Pauliina Louhi toimii erikoistutkijana Luonnonvarakeskuksella Oulussa. Hänen tutkimusalaansa on vesiekosysteemien monimuotoisuuden ennallistaminen virtavesissä, joista yhtenä esimerkkinä on vaelluskalojen palauttaminen rakennettuihin jokiin.
Kalatierakentaminen on perinteisesti ollut teknistä
Kalojen katkenneita vaellusyhteyksiä vesistöissä on pyritty palauttamaan erilaisten kalateiden avulla jo 1700-luvun lopulta lähtien. Suunnittelu on ollut insinöörivetoista ja painottunut teknisiin ratkaisuihin. Pääsääntöisesti toteutuksia on ohjannut toive palauttaa vesistöihin lohikaloja tai muita taloudellisesti arvokkaita lajeja muiden lajien jäädessä vähemmälle huomiolle. Ylipäätään tutkimustietoa kalojen käyttäytymisestä patojen läheisyydessä tai patoaltaissa on ollut harvoin mukana päätöksenteossa.
Tämä tausta on johtanut teknisten kalatieratkaisujen, eli betonisten allas- ja pystyrakotyyppisten kalatieratkaisujen yleistymiseen. Ratkaisujen on eri puolilta maailmaa raportoitu soveltuvan hyvin muun muassa vahvasti uiville lohikaloille, mutta niiden toimivuus muille kalalajeille on ollut selvästi heikompaa (Noonan ym. 2011, Bunt ym. 2016).
Kalatierakentamiseen on usein otettu mallia Pohjois-Amerikassa sijaitsevalta Columbia-joelta, missä ensimmäiset kalatiet useiden peräkkäisten patojen ohitukseen tehtiin jo 1930-luvun lopulla. Keefer ym. (2021) raportoivat teknisten kalateiden toimivuudeksi usealla Tyynenmeren lohen lajilla jopa reippaasti yli 90 prosenttia käytetystä seurantamuuttujasta riippuen. Hieno tulos on seurausta vuosikymmenien aikana toteutetuista laajoista kalastoseurannoista, joilla on parannettu kalateiden toimivuutta.
Koska olemassa olevat kalatiet ovat historiallisesti pääosin teknisiä ratkaisuja, pohjautuu valtaosa tutkimustiedostakin näihin ratkaisuihin. Tosin tämäkin tieto on hajanaista ja selkeää kriteeriä toimivalle kalatielle ei ole olemassa. Toisaalta kalojen voimalaitoskanavakäyttäytymisen tuntemisen voidaan perustellusti olettaa hyödyttävän mitä tahansa kalatierakentamisen mahdollisuutta. Ovathan kanavissa tyypillisesti esiintyvät virtaamavaihtelut, turbulenttisuus ja sisäänkäynnin löytäminen kaloille haasteita missä tahansa kohteessa.
Columbia-joen alimmalla Bonnevillen padolla on pituutta 1056 metriä ja 18 turbiinia käyttävän laitoksen teho on 1104 MW. Padolle nousevat kalat voivat uida sen ohitse jostakin kalatien 8 sisäänkäynnin ja 2 uloskäynnin kautta. Joella olevien kahdeksan padon ovatkin ohittaneet reippaasti yli 90 prosenttia Tyynenmeren lohista (Keefer ym. 2021). Padolla vierailuja valvovat Yhdysvaltojen armeijan joukot, joten sen läheisyydessä on valokuvaaminen tiukasti rajoitettua. Kuva: Pauliina Louhi.
Kalojen käyttäytymisen tutkiminen kannattaa
Yksinkertaistaen ajateltuna, toimivan kalatien tulisi houkutella kaloja voimalaitoskanavasta kalatien sisäänkäynnille ja siitä edelleen kalatiehen. Kalojen tulisi myös läpäistä kalatie mahdollisimman nopeasti ja jatkaa matkaansa ylä- tai alavirtaan. Turhaan uimiseen ei yksinkertaisesti kannata käyttää ylimääräistä energiaa eikä aikaa, koska molempien on riitettävä vielä matkan huippukohtaan asti, eli lisääntymiseen. Vaihtoehtoisesti alasvaelluksen pysähtyminen patoaltaissa tarkoittaa poikasille isompaa riskiä joutua petojen saaliiksi.
Kalateiden oikeasta sijoittamisesta sekä sen toimivuudesta voidaan tehdä päätelmiä ja toimintaa kehittää, jos tietoja on käytettävissä muun muassa kalojen uintireiteistä, kalatiehen nousevien kalojen osuudesta suhteessa sen ala- tai yläpuolelle uivien kalojen määriin, kalatien läpäisyyn kuluvasta ajasta sekä mielellään myös koko- tai sukupuolijakaumasta. Yllättävää kyllä, kalaston tai kalateiden toimivuuden seuranta ei edelleenkään kuulu automaattisesti samaan hankkeeseen rakentamisen kanssa. Tämä siitäkin huolimatta, että tutkimustiedolla säästetään aikaa ja rahaa.
Kalateiden suunnittelu yksinomaan voimalaitosympäristön rakenteiden perusteella ei huomioi kalojen uintireittejä kalateihin, joita on jälkikäteen hankala muuttaa. Vasta kalatien rakentamisen jälkeen sen toimivuudessa havaitut virheet tulevatkin yleensä kalliiksi niin taloudellisesti kuin ajallisestikin.
Luonnonmukainen kalatie tai ohitusuoma tarjoaa vaihtoehdon kaikille kalalajeille
Pitkän historian omaavien teknisten ratkaisujen rinnalle ovat nousseet luonnonmukaisemmat ohitusratkaisut. Näistä kivipohjaisista, luonnon purouomia jäljittelevistä kalateistä on raportoitu lupaavia yksittäisiä tuloksia koko kalayhteisöjen osalta. Ympäri vuoden toimivista isommista ohitusuomista on tutkimustietoa saatavilla vielä niukasti.
Hyvin toteutettuina nämä luonnonmukaisemmat vaihtoehdot varmastikin myös miellyttävät monen katsojan silmää enemmän kuin tekniset betonirakennelmat. Ei siis olekaan ihme, että yleinen pöhinä ja keskustelu niiden ympärillä käy ajoittain niin kiivaana, että niistä saatavilla oleva tutkimustieto pääsee usein unohtumaan.
Hershey ym. (2021) eivät löytäneet meta-analyysissään kalatien tyypillä olevan vaikutusta sen toimivuuteen kaloilla, olipa se sitten tekninen tai luonnonmukaista purouomaa jäljittelevä ratkaisu. Kuitenkin luonnonmukaisten kalateiden toimivuuden ja etenkin niiden sisäänkäyntien houkuttelevuuden he havaitsivat olevan heikompaa teknisiin kalateihin verrattuna kalalajeista riippumatta. Tutkimustietoa tarvitaan siis näidenkin ratkaisujen kehittämiseksi eikä teknisten kalateiden tai virtavesikunnostuksien toteuttamisessa tehtyä virhettä seurannan puutteesta kannattaisi toistaa.
Monimuotoisina ympäristöinä luonnonmukaiset kalatiet tai ohitusuomat mahdollistavat myös heikompien uimareiden ja suojaa hakevien kalalajien siirtymiset alueelta toiselle, jolloin ne myös säilyttävät paremmin luonnon monimuotoisuutta. Aiemmin patojen erottamien kalapopulaatioiden geneettinen perimä saa lisää vaihtelua ja poissa olleita lajeja voidaan jälleen havaita uusilla alueilla. Tuovathan luonnonmukaiset uomat myös lisää vaihtelua yksipuolisiin, padottujen jokialtaiden habitaatteihin.
Luonnonmukaisten vaihtoehtojen suurin etu on niiden tarjoama lisähabitaatti, jos ne vesitetään ympärivuotisesti. Pitkät luonnonmukaiset kalatiet tai jopa suuremmat ohitusuomat tarjoavat lisää koskimaista pinta-alaa esimerkiksi taimenten poikasille, ahvenille, mateille, hauille ja särjille (Tamario ym. 2018). Entisiä vuolaana virtaavia koskialueita ne eivät kuitenkaan pysty täysin korvaamaan niin habitaatin kuin lajistonkaan puolesta. Siihen tuo mahdollisuuksia vain patojen purkaminen ja vapautuvien alueiden kunnostaminen lähemmäksi muutoksia edeltänyttä tilaa.
Tutkimustiedon puute hidastaa edistystä
Suomessa on otettu viime aikoina edistysaskelia kalatierakentamisessa, mutta olemme edelleen jäljessä esimerkiksi muita Euroopan tai Pohjois-Amerikan maita. Osittain tilanne tietysti myös hyödyttää meitä, koska voimme ottaa oppia ulkomailta hyväksi todetuista ratkaisuista. Osittain näin ei kuitenkaan ole, koska jokainen kohde on ainutlaatuinen ja toimivat ratkaisutkin tulee sovittaa kohteensa ja tavoitellun lajin tai lajien vaatimuksien mukaisesti.
Tiedonpuute kalojen käyttäytymisestä voimalaitosympäristössä on meilläkin johtanut virheisiin kalateiden sijoittelussa tai niiden käyttämiseen. Esimerkiksi nykyisiä käytäntöjä huomattavasti suurempi houkutusvirtaama voisi houkutella paremmin nousukaloja kalatien sisäänkäynnille sen toteutustavasta riippumatta.
Tiedonpuute hidastaa myös etenkin uusien luonnonmukaisten kalatieratkaisujen kehittämistä ja toteuttamista. Näitä on meillä toteutettu vasta muutamia pienissä Etelä-Suomen joissa, mutta niistä ei tietääkseni ole tarkempia tutkimustietoja saatavilla.
Itämereen laskevissa joissa kalatierakentamisen kohdelajina on usein Atlantin lohi. Laji esiintyy luontaisesti jokien vuolaammissa virroissa, joten niiden hakeutuminen puroihin verrattavissa oleviin kalateihin on epävarmaa. Kuitenkin pienellä ruotsalaisella Ätran-joella raportoitiin lohen nousun onnistuneen 97 prosenttisesti luonnonmukaista ohitusuomaa pitkin (Nyqvist ym. 2017). Aikaisemman Denil-tyyppisen kalatien toimivuus kohteessa oli sekin 70 prosenttia. Selvä parannus nousuprosentissa tukee luonnonmukaisen vaihtoehdon toimivuutta myös lohen nousun mahdollistamisessa.
Julkaisusta selviää myös, että uuteen ohitusuomaan johdettiin vettä aikaisempaan verrattuna noin kaksinkertainen määrä, eli yli 11m3/s ja pidemmällä ajalla. Ätran-joen vuosittainen keskivirtaama on 57m3/s, joten ohitusuomaan johdettavan veden määrä on siitä lähes viidennes. Tämä selittänee lohen hakeutumisen uuteen ohitusuomaan. Samassa yhteydessä muutettiin myös voimalaitoksen turbiinien toimintaa ja veden korkeuksia, joten kaiken kaikkiaan voimalaitoksen tuoton arveltiin tippuneen 35 %. Tällaisista innovatiivisista ohitusuomista meillä ei ole vielä kokemusta tai tutkimustietoakaan saatavilla.
Luonnon monimuotoisuuden säilyttäminen vaatii tekoja nyt
Luonnon monimuotoisuuden heikkeneminen ja ilmastonmuutos ovat yhtä suuria uhkia ihmiskunnalle. Nämä globaalit ilmiöt voivat joko vahvistaa toisiaan tai niitä voidaan hidastaa. Senpä vuoksi ne on molemmat huomioitava kaikessa päätöksenteossa jo nyt ja myös paikallisesti. Tekoja ja yhteistyötä vaaditaan kaikilta, niin yrityksiltä, kunnilta, järjestöiltä kuin meiltä yksityisiltäkin tahoilta.
Monimuotoisuuden säilyttäminen voi vähentää ratkaisevasti ilmastonmuutoksen ikäviä vaikutuksia. Perimän monimuotoisuus mahdollistaa lajin sopeutumisen olosuhteiden muuttuessa ja se tukee myös ihmisille tärkeiden ekosysteemipalveluiden säilymistä. Elinympäristöjen monimuotoisuus on edellytys lajiston monimuotoisuudelle.
Hoppuilemalla toteutetut yleisluonteiset ”tehdään tämä kalatie nopeasti ja lohet palaavat” -ratkaisut ovat jo osoittaneet oman toimimattomuutensa meilläkin. Niitä virheitä ei kannattaisi toistaa.
Palaan vielä alussa mainitsemaani Columbia-joen esimerkkiin. Keefer ym. (2021) korostavat insinöörien ja biologien yhteistyön tarvetta toimivien kalatieratkaisujen saavuttamisessa ja toteavat tutkimustietoon perustuvan toteutuksen olevan toimivampi ja halvempi kuin jälkikäteen moneen kertaan hinkattava kuorrutus. Vanhoihin ratkaisuihin ei tulisi tyytyä vaan hakea uudentyyppisiä, koko kalastolle soveltuvia ratkaisuja, vaikka niiden kehittäminen veisikin oman aikansa. Tutkijana on helppo olla samaa mieltä tämän toteamisen kanssa ja myös lopettaa siihen tämä kirjoitukseni.
Lisätietoa vaelluskalakantojen elvyttämisestä rakennetuissa joissa löydät helposti täältä: https://www.luke.fi/kampanja/vaelluskalakantojen-elvyttaminen/
Lähteet
Bunt, C.M., Castro-Santos, T. & Haro, A. 2016. Reinforcement and validation of the analyses and conclusions related to fishway evaluation data from Bunt et al.: ‘Performance of fish passage structures at upstream barriers to migration’. River Research and Applications 32: 2125-2137. DOI: 10.1002/rra.3095
Hershey, H. 2021. Updating the consensus on fishway efficiency: A meta-analysis. Fish and Fisheries 22: 735-748. DOI: 10.1111/faf.12547
Keefer, M.L., Jepson, M.A., Clabough, T.S. & Caudill, C.C. 2021. Technical fishway passage structures provide high passage efficiency and effective passage for adult Pacific salmonids at eight large dams. PloSONE 16(9): e0256805. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0256805
Noonan, M.J., Grant, J.W.A. & Jackson, C.D. 2012. A quantitative assessment of fish passage efficiency. Fish and Fisheries 13: 450-464. DOI: 10.1111/j.1467-2979.2011.00445.x
Nyqvist, P.A., Nilsson, I., Alenäs, J., Elghadena, M., Hebrande, S., Karlsson, S., Kläppe, O. & Calles, O. 2017. Upstream and downstream passage of migrating adult Atlantic salmon: Remedial measures improve passage performance at a hydropower dam. Ecological Engineering 102: 331-343. http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoleng.2017.02.055
Tamario, C., Degerman, E., Donadi, S., Spjut, D. & Sandin, L. 2018. Nature‐like fishways as compensatory lotic habitats. River Research and Applications 34: 253-261.