Turun yliopiston tutkijat ovat tutkineet ilmansaasteiden vaikutusta Satakunnan Harjavallan alueella jo kolmenkymmenen vuoden ajan. Kansainvälisestikin ainutlaatuinen pitkäaikaisaineisto on tuottanut lukuisia tieteellisiä läpimurtoja.
Harjavallan alueella on ollut intensiivistä teollista toimintaa sotavuosista lähtien. Etenkin metallisulattamoista on päässyt luontoon raskasmetalli- ja rikkipäästöjä. Toivoa antaa se, että ilmansaasteiden määrän vähentyminen näkyy suoraan alueen luonnossa. Esimerkiksi kirjosieppojen pesintämenestys on toipunut huomattavasti 90-luvun alun tilanteeseen verrattuna.
Kirjosiepot ja talitiaiset indikaattoreina saasteiden vaikutuksista
Ilmasta peräisin olevat raskasmetallit päätyvät alueen maaperään ja sitä kautta kasvillisuuteen ja eläimiin. Harjavallan alueella tehty tutkimus on keskittynyt etenkin lintuihin, joista erityisen mielenkiinnon kohteena ovat olleet kirjosieppo ja talitiainen. Hyönteissyöjälinnut, kuten kirjosieppo, ovat hyviä indikaattoreita metallien vaikutuksista ravintoketjuissa, sillä syömänsä ravinnon vuoksi niihin kertyy enemmän metalleja kuin myös siemeniä syöviin lintuihin. Vuosien varrella ilmansaasteiden vaikutuksia on selvitetty myös esimerkiksi muurahaisilla ja lepakoilla.
Turun yliopiston biologian laitoksella on pitkät perinteet ilmansaasteiden vaikutusten tutkimisesta. Laitoksen pitkäaikainen lehtori, dosentti Esa Lehikoinen aloitti Harjavallan seudun metallisulattamoista peräisin olevien raskasmetallipäästöjen ympäristövaikutuksia koskevan tutkimuksen jo kolmekymmentä vuotta sitten. Nykyisin tutkimusryhmää johtaa lehtori, ympäristöekologian dosentti Tapio Eeva.
Lukuisat biologian perus- ja jatkotutkinto-opiskelijat ovat tehneet opinnäytetyönsä alueelta kerätyn aineiston perusteella. Aineistosta on julkaistu myös kymmeniä tutkimusartikkeleita kansainvälisissä julkaisusarjoissa, joukossa maailman arvostetuimpiin tiedejulkaisuihin kuuluva Nature-lehti.
Tutkimustyö tarkoittaa pitkiä päiviä metsissä
Ilmansaasteiden vaikutusten tutkiminen on pääpiirteiltään samanlaista kuin mikä tahansa biologinen kenttätyö. Maastokausi alkaa keväällä, jolloin alueelle jo 1990-luvulla sijoitetut sadat linnunpöntöt käydään yksitellen läpi. Pöntöt on sijoitettu tietyin etäisyyksin Harjavallan sulattamosta. Lähimpänä sulattamoa sijaitsevissa pöntöissä linnut altistuvat eniten saasteille, kun taas kauemmaksi sijoitettuja pönttöjä voidaan käyttää kontrolleina.
Pesintäkauden aikana tutkijat tarkastavat pesäpöntöt säännöllisesti. Pesistä pyydystetään lintunaaraat rengastamista ja identifioimista varten, lasketaan munamäärät, dokumentoidaan kuoriutuneiden poikasten määrä ja pesäkuolleisuus, ja lopulta rengastetaan selviytyneet poikaset. Tutkijat myös ottavat linnuista esimerkiksi veri-, höyhen- tai ulostenäytteitä myöhemmin suoritettavia laboratorioanalyysejä varten.
– Maastotyö on rankkaa, ja päivät venyvät usein pitkiksi. Onneksi olemme aina onnistuneet saamaan tutkimustyöhömme innostuneita, reippaita ja osaavia biologeja, jotka eivät valita haasteista. Esimerkiksi emolinnut ovat helposti pyydettävissä yöaikaan, joten joudumme välillä ottamaan verinäytteet öisin. Siinä on kyllä omanlaistaan kesäyön tunnelmaa: kehrääjä surisee mäntykankaalla ja sentrifuugi autossa, kertoo lehtori Tapio Eeva.
Kaikkia tutkimuksia varten on hankittu tarvittavat viranomaistaluvat, ja tutkijat ovat suorittaneet lintujen rengastukseen ja näytteiden ottoon vaadittavat koulutukset. Talvikaudella maastotöitä tehdään selvästi vähemmän. Tutkijat keskittyvät analysoimaan kerättyjä aineistoja laboratoriossa sekä tilastollisten menetelmien avulla ja raportoivat tulokset tutkimusartikkeleiden muodossa.
Ympäristölainsäädäntö ja puhdistusteknologian kehittyminen ovat auttaneet luontoa toipumaan
1990-luvun alussa Harjavallan alueen saastepitoisuudet olivat vielä korkeat. Tutkijat havaitsivat, että varsinkin kirjosiepon munamäärät kuparisulattamon läheisyydessä olivat huomattavasti alhaisemmat kuin kauempana sulattamosta, ja poikasten kuolleisuus oli suurempi. Sulattamon lähellä pesivillä linnuilla munankuoret olivat lisäksi hauraita ja huokoisia, mikä heikensi entisestään pesintämenestystä. Munankuorten huonon laadun osoitettiin johtuvan paitsi lintuemojen ravintonaan käyttämistä hyönteisistä suoraan kertyneistä raskasmetalleista, myös siitä, että rikkipäästöjen vuoksi happamoituneista metsistä oli saatavilla vähemmän kalsiumpitoista ravintoa.
Ympäristöä koskeva lainsäädäntö tiukkeni huomattavasti 1990-luvulla. Säätelyn ja kehittyneiden puhdistusteknologioiden ansiosta alueen ilmanlaatu on parantunut huomattavasti. Sulaton metallipäästöjen määrä alueella väheni 99 % vuosien 1991 ja 2013 välillä. Tämä näkyy suoraan alueen linnustossa.
– Tällä hetkellä kirjosieppojen pesyekoko saastuneella alueella on jo hyvin lähellä vertailualueen arvoa. On ollut palkitsevaa huomata, että yhteiskunnan ja teollisuuden toimilla on ollut selkeä positiivinen vaikutus luontoon, kertoo Eeva.
Samalta alueelta kerätyt pitkäaikaisaineistot ovatkin edellytys sille, että ympäristöä koskevat muutokset saadaan luotettavasti dokumentoitua. Harjavallasta kerätty aineisto on hiljattain liitetty osaksi Euroopan laajuista lintutietokantaa SPI-Birds Network & Database. Tietokannassa data on alan tutkijoiden käytettävissä erilaisiin populaatio- ja ympäristötutkimuksiin, jotka liittyvät esimerkiksi ilmastonmuutoksen seurannan ja vaikutuksen arviointiin.
Luonnossa kaikki liittyy kaikkeen
Turun yliopiston Harjavallan tutkimus on alusta alkaen suunniteltu ja toteutettu niin, että se yhdistää ympäristön seurannan evoluutioekologisiin tutkimuksiin.
– Emme siis keskity ainoastaan saastepitoisuuksiin ja niiden fysiologisiin tai geneettisiin vaikutuksiin, vaan lähestymme asiaa laajemmin, ekologisen ja evolutiivisen tutkimuksen viitekehyksestä, toteaa Eeva.
Tämä tarkoittaa sitä, että tutkittavia lintuja ja muita eliöitä tarkastellaan osana laajempaa ekosysteemiä. Tärkeässä roolissa ovat niiden vuorovaikutussuhteet toisten lajien kanssa sekä ympäristön saastumisen epäsuorat vaikutukset.
Esimerkki tästä on tutkimusryhmän tänä vuonna Science of the Total Environment -julkaisusarjassa ilmestynyt tutkimusartikkeli sääolosuhteiden vaikutuksista. Artikkelissa osoitettiin, että saastuneella alueella pesivät kirjosiepot ovat herkempiä kärsimään huonoista sääoloista kuin puhtaamman alueen linnut. Tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää ennustettaessa ilmastonmuutoksen myötä lisääntyvien sään ääri-ilmiöiden vaikutusta ekosysteemeihin.
Teksti: Marjaana Suorsa
