Soil CO2 efflux in boreal pine forests in the current climate and under CO2 enrichment and air warming
Niinistö S. (2015). Soil CO2 efflux in boreal pine forests in the current climate and under CO2 enrichment and air warming. https://doi.org/10.14214/df.194
Tiivistelmä
Hiilidioksidivuo maaperästä pohjoisen havumetsävyöhykkeen männiköissä nykyisessä ilmastossa ja kohotetussa ilman hiilidioksidipitoisuudessa ja lämpötilassa Tutkimuksen tavoitteena oli tunnistaa metsämaan hiilidioksidivuon ajalliseen ja paikalliseen vaihteluun vaikuttavia tekijöitä, vertailla mittauskammioita ja testata ilmastonmuutoskokeen vaikutuksia metsämaan hiilidioksidivuohon. Tutkimus perustui neljän vuoden mittauksiin mäntykangasmetsiköissä.
Maaperän hiilidioksidivuon hetkelliset koealakeskiarvot vaihtelivat välillä 0,04–1,12 gCO2m−2 h−1 ja metsäalueen vuosisummat välillä 1750–2050 gCO2m−2 h−1. Maan lämpötila oli maaperän hiilidioksidivuon ajallisen vaihtelun merkittävin selittäjä (R2=76–82 %). Malli, jossa lämpötila ja lämpösumma olivat selittäjinä, ennusti erillisen aineiston maaperän hiilidioksidivuon keskimäärin 15 prosentin sisälle mitatusta. Malli kuitenkin aliarvioi huippuvuon aikaan heinä-elokuussa, mahdollisesti juurien ja sienijuurien kasvun vuodenaikaisvaihtelun takia. Osatutkimuksen mukaan maaperän hiilidioksidivuon mittausten luotettavuus ei riippunut mittauskammioiden toimintaperiaatteesta.
Maaperän hiilidioksidivuon spatiaalinen vaihtelu oli suurta 400 m2:n suuruisten koealojen sisällä; variaatiokertoimet vaihtelivat välillä 0,10–0,80 ja niiden lumettoman kauden keskiarvot välillä 0,22–0,36. Positiivista autokorrelaatiota ilmeni lyhyillä etäisyyksillä (3-8 m). Humuskerroksen paksuus selitti 28 prosenttia maaperän hiilidioksidivuon vaihtelusta yhdistetyssä usean metsikön aineistossa, ja lähimpien puiden keskimääräisen etäisyyden kanssa se selitti 40 prosenttia. Maaperän hiilidioksidivuo korreloi myös humuskerroksen juurimassan kanssa. Koealojen väliset erot maaperän hiilidioksidivuossa olivat pieniä.
Kohotetut ilman hiilidioksidipitoisuus ja lämpötila lisäsivät metsämaaperän hiilidioksidivuota ilmastonmuutoskenttäkokeessa johdonmukaisesti, mutta ei aina tilastollisesti merkitsevästi. Niiden yhteisvaikutus oli additiivinen, ilman interaktiota; +23–37 % (kohotettu CO2), +27–43 % (kohotettu lämpötila) ja +35–59 % (yhdistetty käsittely), riippuen vuodesta. Kohotettu lämpötila oli tilastollisesti merkittävä tekijä neljän vuoden aineistoon perustuvassa varianssianalyysissä. Maaperän hiilidioksidivuon lämpötilavaste laski kuitenkin lämmityskäsittelyissä toisena koevuotena.
Avainsanat
ilmastonmuutos;
maahengitys;
hiilivuo;
lämpötilavaste;
paikallinen vaihtelu
-
Niinistö,
University of Eastern Finland, School of Forest Sciences
Sähköposti
sini.niinisto@stat.fi
Julkaistu 22.5.2015
Katselukerrat 4212
Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.194 | Lataa PDF
Osajulkaisut
Niinistö S.M., Kellomäki S., Silvola, J. (2011). Seasonality in boreal forest ecosystem affects the use of soil temperature and moisture as predictors of soil CO2 efflux. Biogeosciences 8: 3169–3186.
https://doi.org/10.5194/bg-8-3169-2011
Pumpanen J., Kolari P., Ilvesniemi H., Minkkinen K., Vesala T., Niinistö S., Lohila A., Larmola T., Morero M., Pihlatie M., Janssens I., Curiel Yuste J., Grünzweig JM., Reth S., Subke J.-A., Savage K., Kutsch W., Østreng G., Ziegler W., Anthoni P., Lindroth A., Hari P. (2004). Comparison of different chamber techniques for measuring soil CO2 efflux. Agricultural and Forest Meteorology 123: 159–176.
https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2003.12.001
Niinistö S.M., Silvola J., Kellomäki S. (2004). Soil CO2 efflux in a boreal pine forest under atmospheric CO2 enrichment and air warming. Global Change Biology 10(8): 1363–1376.
https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2004.00799.x
Niinistö S.M., Kellomäki S., Ylioja T. (2015). Spatial variability of soil CO2 efflux in boreal pine stands. Manuscript.
