Dissertationes Forestales vol. 2013

Katri Hamunen. (2013). Forest owners’ social networks – possibilities to enhance knowledge exchange. https://doi.org/10.14214/df.169

Avainsanat: yksityismetsänomistajat; homogeenisuus; päätöksentekotilanne; sosiaalinen asema; sosiaalinen verkostoanalyysi; vertaisoppiminen

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Metsänomistajien sosiaaliset verkostot – mahdollisuus tiedonkulun vahvistamiseen Metsänomistajan ympärillä olevat henkilöt vaikuttavat omistajan päätöksentekoon. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin metsänomistajien yhteyksiä eri henkilöihin ja organisaatioihin sosiaalisen verkostoanalyysin avulla. Pyrkimyksenä oli määritellä sekä tehokkaita tiedonsiirron kanavia omistajien tavoittamiseen että näiden omaa päätöksentekoa tukevia verkostorakenteita. Tietoa suomalaisten yksityismetsänomistajien sosiaalisista verkostoista kerättiin postikyselyllä ja puhelinhaastatteluilla kahdessa eri päätöksentekotilanteessa, puukaupassa (n=753) ja vapaaehtoisessa metsien monimuotoisuuden turvaamisessa (n=44). Tutkimuksessa määritettiin vertaisoppimisen käsite metsänomistajien keskuudessa ja tarkasteltiin vertaisverkostojen olemassaoloa ja kehittämismahdollisuuksia. Vertaisoppimisen aineisto kerättiin metsänomistajien ja metsäammattilaisten fokusryhmähaastatteluissa (n=43) sekä havainnoimalla ja haastattelemalla omistajien oppimispiiriä (n=7). Sosiaalisen verkostoanalyysin kvantitatiivisilla menetelmillä laskettiin omistajien egosentristen verkostojen tunnuksia. Suojeluprosessia ja omistajien keskinäistä vuorovaikutusta tarkasteltiin laadullisilla teorialähtöisillä analyyseillä. Tulosten mukaan monilla omistajilla on yksi luottoammattilainen, kun he tekevät puukauppaa tai vapaaehtoista suojelusopimusta. Omistajan sosiaalinen verkosto on tyypillisesti laajempi, jos hän omistaa paljon metsää. Verkosto on laajempi myös silloin, kun metsänomistaja tekee merkittävän päätöksen kuten pysyvän suojelusopimuksen. Omistajasukupolven vaihtuessa on tärkeää pyrkiä säilyttämään olemassa olevat suhteet aiemmin tilan hoitoon osallistuneisiin ammattilaisiin, jotta metsiä koskeva päätöksenteko on aktiivista. Monimuotoisuuden suojeluprosessit osoittivat, että metsäsuunnitelma on keino edistää myös muita kuin puuntuotantoon tähtääviä toimenpiteitä. Omistajien keskinäisiä vertaisverkostoja löytyy etenkin perheistä ja maaseudulta naapureiden keskuudesta. Kaupungeissa omistajat tapaavat toisiaan pääasiassa asiantuntijoiden järjestämissä tapahtumissa. Näissä tilaisuuksissa on vain vähän tilaa omistajien keskinäiselle kommunikaatiolle. Metsänomistajakerhot ovat harvoja omistajien itsensä ylläpitämiä käytäntöjä. Jotta omistajien omistajaidentiteetti vahvistuu, olisi tarpeen kehittää omistajien itsensä ylläpitämiä, tarpeeksi homogeenisia vertaisryhmiä. Vertaisryhmien aiheiden tulee keskittyä erilaisiin omistajia kiinnostaviin asioihin. On tärkeää tukea metsään liittyvän tiedon siirtymistä myös perheiden sisällä ja mentor-omistajien kautta

Hamunen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: katri.hamunen@uef.fi

Tanja Myllyviita. (2013). Sustainability assessment of forest resources – tools for a problem-orientated approach. https://doi.org/10.14214/df.168

Avainsanat: kriteerit ja indikaattorit; elinkaariarviointi; monikriteeriarviointi; ongelman määrittelyn menetelmät; kestävä kehitys

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Metsävarojen kestävän käytön arviointi – keinot ongelmalähtöiseen lähestymistapaan Metsien kestävää käyttöä on arvioitu erilaisilla menetelmillä mutta tulosten tulkinta on haastavaa, ja johtaa usein harhaanjohtaviin loppupäätelmiin. Ratkaisu edistyneempään ja läpinäkyvempään kestävän kehityksen arvioimiseen voitaisiin löytää yhdistämällä laadullisia ja määrällisiä menetelmiä. Laadullisten menetelmien avulla tutkimusongelma voitaisiin huolellisesti määritellä, kun puolestaan määrällisten menetelmien avulla saadaan tietoa vaihtoehtojen paremmuusjärjestyksestä. Ensimmäisen osatutkimuksen perusteella voidaan todeta, että laadullisten ja määrällisten menetelmien yhdistelmät soveltuvat kestävän kehityksen arvioimiseen. Toisessa osatutkimuksessa hyödynnettiin laadullista kartoitusmenetelmää ja monikriteeriarviointia kulttuurisen kestävän kehityksen indikaattorien määrittelemiseksi. Haastatellut asiantuntijat määrittelivät yhteensä 49 indikaattoria, mutta menetelmien yhdistäminen osoittautui haasteelliseksi. Kolmannessa osatutkimuksessa monikriteeriarviointia ja elinkaariarviointia käytettiin sellun ja biodieselin eri raaka-aineiden vertaamiseen. Globaalit biomassat aiheuttivat vähemmän ympäristövaikutuksia verrattuna paikallisiin biomassoihin. On kuitenkin mahdollista, että jos biodiversiteettivaikutukset olisi sisällytetty arviointeihin, olisivat tulokset suosineet paikallisia biomassoja. Neljännessä osatutkimuksessa useita painotustekniikoita sovellettiin elinkaariarvioinnissa liittyen eri talotyyppien ympäristövaikutusten arvioimiseen. Talojen paremmuusjärjestys muuttui riippuen siitä, mitä painotus- ja aggregointimenetelmää hyödynnettiin. Väitöskirjan päätulos on, että kestävyyttä voidaan arvioida erilaisilla menetelmillä ja työkaluilla, mutta niihin liittyy useita menetelmällisiä haasteita. Jonkin verran löydettiin todisteita laadullisten ja määrällisten menetelmien yhdistämisen hyödyistä, mutta jatkossa tulisi kiinnittää enemmän huomiota siihen, miten eri menetelmät liitetään toisiinsa. Ongelmalähtöisempi lähestymistapa kestävän kehityksen arvioimiseen parantaisi prosessin läpinäkyvyyttä, toiminnallisuutta ja hyväksyttävyyttä.

Myllyviita, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: tanja.myllyviita@ymparisto.fi

Jussi Laurila. (2013). Moisture content, weight loss and potential of energy wood in South and Central Ostrobothnia regions in western Finland. https://doi.org/10.14214/df.167

Avainsanat: bioenergia; energiapuu; kokopuu; energiapuun mittaus; kanto; metsäenergia

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Energiapuun kosteus, massahävikki ja potentiaali Etelä- ja Keski-Pohjanmaan alueella Työn tavoitteena oli edistää energiapuun käyttöä sekä parantaa energiapuun laatua alueellisesti. Kosteus on energiapuun merkittävin laatutekijä. Tuoreesta puusta suunnilleen puolet on vettä, joka energiakäytön kannalta on ongelmallista. Energiapuuta voidaan kuivata joko keinokuivaamalla tai kuivaamalla luonnonolosuhteissa. Energiakäyttöön nostetut kuusen (Picea abies L. Karst.) kannot kuivuvat suotuisissa olosuhteissa hakkuuaukealla ja tienvarsivarastossa melko nopeasti. Tässä tutkimuksessa kantojen keskimääräinen kosteus oli 31 % kuukauden kuluttua kannonnostosta. Pieniläpimittainen kokopuuna korjattu energiapuu ei kuivu tehokkaasti tienvarsivarastossa sillä noin vuoden kuluttua korjuusta kokopuun keskimääräinen kosteus tienvarsivarastossa oli 43 %. Varastoinin aikana pieniläpimittaisella kokopuulla havaittiin merkittävä massahävikki 37 % metsän ja lämpölaitoksen välillä. Kaikkein tehokkaimmaksi kuivausmenetelmäksi tässä tutkimuksessa osoittautui puristuskuivaus. Alin kosteus 30 % saavutettiin koivulla (Betula pubescens Ehrh.) 38 MPa paineella ja 30 sekunnin puristusajalla. Puristuskuivauksen energiankulutus on vain murto-osa verrattuna veden höyrystämiseen lämpöenergian avulla. Etelä- ja Keski-Pohjanmaan teknis-taloudellinen metsäenergiapotentiaali oli 1,6 TWh/v. Potentiaalilaskelmat tehtiin tässä tutkimuksessa, kuten yleensä, tuoreelle puulle ja näin ollen todellinen potentiaali olisi suurempi käytettäessä kuivaa puuta. Absoluuttisen kuivalle puulle alueen potentiaali oli 1,9 TWh/v. Energiapuun ominaisuudet vaihtelevat laajasti energiapuutavaralajista, kuivausmenetelmästä, varastointi- ja sääolosuhteista johtuen. Energiapuun ominaisuuksien tunteminen ja laadun hallinta edistävät uusiutuvan metsäenergian käyttöä ja vähentävät riippuvuutta fossiilisista polttoaineista.

Laurila, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: jussi.laurila@gmail.com

Jinnan Gong. (2013). Climatic sensitivity of hydrology and carbon exchanges in boreal peatland ecosystems, with implications on sustainable management of reed canary grass (Phalaris arundinacea, L.) on cutaway peatlands. https://doi.org/10.14214/df.166

Avainsanat: ilmastonmuutos; mallinnus; hiilen kierto; ruokohelpi; Suoekosysteemi; hydrologia

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Ilmastonmuutoksen vaikutus boreaalisten suoekosysteemien vesitalouteen ja kasvihuonekaasujen päästöihin sekä ruokohelven kasvuun tuotannosta vapautuneilla turvekentillä Väitöskirjatyössä tutkittiin, miten ilmastonmuutos vaikuttaa boreaalisten suoekosysteemien vesitalouteen ja kasvihuonekaasujen päästöihin sekä ruokohelven kasvuun tuotannosta vapautuneilla turvekentillä. Tätä varten laadittiin simulointimalleja, jotka kuvaavat kohosoiden ja aapasoiden hydrologisia olosuhteita ja niiden herkkyyttä ilmastotekijöiden vaihtelulle ja ilmastonmuutokseen (ilman hiilidioksidipitoisuuden ja lämpötilan kohoaminen sekä sadannan muuttuminen) Suomen eri osissa. Tehtyjen mallilaskelmien avulla arvioitiin miten ilmastonmuutos vaikuttaa luonnontilaisten ja turvetuotannosta vapautuneilta soilta tapahtuviin kasvihuonekaasupäästöihin sekä ruokohelven kasvuun tuotannosta vapautuneilla turvekentillä, ja miten ruokohelpeä voidaan tällaisissa olosuhteissa käyttää hyväksi ilmastonmuutoksen hillinnässä. Koko Suomen yli ulottuneet mallilaskelmat osoittivat, että luonnontilaisten soiden pohjaveden pinta voi laskea ilmaston lämmetessä sadannan lisääntymisestä huolimatta tämän vuosisadan loppuun mennessä verrattuna nykyilmastoon. Tämän seurauksena soiden merkitys hiilidioksidin sidonnassa vähenisi samalla, kun metaanipäästöt lisääntyisivät. Koko maan tasolla nämä muutokset vähentäisivät tuntuvasti luonnontilaisten soiden merkitystä ilmastonmuutoksen hillinnässä. Erityisesti maan etelä- ja länsiosissa suot voivat muuttua hiilen nieluista hiilen lähteiksi tämän vuosisadan loppupuolella. Tehdyt mallilaskelmat osoittivat myös, että ruokohelven kasvu on suuresti riippuvainen pintaturpeen kosteudesta. Tämän vuoksi ruokohelven kasvu tuotannosta vapautuneilla turvekentillä on herkkä suhteessa pohjavedenpinnan syvyyteen sekä sateiden määrään ja toistuvuuteen. Ilman hiilidioksidipitoisuuden ja lämpötilan kokoaminen voi lisätä ruokohelven kasvua tulevaisuudessa, mutta samanaikaisesti tapahtuva pohjavedenpinnan lasku ja pintaturpeen kuivuminen voivat vähentää tuntuvasti ruokohelven kasvua verrattuna potentiaaliseen kasvuun. Ruokohelpikasvuston kyky sitoa hiiltä oli tehtyjen mallilaskemien mukaan kuitenkin vielä tämän vuosisadan loppupuolella likimain yhtä suuri kuin vastaavan luonnontilaisen suokasvuston. Riittävän korkea pohjavedenpinta on avainasemassa pyrittäessä maksimoimaan ruokohelven kasvua tuotannosta vapautuneilla turvekentillä, olipa kysymyksessä nykyinen tai nykyistä lämpimämpi ilmasto.

Gong, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: jinnang@student.uef.fi

Anna Lintunen. (2013). Crown architecture and its role in species interactions in mixed boreal forests. https://doi.org/10.14214/df.165

Avainsanat: Pinus sylvestris; Betula pendula; lajikohtainen kilpailuvaikutus; valokilpailu; vedenkuljetussolukon rakenne

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Latvusarkkitehtuuri ja sen rooli lajien välisessä vuorovaikutuksessa boreaalisessa sekametsässä Tutkin väitöskirjassani puiden latvuksen rakennetta ja sen roolia lajien välisessä vuorovaikutuksessa sekametsässä. Aiheesta tekee kiehtovan latvusrakenteen joustavuus eli puut vastaavat herkästi kasvuympäristössään tapahtuviin muutoksiin muokkaamalla rakennettaan. Kiinnostus puulajiston monimuotoisuutta suosivaa metsänkasvatusta kohtaan on kasvussa, mutta silti tiedämme melko vähän siitä, miten pääpuulajiemme latvusrakenne toimii kilpailtaessa elintilasta ja resursseista metsiköiden sisällä. Väitöskirjassani keskityin selvittämään miten puiden rungon, oksien ja versojen muodostama latvusrakenne muuttuu naapuripuista johtuvan kilpailun vaikutuksesta, ja onko muutoksissa naapuripuulajista johtuvia eroja. Halusin myös ymmärtää paremmin minkälainen suhde on latvuksen ulkoisella ja puuaineen sisäisellä rakenteella. Väitöskirjani tulokset osoittavat, että mänty ja koivu vastaavat molemmat latvuskilpailuun mm. kasvattamalla vähemmän ja pienempiä oksia, joissa lehdetön osuus oksan pituudesta kasvaa. Lajien välillä näyttää kuitenkin olevan eroa biomassan suhteellisessa jakautumisessa, sillä nuorilla koivuilla pääoksien osuus kokonaisbiomassasta kasvoi kilpailun lisääntyessä rungon kustannuksella, kun taas nuorilla männyillä rungon biomassaosuus kasvoi. Männyn ja koivun latvusrakenne muuttuu paitsi naapuripuiden koon, lukumäärän ja etäisyyden suhteen myös naapuruston pääpuulajin suhteen. Sekä mänty että koivu kasvoivat toistensa ympäröimänä enemmän pituutta, mutta niiden kokonaiskasvu oli alhaisempi verrattuna lajitovereiden ympäröimiin yksilöihin. Selvitimme tuloksen taustoja metsiköiden valaistussimulaatioiden avulla ja havaitsimme, että koivikko päästi tiheissä metsiköissä valoa latvuston läpi samanpituista männikköä enemmän, mutta harvemmissa metsiköissä tätä eroa ei ollut. Tulosten mukaan ennustettaessa latvusrakennetta ja kasvua, naapuripuiden lajityypillinen rakenne on otettava huomioon niiden kilpailuvaikutusta arvioitaessa. Tulokseni osoittavat myös, että puun solukoiden rakenne on yhteydessä ulkoiseen latvusrakenteeseen. Vesi kulkee puun sisällä juurista ylös haihduttaviin lehtiin vedenkuljetussoluista muodostuneissa putkimaisissa rakenteissa. Vedenkuljetussolujen läpimitta leveni odotetusti ylhäältä alaspäin etäisyyden funktiona. Tämän lisäksi solukoko pieneni ja solutiheys kasvoi hyppäyksenomaisesti siirryttäessä rungosta oksiin, pääoksista sivuhaaroihin ja koivun tapauksessa oksista lehtiruoteihin. Myös lehtiruodeissa solukoko vaihteli lehden pinta-alan funktiona. Näyttääkin siltä, että myös vedenkuljetussolukon rakenne heijastaa joustavan latvusrakenteen välityksellä kasvuympäristön tilaa kuten latvuskilpailua.

Lintunen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: anna.lintunen@helsinki.fi

Markku Saarinen. (2013). Männyn kylvö ja luontainen taimettuminen vanhoilla ojitusalueilla – turvemaiden uudistamisen erityispiirteitä. https://doi.org/10.14214/df.164

Avainsanat: Pinus sylvestris; laikutus; ojitetut turvemaat; mätästys; metsän uudistaminen; vedenpinnan taso; turpeen kosteus; turpeen vedenpidätys; kasvillisuussukkessio; raaka-humus

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Tämän väitöstyön tavoitteena oli selvittää vähäravinteisille ojitusalueille ominaisia kasvu-paikkatekijöitä toisen kuivatuksen jälkeisen puusukupolven perustamisen näkökulmasta. Tarkastelun kohteeksi valittiin pintakasvillisuuden kehityksen, pintaturpeen rakenteen, vedenpinnan tason sekä turpeen vedenpidätyskyvyn vaikutukset männyn kylvön ja luontai-sen uudistamisen onnistumiseen. Rahkasammalpintojen kadotessa ja kangasmaille ominaisten sammallajien lisääntyessä ojitusalueiden kasvupaikat menettävät vähitellen niille alun perin ominaisen luontaisen taimettumisherkkyytensä. Luontaisen uudistamisen onnistuminen vanhalla ojitusalueella edellyttää näin ollen vähintäänkin kevyttä maanpinnan rikkomista. Kasvillisuussukkession etenemisestä riippuu myös se, onko ojitusaluekuviolla karikkeista muodostunutta raaka-humuskerrostumaa, jonka ilmaantuminen on rahkasammalpintojen katoamisen jälkeen merkittävin luontaista taimettumisherkkyyttä heikentävä muutos vanhoilla ojitusalueilla. Päätehakkuun jälkeen pohjakerroksen kasvillisuusmuutokset ovat usein varsin hitaita varsinkin varpu- ja puolukkaturvekankailla, mikäli vedenpinnan taso ei nouse kovin korkealle. Kasvillisuuden kokonaispeittävyys laikuissa pieneni ja kehitys hidastui huomatta-vasti, kun vedenpinnan taso vastasi hyvässä kuivatustilassa olevan ojitusalueen vedenpinnan tasoa. Uudistusalan kunnostusojitus heti muokkauksen yhteydessä on siten tehokas toimen-pide pyrittäessä hidastamaan laikkupintojen peittymistä kasvillisuuteen. Mätästysaloilla suh-teellisen kookkaat, yli 25 cm:n korkuiset mättäät pysyivät pitkään kasvipeitteettöminä ja varsinkin silloin, kun ne oli tehty syvältä nostetusta hyvin maatuneesta turpeesta. Kylväen tai luontaisesti tapahtuva metsänuudistaminen on vedenpinnan tason vaihtelun (laikut ja jyrsinvaot) ja turpeen kuivumisherkkyyden (mättäät) vuoksi hyvin sääoloille herkkiä uudistamismenetelmiä. Sadannan ja lämpötilan suhteen pitkäaikaiskeskiarvoa edus-tavan kasvukauden aikana taimettumistulos on todennäköisesti parempi mätästetyllä kuin laikutetulla uudistamisalalla. Mättäät ovat taimettumiselle suotuisampia varsinkin sellaisina vuosina, jolloin herkästi vaihteleva vedenpinnan taso laikutetulla uudistamisalalla nousee loppukesän aikana liian korkealle. Tämä laikuissa havaittava vedenpinnan tason taimien syntymiselle epäedullinen vaihtelu on keskimääräisen kasvukauden aikana todennäköisempi ongelma kuin turpeen liiallinen kuivuminen mättäiden pintakerroksessa. Laikut ovat par-haimmillaan kuivien ja lämpimien kasvukausien aikana, jolloin mättäiden liiallinen kuivu-minen on todennäköisintä. Sateiden aiheuttaman vedenpinnan tason vaihtelun vuoksi laikutus on tarkoituksen-mukainen maanpinnan valmistusmenetelmä lähinnä luontaisen uudistamisen yhteydessä. Kylvö on turvallisinta tehdä mättäisiin ja mahdollisimman pian mätästyksen jälkeen ennen mättäiden pintakerrosten kuivumista.

Saarinen, Helsingin yliopisto, Metsätieteiden laitos Sähköposti: markku.saarinen@metla.fi

Yohama Puentes Rodriguez. (2013). Heterobasidion annosum s.l. and wood degradation of Norway spruce (Picea abies): the effects of sectioning, crown type and wood properties. https://doi.org/10.14214/df.163

Avainsanat: laho; puuainesprofiili; puuntiheys; kasvuominaisuudet; pelkistävien sokereiden saanto

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Juurikääpä (Heterobasidion annosum s.l) aiheuttaa merkittäviä taloudellisia tappioita erityisesti pohjoisen pallonpuoliskon metsätaloudessa. Suomessa sekä männynjuurikääpä (H. annosum) että kuusenjuurikääpä (H. parviporum) lahottaa kuusen puuainesta ja haittaa puuaineksen teollisuuskäyttöä. Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin eri kuusigenotyyppien puuaineen sekä puun eri osien hajoamista juurikäävällä sekä puuta hajottavilla entsyymeillä laboratorio-oloissa. Lisäksi selvitettiin kuusen latvusmuodon, puun kasvun ja iän sekä puun kemiallisten ominaisuuksien vaikutusta puun lahoamiseen ja pelkistävien sokereiden vapautumiseen puuaineksesta.

Kapealatvaiset kuusigenotyypit ja tavalliset kuusigenotyypit lahosivat samalla tavoin, mutta tavallisten kuusialkuperien välillä oli eroja lahon syntymisessä. Männyn juurikääpä lahotti kuusta nopeammin kuin kuusen juurikääpä. Vanhemmissa puissa rungon keskiosa lahosi nopeammin kuin rungon pintapuu, kun taas nuoremmissa puissa pintapuu lahosi nopeammin kuin rungon keskiosa. Nuorissa puissa puuaineksen tiheys korreloi negatiivisesti lahoamisnopeuden kanssa. Lisäksi todettiin, että kuusten pelkistävien sokereiden tuoton ja lahomaisen välillä oli positiivinen korrelaatio - eli mitä helpommin puusta irtosi pelkistäviä sokereita laboratoriossa, sitä nopeammin puu lahosi myös juurikäävällä. Johtopäätöksenä todettiin, että kuusten genotyyppinen vaihtelu lahoamisessa antaa mahdollisuuksia puiden kestävyysjalostukseen muiden jalostettavien ominaisuuksien rinnalla erityisesti silloin, kun otetaan huomioon metsänhoidon käytännöt, kuten harvennusten ajoitus ja kiertoajan pituus.

Puentes Rodriguez, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: yp@nn.fi

Zhang Chao. (2013). Seasonal response of biomass growth and allocation of a boreal bioenergy crop (Phalaris arundinacea L.) to climate change. https://doi.org/10.14214/df.162

Avainsanat: Hiilidioksidi; lämpötila; veden saanti; viljelmän ikä; biomassan kasvu; biomasssan allokointi; ruokohelpi

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Ilmastonmuutoksen vaikutus ruokohelven (Phalaris arundinacea L.) kasvun ajoittumiseen ja kasvun suuruuteen boreaalisissa olosuhteissa Ruokohelpeä (Phalaris arundinacea L.) on viime vuosina viljelty energiabiomassaksi turvetuotannosta vapautuneilla soilla. Tutkimuksessa analysointiin, miten ilmastonmuutos ja veden saatavuus tällaisissa olosuhteissa vaikuttavat ruokohelven kasvusykliin sekä kokonaiskasvuun ja sen jakautumiseen kasvin eri osiin. Kasvihuoneessa tehdyssä faktorikokeessa ruokohelpeä kasvatettiin kohotetussa lämpötilassa (+3,5 °C korkeampi kuin kontrolliolosuhteissa) sekä kohotetussa hiilidioksidipitoisuudessa (700 ppm). Myös veden saatavuus vaihteli siten, että pohjaveden pinta osassa käsittelyitä oli 40 cm ja 20 cm syvyydessä sekä osassa maanpinnan tasalla.

Kaikki käsittelyt toistettiin neljä kertaa vuosina 2009 ja 2010. Lämpötilan kohottaminen aikaisti kasvun alkua sekä lisäsi kasvua nopeuttamalla fotosynteesiä ja lisäämällä lehtipinta-alan kasvua alkukesällä. Samalla kasvusykli nopeutui siten, että kasvu päättyi aikaisemmin kuin muissa käsittelyissä. Kasvujakson lyhentymisen vuoksi koko kasvukauden sato jäi pienemmksi kuin kohotetussa hiilidioksidipitoisuudessa tai olosuhteissa, jossa hiilidioksipitoisuuttta ja lämpötilaa kohotettiin samanaikaisesti. Lämpötilan kohottaminen nopeutti kasvua erityisesti silloin, kun pohjaveden pinta oli alhaalla. Hiilidioksidipitoisuuden kohottaminen vähensi kuitenkin alhaisen pohjaveden vaikutusta. Vastaavasti korkea pohjavesi yhdessä kohotetun hiilidioksipitoisuuden kanssa lisäsi kokonaiskasvua. Tällaisissa olosuhteissa kasvukausi pidentyi ja lehtipinta-ala kasvoi suuriksi. Myös fotysynteesinopeus oli pitempään suurempi kuin muissa käsittelyissä. Kaiken kaikkiaan pohjaveden syvyys vaikutti ruokohelven kehitykseen ja kasvuun enemmän kuin kohotettu lämpötila ja hiilidioksidipitoisuus yksin tai yhdessä. Ruokohelpiviljelmän iällä ei ollut vaikutusta vuotuisen kasvun etenemiseen tai kasvun kokonaismäärään.

Ruokohelven lehtien kasvu oli alkukesästä suurempi kuin juurten, kun taas varsi kasvoi nopeimmin kasvukauden keskivaiheilla. Juurten kasvu oli puolestaan suurimmillaan kasvukauden loppupuolella. Hiilidioksidipitoisuuden kohottaminen lisäsi juurten kasvua suhteellisesti enemmän kuin lehtien ja varren kasvua pohjaveden syvyydestä riippumatta. Korkean pohjavesipinnan vallitessa juurten kasvu jäi suhteellisesti pienemmäksi kuin lehtien ja varren kasvu. Pohjavesipinnan syvyys vaikutti biomassan jakautumiseen kasvin eri osiin enemmän kuin kohotettu lämpötila ja hiilidioksidi yksin tai yhdessä. Ruokohelven viljelyssä pohjaveden syvyyden säätely näytti olevan ratkaisevassa asemassa pyrittäessä lisäämään ruokohelven kasvua.

Chao, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: Chao.zhang@uef.fi

Sannamaija Susiluoto. (2013). Growth limitation of trees and carbon balance of the vegetation in the treeline zone in north eastern Lapland. https://doi.org/10.14214/df.161

Avainsanat: nielu; lähde; resurssi; porot; laidunnus

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Puiden kasvua rajoittavat tekijät ja kasvillisuuden hiilitase Koillis-Lapin puurajalla Väitöskirjan aiheena oli tutkia mitkä tekijät rajoittavat puiden kasvua puurajalla Värriössä, sekä miten poronlaidunnus vaikuttaa puurajan kasvillisuuteen ja puurajaekotonin hiilitaseeseen. Puiden kasvua rajoittavia tekijöitä tutkittiin kahden hypoteesin kautta, jotka olivat nielun ja resurssien rajoitushypoteesit. Resurssien rajoitushypoteesi piti sisällään sekä typen että hiilen aiheuttamat rajoitukset. Tutkimuksessa käytettiin kolmea eri manipulaatiokoetta, jotka olivat silmujen poisto, neulasten poisto sekä lannoitus. Tulokset osoittivat, että kasvu oli selkeästi resurssirajoitteista. Tuloksista resurssirajoitteisuutta tukivat lannoituksen ja silmujen poiston aiheuttamat lisäykset kasvussa sekä hidastunut rungon läpimitan kasvu neulasten poiston seurauksena. Lisäksi, haihduntavirtaus ei hidastunut silmujen poiston seurauksena. Lannoitus myös lisäsi hiili-isotooppi suhdetta (p=0.054), joka myös tuki resurssin rajoitushypoteesia. Poronlaidunnus vaikutti kasvillisuuteen sitoutuneisiin hiilivarantoihin 85 % alhaisemman jäkäläbiomassan kautta. Myös lajien peittävyydet muuttuivat laidunnuksen ansiosta. Hiilen nettovaihto korreloi varpupeitteen kanssa, mutta varpujen peittävyys ei muuttunut laidunnuksen seurauksena. Kokonaisuudessaan laidunnus ei vaikuttanut hiilen virtoihin tutkimusalueella, koska jäkälien tuottavuus on alhaista ja laidunnuksella ei ollut vaikutusta myöskään maahengitykseen tai maahan sitoutuneisiin hiilivarantoihin. Tulokset osoittivat että puiden kasvu tutkimusalueella on resurssien rajoittamaa. Poronlaidunnus vaikuttaa eri kasvilajien peittävyyteen ja kasvillisuuteen varastoituneeseen kokonaishiilen määrään, mutta ei tuottavuuteen tai maan hiilivarantoihin. Sekä puurajan mahdollinen eteneminen ja puurajan puubiomassan kasvu voivat potentiaalisesti vaikuttaa huomattavasti näiden ekosysteemien hiilivarastoihin. Koska porot saattavat vaikuttaa puurajapuiden taimiaineksen vakiintumiseen, lisätutkimus laidunnuksen ja puurajan etenemisen vuorovaikutuksesta olisi tarpeen.

Susiluoto, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: Sanna.Susiluoto@gmail.com

Antti Lukkarinen. (2013). Growth rhythm, height growth and survival of Russian larch (Larix Mill.) provenances in greenhouse and field conditions in Finland. https://doi.org/10.14214/df.160

Avainsanat: alkuperä; fenologia; silmun puhkeaminen; päätesilmu; syysväritys; taimituhot

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Venäläisten lehtikuusialkuperien (Larix Mill.) kasvurytmi, pituuskasvu ja elävyys kasvihuone- ja maasto-olosuhteissa Suomessa Tässä työssä tutkittiin 20 venäläisen lehtikuusialkuperän (Larix Mill.) ja viiden vertailuerän taimien kasvurytmiä, pituuskasvua ja elävyyttä kylvövuonna kasvihuoneessa sekä kolmantena ja neljäntenä kasvukautena maastokokeilla Etelä- (Punkaharju 61°49′N, 29°19′E) ja Pohjois-Suomessa (Kivalo 66°19′N, 26°38′E). Alkuperien välisiä eroja selitettiin niiden kotipaikkojen maantieteellisillä ja ilmastollisilla muuttujilla. Leveysaste selitti 74% alkuperien välisistä eroista kasvujakson pituudessa kasvihuoneessa kylvövuonna. Maastokokeella Punkaharjulla pohjoista alkuperää olevien siperianlehtikuusien (Larix sibirica Ledeb.) silmut puhkesivat ensimmäisenä, mutta dahurianlehtikuusilla (Larix gmelinii Rupr.) pituuskasvu alkoi hieman aikaisemmin. Alkuperän lämpösumma ja leveysaste selittivät niiden välisiä eroja pituuskasvussa. Kivalossa neljän kasvukauden jälkeen maastossa pohjoisilla alkuperillä oli paras elävyys ja pituuskasvu. Punkaharjulla alkuperien välillä ei ollut tilastollisesti merkitseviä eroja elävyydessä. Eteläistä alkuperää olevilla dahurianlehtikuusilla oli selvästi paras pituuskasvu Punkaharjulla ja vähiten nisäkästuhoja. Kasvun päättymiseen Punkaharjulla vaikuttivat päivänpituus sekä mahdollisesti syksyn alenevat lämpötilat. Pohjoisista kylmistä ilmastoista kotoisin olevat alkuperät muodostivat päätesilmunsa ensin. Myös syysväritys ja neulasten variseminen tapahtui niillä aikaisemmin kuin eteläisemmilla alkuperillä. Dahurianlehtikuusien hyvä pituuskasvu ja niiden kyky hyödyntää koko kasvukauden pituus tehokkaasti Punkaharjulla on osoitus niiden tuotospotentiaalista. Niillä näytti myös olevan keskimäärin vähemmän nisäkkäiden aiheuttamia tuhoja. Näistä seikoista huolimatta nykyisin käytössä oleva siperianlehtikuusen Raivolan kanta on edelleen luotettavin vaihtoehto lehtikuusenviljelyyn koko Suomessa ilmastoon sopeutumisen kannalta. Näiden potentiaalisten lehtikuusialkuperien ja –lajien (sekä niiden hybridien) tutkimusta on syytä jatkaa.

Lukkarinen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: antti.lukkarinen@pp.inet.fi

Meeri Pearson. (2013). Maximizing peatland forest regeneration success at lowest cost to the atmosphere: Effects of soil preparation on Scots pine seedling vitality and GHG emissions. https://doi.org/10.14214/df.159

Avainsanat: laikutus; CO2; metsäojitettu suo; avohakkuu; mätästys; CH4; ja N2O vuot; kuivuus- ja märkyysstress

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Metsätaloudellisten ja ilmastollisten näkökulmien yhteensovittaminen ojitettujen soiden metsänuudistamisessa: maanmuokkauksen vaikutukset männyntaimien elinvoimaisuuteen ja kasvualustan kasvihuonekaasupäästöihin Tutkimuksessa selvitettiin avohakkuun jälkeen tapahtuvan maanmuokkauksen vaikutuksia sekä männyn uudistamisen onnistumiseen että kasvualustan kasvihuonekaasupäästöihin paksuturpeisilla, mäntyvaltaisilla turvekankailla. Kolmen istutusta seuranneen kasvukauden havaintojen perusteella mätästys johti parhaaseen taimien eloonjääntiin, kasvuun ja elinvoimaisuuteen pääosin turvemaan parantuneen ilmavuuden vuoksi. Sitä vastoin mättäissä ei voitu havaita korkeampia maanlämpötiloja eikä nopeampaa hajotusta laikutukseen ja muokkaamattomaan käsittelyyn verrattuna, mikä on vastoin yleistä käsitystä mätästyksen hyödyistä. Uudistaminen laikuissa epäonnistui täysin viljelykohdan liiallisen märkyyden takia. Laikutettaessa on erityisen tärkeää kuoria humuskerros pois ilman että turvemaanpintaan syntyy kuoppia. Tavoitteena on aikaansaada mahdollisimman tasainen, paljastunut turvepinta. Kontrolloiduissa oloissa turvekasvualustassa yhden kasvukauden ajan kasvaneet männyntaimet osoittivat erinomaista sekä veden niukkuuden että liiallisen märkyyden sietokykyä, sillä kuolleisuus jäi alhaiseksi. Kuivuusstressin vaikutus voitiin kuitenkin havaita taimissa juurten ja versojen heikentyneenä kasvuna, mykorritsallisten juurenkärkien määrän vähenemisenä ja juurten hydraulisen johtavuuden huononemisena. Ankarasta kuivuudesta huolimatta varsinkin uusien neulasten fotokemiallinen tehokkuus (Fv/Fm) pysyi korkealla tasolla. Tämän voidaan katsoa edistävän toipumista, jos veden saatavuus kasvualustasta myöhemmin paranee. Polyamiinianalyysin perusteella uudet neulaset osoittautuivat myös suojautuneemmiksi juuriin ja versoihin verrattuina kuivuusstressiä vastaan. Kasvualustan liialliselle märkyydelle altistetut taimet taas eivät juurikaan osoittaneet merkkejä stressistä. Voitiin myös havaita, että koeympäristö- ja olosuhteet – kasvihuone tai maasto – vaikuttivat männyntaimien stressinsietokykyyn. Toisin kuin kontrolloiduissa oloissa maastossa taimien Fv/Fm oli sitä alhaisempi, mitä märempi kasvualusta oli, ja alhaisinta se oli laikuissa. Samantyyppisissä muokkauspinnoissa, eli kuiva laikku verrattuna märkään laikkuun ja naveromätäs verrattuna kääntömättääseen, maankosteuden ei kuitenkaan voitu havaita vaikuttaneen taimien kasvuun tai elinvoimaisuuteen. Kummankaan tutkitun maanmuokkausmenetelmän kokonaisilmastovaikutukset eivät kolmen seurantavuoden jaksolla poikenneet muokkaamatta jätetystä. Siten pelko siitä, että maanmuokkaus lisäisi kasvihuonekaasujen päästöjä on aiheeton ainakin suhteellisen niukkaravinteisilla, mäntyvaltaisilla ojitusalueilla.

Pearson, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: meeri.pearson@helsinki.fi

Jaakko Repola. (2013). Modelling tree biomasses in Finland. https://doi.org/10.14214/df.158

Avainsanat: kuusi; koivu; mänty; Puun biomassa; biomassamallit

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Puun biomassan mallinus Suomessa Tässä työssä laadittiin männylle (Pinus sylvestris L), kuuselle (Picea abies [L.] Karst) ja koivulle (Betula pendula Roth and Betula pubescens Ehrh.) biomassan ennustemallit. Mallien avulla voidaan ennustaa puun maanpäällisen kokonaisbiomassan sekä puun eri osien kuten rungon, kuoren, oksien, neulasten, lehtien, kannon ja juurten biomassat (kuivamassat). Mallien laadinta-aineisto koostuu 102 eri puolella Suomea sijaitsevista kivennäismaan metsiköistä, joista oli kerätty kaikkiaan 1648 koepuuta (908 mäntyä ja 613 kuusta ja 127 koivua). Regressiomallit laadittiin puun eri osille sekä maanpäälliselle kokonaisbiomassalle. Maanpäällisille puun osille laadittiin kolme erilaista malliperhettä ja kanto- ja juuribiomassalle kummallekin yksi. Yksinkertaisimmassa mallissa selittäjinä käytettiin puun läpimittaa ja pituutta. Yksityiskohtaisemmat mallit perustuivat pituuden ja läpimitan lisäksi yleisesti metsäninventoinnissa mitattaviin muuttujiin (latvusraja, rinnankorkeusikä, 5-vuoden sädekavu, kuoren paksuus) Mallien taustaoletuksena oli, että puun eri osien väliset biomassasuhteet vaihtelevat puusta ja metsiköstä toiseen. Nämä tekijät huomioitiin soveltamalla mallien laadinnassa menetelmää, jossa puun eri osamallien parametrit estimoitiin yhtäaikaisesti. Monivastemallinuksella voitiin hyödyntää parametrien estimoinnissa tehokkaasti osamallien välisiä korrelaatioita. Laadituilla monivastemalleilla saavutettiin etuja verrattuna menetelmään, jossa puun eri osamallit oletetaan riippumattomaksi. Ennusteiden kalibroiminen uuteen metsikköön on joustavampaa, parametrien keskivirheet ovat pienemmät ja osamallien ennusteiden summautuvuus kokonaisbiomassaan (additiivisyys) toteutuu paremmin. Lisäksi monivastemallin rakenne mahdollistaa ennustevirheiden laskennan mille tahansa puun eri osien kombinaatioille. Laaditut mallit tuottavat johdonmukaisia ennusteita puun eri osien biomassoista ja niiden suhteista. Yleisperiaatteena mallien soveltamiselle on, että aina tulisi käyttää malleja jotka perustuivat pituuden ja läpimitan lisäksi muihin yleisesti metsien inventoineissa käytettyihin muuttujiin. Näin voidaan paremmin ottaa huomioon eri tekijöiden vaikutus puun biomassaan tai puun eri osien välisiin biomassasuhteisiin ja pienentää aineiston edustavuudesta aiheutuvaa harhaa.

Repola, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: jaakko.repola@metla.fi

Anna-Maija Niskanen. (2013). Clonal variation in Scots pine (Pinus sylvestris) and in transgenic silver birch (Betula pendula). https://doi.org/10.14214/df.157

Avainsanat: klooni; muuntelu; geenisiirto; sieniyhteisö; metsänjalostus

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Kloonien muuntelu männyllä (Pinus sylvestris L.) ja siirtogeenisellä rauduskoivulla (Betula pendula Roth) Tutkimuksen tarkoituksena oli arvioida männyn kloonien ja siirtogeenisten rauduskoivulinjojen muuntelua ja sen syitä. Eritysesti huomiota kiinnitettiin kloonaamisen ja siirtogeenin aiheuttamiin vaikutuksiin jalostusohjelmissa. Vanhempien genotyypin merkitystä kloonien tuottamisen yhteydessä tutkittiin kokeessa, jossa männyn embryogeeniset linjat aloitettiin dialleeli-risteytyksestä peräisin olevista, vielä kehittyvistä siemenistä. Viljelmien menestymistä arvioitiin kolmessa vaiheessa: aloitusvaiheessa, ylläpitoviljelyssä ja somaattisten alkioiden kypsymisvaiheessa. Männyn kloonien pituuskasvua ja rungon muotoa arvioitiin 10-vuotisessa kenttäkokeessa, jossa verrattiin juurrutettuja pistokkaita samaa alkuperää oleviin siementaimiin. Yksittäisen geenisiirron, sokerijuurikkaan kitinaasi IV geenin, vaikutusta siirtogeenisen rauduskoivun kasvuun, sienitautien kestävyyteen, juuriston sieniyhteisön rakenteeseen ja puun fenologiaan tutkittiin 3-vuotisessa mikrolisättyjen siirtogeenisten ja villityyppisten rauduskoivujen kenttäkokeessa. Tulokset osoittivat, että männyn somaattisten alkioiden menestymiselle aloitus- ja kypsymisvaiheessa äidin genotyypin vaikutus oli suurempi kuin isän. Äidin genotyypin vaikutus väheni ylläpitoviljelyn aikana, jolloin isän vaikutus tuli enemmän esille. Männyn kenttäkokeelta saadut tulokset osoittivat, että männyn pituuskasvussa puun genotyypillä oli suuri merkitys riippumatta siitä oliko puu alkujaan juurrutettu pistokas vai siementaimi. Siirtogeenisyys rauduskoivulla aiheutti pituuskasvun heikkenemistä ja fenologisia poikkeavuuksia verrattuna kontrolleihin. Muissa tutkituissa ominaisuuksissa siirtogeeniset puut eivät poikenneet satunnaisesti valituista villityypin rauduskoivuista ja siirtogeenisten linjojen muuntelu oli samalla tasolla villityypin koivujen kloonien kanssa. Päätelmänä tuloksista voidaan sanoa, että sekä männyn somaattinen embryogeneesi että juurrutettujen pistokkaiden kasvu on suuresti riippuvainen genotyypistä. Siitä johtuu että männyn pistokkaista tuotettuja klooneja voidaan käyttää jalostusohjelmissa pituuskasvun arvioimiseen. Yksittäisen kitinaasigeenin siirtäminen rauduskoivuun ei parantanut juurikaan rauduskoivun kestävyyttä sienitauteja vastaan, mutta se ei myöskään häirinnyt sieniyhteisöä juuriston yhteydessä. Rauduskoivun siirtogeeniset linjat olivat kuitenkin yhtä muuntelevia kuin villityypin koivut, joten ne soveltuvat valintaan koivun jalostusohjelmissa.

Niskanen, University of Helsinki, Department of Agricultural Sciences Sähköposti: anna-maija.niskanen@helsinki.fi

Yrjö Nuutinen. (2013). Possibilities to use automatic and manual timing in time studies on harvester operations. https://doi.org/10.14214/df.156

Avainsanat: aikatutkimus; työntutkimus; hakkuukone; työvaihe

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Automaattisen ja manuaalisen työajanmittauksen soveltuvuus hakkuukoneen aikatutkimuksissa Työaikatutkimukset ovat olleet keskeisessä roolissa hakkuukonetyön tutkimuksissa aina siitä alkaen kun ensimmäisiä malleja kokeiltiin. Tänä päivänä aikatutkimusten aiheet ovat laajentuneet hakkuukoneiden teknologian ja työmenetelmien kehittämisestä aina kuljettajien ammattitaidon ja työhyvinvoinnin lisäämiseen sekä ympäristökysymyksiin. Hakkuukonetyön tutkimuksissa on jo hyödynnetty 2000-luvun uusinta mittausteknologiaa. Tällöin on myös tärkeää selvittää eri mittausmenetelmien soveltuvuutta ja yhteensopivuutta työaikatutkimuksessa. Väitöskirjan tavoitteena oli selvittää automaattisen ja manuaalisen työajanmittauksen soveltuvuutta hakkuukoneen aikatutkimuksissa, jotta nopeatahtista hakkuukonetyötä voitaisiin entistä paremmin ymmärtää ja kehittää. Manuaalisessa työajanmittauksessa metsätyöntutkija havainnoi silmämääräisesti hakkuukoneen työskentelyn liikkeitä ja tallentaa niiden ajat mukana kannettavalle maastotallentimelle. Automaattisessa työajanmittauksessa puolestaan ns. tiedonlouhintaohjelmat tallentavat erilaiset liikeajat suoraan hakkuukoneen tietokoneelle. Tutkimuksen tulosten mukaan manuaalinen aikatutkimus ei aina anna riittävää kuvaa hakkuukonetyöstä, sillä ihminen kykenee havaitsemaan vain osan nopeasti vaihtuvista hakkuukoneen liikkeistä. Ihmisen joustavaa havainnointia tarvitaan kuitenkin vastaisuudessakin kokonaisten työprosessien ja poikkeuksellisten toimintojen mittaukseen. Tutkimus vahvisti, että hakkuukoneen tietojärjestelmästä työaikaa keräävää automaattista mittausta tarvitaan jatkossa entistä enemmän hakkuukonetyön kuvaamiseen. Automaattinen mittaus mahdollisti yhtäaikaisten hakkuukoneen liikkeiden rekisteröimisen. Automaattisen mittauksen etu on, että sillä voidaan kerätä tehokkasti ja tarkasti laajoja aineistoja sekä tuottaa tietoa tasapuolisesti kaikissa olosuhteissa. Tutkimuksessa havaittiin, että hakkuukoneen normaalista toimintajärjestyksestä poikkeavat tekijät saattavat aiheuttaa virheitä automaattiseen mittaukseen. Tutkimuksessa kehitettiin automaattiseen mittaukseen perustuva aikatutkimusmenetelmä, jossa hakkuukoneen työ on paloiteltu työvaiheisiin. Menetelmän etu on, että työajanmittaus voidaan kohdistaa juuri tutkimusongelman kannalta tärkeimpiin työn osiin. Menetelmällä työaikaa on mahdollista mitata myös perinteisellä manuaalisella mittauksella, jolloin molempien mittaustapojen edut voidaan yhdistää.

Nuutinen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: yrjo.nuutinen@metla.fi

Terhi Rasilo. (2013). Connecting silvan and lacustrine ecosystems: transport of carbon from forests to adjacent water bodies. https://doi.org/10.14214/df.155

Avainsanat: hiilitase; valuma-alue; boreaalinen; lateraalinen hiilen kulkeutuminen; rantavyöhyke

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Metsä- ja vesiekosysteemien yhteys: puuston sitoman hiilen kulkeutuminen vesistöihin Metsät, suot ja järvet ovat tyypillisiä havumetsävyöhykkeen ympäristöjä. Veden liikkuminen eli hydrologinen kierto ja hiilen kierto yhdistävät ne toisiinsa. Ekosysteemien välisiä hiilivirtoja tunnetaan kuitenkin verraten huonosti, koska ekosysteemejä on perinteisesti tutkittu erikseen. Ilmastonmuutoksen edetessä tulee kuitenkin yhä tärkeämmäksi tarkastella yksittäisten kohteiden sijaan kokonaisuuksia. Väitöskirjatutkimukseni tarkasteleekin maa- ja vesiekosysteemien kytkeytymistä toisiinsa. Tutkin valuma-aluetason hiilivirtoja maastomittauksin ja mallintamalla. Lisäksi tutkin laboratoriossa yksittäisten taimien yhteyttämän hiilen allokaatiota eli jakautumista juuri- ja versobiomassan kasvuun sekä hengitykseen. Tavassa, jolla eri puulajit allokoivat sidottua hiiltä maanalaisiin ja -päällisin osiin, oli lajikohtaisia eroja, jotka heijastavat sopeutumista erilaisiin olosuhteisiin. Symbionttiset mykoritsasienet ovat tärkeitä puiden kasvun kannalta ja tutkimustulosteni osoittavat tiettyjen sienilajien voivan muuttaa allokaatiosuhteita. Havaitsin myös sekä yhteytyksen että hengityksen kasvavan maan lämpötilan kohotessa, mutta muutokset kompensoivat toisensa eikä sidotun hiilen määrä muuttunut. Hiilen kiertoa säätelevät prosessit ovat erilaisia maa- ja vesiympäristöissä. Metsäekosysteemin ja ilmakehän välisiä hiilivirtoja säätelevät ennen kaikkea biologiset prosessit kuten yhteyttäminen ja hajotus, kun taas järven ja ilmakehän väliseen hiilenvaihtoon vaikuttavat voimakkaasti fysikaaliset tekijät kuten vesipatsaan kerrostuneisuutta säätelevä konvektio ja tuulen aiheuttama turbulenssi. Maaperä on vakaa ympäristö, jossa kaasut liikkuvat lähinnä molekyläärisen diffuusion avulla, kun taas vesistöissä ne kulkeutuvat liikkuvan vesimassan mukana eli turbulenttinen diffuusio on tärkeämpi. Horisontaalisesti maalta veteen liikkuvan veden mukana maaperän kaasuja ja liuenneita orgaanisia yhdisteitä päätyy vesistöihin. Metsän hiilitaseeksi kutsutaan yhteyttämällä sidotun ja hengityksessä ja hajotuksessa vapautuvan hiilimäärän erotusta. Taseen avulla voidaan arvioida metsän roolia hiilinieluna tai lähteenä. Maa- ja vesiekosysteemejä on tarkasteltava yhdessä, sillä vesistöjen kautta palautuu ilmakehään lopulta merkittäviä määriä metsissä sidottua hiiltä. Tutkimukseni osoittaa, että hiiltä poistuu metsistä veden mukana vesistöihin ja kulkeutumista säätelee erityisesti kuljettavan veden määrä. Ilmastonmuutoksen edetessäkin yleistyvien rankkasateiden jälkeen maalta vesistöihin kulkeutuvan hiilen vaikutus oli tutkimusalueellani selkein purossa. Väitöskirjatutkimukseni osoittaa, että metsistä vesistöihin kulkeutuva hiili voi pienentää metsän hiilitasetta jopa puoleen. Sen vuoksi on tärkeää tarkastella hiilitaseita maisematasolla eri ympäristöjen väliset hiilivuot huomioiden.

Rasilo, University of Helsinki, Department of Environmental Sciences Sähköposti: terhi.rasilo@helsinki.fi

Dissertationes Forestales vol. 2013 | 2013

Kategoria : Articles