Developmental features of lacustrine basins on the uplift coast of the Bothnian Bay

• Main Author: Siira, O.-P. (Olli-Pekka)
• Other Authors: Peuraniemi, V. (Vesa)
• Format: Doctoral Thesis
• Language: English
• Published: Oulun yliopisto 2017
• Subjects: coastal lake; flad; geochemistry; glo; land uplift; paleolimnology; flada; geokemia; kluuvi; maankohoaminen; paleolimnologia; rantajärvi
• Online Access: http://urn.fi/urn:isbn:9789526215174; http://nbn-resolving.de/urn:isbn:9789526215174

Abstract The study focused on geological and ecological development of ten lacustrine basins in the Hailuoto – Oulunsalo – Lumijoki siltstone and claystone area of Muhos, and two lacustrine basins in the Kuivaniemi – Simo area of Svecokarelian schists and gneisses. The study on water quality, soil and sediment geochemistry, and sediment diatom assemblages of natural lacustrine basins, provide background values, which can be used in assessing the state of the water body in environmental studies. Water quality of the ten water bodies was monitored for 14 years. Water samples were studied for 28 different parameters. Soil and sediment geochemistry was studied on seven lacustrine basins by three different extraction methods. Extracts were analysed for ten parameters. The sediment diatom species were examined from five water bodies in accuracy of 1 cm thick layers. In the study area new water bodies are forming mainly in two different ways: isolation of marine bights and damming of dune ponds. The water bodies could be classified into five different groups based on water quality, sediment geochemistry, and sediment diatom assemblages. These also represent the different developmental stages of the lacustrine basins of the land uplift coast. Parameters of the water quality data could be divided into two main groups: electrolyte group and nutrient group. The water bodies studied segregated into two main categories: coastal and inland water bodies. The concentrations of electrolytes and nutrients were characteristically higher in the coastal water bodies compared to the inland water bodies. During the monitoring period eutrophication of the water bodies and significant seasonal variations of water quality were observed. According to the water quality data and diatom indices the prevailing conditions in the coastal water bodies were eutrophic; and in the inland water bodies ranging from mesotrophic to oligotrophic. The lacustrine basins were grouped mainly in accordance with their geochemical provinces. The geochemical gradients of soil, water quality and sediment in the chronosequence of the catchments on Hailuoto Island showed that when marine influence decreased, the lacustrine basins of the land uplift coast were observed to be oligotrophying, acidifying, and terrestrializating naturally. === Tiivistelmä Tutkimus keskittyi kymmenen Hailuodon, Oulunsalon, ja Lumijoen Muhos-muodostuman hiekka- ja savikivialueen järvialtaan sekä kahden Iin ja Simon svekokarelisen liuske- ja gneissialueen järvialtaan geologisen ja ekologisen kehityksen selvittämiseen. Luonnonmukaisesti kehittyneen järviallassarjan veden laadun, maaperän ja sedimentin geokemian sekä sedimentin piileväkoostumuksen tutkimus tarjoaa tausta-arvoja, joita voidaan hyödyntää arvioitaessa vesialueen tilaa ympäristötutkimuksissa. Kymmenen vesialtaan veden laatua seurattiin 14 vuoden ajan. Vesinäytteistä analysoitiin 28 eri parametria. Seitsemän järvialtaan valuma-alueen maaperän ja sedimentin geokemiaa tutkittiin käyttäen kolmea erilaista uutosmenetelmää. Uutoksista analysoitiin 10 parametria. Viiden vesialtaan sedimentin piilevälajisto tutkittiin 1 cm:n kerrostarkkuudella. Tutkimusalueella uusia vesialtaita muodostuu pääasiassa kahdella tavalla: merenlahdekkeiden kuroutumisen ja dyynilampien patoutumisen seurauksena. Vesialtaat voitiin luokitella veden laadun, sedimentin geokemian ja piilevälajiston perusteella viiteen eri ryhmään, jotka edustivat myös maankohoamisrannikon järvialtaiden eri kehitystasoja. Vedenlaatuaineiston parametrit voitiin jakaa kahteen pääryhmään: elektrolyyttiryhmä ja ravinneryhmä. Tutkittavat altaat erottuivat kahteen pääluokkaan: ranta-altaat ja sisämaan altaat. Tunnusomaista ranta-altaille verrattuna sisämaan altaisiin oli korkeammat elektrolyyttien ja ravinteiden pitoisuudet. Seurantajaksolla havaittiin ranta-altaiden luontaista rehevöitymistä sekä merkitseviä veden laadun vuodenaikakohtaisia vaihteluita. Vedenlaatuaineiston ja piileväindeksien mukaan vallitsevat olosuhteet rannan vesialtaissa olivat eutrofiset ja sisämaan vesialtaissa mesotrofisista oligotrofisiin. Järvialtaat ryhmittyivät lähinnä geokemiallisten provinssiensa mukaisesti. Hailuodon valuma-alueiden maaperän, veden laadun ja sedimentin geokemialliset gradientit osoittivat, että merellisen vaikutuksen vähetessä maankohoamisrannikon järvialtaat luontaisesti karuuntuvat, happamoituvat ja soistuvat.