The effect of natural variability on the assessment of ecological status of shallow lakes
Laen...
Kuupäev
2018
Kättesaadav alates
Autorid
Tuvikene, Lea
Ajakirja pealkiri
Ajakirja ISSN
Köite pealkiri
Kirjastaja
Eesti Maaülikool
Abstrakt
The dissertation contributes to the improvement of large lake monitoring, demonstrating that besides following the class boundaries of ecological status established by law, reliable status estimates of such lakes require profound expert knowledge on ecosystem functioning, and considering the share of natural and human induced factors influencing the ecosystem. WFD defines the status of water bodies by the extent of anthropogenic deviation from the reference conditions, i.e. conditions that should occur at sites of any particular type in the absence of human impact. Ecological status of Estonian large, shallow lakes Peipsi and Võrtsjärv is greatly influenced by direct human activities as well as climate change. For example, the trend of water brownification influencing the whole matter circulation of lakes, results from natural hydrological processes, but also from decreasing atmospheric sulphur deposition – both determining the mobility of humic substances. It is a complicated task to find simple, well-functioning indicators to assess ecological status of water bodies which are influenced by natural factors, such as large water level fluctuations and strong seasonality, more than by human impact. For example, for Lake Võrtsjärv, all common water quality indicators show worse ecological status in periods of low water level despite unchanged human impact. It should also be considered that the influence of changed environmental conditions may become evident with a time lag – after one or even several years. In Lake Võrtsjärv, changes in water surface temperature and water level explain approximately one half of the total changes in values of ecological status indicators. The reliability of status estimates can be significantly increased by statistically correcting the values of status indicators for factors causing natural variability. Analysis of spatial variability of status indicators in Lake Võrtsjärv showed that the permanent sampling station at the deepest site of the lake is representative for more than 90% of the lake area. To improve cost-effectiveness of the state monitoring programme, this sampling site remains the only open water monitoring site at the lake since 2017.
Töö annab panuse suurte madalate järvede seire paremaks korraldamiseks, näidates, et usaldusväärse seisundihinnangu andmiseks on lisaks seadusega paika pandud veekvaliteedi klassipiiride järgimisele vaja ka põhjalikke teadmisi ökosüsteemi kui terviku talitlusest ja seda mõjutavatest teguritest. Vastavalt Euroopa Liidu veepoliitika raamdirektiivile tuleb looduslike veekogude seisundit ja selle muutusi hinnata lähtuvalt inimmõju ulatusest. Eesti suurte ja madalate järvede, Peipsi ja Võrtsjärve, seisundit mõjutavad tugevalt nii nende valglal toimuv otsene inimtegevus kui ka kliima ja selle muutused. Näiteks peituvad kogu järvede aineringet mõjutava vee „pruunistumise“ trendi taga nii looduslikud hüdroloogilised põhjused kui ka atmosfäärse väävlireostuse vähenemine, mis mõlemad mõjutavad huumusainete liikuvust. Selliste veeökosüsteemide seisundi hindamiseks, kus inimtegevuse mõjude kõrval on ülekaalus looduslikud tegurid nagu suured veetaseme kõikumised ja tugev sesoonsus, on raske leida lihtsaid, hästitoimivaid indikaatoreid. Näiteks Võrtsjärves näitavad kõik tavapärased veekvaliteedi mõõdikud madalvee perioodidel halvemat olukorda isegi muutumatu inimmõju tingimustes ja tihti on inimtekkeliste ja looduslike muutuste vahel raske vahet teha. Tuleb ka arvestada, et muutunud keskkonnatingimuste mõju võib avalduda hilinemisega – alles järgmisel aastal või isegi aastate pärast. Võrtsjärves selgitavad vee pinnatemperatuuri ja veetaseme muutused ligikaudu poole ökoseisundi näitajate kogumuutlikkusest. Seisundihinnangu usaldusväärsust saab oluliselt tõsta, kui seisundinäitajate väärusi statistiliste meetodite abil korrigeerida looduslikku muutlikkust põhjustavate tegurite suhtes. Võrtsjärve seisundinäitajate ruumilise muutlikkuse analüüs näitas, et järve sügavaimas kohas asuv seirekoht iseloomustab hästi järve kogu avaveelist osa ehk rohkem kui 90% tema pindalast. Kulude kokkuhoiu eesmärgil ongi see alates 2017. aastast riiklikus seireprogrammis ainuke avavee seirekoht.
Töö annab panuse suurte madalate järvede seire paremaks korraldamiseks, näidates, et usaldusväärse seisundihinnangu andmiseks on lisaks seadusega paika pandud veekvaliteedi klassipiiride järgimisele vaja ka põhjalikke teadmisi ökosüsteemi kui terviku talitlusest ja seda mõjutavatest teguritest. Vastavalt Euroopa Liidu veepoliitika raamdirektiivile tuleb looduslike veekogude seisundit ja selle muutusi hinnata lähtuvalt inimmõju ulatusest. Eesti suurte ja madalate järvede, Peipsi ja Võrtsjärve, seisundit mõjutavad tugevalt nii nende valglal toimuv otsene inimtegevus kui ka kliima ja selle muutused. Näiteks peituvad kogu järvede aineringet mõjutava vee „pruunistumise“ trendi taga nii looduslikud hüdroloogilised põhjused kui ka atmosfäärse väävlireostuse vähenemine, mis mõlemad mõjutavad huumusainete liikuvust. Selliste veeökosüsteemide seisundi hindamiseks, kus inimtegevuse mõjude kõrval on ülekaalus looduslikud tegurid nagu suured veetaseme kõikumised ja tugev sesoonsus, on raske leida lihtsaid, hästitoimivaid indikaatoreid. Näiteks Võrtsjärves näitavad kõik tavapärased veekvaliteedi mõõdikud madalvee perioodidel halvemat olukorda isegi muutumatu inimmõju tingimustes ja tihti on inimtekkeliste ja looduslike muutuste vahel raske vahet teha. Tuleb ka arvestada, et muutunud keskkonnatingimuste mõju võib avalduda hilinemisega – alles järgmisel aastal või isegi aastate pärast. Võrtsjärves selgitavad vee pinnatemperatuuri ja veetaseme muutused ligikaudu poole ökoseisundi näitajate kogumuutlikkusest. Seisundihinnangu usaldusväärsust saab oluliselt tõsta, kui seisundinäitajate väärusi statistiliste meetodite abil korrigeerida looduslikku muutlikkust põhjustavate tegurite suhtes. Võrtsjärve seisundinäitajate ruumilise muutlikkuse analüüs näitas, et järve sügavaimas kohas asuv seirekoht iseloomustab hästi järve kogu avaveelist osa ehk rohkem kui 90% tema pindalast. Kulude kokkuhoiu eesmärgil ongi see alates 2017. aastast riiklikus seireprogrammis ainuke avavee seirekoht.
Kirjeldus
A thesis
for applying for the degree of
Doctor of Philosophy in Applied Biology
Märksõnad
dissertatsioonid, dissertations, järved, veeökosüsteemid, keskkonnaseisund, keskkonnaseire, muutlikkus, keskkonnamõjud, Võrtsjärv, Peipsi järv, lakes, aquatic ecosystems, state of the environment, environment monitoring, mutability, environmental impacts