Tavoitteet
Tutkimus tuottaa uutta tietoa metsäluonnon monimuotoisuudesta sekämonimutoisuuden säilyttämisen ja hiilen sidonnan välisistäkytkennöistä. Hankkeessa kehitettävät ja täydennettävät mallit auttavat ennustamaan metsien kehitystäympäristöolosuhteissa, jotka poikkeavat nykyisistäesim. ilmastonmuutoksen tai muuttuvien metsänhoitomenetelmien johdosta. Tavoitteiden toteuttamiseksi hankkeessamme työskennellään kolmella tasolla: I. Kohdelajien ekologia ja lajiston suhde ekosysteemin toimintaan Mallitetaan kääpälajien elinympäristövaatimuksia. Analysoidaan lahopuusta eristetyn DNA:n sekäitiöemähavaintojen perusteella sienilajiston monimuotoisuus lahoamisen eri vaiheissa. Mallitetaan kääpälajiston sukkessio lahoavalla puulla. II. Metsikön kehitys Testataan ja edelleen kehitetään lahopuuston dynamiikkaa kuvaavia malleja sekäarvioidaan lahopuun määrän ja laadun muutoksia eri käsittelyskenaarioissa. Täydennetään metsikön kehitystäkuvaavaa prosessipohjaista kasvumallia liittämälläsiihen maan vesitasetta ja hajotustoimintaa kuvaavat osamallit. Tutkitaan ilmasto-olosuhteiden vaikutusta biomassan allokaatioon ja biomassan virtoihin. Analysoidaan erilaisten metsänkäsittelyketjujen vaikutusta puuston ja maaperän hiilen sidontaan sekälajiston monimuotoisuuteen muuttuvassa ilmastossa. III. Alueellinen vaihtelu Tutkitaan kääpälajien esiintymisen alueellista vaihtelua. Analysoidaan elinympäristölaikkujen pirstoutumisen vaikutusta lajien esiintymiseen. Analysoidaan metsäpalojen ja muiden metsätuhojen alueellisia ja ajallisia muutoksia sekämuutosten syitä. Kuvataan nettoprimaarituotoksen (NPP:n) alueellinen vaihtelu Suomessa ja hyödynnetään tietoa metsien hiilivaraston muutosten laskennassa. Hiilen sitoutuminen metsien biomassaan, lahopuustoon ja maaperään hidastaa ilmastonmuutosta (video) Katso myös hanke Muuttuvat metsäpaloregiimit pohjoisissa havumetsissä
Tulokset
I. Kohdelajien ekologia ja lajiston suhde ekosysteemin toimintaan Lahopuussa eläväsienilajisto muuttuu lahoamisen edetessäLue juttu Kuusipuun lahotessa sen ligniini-, typpi- ja kosteuspitoisuus kasvaa tiheyden pienentyessä(katso posteri ja esitelmä) Lahopuun sieniyhteisön RNA-analyysi osoitti, ettäkatkolahottajat ja muut kotelosienet olivat yleisiälahosukkession alussa, valko- ja ruskolahottajia esiintyi runsaasti keskimääräiseen lahovaiheeseen asti, kun taas mykorritsasienet olivat valtaryhmäpitkälle lahonneissa puun rungoissa. Sienilajiston monimuotoisuus lisääntyi puun lahotessa. Katso julkaisu Rajala et al. 2011 (pdf) Puulajien sienilajistot poikkeavat toisistaan. Katso julkaisu Rajala et al. 2010 (pdf) Kääpäsienien itiöemien runsaus ei indikoi koko sienilajiston runsautta puussa. Se, miten kattavasti koko puussa eläväsienilajisto voidaan tunnistaa, riippuu käytetystäDNA menetelmästäsekäreferenssikirjastosta. Katso julkaisu Ovaskainen et al. 2010 (pdf) II. Metsikön kehitys Metsänkäsittelyvalinnat vaikuttavat metsien hiilitaseeseen. Kasvillisuuden ja maaperän hiilivarastot ovat muuttuvassa ilmastossa suurempia kuin nykyilmastossa. Hiilivarastot kasvavat sekätalous- ettäluonnonmetsissä. Luonnontilaisen metsän hiilivarasto on suurempi kuin käsitellyn talousmetsän. Katso julkaisu Mäkipääet al 2011 (pdf) Tulosten mukaan puuston kasvu korreloi neulaskarikkeen kanssa Kivalon tutkimusalueen männikössäheikosti, mutta merkitsevästi 4 vuoden viiveellä. Varsinkin sääolot 4 ja 6 vuotta aiemmin vaikuttivat neulaskarikkeen määrään. Tutkimuksessa huomattiin myös ettäkevään vesisateet korreloivat negatiivisesti neulaskarikkeen kanssa. Katso julkaisu Lehtonen et al 2008 (pdf) Hakkuutähteiden korjuu energiapuuksi vähentäämetsikön kierrossa olevien ravinteiden mm. typen määrää, mutta kokeellista tietoa energiapuun korjuun vaikutuksesta puiden kasvuun ja maaperään on vähän saatavilla. Tutkimme miten korjuun vaikutusten arvioinnissa käytettyjen mallien kuvaus maaperän ravinnekierron ja puuston kasvun takaisinkytkennästävaikuttaa ennusteisiin. Tulosten mukaan hakkuutähteiden korjaaminen metsästävähentääkasvua ja siten metsikön biomassaan sitoutuneen hiilen määrää. Mallitettaessa puuston kasvu ja maan hiilitase ilman takaisinkytkentäänäyttääkorjuun kasvua alentava vaikutus pienemmältä. Katso julkaisu Palosuo et al 2008 (pdf) Luonnontilaisissa - harventamattomina kehittyneissä- kuusikoissa puiden kuolemistodennäköisyyteen vaikuttavat käytännössävain niitä4-5 cm rinnankorkeusläpimitaltaan suuremmat puut. Puiden välisestäkilpailusta johtuva luonnonpoistuma voidaan kuvata yksinkertaisella läpimitan neliöjuureen perustuvan indeksin avulla. Laatimamme yksinkertainen ja ekologisesti järkeväkilpailuindeksi voidaan helposti sisällyttäävanhojen metsien kehitystäkuvaaviin metsikkömalleihin. (katso julkaisu ja esitelmä). III. Alueellinen vaihtelu Etelä-Karjalan ja Karjalan Kannaksen metsät eroavat huomattavasti toisistaan. Landsat-satelliittiaineiston perusteella havaittiin, ettämetsikkölaikut ovat Suomen puolella rajaa oleellisesti pienempiäkuin Venäjän puolella. Lisäksi saman metsätyypin laikut sijaitsevat kauempana toisistaan. Näin ollen Suomen puolen metsämaiseman voidaan sanoa olevan pirstaleisempaa. Tämävaikuttaa erityisesti Suomen metsien eliöstön yhteyttälaajojen venäjän boreaalisten metsien eliöpopulaatioihin. Karjalan Kannas on yksi kolmesta kapeasta käytävästä, jotka yhdistävät Suomen populaatiot laajempiin Venäjän populaatioihin. Katso julkaisu Muukkonen et al 2009 (pdf) Järvien pohjasedimentteihin kerrostuneen siitepölyn runsauden perusteella voidaan rekonstruoida muinoin vallinneen puuston biomassaa ja puuston populaatioita. Katso julkaisu Seppäet al 2009 (pdf) Kuusi (Picea abies) on yksi Euraasian vallitsevista puulajeista ja se on levinnyt Pohjois-Eurooppaan hitaasti länteen päin saavuttaen Itä-Suomen noin 6500 ennen nykyaikaa. Keski-Ruotsiin kuusi saapui puolestaan noin 2700 vuotta sitten ja Etelä-Norjan 1000 vuotta sitten. Tulostemme perusteella kuusi saavutti levitessään kulloisillakin paikoilla asemansa yleensänoin 100-550 vuodessa. Erityisen huomioitavaa on se, ettälevitessään laajemmalle kuusi näyttääsyrjäyttäneen varsinkin lehmuksen kilpailussa kasvupaikoista. Näin ollen lehmuksen häviäminen ei johdukaan pelkästään ilmaston lämpenemisestä, vaan myös siitä, ettäkuusi on ollut lehmukselle liian vahva kilpailija samalla osin päällekkäisessäekolokerossa. Katso julkaisu Seppäet al 2009 (pdf) Puuston biomassan alueellista vaihtelua on kuvattu kartalla, joka tuotettiin yhdistämälläVMI10 aineistoja, puiden dimensiomallit, uudet biomassamallit ja k-NN estimointi . Keski-Suomen biomassakartta tuotettiin yhteistyössäSakari Tuomisen, Kalle Eerikäisen ja Anett Schibalskin kanssa. Puustobiomassan alueellista vaihtelua kuvaavaa menetelmääja alustavia tuloksia esiteltiin Montpellierin ForestSat'07 kokouksessa. Katso posteri (pdf) Analysoimme metsänomistajan tekemien metsänkäsittelyratkaisujen kuten kokopuukorjuun, kiertoajan, harvennusten ja lannoituksen sekäerilaisten häiriöiden merkitystämetsien hiilitaseeseen. Lisäksi selvitimme Euroopan eri osien metsien mahdollisuuksia ilmastonmuutoksen hillitsemisessä. Etelä-Euroopassa metsien hiilitaseeseen voidaan vaikuttaa metsäpaloja säätelemällä, Keski-Euroopassa voidaan mm. kasvattaa metsien biomassan hiilivarastoa ja hyödyntääpuustobiomassaa bioenergian lähteenä. Katso artikkeli Nabuurs et al. 2008. FEM 256: 194-200. Useimmissa Euroopan maissa on jo käytettävissämetsävaratietoa, jonka perusteella voidaan laskea metsien puuston ja maaperän hiilitase suuraluetasolla. Laskennassa tarvittavat mallit, jotka soveltuvat puuston sekäkangasmaiden maaperän hiilitaselaskentaan, ovat jo käytettävissäja niiden validisuutta on testattu. Katso artikkeli Mäkipääym. 2008. Teoksessa Dolman et al. The Continental-Scale Greenhouse Gas Balance of Europe. Tuloksia tutkimusryhmämme edellisistäprojekteista: http://www.metla.fi/hanke/3306/ Julkaisut Esitelmät ja posterit Final seminar on Forest ecology and challenges in the forest modeling, at the Finnish Forest Research Institute, Vantaa, Finland, 15 December 2011 Presentation at GEO-Carbon Conference: Carbon in a changing world, FAO, Rome, Italy, October 24-26, 2011 Mäkipääet al. Soil carbon monitoring at large geographical scales - a method based on soil survey combined with modelling (pdf) Presentation at Metsätieteen Päivä(a Day of Forest Science) Helsinki, Finland, October 26, 2011 Rajala et al. Community structure of wood-inhabiting fungi in relation to substrate quality of decaying Norway spruces (pdf) Valentin et al. Fungal community composition affects the rate of decomposition in Picea abies woody substrate (pdf) Linkosalo et al. Voiko metsämaan vesitaseen simuloinneilla selittääja ennustaa metsän kuivuusvaurioiden esiintymistä? (pdf) Presentation at 'International Scientific-Practical Conference on INNOVATION AND TECHNOLOGIES IN FORESTRY, 22-23 March, 2011, St.Petersburg, Russia Mäkipääand Vapaavuori, Implications of changing climate on forest management (pdf) РаисаМакипааиЭлинаВапаавуори, Воздействиеклиматическихизмененийналесопользование(pdf) Presentation at Metsätieteen Päivä(a Day of Forest Science), Helsinki, Finland, November 4, 2010 Rajala et al. Sieniyhteisön lajiston ja monimuotoisuuden muutos puun lahotessa (pdf) Peltoniemi &Mäkipää. Quantifying distance-independent tree competition for predicting Norway spruce mortality in unmanaged forests (pdf) Presentation at IMC9 - The Biology of Fungi, Edinburgh, UK, 1-6 August 2010 Rajala et al. Structure of wood-inhabiting fungal community in relation to quality of decaying Norway spruce logs (pdf) Presentation at IUFRO Conference on Multipurpose Forest Management, Niigata, Japan, September 20-25, 2009 Mäkipääet al. How forest carbon sequestration is affected by management and climate change? (pdf) Presentation at '6th International Symposium on Ecosystem Behavior BIOGEOMON 2009', June 29 - July 3, 2009, Helsinki, Finland Makipaa et al. Differences in forest carbon stock and timber supply between management options under changing climate (pdf) Linkosalo et al. Predicting the probability of severe droughts and changes in potential GPP under changing climate (pdf) Presentation at '21st New Phytologist Symposium. The ecology of ectomycorrhizal fungi', 10-12 December 2008, Montpellier, France. Rajala et al. Fungal diversity in decaying logs: proportion of ectomycorrhizal fungi revealed by DGGE fingerprinting and pyrosequencing (pdf) Presentation at '51st Annual Symposium of International Association of Vegetation Science (IAVS) - Frontiers of Vegetation Science', September 7-12, 2008, Stellenbosch University, South-Africa. Mäkipääet al. Succession of wood-inhabiting fungi during decomposition of the dead wood (pdf) Presentation at 'Nordic workshop on habitat structure and nature quality', May 14-15, 2008, Roskilde, Denmark. Mäkipää, R. Measuring spatial structure and its effects on biodiversity in Finland (pdf) Presentation at the ForestSat'07 conference , November 5-7 , 2007, Montpellier, France. Lehtonen et al. Biomass mapping for Central Finland with Landsat images (pdf)
Vastaava tutkija
Mäkipää, Raisa Hankkeen kesto 2006 - 2011
Asiasanat
biodiversiteetti, biodiversiteettisopimus, ilmastosopimus, maan hiilivaraston muutos, maaperän orgaaninen aines, metsien hiilinielu, seurantamenetelmien kehitys
Hankkeen vaihe: päättynyt
Huom! Tämä tutkimushankekuvaus on tuotettu Hankehaaviin aikanaan Metsäntutkimuslaitos Metlan tutkimustietojärjestelmästä, jota ei enää päivitetä. Ole hyvä ja tarkista löytyykö hankkeen ajantasaisia tietoja uudesta Luken tutkimustietojärjestelmästä.
|