Belowground carbon dynamics in Scots pine stands
Ryhti K. (2022). Belowground carbon dynamics in Scots pine stands. https://doi.org/10.14214/df.333
Tiivistelmä
Boreaaliset metsämaat ovat yksi suurimmista hiilen varastoista maailmanlaajuisesti, kun taas maahengitys (hiilidioksidipäästöt) muodostaa suurimman hiilivirran ekosysteemistä ilmakehään. Ilmastonmuutoksella voi olla arvaamattomia vaikutuksia maanalaisiin hiiliprosesseihin ja sitä kautta boreaalisten metsien hiilitaseeseen.
Maaperän erilaisten prosessien ymmärtämiseksi ja mahdollisten hiilenkierron muutosten arvioimiseksi muuttuvassa ilmastossa metsänpohjan kokonaismaahengitys jaettiin viiteen eri komponenttiin ja puun juurten hengitys arvioitiin neljällä eri menetelmällä keski-ikäisessä boreaalisessa mäntymetsikössä (Pinus sylvestris L.) Etelä-Suomessa. Varastosokerien ja tärkkelyksen pitoisuudet puiden juurissa määritettiin ja juurien varastosokereiden syötteen määrä maaperään ja symbionttisille mikrobeille (sienijuurille eli mykorritsoille) arvioitiin koko puun hiilitasemallilla ’CASSIA’. Lisäksi puun juurten hengitys ja maan heterotrofisten mikrobien maahengitys erotettiin toisistaan seitsemässä eri havumetsässä mittaamalla hengitystä tavanomaisissa ympäristöissä sekä maaperässä, jossa ei ollut eläviä juuria.
Puiden juurten hengitys muodosti lähes puolet kokonaismaahengityksestä, heterotrofinen maahengitys lähes kolmanneksen, ja pintakasvillisuuden sekä sienijuurten hengitys loput viidenneksen boreaalisessa mäntymetsikössä. Vuotuinen puiden juurten hengitys laski kolmen ensimmäisen tutkimusvuoden ajan, kun taas heterotrofinen maahengitys nousi niin kutsutun ’Gadgil’-ilmiön vuoksi, kun sienijuuret eristettiin pois maasta. Puiden juurten hengitys ja suurin osa varastohiilihydraattien pitoisuuksista olivat korkeampia lämpiminä vuosina ja alhaisempia kylmempinä. Juuret ovat alati vuorovaikutuksessa maaperän kanssa ja niiden erottaminen toisistaan on menetelmällisesti haastavaa. Kolme eri menetelmää arvioi juurten hengityksen olevan melko saman tasoista, kun taas juurihengitys yksittäisistä kaivetuista ja leikatuista juurista oli merkittävästi alhaisempaa. Leikatut juuret kaivettiin melko läheltä maan pintaa, kun taas muilla menetelmillä arvioitu juurten hengitys oli peräisin myös syvemmistä maan kerroksista, jossa kosteutta oli todennäköisesti enemmän. Juurten hengitys oli yli 50 % vuotuisesta yhteytyksestä pohjoisimmassa metsikössä, kun taas eteläisimmässä metsikössä se oli vain 15 %. Koko puun hiilitasemallilla mallinnettu hiilisyöte maahan oli keskimäärin kolmannes vuotuisesta yhteytyksestä ja lähes 5 % symbioottisille sienijuurille.
Avainsanat
juuret;
boreaalinen metsä;
Hiilidioksidi;
maahengitys;
metsämänty;
varastohiilihydraatit
-
Ryhti,
University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences
Sähköposti
kira.ryhti@helsinki.fi
Julkaistu 29.11.2022
Katselukerrat 2693
Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.333 | Lataa PDF
Osajulkaisut
Ryhti K, Kulmala L, Pumpanen J, Isotalo J, Pihlatie M, Helmisaari H-S, Leppälammi-Kujansuu, J, Kieloaho A-J, Bäck J, Heinonsalo J (2021) Partitioning of forest floor CO2 emissions reveals the belowground interactions between different plant groups in a Scots pine stand in southern Finland. Agricultural and Forest Meteorology 297, article id 108266.
https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2020.108266
Mäki M, Ryhti K, Fer I, Ťupek B, Vestin P, Roland M, Lehner I, Köster E, Lehtonen A, Bäck J, Heinonsalo J, Pumpanen J, Kulmala L (2022) Heterotrophic and rhizospheric respiration in coniferous forest soils along a latitudinal gradient. Agricultural and Forest Meteorology 317, article id 108876.
https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2022.108876
Ryhti K, Schiestl-Aalto P, Tang Y, Rinne-Garmston K, Ding Y, Pumpanen J, Biasi C, Saurer M, Bäck J, Kulmala L (2022) Effects of variable temperature and moisture conditions on respiration and nonstructural carbohydrate dynamics of tree roots. Agricultural and Forest Meteorology 323, article id 109040.
https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2022.109040
Schiestl-Aalto P, Ryhti K, Mäkelä A, Peltoniemi M, Bäck J, Kulmala L (2019) Analysis of the NSC storage dynamics in tree organs reveals the allocation to belowground symbionts in the framework of whole tree carbon balance. Frontiers in Forests and Global Change 2, article id 17.
