JultikaUniversity of Oulu repository

Pohjoiset virtavedet ja erityisesti purot ovat ainutlaatuisia elinympäristöjä ja arvokkaita luontokohteita. Ne myös edustavat vesistöjä, joiden tilaan ihmispaine ei ole merkittävästi vaikuttanut. Virtavesien ominaisuuksiin vaikuttavat tekijät tunnetaan, mutta veden monimutkaisten kulkeutumisprosessien perusteellinen tutkiminen edellyttää luotettavien merkkiainemenetelmien soveltamista. Tässä työssä tutkittiin sijaitsevan Tenojoen valuma-alueen purojen veden alkuperää hapen isotooppisignaalin ja ympäristötekijöiden avulla. Hapen stabiilit isotoopit (O16) ovat luonnollisia merkkiaineita, joita voidaan käyttää erilaisten vesistöjen veden alkuperän jäljentäjinä. Tutkimusta varten kerättiin vesinäytteet 53:lta havaintopisteeltä keväällä ja syksyllä 2013. Ympäristömuuttujien avulla tutkittiin hapen isotooppikoostumuksen muodostumista puron lähialueella ja valuma-alueella. Muuttujiin sisältyi purouoman muotoa ja veden kulkeutumista sekä valuma-alueen ominaisuuksia kuvaavia tekijöitä. Lisäksi selvitettiin maaperän pääkoostumus. Muuttujien laskennassa käytettiin GIS (Geographical Information System) -menetelmiä. Keskeisenä tilastollisena tutkimusmenetelmänä käytettiin lineaarista regressioanalyysia, jonka avulla selvitettiin vastemuuttujan eli hapen isotooppien ja ympäristömuuttujien yhteyttä tutkimusalueella. Sekä puron lähialueen että koko valuma-alueelta määritetyt ympäristötekijät olivat yhteydessä hapen isotooppikoostumukseen. Sen muutos tutkimusalueella liittyi ensisijaisesti ilman ja veden lämpötilaan ja haihduntaan korostaen järvien, korkeuden meren pinnan yläpuolella ja avosoiden merkitystä purojen veden alkuperän kannalta. Myös nopeaa pintavaluntaa edistävät rakkakalliot sekä veden kulkeutumista ja suotautumisolosuhteita kuvaava topografinen kosteusindeksi olivat yhteydessä isotooppikoostumukseen. Vuodenaikaiset erot kevään ja syksyn välillä olivat todettavissa isotooppien ja ympäristömuuttujien yhteydessä. Paikalliset ympäristötekijät olivat oleellisempia syksyn isotooppikoostumuksen kannalta, kun taas keväällä valuma-aluetekijät selittivät sitä paremmin. Purojen veden alkuperän mallintaminen oli mahdollista hapen stabiilien isotooppien ja ympäristötekijöiden avulla. Tämän tutkimukseen perusteella hapen stabiilien isotooppien hyödyntäminen vesistöjen tutkimuksessa on helposti sovellettavissa erilaisiin hydrologiseen ympäristöihin.