/6

Epliemerella mucronata I/- 4/- 3/- I/-

Caenis horaria 1/I 1/2 -/1 -/2

Odonata

Calopteryx virgo -/3 -/1 -/4

Plecoptera

Isoperla obscura 2/- I /-

Amphinemura borealis 2/- 16/21 25/13

Nemoura ciherea 3/1 8/5 1/-

Heteroptera

Aphelocheiruc aectiyalic 612 1/3 I/I 2/6 18123 15120 16/8

Trichoptera

Cheumatopryche lepida 21/34 14/21 50/48 40/81 29/203 24/277 45/463

Hydrop yche ,cp. -/3 -/9 -/1 I -/17

Hydrop yche si/ta/al 2/I 1/9

H. pellucidu/a 9/25 3/17 22/13 3/5 6/59 13/42 3/74

Neurec/ipsis bimacu/ata -/7 1/3 2/6

Psychomyia pusilla -/2 _I/I I/5 1/- 9/I 3/I -R

Hydroptila ,cp. 2/2 1/- 1/- 1/2

Ithytrichia lamellgris 10/I 1/3 5/I 3/5 6/2 14/5 2/8

Rhyacophi/a nubila 8/4 2/I 6/I 4/3 11/4 13/7

Halesus radiatus 1/- 1/-

Suomen ympäristökeskuksen moniste 158 ...

Laji/Taksoni Ahvion-

koski Kultaan-

koski Pernoon- koski Siika-

koski Kyminkarta- nonkoski Langin-

koski Hirvi- koski

Potamophylax.rp. I/- ^. -/I

P. /atipeoer 2/- I/-

Brachycenbur sub,7ubilus 5/3 2/5 1/4

Lepidortoma hirtum 5/3 2/5 1/4

Athriproder .rp. -/3 I/- I/- -/

Oecetir.rp. I/- -/I -/2 -/I 2/I

Oecetir notata I /-

Ceradea .rp. I/- 2/- I/-

Lepidoptera:

flophila nymphaeata -/I Diptera

Chironomidae 25/12 45/9 8/4 16/37 59/32 144/48 55/30

Simuliidae 30/195 26/49 10/18 22/15 21/92 8/111 12/71

Tipulidae 5/31 I/4 5/- 2/I 4/4 4/16

Tabanidae 3/I -/I

Ceratopogonidae 4/2 6/8 3/I

Coleoptera

6yiinur .rp. ../3 -/I 2/- 1/2 4/2

Dytiscidae -/I -/3 2/-

Helodidae I/-

Oulimniur tyberculatus 2/- 1/6 3/5 3/I

0 ...

Suomen ympäristökeskuksen moniste 158

Liite 2. Kymijoen Langinkosken kvantitatiivisissa kivinäytteissä touko- elokuussa 1993 esiintyneiden pohjaeläinten keskimääräiset

yksilötiheydet (yks./m2_).

Laji/Taksoni toukokuu kesäkuu heinäkuu elokuu

MOLLUSCA

Bithynia tentaculata 2.4

Lymnaea stagnalis 3.3 9.6

Lymnaea peregra 1.8

Ancylus Nuviatilir 14.8 28.6 33.4 24.2

Sphaerium corneum 14.3 23.9 19.1 38.2

Piridium sp. 4.8 1.9

ANNELIDA Oligochaeta

Eiseniella tetraedra 9.6 4.8 1.4 2.4

Naididae 0.6

Hirudinea

Erpobdella octoculata 26.1 28.6 16.4 19.1

He%obdella stagnalis 2.4 2.8 4.5 7.6

ARTHROPODA

Acarina: Arachnida 21.5 19.6 22.3 26.7

Isopoda: Axellus aquaticus 214.8 185.7 311.0 930.6 Ephemeroptera

Baetis spp. 4.8 20.0

Baetis rhodani 21.8 45.1 38.1 33.3

Baetis vernus coil 36.7 52.5 19.1

Heptagenia sp. 12.1 17.8 4.8 5.2

N. sulphurea 28.5 29.5 2.4

H. dalecarlica 10.0 3.8

Ephemerella mucroaata 8.6 11.4

Caenis horaria 0.8 1.2

Odonata

Caloptetyx virgo 0.5

Plecoptera

Isoperla obscura 1.0 1.0

Amphinemura borealis 19.2 14.3 9.6 15.9

Nemoura cinerea 1.9 2.4 4.8 2.0

Leuctra hippopus 2.6

Heteroptera

Aphe%ocheirus aestivalis 39.1 53.5 21.9 25.2

Trichoptera

Cheumatopsyche lepida 1622.9 190.5 166.7 1050.1

Hydropsyche sp. 19.1 25.0 477.3 71.4

Hydropsyche si/ta/al 2.4

H. pellucidula 90.5 334.1 52.5 47.7

Neureclipsis himaculata 9.5 4.5 I I.8

Psychomyia pusilla 28.6 37.1 7.6 12.3

Hydroptila sp. I.0 1.4

Ithytrichia lamellarts 28.6 14.3 16.2 31.6

Rhyacophila nubila 32.8 29.5 38.0 51.3

Halesus radiatus 0.5 0.7

Potamophylax sp. I.0

P latipermis I.0

Suomen ympäristökeskuksen moniste I58 ...

Laji/Taksoni toukokuu kesäkuu heinäkuu elokuu

Lepido Loma hirtum 10.4 12.0 21.5 I I.2

Athripsodes ip. 0.5 I.0 • I.0

Athripsodes aterrimus 0.5

Oecetir ip. 4.8 I.0 I.2

Oecetir notata 0.5

Cerac%a ip. 1.0

Diptera

Chironomidae 277.6 185.1 143.0 85.7

Simuliidae 48.0 176.2 281.0 488.1

Tipulidae 19.1 18.3 9.5 13.3

Tabanidae 1.0

Ceratopogonidae 8.0 4.6 5.7

Coleoptera

Cyrims ip. 0.6 0.8

Dytiscidae 1.5

Oul,mnhis 1ubercu/atur 2.4 5.4 4.3 10.2

0 ...

Suomen ympäristökeskuksen moniste 158

Kuvarlulehti

Julkaisija Suomen ympäristökeskus Julkaisuaika

Kesäkuu 1999 Tekijä(t) Kari-Matti Vuori

Julkaisun nimi Päijänteen säännöstelyn kehittäminen

Säännöstelyvaihtoehtojen vaikutus Kymijoen koskien pohjaeläimistöön

julkaisun osat/

muut saman projektin tuottamat julkaisut

Tiivistelmä Kymijoki on valuma-alueeltaan ja virtaamaltaan valtakunnan neljänneksi suurin jokivesistö ja vesiekologisena kokonaisuutena niistä monipuolisin. Luonnonsuojelun ja virkistyskäytön kan- nalta arvokkaimpia Kymijoen elinympäristöjä ovat vapaana kuohuvat kosket, joiden pohjalla elävät selkärangattomat ovat tärkeitä jokiekosysteemin rakenteen ja toiminnan säätelijöina.

Pohjaeläimistö on myös herkkä ympäristömuutosten mittari. Tässä selvitystyössä kuvataan Kymijoen koskien pohjaeläimistön nykytilaa ja arvioidaan säännöstelyvaihtoehtojen vaikutuk- sia erityisesti vaelluskalojen ravintovaroina tärkeisiin pohjaeläimiin. Selvitystyö liittyy Suomen Ympäristökeskuksen Päijänteen ja Konnivesi-Ruotsalaisen säännöstelyjen kehittämistä koske- vaan hankekokonaisuuteen.

Pohjaeläimistö oli lajistollisesti verrattain köyhää ja koostui vallitsevasta virtaamavaihteluita ja rehevöitymistä hyvin sietävistä lajeista. Monimuotoisin pohjaeläimistö esiintyi Kyminkartanon- koskessa ja Langinkoskessa, joita luonnehtii elinympänstöjen pienipiirteisyys Ja monimuotoi- suus, puuston suojaava ja varjostava vaikutus sekä runsas vesisammalisto, mikä suosii pohja- eläimistön la)'istollista monimuotoisuutta. Faunistisesti mielenkiintoisimpia havaintoja olivat pai- koin suhteellisen runsaat virtaluteen (Aphelocheirus aestivalis) sekä ensimmäistä kertaa Suomessa tavatun Potamanthus luteus-päiväkorennon esiintymät.

Lajien esiintymisen suhde hydraulisiin muuttujiin ei ollut Langinkoskesta kerättyjen kvantitatii- visten näytteiden perusteella arvioituna kovin merkittävä. Enemmän merkitystä lajien esiinty- miselle näytti olevan pohjan laadulla ja sellaisilla komplekseilla hydraulisilla muuttujilla, joita ei tässä tutkimuksessa pystytty mittaamaan. Säännöstelyvaihtoehdoista pohjaeläimistöä suosisi- vat todennäköisesti eniten koskipinta-alaa lisäävät, virtaamia kasvattavat ja sivu-uomien vesiti- lannetta parantavat vaihtoehdot. Säännöstelyvaihtoehtojen ja virtaamajaon vaikutusten sekä koskien kunnostustarpeen ja -keinojen arvioimiseksi tarvitaan tarkempia maastotutkimuksia, joilla voitaisiin mm. määritellä koskiluonnon kannalta kriittiset virtaamatilanteet.

Asiasanat koskiluonto, pohjaeläimet, säännöstely, Kymijoki

Julkaisusarjan nimi Suomen ympäristökeskuksen moniste 158 ja numero

julkaisun teema

Projektihankkeen nimi ja projektinumero

Rahoittaja/ Suomen ympäristökeskus toimeksiantaja

Projektiryhmään kuuluvat organisaatiot

ISSN ISBN

1455-0792 952-11-0525-9

Sivuja Kieli

27 Suomi

Luottamuksellisuus Hinta

Tulkinen julkaisun myynti/

jakaja sähköpostiosoite: neuvonta.syke@vyh.fi puh. (09) 4030 0100, telefax (09) 4030 0190 julkaisun kustantaja Suomen ympäristökes

PL 140, 00251 Helsinki Painopaikka ja -aika

Suomen ympäristökeskuksen moniste I58 ...

...0

ISBN 952- I I -0525-9 ISSN 1455-0792

8 • • • ■ • ■ s • • • • • • • • • • ■ • • • • • • • • • • ► ► • •j