Meren tuottavuus kasvaa ravinteiden myötä
Veden typpi- ja fosforipitoisuudet kuvaavat rehevöitymiskehitystä. Näiden ravinteiden saatavuus määrää meren tuottavuuden.
Tuottavuudella tarkoitetaan meren perustuottajien tuottamaa energiamäärää. Meren perustuottajia ovat vesikasvit ja levät, kuten kasviplankton, päällyslevät ja makrolevät. Kaikki meren perustuottajat tuottavat veteen eloperäistä ainesta yhteyttämisen kautta.
Pitkän ajan rehevöitymiskehitystä seurataan talven ravinnepitoisuuksista
Veden pintakerroksen ravinnepitoisuutta talvisaikaan käytetään yleisesti kuvaamaan meren pitkän ajan rehevöitymiskehitystä. Tällöin vesimassa on sekoittunutta ja ravinteita käyttävää kasviplanktonia on vedessä vain vähän. Kun ravinteita ei ole kuluttamassa mikään laji, ravinnepitoisuudet ovat korkeimmillaan.
Talviajan näytteenottoa tutkimusalus Arandalla.
Typen ja fosforin epäorgaaniset yhdisteet kelpaavat suoraan leville
Typpi ja fosfori ovat siis vesikasvien ja levien kasvua sääteleviä ravinteita. Näiden liuenneet epäorgaaniset yhdisteet ovat suoraan levien käytettävissä. Typen epäorgaanisia yhdisteitä ovat ammoniakki, nitriitti ja nitraatti. Fosforin epäorgaaninen muoto on taas fosfaatti.
Kun puhutaan ravinteiden pitkän ajan muutoksista, tarkoitetaan muutoksia nimenomaan nitraatin ja fosfaatin määrissä.
Itämereen liuennut typpi on suurimmaksi osaksi eloperäisten yhdisteiden muodossa. Näiden käyttökelpoisuutta leville ei tarkkaan tunneta. Sen sijaan Itämeren fosforin kokonaismäärästä suurin osa on epäorgaanista fosfaattia, joka on suoraan levien käytettävissä.
Ravinnesuhteet vaikuttavat myös rehevöitymiseen
Suorien ravinnemäärien ohella myös ravinteiden suhteet säätelevät perustuottajien kasvua. Jos jonkin välttämättömän ravinteen saanti ehtyy, levien kasvu estyy vaikka muita ravinteita olisi käytettävissä. Ensimmäisenä loppuvaa ravinnetta kutsutaan kasvua rajoittavaksi ravinteeksi eli minimiravinteeksi.
Minimiravinteen voi tunnistaa typen ja fosforin suhteesta. Kasviplankton käyttää kasvuunsa liukoista epäorgaanista typpeä ja fosforia atomisuhteessa 15–20 eli tarvitaan 15–20 yksikköä typpeä yhtä fosforiyksikköä vastaan. Näitä arvoja merkittävästi suurempi suhde tarkoittaa fosforirajoitteisuutta. Pienempi suhde taas kuvaa typpirajoitteisuutta.
Suomen vesistöjen typpi- ja fosforipitoisuuksissa on suuria eroja
Yleisesti ottaen valtameret ovat typpirajoitteisia ja sisävedet fosforirajoitteisia. Itämeren murtovedessä minimiravinne vaihtelee typestä fosforiin.
Perämeri on voimakkaasti fosforirajoitteinen, kun taas Selkämeri vaihtelee heikosta typpirajoitteisuudesta yhteisrajoitteisuuteen. Suomenlahti on aivan itäisintä osaansa lukuun ottamatta typpirajoitteinen.
Sinilevä käyttää ravinteita tehokkaasti hyväksi
Viime vuosikymmeninä rihmamaisten sinilevien määrä on lisääntynyt Itämerellä. Sinilevillä on kyky sitoa ilmakehästä veteen liuennutta typpeä. Tämä tekee sinilevien tuotannon fosforirajoitteiseksi.
Suomenlahdella ja varsinaisen Itämeren pohjoisosassa minimiravinne saattaa muuttua kasvukauden aikana typestä fosforiin. Näin käy, kun sinileväkukintojen sitoma typpi vapautuu levien hajotessa veteen myös muiden leväryhmien käyttöön.