Impacts of biomanipulation on lake ecosystem structure revealed by stable isotope analysis
Julkaistu sarjassa
Jyväskylä studies in biological and environmental scienceTekijät
Päivämäärä
2008Oppiaine
Limnologia ja hydrobiologiaRehevöityneiden järvien ravintoketjukunnostus epäonnistuu useinJärvien ravintoketjukunnostusta eli biomanipulaatiota on käytetty paljon rehevöityneiden järvien kunnostuksessa. Biomanipulaatiossa pyritään poistamaan järvestä pieniä eläinplanktonia syöviä kalalajeja, lähinnä eri särkikaloja ja pieniä ahvenia, jolloin eläinplanktonin määrä ja yksilökoko kasvavat. Tällöin kasviplanktonia ravintonaan käyttävä eläinplankton pystyy paremmin kontrolloimaan kasviplanktonin määrää järvessä. Biomanipulaation onnistumisen kriteerinä voidaan siis pitää kasviplanktonin määrän vähenemistä ja siitä aiheutuvaa veden kirkastumista. - Varsin suoraviivaisesta teoriasta huolimatta saavutetut tulokset eivät aina ole hyviä, ja monesti onnistuneidenkin biomanipulaatioiden tulokset ovat olleet varsin lyhytkestoisia. Syitä epäonnistumiselle ei tarkkaan tiedetä, koska biomanipulaation vaikutuksia koko järven ekosysteemiin on varsin hankalaa ja työlästä tutkia, Syväranta kertoo. Syväranta tutki biomanipulaation vaikutuksia järviekosysteemin rakenteeseen ja toimintaan käyttämällä luonnossa esiintyviä hiilen ja typen vakaita isotooppeja. Tutkimus täydentää Jyväskylän Jyväsjärven tutkimushanketta, jossa biomanipulaation vaikutuksia järven kasvi- ja eläinplanktonlajistoon sekä kalakantaan on tutkittu pääasiassa perinteisin menetelmin. Näiden avulla voi kuitenkin olla vaikeata ja työlästä saada tietoa kalapopulaatioiden ekolokeromuutoksista, ravintoketjutason muutoksista eri lajeilla tai etenkin järven ranta- ja ulappa-alueen perustuotannon muuttuneesta merkityksestä ravintoketjun eri tasoille. Luonnossa esiintyvien vakaiden isotooppisuhteiden määritykseen perustuva tekniikka tuo uutta tietoa biomanipulaation vaikutuksista ekosysteemitasolla.
...
Impacts of biomanipulation on lake ecosystem structure revealed by stable isotope analysis Eutrophication of aquatic ecosystems is an increasing problem, especially threatening small and shallow freshwater lakes. While the extreme inputs of nutrients (phosphorus and nitrogen) can nowadays be reduced and controlled rather efficiently, additional measures to reverse eutrophication may be needed. These often involve biomanipulation, typically mass removal of cyprinid fish. However, the success of biomanipulations has many times been limited or short lived. The reasons for this are not well known, perhaps because the more subtle impacts of biomanipulation on the ecosystem-wide processes of lakes have not been thoroughly studied. Natural abundance stable isotopes may provide a cost-effective tool to study such ecosystem level impacts of food web perturbations. In this thesis, I used stable isotope analysis (SIA) to study the impacts of biomanipulation on lake ecosystem properties in Jyväsjärvi, a lake recovering from severe eutrophication. Variability in stable isotope signatures within the studied lake was examined as a prerequisite for reliable SIA. Temporarily lower δ15N values of fish in one area of Jyväsjärvi resulted from extensive fish migration into Jyväsjärvi from the connected lake Päijänne. Stable isotope data indicated that the migration was considerably reduced following biomanipulation and the immigrant fish from Päijänne did not quickly recolonise Jyväsjärvi. Isotopes also indicated significant changes in feeding niche widths of perch and roach after fish removals. From a wider perspective, contribution from pelagic energy sources to higher trophic levels in the Jyväsjärvi ecosystem increased after biomanipulation, in contrast to expectation. To enhance the potential of SIA in ecological studies, I also tested the possibility of using archived sample materials in retrospective SIA, which could allow for longer time perspectives in such ecosystem studies. I found that typical archived freshwater samples do provide valid materials for SIA
Julkaisija
University of JyväskyläISBN
978-951-39-3101-8ISSN Hae Julkaisufoorumista
1456-9701Julkaisuun sisältyy osajulkaisuja
- Artikkeli I: Syväranta, J., Hämäläinen, H. & Jones R. I. (2006). Within-lake variability in carbon and nitrogen stable isotope signatures. Freshwater Biology 51, 1090-1102. DOI: 10.1111/j.1365-2427.2006.01557.x
- Artikkeli I: Syväranta, J., Keskinen, T., Hämäläinen, H., Karjalainen, J., & Jones, R. (2008). Use of stable isotope analysis to evaluate the possible impact of fish migration on a lake biomanipulation. Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems, 18, 703-713. DOI: 10.1002/aqc.892
- Artikkeli III: Syväranta, J., & Jones, R. (2008). Changes in feeding niche widths of perch and roach following biomanipulation, revealed by stable isotope analysis. Freshwater Biology, 53, 425-434. DOI: 10.1111/j.1365-2427.2007.01905.x
- Artikkeli IV: Syväranta, J., Högmander, P., Keskinen, T., Karjalainen, J., & Jones, R. (2011). Altered energy flow pathways in a lake ecosystem following manipulation of fish community structure.. Aquatic Sciences, 73(1), 79-89. DOI: 10.1007/s00027-010-0161-8
- Artikkeli V: Syväranta, J., Vesala, S., Rask, M., Ruuhijärvi, J., & Jones, R. (2008). Evaluating the utility of stable isotope analyses of archived freshwater sample materials. Hydrobiologia, 600, 121-130. DOI: 10.1007/s10750-007-9181-3
Metadata
Näytä kaikki kuvailutiedotKokoelmat
- Väitöskirjat [3598]
Lisenssi
Samankaltainen aineisto
Näytetään aineistoja, joilla on samankaltainen nimeke tai asiasanat.
-
Pelagic niche shift by fishes following restorations of a eutrophic lake
Berthelsen, Andreas S.; Søndergaard, Martin; Kiljunen, Mikko; Eloranta, Antti P.; Lauridsen, Torben L. (Springer, 2024)Lake restoration by biomanipulation or phosphorus fixation has been commonly applied methods to improve the ecological status of lakes. However, the effects of lake restoration on food-web dynamics are still poorly understood, ... -
A comparison of the impacts of introduced signal crayfish and native noble crayfish in boreal lake ecosystems
Ercoli, Fabio (University of Jyväskylä, 2014) -
Polyeteenimikromuovipartikkeleiden hajoaminen boreaalisen vyöhykkeen järvivedessä
Kautonen, Petra (2020)Lisääntynyt mikromuovien runsaus vesistöissä on yksi suurimmista tämän hetkisistä ympäristöongelmista. Muovit ovat kohtalaisen resistenttejä hajoamiselle, ja niiden hajoamisen on arvioitu kestävän sadoista vuosista tuhansiin ... -
Archaea in boreal Swedish lakes are diverse, dominated by Woesearchaeota and follow deterministic community assembly
Juottonen, H.; Fontaine, L.; Wurzbacher, C.; Drakare, S.; Peura, S.; Eiler, A. (Wiley-Blackwell, 2020)Despite their key role in biogeochemical processes, particularly the methane cycle, archaea are widely underrepresented in molecular surveys because of their lower abundance compared to bacteria and eukaryotes. Here, we ... -
Trophic state changes can affect the importance of methane-derived carbon in aquatic food webs
Schilder, Johannes; van Hardenbroek, Maarten; Bodelier, Paul; Kirilova, Emiliya P.; Leuenberger, Markus; Lotter, André F.; Heiri, Oliver (The Royal Society Publishing, 2017)Methane-derived carbon, incorporated by methane-oxidizing bacteria, has been identified as a significant source of carbon in food webs of many lakes. By measuring the stable carbon isotopic composition (δ13C values) of ...
Ellei toisin mainittu, julkisesti saatavilla olevia JYX-metatietoja (poislukien tiivistelmät) saa vapaasti uudelleenkäyttää CC0-lisenssillä.