Dissertationes Forestales

Che Liu. (2024). Whole-tree Lagrangian optimal stomata model and its application to predicting cambial growth of tree stem. https://doi.org/10.14214/df.356

Avainsanat: Bayesilainen päättely; puiden paksuuskasvu; mekanistinen mallintaminen; ilmarakosäädön optimaalisuus; puiden hydrauliikka

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Ilmaraot ovat tärkeä yhteys puiden fysiologisten prosessien ja ympäristön välillä, joten ilmarakosäädön mallintaminen on kriittisen tärkeää puiden toiminnan ja kasvun ymmärtämiseksi. Eräs ilmarakosäädön malli, jota on laajalti testattu, perustuu ilmarakosäädön optimointiin Lagrangen menetelmällä. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli laajentaa optimaalinen ilmarakosäätömalli koko puun tasolle, ja yhdistää se rungon paksuuskasvun malliin. Tässä työssä kehitelty uusi malli yhdistää ilmarakosäädön yhteyttämisen ei-ilmarakoisille rajoitteille, maan vesipitoisuuteen, entsymaattiseen aktivaatioon ja rungon paksuuskasvun fenologiaan. Malli tarvitsee syötteenä meteorologisia suureita, valon määrää, sekä maan vesipitoisuutta, ja se ennustaa haihdunnan, yhteyttämisen sekä paksuuskasvun 30 minuutin aikaresoluutiolla. Malli parametrisoitiin Bayesilaista päättelyä käyttäen, ja sen ennusteita verrattiin mittauksiin männyn (Pinus sylvestris) ja kuusen (Picea abies) toiminnasta Suomessa suolla sekä kivennäismaalla. Malli onnistui hyvin simuloimaan puiden haihduntaa ja rungon läpimitanmuutoksia. Malliparametrien tilastollinen analyysi osoitti, että nuorilla/lyhyillä puilla oli aina suurempi ilmarakojohtavuus vanhoihin/pitkiin puihin verrattuna tyypillisillä ilman kyllästysvajeen ja valon määrän arvoilla. Analyysi osoitti myös, että puiden hydraulinen johtavuus maasta juuriin sekä minimaalinen marginaalinen vedenkäyttötehokkuus korreloi positiivisesti lehtipinta-alan ja mantopuupinta-alan suhteeseen. Paksuuskasvun mallinnettu kesto korreloi positiivisesti lehtipinta-alaspesifisen kasvukauden kokonaisyhteyttämismäärän kanssa kostealla suolla, mutta samaa korrelaatiota ei havaittu kuivemmalla kivennäismaalla. Lisäksi muut paksuuskasvun fenologiset parametrit eivät korreloineet yhteyttämisen kanssa kummallakaan kasvupaikalla, mikä viittaa siihen, että yhteyttäminen yksin ei riitä kuvaamaan boreaalisten puiden paksuuskasvun fenologiaa. Malli antaa helposti käytettävän työkalun puiden ekofysiologian ja paksuuskasvun mallintamiseen, sekä näkemystä laajemman skaalan hiilinielujohteiseen kasvillisuuden mallintamiseen.

Liu, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences https://orcid.org/0000-0002-8353-1354 Sähköposti: –

Ai-Fang Wang. (2017). Effect of waterlogging on boreal forest tree seedlings during dormancy and early growing season. https://doi.org/10.14214/df.224

Avainsanat: biomassa; boreaalinen metsä; ravinteet; fotosynteesi; dormanssi; Fv/Fm; hypoksia; ilmaraot; juuri; lehtikarvat; tulva; tärkkelys

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Ilmastonmuutoksen aiheuttama talvisateiden lisääntyminen saattaa altistaa pohjoiset havumetsät talvi- tai kevättulville erityisesti ojitetuilla turvemailla. On tärkeää tuntea pääpuulajien vasteet tulvalle, jotta voidaan parantaa ennusteita metsien tuottavuudesta sekä kunnostusojituksen tarpeesta. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää vuoden ikäisten kuusen (Picea abies (L.) Karst.), rauduskoivun (Betula pendula Roth) ja hieskoivun (Betula pubescens Ehrh.) taimien fysiologisia ja kasvuvasteita kuukauden mittaiselle tulvalle lepokauden lopulla sekä koivulajien vasteita kuukauden mittaiselle tulvalle kasvukauden alussa.

Lepokauden tulva (LT) johti pienempään juuritilavuuteen kuusella, mutta ei vaikuttanut klorofyllifluoressenssiin eikä neulasten, rankojen tai juurten biomassaan. LT vähensi rauduskoivun juurten biomassaa ja juurten vedenjohtavuutta, mutta ei vaikuttanut maanpäällisiin kasvinosiin. Hieskoivussa LT vähensi ilmarakojohtavuutta ja nettofotosynteesiä, mutta eri kasvinosien biomassaan se ei vaikuttanut. Kokeessa tutkitut puulajit selviytyivät kuukauden mittaisesta talvitulvasta hyvin.

Kasvukauden tulva (KT) johti alempaan ilmarakojohtavuuteen ja nettofotosynteesiin sekä pienempään lehtipinta-alaan molemmissa koivulajeissa. Lehtien kalium-, kalsium-, magnesium-, mangaani- ja booripitoisuudet olivat pienempiä KT-käsittelyn rauduskoivuissa, mutta hieskoivussa ainoastaaan kalsium- ja magnesiumpitoisuudet olivat pienemmät. Hieskoivussa KT lisäsi voimakkaasti ohutjuurten haarautumista (klusterijuuria), lehtien karvoja ja rangan korkkihuokosia. Rauduskoivussa taas ei esiintynyt vastaavia sopeutumisilmiöitä. Kasvukauden tulva vaikutti haitallisemmin molempiin koivulajeihin kuin lepokauden tulva. Morfologisten piirteiden sopeutuminen tulvaan selitti lajien välisiä eroja paremmin kuin fysiologiset vasteet. Tulokset selittävät osaltaan hieskoivun parempaa menestymistä märässä maassa verrattuna rauduskoivuun.

Wang, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: aifang.wang@luke.fi

Riikka Linnakoski. (2011). Bark beetle-associated fungi in Fennoscandia with special emphasis on species of Ophiostoma and Grosmannia. https://doi.org/10.14214/df.119

Avainsanat: eliöiden vuorovaikutussuhteet; kaarnakuoriaiset; molekyylisystematiikka; puun sinistyminen; seuralaissienet; sinistäjäsienet

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Kaarnakuoriaisten kuljettamat sinistäjäsienet Fennoskandiassa Kansainvälinen puukauppa lisää metsähyönteisten ja taudinaiheuttajien leviämisriskiä niiden luontaisen levinneisyysalueen ulkopuolelle. Kaarnakuoriaisiin kuuluu lukuisia lajeja, jotka ovat merkittäviä metsätuhoja aiheuttavia hyönteisiä. Kaarnakuoriaisten tiedetään elävän tiiviissä vuorovaikutussuhteessa sienten, erityisesti puuhun värivikaa aiheuttavien sinistäjäsienten (Ascomycota) kanssa. Puutavaran sinistymistä aiheuttavien lajien lisäksi tähän sieniryhmään kuuluu myös kasveille erittäin haitallisia metsäpatogeenisia lajeja. Kaarnakuoriaisten kuljettama sienilajisto sekä monimutkaisemmat vuorovaikutussuhteet sienten, hyönteisten ja isäntäpuulajien välillä ovat kuitenkin yhä varsin huonosti tunnettuja Fennoskandian metsissä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli lisätä tietoa kaarnakuoriaisten kuljettamasta sienilajistosta Fennoskandiassa; erityisesti sukuihin Ophiostoma ja Grosmannia kuuluvien lajien osalta. Tutkimuksessa selvitettiin kuusella, männyllä ja koivuilla esiintyvien 13:n eri kaarnakuoriaislajin seuralaissienilajistoa itäisessä Suomessa, Venäjän Karjalassa sekä Etelä-Norjassa. Sienilajien tunnistaminen perustui sekä morfologisiin tuntomerkkeihin että DNA-sekvenssien vertailuihin. Tutkimuksen tulosten perusteella Fennoskandian alueella esiintyy vähintään 29 Ophiostoma- ja Grosmannia-sukuihin kuuluvaa kaarnakuoriaisten kuljettamaa sinistäjäsienilajia. Kaikki tutkitut kaarnakuoriaiset kuljettivat mukanaan useita sienilajeja. Useita sinistäjäsienilajeja havaittiin ensimmäistä kertaa Suomesta, Venäjältä tai Norjasta. Tieteelle aikaisemmin tuntemattomia sienilajeja löytyi odotettua paljon suurempi lukumäärä. Kahdeksan sinistäjäsientä nimettiin tieteelle uusiksi lajeiksi. Tieteelle uusia lajeja havaittiin kaksi koivulla ja kuusi sekä männyllä että kuusella elävistä kaarnakuoriaisista. Lisäksi tutkimus paljasti uusia hyönteisten ja sienten välisiä vuorovaikutussuhteita. Maantieteellisesti suhteellisen suppealta alueelta löytynyt suuri lajimäärä viittaa siihen, että Fennoskandian alueella esiintyy aikaisemmin tunnettua runsaslukuisampi sinistäjäsienilajisto. Tutkimuksen tulokset korostavat sitä, että tämänhetkinen tuntemuksemme kansainvälisen puutavaran mukana kulkeutuvista taudinaiheuttajista ja niihin liittyvistä riskeistä on vielä hyvin puutteellinen.

Linnakoski, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: riikka.linnakoski@uef.fi

Nuria Altimir. (2006). The ozone transfer between atmosphere and vegetation. A study on Scots pine in the field. https://doi.org/10.14214/df.28

Avainsanat: kaasujenvaihto; otsonilaskeuma; oksakammiot; ilmarako; pintailmiöt; SMEAR

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Väitöskirjassa tarkastellaan otsonin kulkeutumismekanismien säätelyä kasvin ja ilmakehän välillä. Kulkeutumisprosessien ymmärtäminen hyödyttää sekä O³ laskeuman että otsonin aiheuttamien kasvillisuusvaikutusten ennustamisessa. Tutkimus perustuu otsonivuomittauksiin ja useiden vuosien pituisten aikasarjojen analyyseihin mäntymetsässä (Pinus sylvestris L.). Analyyseissä käytettiin hyväksi kaasujenvaihtomittauksiin tarkoitettuja oksakammioita, joilla tehtiin yhtäaikaisia O³, CO² ja H²O –vaihtomittauksia. Lisäksi mitattiin latvustason O³-, CO²- ja H²O -vuota, lehvästön pinnan kosteutta ja useita ympäristömuuttujia. Aineisto kerättiin SMEAR II mittausasemalta Etelä-Suomesta. Oksakammioilla tehtäviä kaasujenvaihtomittauksia voidaan soveltaa tarkasteltaessa lehvästön läheisten otsonipitoisuuksien vaihtelua kenttäoloissa, kun huomioidaan virheet jotka aiheutuvat O³ reaktiivisuudesta ja sen alhaisista pitoisuuksista. Otsonin hävikki oksakammion seinämiin voitiin korjata samanaikaisilla mittaustuloksilla tyhjästä mittauskammiosta, ja tätä korjausta käytettiin hyväksi laskettaessa O³ pitoisuuden massatasapainoa oksakammion sisällä. Männynoksaan kohdistuva otsonivuo jakautui kahteen yhtäsuureen osaan; ilmaraon kontrolloimiin ja pintaprosesseihin. Kokonaisvuon ajallinen vaihtelu ajoittui yhteen männyn muun biologisen aktiivisuuden kanssa. Lisäksi ympäristön kosteus oli merkittävä tekijä otsonivuon vaihtelussa. Ilmaraon kautta neulasen sisälle kulkeutuvan otsonin määrää arvioitiin ilmaraon toiminnallisten mallien avulla, jonka jälkeen kokonaisvuosta ylijäävää osuutta tarkasteltiin erikseen. Ilman kosteuden havaittiin lisäävän otsonin laskeumaa neulaspinnoille muodostuvan ohuen, nestemäisen vesikalvon vuoksi. Otsonin diffuusiota neulassolukkoon tarkasteltiin teoreettisesti yhden ilmaraon mittakaavassa, jolloin havaittiin että otsonihävikki juuri ilmaraon yläpuolella tai sen läheisellä pinnalla voi kokonaan estää tai merkittävästi vähentää otsonin kulkeutumista yhteyttävän solukon sisälle. Väitöskirjassa pohditaan otsonivuon mittauksen metodologiaa, eri tekijöiden merkitystä otsonivuon suuruuden määräytymisessä, vuon jakautumista eri komponentteihin ja mahdollisia mekanismeja joilla otsoni tuhoutuu ennen joutumistaan ilmarakoon ja solukkoon.

Altimir, University of Helsinki, Department of Forest Ecology Sähköposti: nuria.altimir@helsinki.fi

Artikkelit jotka sisältää sanan 'stomata'

Kategoria : Articles