Ilmastonmuutos ja maankäytön tehostuminen ovat merkittäviä tekijöitä, jotka vaikuttavat yhdessä järviekosysteemien vuodenaikaisvaihteluihin sekä ravinteiden ja haitta-aineiden kiertoon. Lämpimien ja kylmien vuodenaikojen vaihtelut säätelevät ekosysteemien prosesseja ja muokkaavat pohjoisten leveysasteiden järvien ravintoverkkojen rakennetta ja dynamiikkaa. Elohopea (Hg) on laajalle levinnyt, myrkyllinen haitta-aine pohjoisissa ekosysteemeissä, jolla on taipumus kertyä eliöihin ja rikastua ravintoverkoissa. Tietämys siitä, miten vuodenaikaisvaihtelut, ilmastonmuutos ja maankäyttö vaikuttavat näihin prosesseihin, on kuitenkin yhä puutteellista. Tämän väitöskirjan tavoitteena oli ymmärtää kalojen lihaskudoksen ympärivuotisen elohopeapitoisuuden ja elohopean kertymisen vaihtelua, tutkia elohopean rikastumista boreaalisessa Pääjärvessä vuoden eri aikoina, ja arvioida ravintoverkkojen rikastumisen alueellisia eroja boreaalisten ja subarktisten järvien välillä.
Hg-pitoisuuden kausivaihtelut havaittiin erityisesti ahvenella, kuhalla ja kiiskellä, joiden kertymiskäyrät olivat korkeimmillaan keväällä ja kesällä ja matalimmillaan syksyllä ja talvella. Särjen, lahnan ja salakan Hg-pitoisuuksissa ei kuitenkaan havaittu yhtä voimakkaita vaihteluita. Biologisten ja ympäristömuuttujien avulla voitiin selittää kaikkien kuuden lajin Hg-pitoisuutta. Ravintoverkon eliöiden elohopeapitoisuuksien ja pysyvillä isotoopeilla (SIA) sekä aminohappoihin perustuvalla yhdistekohtaisella isotooppianalyysilla (CSIA-AA) arvioitujen trofiatasojen välille laskettiin lineaarinen regressiomalli elohopean rikastumisen arvioimiseksi. Rikastumiskertoimissa (suoran kulmakerroin) ei havaittu merkittävää eroa vuodenaikojen välillä, mutta isotooppimenetelmien välillä oli merkittäviä eroja.
Boreaalisten ja subarktisten järvien ravintoverkkojen alueellisia ominaisuuksia tarkasteltiin vertailemalla rikastumiskertoimia ja kokonaiselohopean (THg) lähtötasoa (suoran leikkauspiste). Subarktisissa järvissä havaittiin yhteys ilmasto- ja tuottavuusmuuttujiin, kun taas boreaalisten järvien tilaan vaikutti enemmän järvien valuma-alueiden monimutkainen maankäyttö.
Kalojen korkeimmat elohopeapitoisuudet mitattiin talvella ja kevään lisääntymiskauden läheisyydessä, millä on erityistä merkitystä kalansyöntirajoitusten asettamisessa ja talviseurannan kehittämisessä. Elohopean rikastumisessa esiintyi vaihtelua ilmasto-tuottavuusgradienttien mukaan, ja maankäytön intensiteetti todennäköisesti vaikuttaa tähän kehitykseen. Ilmastonmuutoksen eteneminen ja maankäytön voimistuminen voivat alentaa rikastumiskertoimia ja samanaikaisesti kasvattaa järvien elohopean lähtötasoa, mutta boreaalisella alueella esiintyy suurta vaihtelua.
Väitöskirjan sähköinen versio on saatavilla Helsingin yliopiston avoimessa julkaisuarkistossa Heldassa.