Seasonal succession of diatom assemblages in subarctic Lake Kevojärvi
Ladataan...
suljettu
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
Lataukset7
Pysyvä osoite
Verkkojulkaisu
DOI
Tiivistelmä
Lake sediments preserve valuable information about environmental and climatic conditions. Diatoms are widely used as indicators of environmental change due to their sensitivity to physical, chemical, and ecological conditions. This study investigates seasonal succession of diatom assemblages in subarctic Lake Kevojärvi, located in Northern Finland near the climatically sensitive tree line ecotone. The study was conducted by using sediment trap samples collected between 2019 and 2023 from two sites with different hydrological settings: a deep basin site and a river-influenced delta site. In addition, sediment core samples from years 2019 to 2022 were analyzed to compare trap assemblages with varved sediment assemblages.
Sediment mass flux, diatom flux, loss-on-ignition (LOI), and diatom assemblage composition were examined together with hydrological and meteorological observations. A total of 203 diatom taxa belonging to 52 genera were identified. Assemblages were strongly dominated by benthic and tychoplanktonic taxa, particularly Achnanthidium minutissimum, Tabellaria flocculosa, small fragilarioid taxa, and Hannaea arcus. Planktonic taxa generally formed only a minor proportion of the assemblages and mainly consisted of Aulacoseira subarctica. Seasonal variability in total diatom flux was pronounced, with clear spring maxima associated with snowmelt, increased river discharge, and enhanced sediment transport. Winter fluxes remained consistently low at both study sites.
The delta site exhibited higher and more variable sediment and diatom fluxes than the basin site, indicating a stronger influence of riverine input and hydrodynamic transport processes. Despite these differences in flux magnitude, assemblage composition remained remarkably similar between the two sites and through time. Core samples provided similar results. Principal component analysis (PCA) revealed moderate seasonal clustering of samples, vaguely separating spring, summer, and winter assemblages.
The results suggest that diatom community dynamics in Lake Kevojärvi are controlled primarily by seasonal hydrological forcing, mixing processes, and sediment redistribution rather than by major seasonal shifts in diatom community composition. The dominance of benthic and tychoplanktonic taxa highlights the importance of lateral transport and resuspension in subarctic lake sedimentation. Overall, the study demonstrates that seasonal hydrology and sediment transport processes may play a central role in regulating diatom sedimentation dynamics in climatically sensitive subarctic lake systems. Warming climate may affect these dynamics by promoting longer growing seasons, enhanced primary production, and stronger thermal stratification within the lake.
Järvisedimentit ovat arvokkaita ympäristö- ja ilmasto-olosuhteista kertovia arkistoja. Piileviä käytetään laajalti ympäristötutkimuksessa, koska ne reagoivat helposti muutoksiin fysikaalisissa, kemiallisissa ja ekologisissa olosuhteissa. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan piilevälajiston vuodenaikaista sukkessiota subarktisessa Kevojärvessä, joka sijaitsee Pohjois-Suomessa ilmastollisesti herkän puurajan läheisyydessä. Tutkimus toteutettiin vuosina 2019–2023 kerättyjen sedimenttitrappinäytteiden avulla. Näytteet kerättiin kahdesta hydrologisilta olosuhteiltaan erilaisesta tutkimuspaikasta: järven syvimmästä kohdasta (basin) ja jokisuun läheltä (delta). Lisäksi analysoitiin sedimenttikairanäytteitä vuosilta 2019–2022 trappi- ja lustosedimenttiaineiston vertailua varten.
Tutkimuksessa tarkasteltiin sedimentin massa- ja piileväfluksia, hehkutushäviötä (loss on ignition) sekä piilevälajiston koostumusta yhdessä hydrologisten ja meteorologisten havaintojen kanssa. Näytteistä tunnistettiin yhteensä 203 piilevätaksonia 52 suvusta. Lajiyhteisöt koostuivat pääasiassa benttisistä ja tychoplankt[NT1.1]isista lajeista, joista runsaimpia olivat Achnanthidium minutissimum, Tabellaria flocculosa, pienet fragilarioidiset piilevät sekä Hannaea arcus. Planktoniset lajit muodostivat vain pienen osan yhteisöistä, ja Aulacoseira subarctica oli niistä runsaslukuisin. Sekä massa- että piileväfluksissa havaittiin selvä vuodenaikaisvaihtelu: keväisin esiintyi voimakkaita huippuja, jotka liittyivät lumen sulamiseen, jokivirtaaman kasvuun ja sedimentin kulkeutumisen voimistumiseen. Talvisin fluksit pysyivät vähäisinä molemmilla tutkimuspaikoilla.
Delta-alueella sedimentin ja piilevien fluksit olivat suurempia ja vaihtelivat enemmän kuin syvännealueella, mikä viittaa jokiperäisen aineksen ja hydrodynaamisten kuljetusprosessien voimakkaaseen vaikutukseen. Fluksien voimakkuuden eroista huolimatta lajiston koostumus säilyi huomattavan samankaltaisena sekä tutkimuspaikkojen välillä että vuodesta ja vuodenajasta toiseen. Kairanäytteistä tutkitut piileväyhteisöt vastasivat pääpiirteiltään sedimenttitrappiuloksia. Principal component analysis (PCA) osoitti näytteissä olevan kohtalaista vuodenaikaista ryhmittymistä, jossa kevät-, kesä- ja talvinäytteet erottuivat toisistaan.
Tulokset viittaavat siihen, että Kevojärven piileväyhteisöä säätelevät ensisijaisesti vuodenaikojen vaihteluun liittyvät hydrologiset prosessit, järven sekoittumisprosessit sekä sedimentin resuspensio. Benttisten ja tychoplanktonisten lajien runsaus korostaa lateraalisen kulkeutumisen ja resuspension merkitystä subarktisten järvien sedimentaatiossa. Tutkimus osoittaa, että vuodenaikojen mukaisesti vaihtelevat hydrologiset prosessit voivat vaikuttaa merkittävästi piileväyhteisöjen koostumukseen ja sedimentoitumiseen ilmastollisesti herkissä subarktisissa järvissä. Ilmaston lämpeneminen voi tulevaisuudessa muuttaa näitä prosesseja pidentämällä kasvukautta, lisäämällä perustuotantoa ja vahvistamalla järven lämpötilakerrostuneisuutta.