The impact of optical properties on spectral light availability and biomass of phytoplankton in boreal lakes

Boreaalisissa järvissä on usein runsaasti värillistä liuennutta orgaanista ainesta (CDOM), joka vaikuttaa valon vaimenemiseen ja lämpökerrostuneisuuteen, mutta jonka vaikutuksista kasviplanktoniin tiedetään vähän. Tässä väitöskirjassa tutkin CDOM:in vaikutuksia järvien valosaatavuuteen ja spektriin sekä kasviplanktonin vasteita muuttuneeseen valosaatavuuteen ja sekoittuvan kerroksen paksuuteen hyödyntäen vesinäytteitä 128 järvestä ja seuraamalla yhtä järveä kesän kerrostuneisuuden aikana. Lähes kaikissa järvissä suurin valoa absorboiva tekijä oli CDOM, jonka suurempi määrä oli yhteydessä matalampaan eufoottiseen kerrokseen, sekä syvimmälle tunkeutuvan valon siirtymiseen vihreästä kohti punaista aallonpituusaluetta. Samalla kasviplanktonin absorboimasta valosta punaisen valon osuus kasvoi. Klorofyllipitoisuus ja kasviplanktonbiomassa olivat suurempia CDOM:ia paljon sisältävissä järvissä, mutta kasviplanktonin ei havaittu nostavan solunsisäistä klorofyllipitoisuutta vasteena pienempään valosaatavuuteen. Veden tummuminen tyypillisessä boreaalisessa järvessä, olettaen että CDOM ja ravinnesaatavuus kasvavat samanaikaisesti, vähensi kasviplanktonin absorboimaa osuutta saatavilla olevasta valosta vesipatsaassa vain vähän, johtuen ravinnesaatavuuden kompensoivasta vaikutuksesta. Järven vesipatsaan seurannassa kesän kerrostuneisuuden aikana kasviplanktonbiomassa oli suurempi järven sekoittuvan kerroksen syvetessä, kun taas parempi valosaatavuus nosti biomassaa vain valon ollessa vähäinen. Tulosten mukaan kasviplanktonin biomassa voi olla suuri boreaalisissa runsaastikin CDOM:ia sisältävissä järvissä, jos samalla ravinnesaatavuus maalta tulevasta alloktonisesta aineesta kasvaa, olettaen että valoa on tarpeeksi saatavilla. Vaikka CDOM rajoittaa valosaatavuutta boreaalisissa järvissä, ravinteet vaikuttavat olevan tärkeä kasviplanktonin biomassaa rajoittava tekijä tummissakin järvissä. Matala sekoittuva kerros kesän hellejaksojen aikana ilmaston lämpenemisen ja tummumisen yhteisvaikutuksesta voikin rajoittaa kasviplanktonin biomassaa kerrostuneessa järvessä, jos ravinnesaatavuus on heikkoa.