Yiyang Ding

Fine root dynamics and below- and above-ground carbon inputs into soil in boreal forests

Ding Y. (2021). Fine root dynamics and below- and above-ground carbon inputs into soil in boreal forests. https://doi.org/10.14214/df.321

Tiivistelmä

Hiilen kulkeutumista maaperään juuristokarikkeessa on tutkittu vähän boreaalisissa metsissä, ja tiedon puute hienojuurten uusiutumisnopeudesta on vaikeuttanut maaperään tulevan hiilimäärän arviointia. Boreaalisten metsien hienojuurten ja sienijuurten rihmastojen karikevirtojen määrittäminen on siksi ensiarvoista hiilitaseiden määrittämiselle ja hiilen kierron mallintamiselle.

Väitöskirjassa määritettiin maanpäällisen ja maanalaisen karikkeen hiilivirtoja kasvupaikkagradientilla eteläsuomalaisissa männiköissä sekä pohjoissuomalaisessa koivikossa. Lisäksi männyn kuljetus- ja ravinteidenottojuurten kasvun ajoittumista mitattiin ja verrattiin maanpäällisten ositteiden kasvun mallinnustuloksiin, jotka ennustettiin dynaamisella Cassia-mallilla. Tämä tutkimus tehtiin Etelä-Suomessa vuonna 2018, jolloin oli poikkeuksellinen kasvukautinen kuivuusjakso. Hienojuurten uusiutumista mitattiin ns. miniritsotroneilla ja juurten kasvun ajoittumista jatkuvatoimisilla skannereilla. Kummallakin menetelmällä seurattiin samojen juurten kasvua metsämaassa ajan kuluessa.

Päivittäiset mittaukset osoittivat, että intensiivinen juurten kasvu ajoittui sekä kuljetus- että ravinteidenottojuurissa myöhemmäksi kuin maanpäällisissä ositteissa (puuaine, versot silmut, neulaset). Juurten kasvu alkoi lisääntyä keskikesällä neulasten kasvun vähentyessä ja jatkui syksyllä pitkään. Loppukesän kuivuus vaikutti enemmän ohuimpiin ravinteidenottojuuriin kuin paksumpiin kuljetusjuuriin, jotka ovat kestävämpiä sään vaihtelulle.

Heikompi ravinteiden saatavuus lisää hiilen allokaatiota juuriin. Tutkimuskohteemme, kuivan kankaan kanervatyypin, kuivahkon kankaan puolukkatyypin ja tuoreen kankaan mustikkatyypin metsät on nimetty A.K. Cajanderin kasvupaikkaluokittelun mukaan kuvaten lisääntyvää ravinteiden saatavuutta. Ravinneköyhimmällä kuivalla kankaalla juuret elivät pitempään ja niitä oli enemmän kuin ravinteikkaammilla kuivahkolla ja tuoreella kankaalla. Sekä hienojuurten että niiden sienijuurten osuus puustossa lisääntyi siirryttäessä ravinteikkailta kasvupaikoilta ravinneköyhiin ja etelästä pohjoiseen.

Maanalainen karike sekä puista että aluskasvillisuudesta oli 21-58% tutkimusmetsien kokonaiskarikkeesta. Männiköissä keskimäärin kolmasosa kokonaiskarikkeesta ja sen mukana maahan tulevasta hiilimäärästä oli peräisin juurista, mutta Pohjois-Suomen koivikossa juurikarikkeen osuus oli yli puolet kokonaiskarikkeeesta.

Määritettäessä kasvua, sen ajoittumista ja karikevirtoja sekä niiden mukana maaperään tulevaa hiiltä tulisi aina tarkastella sekä puiden että aluskasvillisuuden maanpäällisiä ja maanalaisia osia. Jatkotutkimuksissa tulisi huomioida myös juurieritteiden mukana maaperään tuleva hiili.

Avainsanat
hienojuuribiomassa; hienojuurten elinikä; karikkeen määrä; hiilen allokaatio; juurten kasvun ajoittuminen; abioottiset rajoitteet

Julkaistu 13.10.2021

Katselukerrat 4348

Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.321 | Lataa PDF

Osajulkaisut

Ding Y, Leppälammi-Kujansuu J, Helmisaari H-S (2019) Fine root longevity and below- and aboveground litter production in a boreal Betula pendula forest. For Ecol Manag 431: 17–25.

https://doi.org/10.1016/j.foreco.2018.02.039

Ding Y, Schiestl-Aalto P, Helmisaari H-S, Makita N, Ryhti K, Kulmala L (2019) Temperature and moisture dependence of daily growth of Scots pine (Pinus sylvestris L.) roots in southern Finland. Tree Physiol 40: 272–283.

https://doi.org/10.1093/treephys/tpz131

Ding Y, Leppälammi-Kujansuu J, Minkkinen K, Kulmala L, Salemaa M, Schiestl-Aalto P, Ukonmaanaho L, Nöjd P, Merilä P, Helmisaari H-S (2021) Distinct patterns of below- and aboveground growth phenology and litter carbon inputs along a boreal site type gradient. For. Ecol. Manag. In press.

https://doi.org/10.1016/j.foreco.2021.11908

---