Moottorikaira jyrää armotta reikiä paksuun jäähän. On keskitalvi ja olen Pulmankijoen jäällä Nuorgamissa, Suomen pohjoisimmassa kylässä. Pitelen näpeissäni hievahtamatta metallitankoa, jonka päässä jääkylmässä vedessä on muovimötikkä. Virtausnopeusmittaria täytyy pitää kairanreiässä ihan paikallaan niin kauan kuin mittaus kestää. Hanskoissa ja kengissä olevat lämpöpussukat helpottavat työtä.

Maria Kämäri pitää virtausnopeusmittaria 60 sekuntia paikoillaan jään alareunassa. Kuva: Eliisa Lotsari / Itä-Suomen yliopisto

Olen tutkimusryhmän kanssa selvittämässä miten vesi jään alla tarkkaan ottaen liikkuu. Mittaamme myös, miten paljon jokivesi on muuttanut uoman pohjaa sitten viimekertaisten mittausten kuljettaessaan maata alavirtaan. Pulmankijoen särkille voi yhden kevättulvan yhteydessä kasaantua jopa metrin paksuudelta hiekkaa kun taas toisaalla maata lähtee liikkeelle eli tapahtuu eroosiota.

Vesi siirtää vaikka vuoria

Vesi ja erityisesti virtaava vesi on yksi voimakkaimmista maapallon muotoja ja maisemia muokkaavista elementeistä. Vesi aiheuttaa eroosiota. Kun maa-ainekset vaihtavat paikkaa, syntyy särkkiä ja uutta rantaviivaa rannikolle. Maisema muuttuu. Vesi saa helposti liikkeelle hienoja maa-aineksia kuten hietaa, hiesua ja hiekanjyväsiä.

Käsittämättömältä tuntuu, että suuret jopa päänkokoiset kivimöllykät voivat liikkua virran mukana. Kun Tenojoen jäämassat lähtevät keväällä liikkeelle, on huomattu, että pohjasta irtoaa suuriakin kiviä, jotka kulkeutuvat jäälauttojen mukana alavirtaan.

Maapallon joet kokonaisuudessaan siirtävät kerrassaan valtavia maamassoja paikasta toiseen. Arviolta 15–20 miljardia tonnia maata valuu vuosittain jokia pitkin mereen. Määrä on käsittämätön. Jos kaiken tämän maa-aineksen keräisi kasaan, niin se olisi 150–200 jalkapallokentän kokoinen ja yhtä korkea kuin Mount Everest.

Suomen joet kuljettavat kiintoainesta Itämereen noin 1,5 miljoonaa tonnia eli satoja kiloja asukasta kohden vuodessa. Arvio on laskettu Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) vesistömallijärjestelmällä. Suuri osa kiintoaineesta laskeutuu jokisuistoon, kun veden vauhti hidastuu, mutta hienoin aines kulkeutuu virtausten mukana pidemmälle. Kiintoaines on maalta peräisin olevaa eloperäistä ja elotonta ainesta.

Kiintoaineen mukana jokivedessä liikkuu ravinteita tai haitallisia aineita. Maalta huuhtoutuva ja jokia pitkin mereen kulkeutuva fosfori kulkee suurimmaksi osaksi maa-aineksen mukana. Vedessä on kiintoaineen lisäksi myös veteen liuenneena ravinteita ja eloperäisiä aineita.

Vedenalainen hiekkadyyni etenee joessa alavirtaan. Kuva Leena Laamanen / Turun yliopisto.

Jääkannen alla joki kuljettaa vain vähän kiintoainesta

Ilmastomuutosmallien mukaan Suomessa sataa jatkossa enemmän ja on lämpimämpää. Samalla kunnon talvet häviävät Etelä-Suomesta. Jäätalvina joessa jääkannen alla liikkuvat vesi- ja maa-ainesmäärät ovat pieniä, kun taas kevääseen ajoittuu vuoden kiertoon tyypillisesti kuuluva virtaamahuippu ja jokien tuoma kuormituspiikki Itämereen.

Ilmastomuutoksen myötä joet eivät enää rauhoitu talveksi. Sen sijaan lisääntyvät syys- ja talvisateet kasvattavat jokien vesimäärää, ja hienoa maa-ainesta lähtee veden mukana liikkeelle sekä jokiuomasta että valuma-alueelta ympäri vuoden.

Jos halutaan tietää, mitä Suomessa merkitsee se, että sateita tulee jatkossa yhä enemmän erityisesti talvella ja syksyllä on tutkittava jokia ja niiden ilmiöitä.

Tutkimuskohteeksi valitsin Pulmankijoen, jossa jokimittauksia on tehty syksyisin ja keväisin ja nyt myös talvella. Kokemäenjoki valikoitui toiseksi tutkimuspaikaksi, koska siellä on tulvaherkkiä alueita ja joki on monella tapaa yksi Etelä-Suomen merkittävimmistä joista.

Kairaustiimi tekee jäähän reikiä jokiuoman poikki metrin välein. Niitä tehdään kymmeniä. Pulmankijoen 50 senttiä paksu jää kantaa, joten joki on hyvä tutkimuskohde talvella. Viimeaikoina Etelä-Suomessa talvet ovat olleet niin lauhoja, että Kokemäenjoen jäälle ei ole voinut mennä mittamaan virtausnopeuksia.

Työmme on yllättävän harvinaista.

”Jokien talviprosesseja on tutkittu ja niistä tiedetään vasta niin vähän”, ihmettelee virtavesien tutkimukseen erikoistunut professori Petteri Alho Turun yliopistosta. Ehkä kyseessä on tutkijoiden mukavuudenhalu, kun myös kesään ajoittuvissa prosesseissa on selvitettävää.

Jään alla joessa virtausnopeudet muuttuvat jäättömään aikaan verrattuna. Jää aiheuttaa kitkaa ja hidastaa virtausnopeutta välittömästi jään alapuolella. Tutkimusten mukaan jääkannen alla joessa kulkeutuu vähemmän kiintoainetta kuin kesällä vastaavan suuruisella vesimäärällä. Pakkasella jokeen ei tule pintavaluntaa maalta, mutta myös uoman pohjaan kohdistuvat voimat, jotka irrottavat pohjasta kiintoainesta, muuttuvat jääkannen vaikutuksesta. Jääkannen alla uoman pohjassa oleva maa-aines ei lähde yhtä herkästi liikkeelle kuin jäättömässä joessa.

Talvikenttätöissä pimeys laskeutuu ennen kuin tarkkuus-GPS:n satelliittiyhteydet on saatu toimimaan kairanreikien paikantamiseksi ja virtausnopeuden mittaukset valmiiksi. Kuva: Eliisa Lotsari / Itä-Suomen yliopisto

Onko jokisuisto arvokas alue?

Kokemäenjoen suisto siirtyy ennätysvauhtia merelle päin, kun suistoon kasaantuu joen tuomaa ainesta, minkä lisäksi tapahtuu maan kohoamista. Tulviva ja liejuinen jokisuisto on monien mielissä joutomaata, sillä se on kelvotonta rakentamiselle, ja sedimentoituvat maamassat aiheuttavat haittaa, kun ne mataloittavat veneväyliä.

Rannikon liettyminen ja umpeenkasvu harmittaa myös rannoilla asuvia, kun vesiraja vetäytyy kauemmas. Rantakasvillisuus valtaa itselleen alaa ja peittää avoimen näköalan.

Luonnon monimuotoisuutta ajatellen jokisuistot ovat arvokkaita. Yhdysvalloissa Floridassa Evergladesin räme on luokiteltu niin arvokkaaksi, että se on liitetty UNESCO:n maailmanperintöluetteloon. Mietin miksi luotaantyöntävältä kuulostava räme voi ylipäätän olla suojelemisen arvoinen ja toisaalta onko myös Kokemäenjokisuisto arvokas?

Kokemäenjoen suistoalueella pesii noin 110 lintulajia.

Googlailemalla selviää, että jokisuistossa vesi ja maa-alueiden vaihtelu saa aikaan monimuotoisuutta ja luo ainutlaatuisen elinympäristöjen rikkauden. Kokemäenjoen suisto onkin liitetty Natura 2000 –verkostoon on Suomen kansainvälisesti tärkeä lintualue (Important Bird and Biodiversity Areas, IBA).

Kokemäenjoen suisto on Suomen edustavin suistomuodostuma eli delta, jossa on erilaisia kosteikkobiotooppeja mukaan lukien avovettä, uposkasvillisuutta, ruovikkoa ja tervaleppälehtoja. Näistä etenkin monet vesilinnut, ja kahlaajat löytävät itselleen sopivan elin- ja lisääntymispaikan.

”Kokemäenjoen suisto on 2000-luvun alussa luokiteltu Suomen yhdeksänneksi arvokkaimmaksi lintukosteikoksi”, kertoo kosteikkoalueet ja linnut tunteva vanhempi tutkija Markku Mikkola-Roos Suomen ympäristökeskuksesta. Pelkästään rannikon arvokkaita lintualueita tarkasteltaessa suisto kilpailee ihan mitalisarjassa.

”Jokisuistossa juuri sedimenttikuormituksen ylläpitämät lieterannat ovat monien kosteikkolintulajien ruokailussa avainasemassa ja niitä olisikin syytä vaalia”, toteaa Mikkola-Roos.

Opin, että Kokemäenjoen suistoalueella pesii yhteensä noin 110 lintulajia. Se on minusta paljon. Suomessa pesii säännöllisesti noin 240 lintulajia, joista siis lähes puolet hyväksyy Kokemäenjoken suiston pesimäpaikakseen. Olen vakuuttunut, että jokisuisto on lintuparatiisi, mutta miten sen käy tulevaisuudessa?

Kokemäenjoen suisto on arvokas lintuparatiisi. Joen kuljettama aines ruokkii sen elämää. Kuva: Seppo Keränen

Lisää sadetta, lisää sameaa vettä

Ilmastomuutosta ei voida enää perua, mutta sen hillitseminen on mahdollista.

Pohjois- ja Etelä-Suomen välillä vuodenaikaiset ennakoidut muutokset eroavat toisistaan. Pohjoisen jokiin ei ole odotettavissa suurta muutosta verrattuna nykyiseen vuodenaikarytmiin. Etelä-Suomen joissa sen sijaan talvet ja keväät muuttavat luonnettaan, koska yhä useammin lumen sijaan sataakin vettä ja totuttua jääkantta ei jokiin muodostu välttämättä lainkaan.

”Jos ilmastokeskustelussa koko Suomea käsitellään yhtenä yksikkönä, mennään helposti harhaan, sillä muutokset hydrologiassa ovat erilaisia eripuolilla Suomea” painottaa professori Alho.

”Tulkaa talvet takaisin”, pyytää Säkylän Pyhäjärvi-instituutin toiminnanjohtaja Teija Kirkkala maaliskuussa 2016. Kirkkala on huomannut, että sulan ja pakkasen jatkuva vaihtelu lisää maa-aineksen ja ravinteiden huuhtoutumista merkittävästi.

”Kun maa on muutoin roudassa ja pintakerros sulaa, maa-aines liukuu herkästi vesisateen mukana roudan pinnalta vesiin. Paitsi että se lisää vesistökuormitusta, se heikentää maaperän kasvukuntoa, kun tärkeää eloperäistä ainesta ja ravinteita huuhtoutuu pois”, kirjoittaa Kirkkala. Hänen mielestä talvien lämpeneminen, sateisuuden lisääntyminen ja talvitulvat ovat yksi suurimmista vesiensuojeluhaasteista tällä hetkellä.

Jokien rytmin muuttuminen ilmastonmuutoksen myötä voi olla silakalle ongelma, kun perinteinen kudun ajoitus ei enää toimi. Kuva: Pekka Tuuri

Ilmastomuutoksen tunnustelua Länsi-Suomessa ja Lapissa

Ilmastomuutoksen myötä maa-aineskuorma Kokemäenjoen suistoon kasvaa talvikuukausina, kun sadanta ja eroosio lisääntyvät ja jääpeitteinen aika joessa vähenee.

Maankäyttöön liittyen tiedetään, että suurin osa fosforista huuhtoutuu jokiin pelloilta. Viljelymenetelmillä on vaikutusta eroosioon ja fosforin huuhtoutumiseen. Suorakylvö on alkanut yleistyä Suomessa vuosituhannen vaihteesta lähtien. Siinä kylvö tehdään muokkaamattomaan maahan suorakylvökalustolla, jolloin maanpinnan eroosio on pienempää verrattuna perinteiseen kyntöön ja muokkaukseen perustuvaan viljelyyn.

”Suorakylvö toki vähentää eroosiota, jolloin kokonaisfosforin huuhtouma pienenee, mutta liukoisen fosforin huuhtouman on todettu lisääntyvän suorakylvössä”, selventää fosforin eri muotoihin ja kulkeutumiseen perehtynyt Petri Ekholm Suomen ympäristökeskuksesta.

Joka tapauksessa Kokemäenjoen suisto jatkaa etenemistään merelle.

Joka tapauksessa Kokemäenjoen suisto siis jatkaa etenemistään merelle. Kysyn Mikkola-Roosilta mielipidettä onko jokisuisto mahdollisesti hyvä lintupaikka vielä 50 vuoden kuluttua.

”Joki tuo alueelle lietettä ja kasvillisuusvyöhykkeet todennäköisesti säilyvät mutta siirtyvät vain kauemmaksi nykyisestä rantaviivasta”, hän pohtii.

Maankäytön muutokset sen sijaan lienevät ratkaisevassa asemassa lintuparatiisin tulevaisuutta ajatellen. Rantalaidunnuksen väheneminen esimerkiksi Fleiviikin niityillä saattaa olla syynä siihen, että äärimmäisen uhanalainen eteläsuosirri ei enää pesi alueella. Ruoppauksia on myös syytä toteuttaa harkiten, jotta lintujen ruokailuun sopivia lieterantoja on tarjolla jatkossakin.

Seuraavaksi joki kohtaa meren. Mitä sitten tapahtuu? Miten joen virtaaman ennakoidut muutokset vaikuttavat?

”Jokisuistossa kiintoaine aiheuttaa veden samentumista. Talvella laskeutunut entistä suurempi kiintoaineskuorma taas voi muuttaa pohjalta vapautuvien ravinteiden määriä ja heijastua tätä kautta kasviplanktonyhteisöihin ja muuhun perustuotantoon,” pohtii Itämeren biogeokemiallisia kiertoja tutkiva Jouni Lehtoranta Suomen ympäristökeskuksesta.

Soitan vielä Jari Hänniselle Saaristomeren tutkimuslaitokseen. Hän korostaa, että meriluonto on monella tavoin sopeutunut jokien nykyiseen vuosirytmiin.

”Silakan kuturytmi menee sekaisin” toteaa asemanjohtaja Hänninen.

”Kyse on todella rytmityksestä. Silakan huhtikuusta heinäkuulle ajoittuvan kudun alkutahdit sanelee keväällä joista tuleva ravinteikas makean veden pulssi.”

Ravinteiden tulon aikataulu on silakalle tärkeää.

Ilmasto-opas apuna

Jos haluat tietää ilmastonmuutoksen vaikutuksesta omalla alueellasi, Ilmasto-oppaan vesistömallijärjestelmä kertoo muutoksista vesivaroihin koko maan kattavasti, eri puolilla Suomea.

Ilmasto-oppaasta löydät tietoa myös ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi. Oma hillintävinkkini on, että laita mukavat villasukat jalkaan ja vähennä asuntosi lämmitystä asteen tai puoli.

”Silakan kutu onnistuu hyvin kunnon pakkastalven jälkeen. Keväinen, selkeä ravinnepiikki joesta saa aikaan tapahtumasarjan, jossa kasvi- ja eläinplanktonin kasvu on hienosti synkronoitu kutuparvien liikkeiden kanssa. Silakat saapuvat tutuille rannoille kutuparvi kerralla 1-2 viikon välein ja poikaset ehtivät kuoriutuvat ennen uuden parven saapumista. Perättäinen kutu varmistaa, että kuoriutuvilla poikasilla on riittävästi hankajalkaisia ravinnoksi,” kertoo Hänninen.

On havaittu, että lämpimien talvien jälkeen silakat eivät osaa kutea peräkkäisinä aaltoina, jolloin kaikille poikasille ei riitä ravintoa. Kun ilmasto muuttuu, joet tuovat ravinteita pitkin talvea rannikolle ja keväinen selkeä ravinnepulssi puuttuu, on perinteinen vuodenkierto sekaisin ja silakan poikastuotanto uhattuna.

Tämä on siis mahdollista Selkämerellä, missä muutokset Kokemäenjoen rytmissä näyttävät melkoisilta. Toisessa tutkimuskohteessani Pulmankijoella muutokset eivät ole niin suuria. Pakkastalvet säilyvät Lapissa ja olosuhteet pysyvät otollisina jäänalaisten jokiprosessien jatkotutkimuksille. Ilmaston lämpeneminen tuntuu kuitenkin kaikkialla.

Pulmankijoki kuuluu Tenojoen vesistöön, jossa jäiden lähtö aikaistuu pikkuhiljaa. Ilmastomuutoksen edetessä Tenon alueen talvinen lumikuorma vähenee, kertoo vesistömallijärjestelmä. Kevään tulvapiikki on Tenojoessa edelleen taattu, mutta se pienenee ja aikaistuu.

Kuvan Pulmankijoki ja koko Tenojen vesistö säilyttänee peruspiirteensä eli lumien sulamisesta aiheutuvan kevätulvan. Kuva: Markus Sirkka