Ecological and social dimensions of restoration success in boreal river systems - Marttila, Maare (University of Oulu, 2017)
The degradation of rivers and streams has led to world-wide efforts to restore freshwater habitats. A good understanding of the social-ecological context is considered key to successful restoration. In this thesis, a multidisciplinary framework was applied to study ecological and social dimensions of restoration success. First, the long-term performance of in-stream restoration measures was examined by conducting repeated cross-sectional surveys in restored streams up to 20 years post-restoration. Next, nationwide electrofishing data were used to assess the density responses of juvenile salmonids to habitat restoration and factors influencing restoration success were examined. Finally, changes in the provision of ecosystem services were evaluated by comparing the perceptions of restoration outcomes between two user groups and three study rivers. The results indicated that the restoration-induced increase in habitat heterogeneity persisted over time, initiating an overall positive development also in biological metrics (i.e. juvenile salmonids and aquatic mosses). However, overall substrate variability in restored streams remained lower than in near-pristine streams, with a shortage of gravel beds. Fish responses varied strongly between rivers, which was explained mainly by watershed scale (e.g. river basin size, dominant geology) and local (potential interspecific competition) factors. Site-specific differences were also observed in the delivery of ecosystem services, mainly reflecting stakeholder perceptions of landscape value and fish provisioning. Overall, the results show that setting indicators and target levels for restoration success is grounded on perspective. Socially conscious ecological restoration that acknowledges local specialities and needs in priority setting, planning and implementation has the potential to provide multiple benefits for river ecosystems and society. Virtavesien ekologisen tilan heikentyminen on johtanut maailmanlaajuisiin toimiin niiden elinympäristöjen kunnostamiseksi. Usein ekologisen kunnostuksen onnistuminen edellyttää kuitenkin ihmisen ja ympäristön vuorovaikutussuhteiden laaja-alaista ymmärtämistä. Tässä väitöskirjatutkimuksessa käytettiin monitieteistä viitekehystä virtavesikunnostusten ekologisten ja sosiaalisten vaikutusten tutkimiseen. Ensimmäisessä osatyössä arvioitiin kunnostustoimenpiteiden kestävyyttä sekä uoman rakenteellisen monimuotoisuuden kehittymistä pitkällä aikavälillä (10-20 vuotta kunnostusten jälkeen). Toisessa osatyössä tehtiin valtakunnallisen sähkökalastusaineiston avulla meta-analyysipohjainen yhteenveto suomalaisten virtavesikunnostusten vaikutuksista taimenen ja lohen kesänvanhojen (0+) poikasten tiheyteen sekä tutkittiin kunnostustulokseen vaikuttavia ympäristötekijöitä. Kolmannessa osatyössä selvitettiin kunnostusten onnistumista ekosysteemipalvelujen näkökulmasta vertaamalla kahden eri käyttäjäryhmän kokemia muutoksia kolmen tutkimusjoen välillä. Väitöskirjan tulokset osoittivat, että kunnostukset lisäsivät jokiuoman rakenteellista monimuotoisuutta sekä lyhyellä että pitkällä aikavälillä ja vaikuttivat myönteisesti myös biologisiin indikaattoreihin (lohikalojen poikastiheys ja vesisammalet). Vaihtelu pohjan laadussa oli kuitenkin luonnontilaisia uomia vähäisempää ja erityisesti kutuun soveltuvaa soraa oli niukasti. Lohikalojen tiheysvaste vaihteli voimakkaasti jokien välillä, mikä selittyi pääasiassa valuma-alueeseen liittyvillä (esim. valuma-alueen koko ja geologia) ja paikallisilla (mahdollinen lajien välinen kilpailu) tekijöillä. Paikkasidonnaisia eroja havaittiin myös vaikutuksissa ekosysteemipalveluihin ja ne heijastivat etenkin maisemassa ja kalasaaliissa koettuja muutoksia. Tutkimus osoitti, että erilaiset taustat ja odotukset vaikuttavat vahvasti siihen, millaisten kriteerien perusteella kunnostusten onnistumista arvioidaan. Jotta kunnostuksilla saavutettaisiin hyötyjä sekä jokiekosysteemeille että yhteiskunnalle, on tärkeää tuntea paikalliset erityispiirteet ja -tarpeet ja ottaa ne huomioon kunnostuskohteiden valinnassa sekä toimenpiteiden suunnittelussa ja toteutuksessa.
Keywords: juvenile fish; physical habitat; river restoration; salmonids; virtavesikunnostus; ekosysteemipalvelut; elinympäristö; kalanpoikaset; lohikalat; ecosystem services; fish; habitats; rivers