Ingrowth core method in determining fine-root biomass production in boreal peatlands
Bhuiyan Md. R. (2026). Ingrowth core method in determining fine-root biomass production in boreal peatlands. https://doi.org/10.14214/df.401
Tiivistelmä
Hienojuuret muodostavat monissa ekosysteemeissä, myös boreaalisilla soilla, merkittävän reitin, jota pitkin hiiltä päätyy maaperään. Hienojuurten biomassatuotoksen (fine-root biomass production, FRBP) määrittäminen on kuitenkin edelleen haastavaa. Menetelmälliset rajoitteet sekä puutteellinen ymmärrys juuridynamiikasta eri suotyypeissä ja hydrologisilla ja ilmastollisilla gradienteilla aiheuttavat arvioihin huomattavaa epävarmuutta. Tämän väitöskirjatyön tavoitteena oli tuottaa arvioita erityyppisten boreaalisten soiden vuotuisesta hienojuurten biomassatuotoksesta ns. juurisukkamenetelmällä sekä kehittää menetelmän laajamittaista sovellettavuutta turvemaille. Juurisukkamenetelmässä maahan asennetaan verkkopusseja, jotka on täytetty kohteeseen sopivalla maa-aineksella, jossa ei ole eläviä eikä hiljan kuolleita juuria. Kun verkkopussit (”juurisukat”) nostetaan maasta tietyn ajanjakson (”inkubaatioajan”) jälkeen, niistä löydetty elävien ja hiljan kuolleiden juurten biomassa edustaa juurten biomassatuotosta kyseisen ajanjakson aikana.
Tutkimus toteutettiin kahdessa erityyppisessä ojitetussa suometsässä, sekä kahdella ojittamattomalla saranevalla, jotka käsittivät ilmastonmuutoksen vaikutuksia simuloivat kuivumis- ja lämpenemiskoejärjestelyt. Juurisukkia inkuboitiin 1–3 vuotta. Häiriön minimoimiseksi tutkimuksessa käytettiin pieniläpimittaisia juurisukkia ja uudenlaista asennuslaitetta. Työssä vertailtiin kolmella eri laskentamenetelmällä saatuja tuotosarvioita. Lisäksi biomassat laskettiin kahdella tavalla: elävien ja kuolleiden juurten kokonaisbiomassana (FRBPTotalRB) ja kuolleiden juurten hajotuksen suhteen korjattuna kokonaisbiomassana (FRBPDecCorr). Saranevoilla testattiin maa-aineksena paitsi turvetta myös epäorgaanisia kasvualustoja, joko lasia tai muovia, jotka helpottaisivat juurten erottelua. Lisäksi arvioitiin infrapunaspektroskopian (IRS) soveltuvuutta biomassatuotoksen määrittämiseen suoraan turpeella täytetyistä juurisukista ilman juurten erottelua.
Kaikilla tutkimuskohteilla ja kaikissa menetelmissä yhden vuoden inkubaatio tuotti pienempiä FRBPTotalRB-arvioita (71–215 g m–2 v–1) kuin kahden ja kolmen vuoden inkubaatiot (93–913 g m–2 v–1), mikä kuvastaa juurten kolonisaation alkuvaihetta. FRBPTotalRB-arviot tasaantuivat kahden vuoden jälkeen. Tällä perusteella kahden vuoden inkubaatioaika on riittävä juurten kolonisaation ja sitä seuraavan tuotosdynamiikan tavoittamiseen. Hajotuksen huomioon ottava korjaus paransi tuotosarvioita saranevoilla, joilla juurten vuotuinen kuolleisuus oli suurempaa kuin suometsissä. Turpeella täytetyt juurisukat tuottivat suurempia tuotosarvioita kuin epäorgaaniset kasvualustat, vaikka murskatun lasin toimivuus oli märissä olosuhteissa verrattavissa turpeeseen. IRS-mallien selitysaste oli korkea (0,72–0,83) ja ennustevirhe pieni (5–8 %).
Kokonaisuutena väitöskirja tarjoaa käytännöllisen ja eri mittakaavoihin sovellettavan menetelmäkehyksen hienojuurten biomassatuotoksen määrittämiseen ja edesauttaa siten suoekosysteemien hiilidynamiikan arviointia.
Avainsanat
kuivuminen;
juurisukkamenetelmä;
infrapunaspektroskopia;
orgaanisen aineen kertymä;
lämpeneminen
-
Bhuiyan,
University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences
https://orcid.org/0000-0001-5265-5082
Sähköposti
rabbil.bhuiyan@helsinki.fi
Julkaistu 12.11.2026
Katselukerrat 34
Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.401 | Lataa PDF
Osajulkaisut
Laiho R, Bhuiyan R, Straková P, Mäkiranta P, Badorek T, Penttilä T (2014) Modified ingrowth core method plus infrared calibration models for estimating fine root production in peatlands. Plant and Soil 385: 311–327.
https://doi.org/10.1007/s11104-014-2225-3
Bhuiyan R, Minkkinen K, Helmisaari H-S, Ojanen P, Penttilä T, Laiho R (2017) Estimating fine-root production by tree species and understorey functional groups in two contrasting peatland forests. Plant and Soil 412: 299–316.
https://doi.org/10.1007/s11104-016-3070-3
Bhuiyan R, Mäkiranta P, Straková P, Fritze H, Minkkinen K, Penttilä T, Rajala T, Tuittila E-S, Laiho R (2023) Fine-root biomass production and its contribution to organic matter accumulation in sedge fens under changing climate. Science of the Total Environment 858, article id 159683.
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.159683
Bhuiyan R, Mäkiranta P, Straková P, Fritze H, Tuittila E-S, Laiho R. How to estimate annual fine-root biomass production in boreal sedge fens from ingrowth-core data? Manuscript.
Lähetä sähköpostiin
