Artikkelin koko teksti on saatavilla vain PDF-formaatissa.
 

Päivi Mäkiranta

Heterotrophic soil respiration in drained peatlands: Abiotic drivers, and changes after clearfelling and afforestation

Mäkiranta P. (2012). Heterotrophic soil respiration in drained peatlands: Abiotic drivers, and changes after clearfelling and afforestation. https://doi.org/10.14214/df.140

Tiivistelmä

Mitä tapahtuu ojitettujen soiden turvevarastoille — muuttuvien ympäristötekijöiden sekä metsityksen ja avohakkuiden vaikutukset

Pohjoiset suot ja erityisesti niiden turvekerrokset toimivat merkittävinä hiilivarastoina. Näiden hiilivarastojen säilyminen voi olla vaarassa, kun ilmaston tai maankäytön muutos muokkaa suon olosuhteita. Tämän väitöskirjatyön tarkoituksena on ollut kerätä tietoa turpeen hajoamisesta metsäisillä ojitetuilla turvemailla. Tutkimuksessa määritettiin vanhan turpeen hajoamisnopeutta mittaamalla maasta turpeen hajotuksen seurauksena vapautuvaa hiilidioksidia. Mittauksilla selvitettiin turpeen hajotuksen riippuvuutta vallitsevista ympäristöolosuhteista; lämpötilasta ja pohjaveden syvyydestä. Lisäksi tutkittiin sitä, millaisia muutoksia ojitusalueiden hakkuut ja toisaalta suopeltojen metsitys aiheuttavat turpeen hajoamisnopeuteen.

Väitöskirjan tulokset osoittavat, että turpeen hajotusnopeuden vaihtelu ojitetuilla metsäisillä turvemailla riippuu lähinnä vain turpeen lämpötilaolosuhteista. Lämpötilan tärkeys johtuu alueiden hyvästä kuivatuksesta ja siitä, että maan hiilidioksidia tuottavat prosessit ovat keskittyneet pintaturpeeseen, jolloin vaihtelut pohjavedenpinnan syvyydessä syvemmissä turvekerroksissa eivät olennaisesti vaikuta vapautuvan hiilidioksidin määrään. Tulokset osoittavat myös, että tehokkaasti kuivatuilla alueilla pintaturpeen kuivuminen voi rajoittaa turpeen hajotusta. Tällaisissa olosuhteissa myös lämpötilan nousun aiheuttama turpeen hajotuksen lisääntyminen on vähäisempää. Tulosten perusteella voidaan arvioida tulevan ilmastonmuutoksen ja sitä seuraavan lämpötilan nousun kasvattavan ojitettujen turvemaiden maan hiilidioksidipäästöjä. Jos lämpenemisen yhteydessä kuitenkin esiintyy pitkiä pintaturvetta kuivattavia jaksoja, päästöjen lisäys voi jäädä vähäisemmäksi.

Väitöskirjan tulokset hakkuiden vaikutuksista osoittavat, että hakkuiden jälkeen metsäojitetuilla soilta vapautuu huomattava määrä hiilidioksidia ilmakehään. Elpyvän pintakasvillisuuden kyky sitoa hiilidioksidia on rajallinen ja vasta uuden puusukupolven tehokas uudistuminen voi muuttaa alueen uudelleen hiilinieluksi. Toisin kuin arveltiin, hakkuiden aiheuttamat muutokset maan lämpö- ja kosteusolosuhteissa eivät kuitenkaan näytä kiihdyttävän vanhan turpeen hajotusta. Turpeen hajotusta hakkuun jälkeen rajoittaa puiden poiston aiheuttama pohjaveden pinnan nousu sekä toisaalta pintaturpeen kuivuminen suorassa auringon paisteessa.

Turpeen hajotus voi hakkuiden jälkeen kuitenkin kiihtyä voimakkaasti, jos hakkuutähdekasat jäävät avohakkuualalle. Tämä johtuu mitä ilmeisimmin siitä, että hakkuutähdekasat tarjoavat suojaa, joka estää pintaturpeen kuivumisen ja siten mahdollistaa korkeamman hajotusaktiivisuuden. Tulosten perusteella hakkuutähteiden keräys turvemailta olisi suositeltavaa ilmastonmuutoksen torjunnan kannalta; keräämällä hakkuutähteet turpeesta tulevat hiilidioksidin lisäpäästöt voidaan välttää ja samalla saadaan fossiilisia polttoaineita korvaavaa energiaa.

Väitöskirjan tulokset osoittavat lisäksi, että suopeltojen turpeen voimakas hajoaminen hidastuu metsityksen jälkeen. Maatalouskäytön vaikutukset ovat kuitenkin havaittavissa vielä vuosikymmenienkin kuluttua ja ne näkyivät metsitysalueiden turpeen laadussa sekä hajotusnopeudessa. Turpeen hajotusnopeus olikin tutkituilla alueilla edelleen niin voimakasta, että ne metsityksestä huolimatta toimivat hiilen lähteinä.

Avainsanat
turve; ilmastonmuutos; maankäytön muutos; pohjavesi; hakkuutähteen korjuu

Julkaistu 21.3.2012

Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.140 | Lataa PDF

Creative Commons -lisenssi

Osajulkaisut

Mäkiranta, P., Minkkinen, K., Hytönen, J. & Laine, J. 2008. Factors causing temporaland spatial variation in heterotrophic and rhizospheric components of soil respiration in afforested organic soil croplands in Finland. Soil Biology and Biochemistry 40: 1592–1600.

https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2008.01.009

Mäkiranta, P., Laiho, R., Fritze, H., Hytönen, J., Laine, J. & Minkkinen, K. 2009. Indirect regulation of heterotrophic peat soil respiration by water level via microbial community

structure and temperature sensitivity. Soil Biology and Biochemistry 41: 695–703.

https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2009.01.004

Mäkiranta, P., Riutta, T., Penttilä, T. & Minkkinen, K. 2010. Dynamics of net ecosystem CO2 exchange and heterotrophic soil respiration following clearfelling in a drained peatland forest. Agricultural and Forest Meteorology 150: 1585–1596.

https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2010.08.010

Mäkiranta, P., Laiho, R., Penttilä, T. & Minkkinen, K. 2012. The impact of logging residues on soil GHG fluxes on a drained peatland forest. Soil Biology and Biochemistry 48: 1–9.

https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2012.01.005

Mäkiranta, P., Hytönen, J., Aro, L., Maljanen, M., Pihlatie, M., Potila, H., Shurpali, N.J., Laine, J., Lohila, A., Martikainen, P.J. & Minkkinen, K. 2007. Soil greenhouse gas emissions from afforested organic soil croplands and cutaway peatlands. Boreal Environment Research 12: 159–175.

http://www.borenv.net/BER/pdfs/ber12/ber12-159.pdf


Rekisteröidy käyttäjäksi
Paina tätä linkkiä Metsätieteen aikakauskirjan käsikirjoituksen tarjoamis- ja seurantajärjestelmään (OJS) kirjautumiseen.
Kirjaudu sisään
Jos olet kirjautunut käyttäjäksi, kirjaudu sisään tallentaaksesi valitsemasi artikkelit myöhempää käyttöä varten.
Ilmoitukset päivityksistä
Kirjautumalla saat tiedotteet uudesta julkaisusta.



Valitsemasi artikkelit
Hakutulokset
Pikkarainen L. (2022) The effects of planting practices and growing en.. Dissertationes Forestales vol. 2022 no. 327 article id 10750
Wu D. (2021) Frost hardiness of Scots pine progenies and some.. Dissertationes Forestales vol. 2021 no. 317 article id 10626
Matkala L. (2020) Vegetation, nutrients, and CO2 flux d.. Dissertationes Forestales vol. 2020 no. 305 article id 10480
Ťupek B. (2020) Environmental controls of boreal forest soil CO<.. Dissertationes Forestales vol. 2020 no. 303 article id 10439
Rautiainen A. (2019) On the optimal regulation of land use sector cli.. Dissertationes Forestales vol. 2019 no. 274 article id 10182
Pihlainen S. (2017) On the economics of boreal Scots pine management.. Dissertationes Forestales vol. 2017 no. 246 article id 9936
Venugopal P. (2016) Effects of climate, wood quality and fungal dive.. Dissertationes Forestales vol. 2016 no. 226 article id 2008
Niinistö S. (2015) Soil CO2 efflux in boreal pine forest.. Dissertationes Forestales vol. 2015 no. 194 article id 1978
Torssonen P. (2015) Potential of forest biomass production and utili.. Dissertationes Forestales vol. 2015 no. 192 article id 1976
Goltsev V. (2014) Estimation of potential production of energy woo.. Dissertationes Forestales vol. 2014 no. 171 article id 1954
Gong J. (2013) Climatic sensitivity of hydrology and carbon exc.. Dissertationes Forestales vol. 2013 no. 166 article id 1948
Mäkiranta P. (2012) Heterotrophic soil respiration in drained peatla.. Dissertationes Forestales vol. 2012 no. 140 article id 1897
Zhou X. (2011) Seasonal responses of photosynthesis and growth .. Dissertationes Forestales vol. 2011 no. 127 article id 1910
Ge Z.-M. (2011) Effects of climate change and management on grow.. Dissertationes Forestales vol. 2011 no. 122 article id 1905
Alam A. (2011) Effects of forest management and climate change .. Dissertationes Forestales vol. 2011 no. 117 article id 1902
Peltoniemi K. (2010) Aerobic carbon-cycle related microbial communiti.. Dissertationes Forestales vol. 2010 no. 101 article id 1887
Riutta T. (2008) Fen ecosystem carbon gas dynamics in changing hy.. Dissertationes Forestales vol. 2008 no. 67 article id 1850
Lopatin E. (2007) Long-term dynamics in growth of Scots pine and S.. Dissertationes Forestales vol. 2007 no. 53 article id 1835
Kostiainen K. (2007) Wood properties of northern forest trees grown u.. Dissertationes Forestales vol. 2007 no. 47 article id 1829
Garcia-Gonzalo J. (2007) Effects of management on timber production and c.. Dissertationes Forestales vol. 2007 no. 42 article id 1824
Briceño-Elizondo E. (2006) Stand level analysis on the effects of managemen.. Dissertationes Forestales vol. 2006 no. 24 article id 1806
Juurola E. (2005) Photosynthesis, CO2 and temperature –.. Dissertationes Forestales vol. 2005 no. 4 article id 1787