Tutkimusalueellamme Hollolan Hälvälässä laajamittainen haulikkoammunta on johtanut ampumarata-aluetta ympäröivän mäntymetsäekosysteemin maapohjan saastumiseen (paikoin jopa 30 000 kg lyijyhauleja/ha). Vaikka kyseisen lyijysaastuneen männikön hyvinvoinnista vastaava metsämaaperän avainlajisto, kuten änkyrimadot ja sukkulamadot, kärsii kontaminaatiosta, muutokset maaperän ravintoverkossa eivät, ainakaan silmämääräisesti tarkasteltuna, näytä heijastuvan maanpäällisen ekosysteemin rakenteeseen ja toimintaan. Havaintomme on yllättävä ja viittaa mäntyekosysteemin hyvään kykyyn sekä kestää häiriötä että palautua siitä. Laboratoriotutkimuksemme osoittavat, että ekosysteemin valtalajin, männyn, kasvu kärsii lyijysaastuneessa maassa silloin kun sen juuristosta puuttuu luonnollinen hajottajaravintoverkko. Oleellinen kysymys männyn hyvinvoinnista tutkimusalueellamme näyttää siis kytkeytyvän maaperän hajottajaeliöstön kykyyn joko (i) selvitä lyijykontaminaatiosta tai (ii) muuttua niin, että sen rooli metsän kasvun kannalta säilyy. Jälkimmäiseen liittyy käsite ”toiminnallisesta korvautuvuudesta” (engl. functional redundancy), toisin sanoen siitä, että lyijylle herkkä laji tai toiminnallinen lajiryhmä toimintoineen korvautuu toisella, paremmin uusiin olosuhteisiin sopeutuneella lajilla/ryhmällä. Tutkimushypoteesimme pohjautuukin edellä mainittuun käsitteeseen: voimakkaasti lyijysaastuneen mäntyekosysteemin toimintaa ylläpitää maaperän hajottajaravintoverkon eliöstön poikkeuksellisen laaja toiminnallinen korvautuvuus, minkä seurauksena tutkittu ekosysteemi (i) kestää hyvin ja (ii) palautuu nopeasti sitä kohtaavilta häiriöiltä. Tavoitteemme on selvittää lyijyä parhaiten ja heikoiten sietävät hajotusravintoverkon eliöryhmät ja ovatko lyijyä sietävät eliöryhmät korvanneet toiminnalisesti lyijylle herkempiä ryhmiä. Samalla seuraamme lyijyn kulkeutumista kangasmetsämaaperässä ja ravintoverkossa selvittäen ne toiminnalliset ryhmät, jotka akkumuloivat eniten ja vähiten maaperän lyijyä. Haluamme edelleen selvittää liittyykö lyijysaastuneen ekosysteemin kyky kierrättää ravinteita maasta kasveille (ja päinvastoin) tärkeiden hajottajaeliöiden kykyyn estää lyijyn kertyminen kudoksiin, vai selittyykö systeemin häiriön sieto eliöstön toiminnallisella korvautuvuudella. Tämä tieto on ratkaisevan tärkeä mm. lyijysaastuneen alueen kunnostuskysymyksissä - lyijyn kulkeutumisesta ravintoketjussa ja sen varastoitumisesta luonnonekosysteemissä ei juurikaan ole tutkittua tietoa. Koska tutkimusalueella on rinnakkain parhaillaan aktiivinen (käytössä vuodesta 1985 alkaen) että käytöstä poistettu (aktiivinen toiminta vuosina 1964-1987) ampumarata-alue, ryhmällämme on harvinainen tilaisuus perehtyä samanaiaikaisesti sekä (i) systeemin häiriön sietoon (aktiivinen alue) että (ii) häiriöstä palautumiseen (käytöstä poistettu alue) liittyviin mekanismeihin. Ekosysteemistä mitattuja toiminnallisia muuttujia (ravinnekierrot, hajotusnopeus, jne.) verrataan näihin tietoihin lyijyn ekosysteemitason vaikutusten selvittämiseksi
Tulokset
Hanke alkoi kenttäkokeiden perustamisella kesällä 2007 jolloin maahan kaivettiin 10 lysimetriä vajoveden lyijy- ja ravinnepitoisuuksien analysoimiseksi. Myöhemmin kesällä otettiin maaperäeläinäytteitä lyijyn kertymisen tutkimiseen. Syksyllä perustettiin biotiitti-ruutuja lyijysaastuneelle alueelle (ns. restoraatiotutkimus). Tutkimus on edennyt suunnitelmien mukaisesti: kenttälysimetrien valuvedet kerätty talteen ja näytteenotot maaperästä tehty. Vuoden 2007 loppun mennessä kokeet on suoritettu ja suurin osa näytteistä analysoitu.
Vastaava tutkija
Setälä Heikki, Helsingin yliopisto, Ympäristöekologian laitos Yhteistyötahot
Helsingin yliopiston Ympäristöntutkimusyksikön (HERC) rahoittamaa 3-vuotista (2005-2007) hanke ” Ecosystem resilience as affected by lead contamination in coniferous forest”, jonka johtajana Prof. Martin Romantschuck
Hankkeen kesto 2007 - 2007
Asiasanat
Maaperäeliöt, ravinnekierrot, restoraatio, lyijy
Hankkeen vaihe: päättynyt
HUOM! Tämä tutkimushankekuvaus on tuotettu Hankehaaviin Helsingin yliopiston TUHTI-tutkimustietojärjestelmästä, jota ei enää ylläpidetä. Tarkista ajantaiset tutkimushanketiedot Helsingin yliopiston TUHAT-järjestelmästä.
|