Sulkavanjärven rehevöitymiskehitys 1700–luvulta nykyhetkeen

Abstract

Pohjois-Savossa, Siilinjärven kunnan alueella sijaitseva Sulkavanjärvi on ollut pitkään ihmistoiminnan vaikutusten alaisena. Järven läheisyydessä on harjoitettu ja harjoitetaan edelleen sekä maa- ja metsätaloutta että myös kaivostoimintaa. Siilinjärven apatiittikaivos tuottaa muun muassa kriittiseksi raaka-aineeksi luokiteltua fosforia, josta tehdään lannoitteita. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan Sulkavanjärven sedimenttikerrostumien kehitystä ja rehevöitymishistoriaa 1700-luvulta nykypäivään. Tavoitteena on selvittää maankäytön muutosten ja vedenlaadun kehityksen vaikutuksia järven ekologiseen tilaan. Sulkavanjärvi on tyypitelty pieneksi humusjärveksi, ja tavoitteena on myös selvittää, onko tyypittelyä tarpeen tarkastella uudelleen. Tutkimusaineistona käytettiin mäntäkairalla kerättyä sedimenttikairausnäytettä sekä painovoimakairalla kerättyä ja kairauspaikalla jäädytettyä jääsorminäytettä. Sedimenttinäytteistä analysoitiin sedimentin vesipitoisuus, orgaanisen aineksen määrä, irtotiheys sekä mitattiin magneettinen suskeptibiliteetti. Molemmista kairausnäytteistä kerättiin osanäytteet piileväanalyysiin, joiden perusteella tehtiin rekonstruktiot kokonaisfosforipitoisuudelle sekä sähkönjohtavuudelle. Sedimenttinäytteiden lisäksi tarkasteltiin pitkäaikaisseurannan vedenlaatumittauksia. Sedimenttinäyte ajoitettiin 210Pb ja 137Cs isotooppimenetelmillä. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että Sulkavanjärven sedimentaatioympäristössä tapahtuneiden muutosten vaikuttaneen sedimentin koostumukseen 1900-luvulta lähtien. Alusvedessä havaitaan ajoittaista hapettomuutta, jolloin aikaisemmin homogeeniseen sedimenttiin alkaa ilmaantua kerroksellista rakennetta. Piileväanalyysin perusteella Sulkavanjärven on luontaisesti runsas- tai keskiravinteinen järvi, joka on alkanut rehevöityä noin 1930-luvulta lähtien. Siirtofunktion perusteella järven kokonaisfosforipitoisuus on vaihdellut tutkimusjakson aikana, mutta merkittävää nousevaa tai laskevaa suuntausta ei havaita. Rekonstruoidussa sähkönjohtavuudessa havaitaan tasainen ja nouseva suuntaus 1750-luvulta nykyhetkeen. Tutkimuksen tulosten perusteella Sulkavanjärveä tyypittelyä pieneksi humusjärveksi on tarpeen tarkastella uudelleen.

Lake Sulkavanjärvi, located in the municipality of Siilinjärvi in North Savo, Finland, has long been influenced by human activities, including agriculture, forestry and mining. The Siilinjärvi apatite mine produces phosphate; a critical raw material used in fertilizer production. This study examines sediment development and the eutrophication history of Lake Sulkavanjärvi from the 18th century to the present, with the aim of assessing the impacts of land-use changes and water quality on the lake’s ecological status. Additionally, the study evaluates whether the current classification of the lake as a small humic lake is appropriate. The study materials consisted of a sediment core collected using Livingstone type corer and an ice finger core obtained with a HTH gravity corer. Sediment subsamples were analyzed for water content, organic matter, bulk density and magnetic susceptibility. A total of 49 subsamples were analyzed for diatoms, enabling reconstructions of total phosphorus and electrical conductivity. Long-term water monitoring data were also examined. The sediment core was dated using 210Pb and 137Cs isotope methods. The results indicate that changes in the sedimentary environment have affected sediment composition since early 20th century. Periodic hypoxia in the hypolimnion has led to the formation of weakly laminated sediments. Diatom assemblages suggest that lake Sulkavanjärvi is naturally mesotrophic and that eutrophication began around the 1930s. Reconstructed total phosphorus shows variability without a clear long-term trend, whereas electrical conductivity exhibits a steady increase from the 18th century to the present. Based on the diatom analysis, the classification of Lake Sulkavanjärvi as a small humic lake should be reconsidered.