Kasurinen Anne (FM) 1.4.2006

Luonnontieteiden ja ympäristötieteiden tiedekunta

Ympäristötieteet

Soil-related processes of young silver birch trees grown under elevated CO2 and O3 (Kohotetun hiilidioksidi- ja otsonipitoisuuden vaikutus rauduskoivun juuristo- ja maaperäprosesseihin)

Vastaväittäjä: Professori Rauni Strömmer, Helsingin yliopisto
Kustos: Professori Toini Holopainen, Kuopion yliopisto


Väitöskirjan tiivistelmä:


Ilmakehän hiilidioksidi- ja otsonipitoisuuden kasvu heijastuu rauduskoivun juuristoon, maaperäprosesseihin ja lehtikarikkeen laatuun

Alailmakehän hiilidioksidi- ja otsonipitoisuudet kohoavat ihmistoiminnan seurauksena. Kohoavan hiilidioksidipitoisuuden oletetaan lisäävän pohjoisen pallonpuoliskon metsien puuston kasvua ja yhteytystä, kun taas kohoavan otsonipitoisuuden ennustetaan haittaavan metsäpuiden perustuotantoa.

Hiilidioksidin ja otsonin aiheuttamat muutokset puiden maanpäällisen osan kasvussa sekä yhteyttämisessä voivat heijastua myös metsäekosysteemin toiminnan kannalta tärkeiden hienojuurien, lehtikarikkeen ja maaperän prosesseihin, ja siten muuttaa hiilen kulkeutumista ja sitoutumista maaperään. Vaikka sekä hiilidioksidin että otsonin erillisvaikutuksia metsäpuihin ja niiden maanalaisiin osiin on tutkittu jo melko paljon, näiden kaasujen yhteisvaikutuksista on yhä olemassa sangen vähän tietoa.

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kohotetun hiilidioksidi- ja otsonipitoisuuden erillis- ja yhteisvaikutuksia rauduskoivun hieno- ja sienijuuriin, maahengitykseen sekä lehtikarikkeen laatuun ja hajoamiseen mahdollisimman realistisissa olosuhteissa. Kasvukausien 1999 - 2001 aikana Metsäntutkimuslaitoksen Suonenjoen tutkimusasemalla kahta eri alkuperää olevaa rauduskoivukloonia altistettiin kohotetulle hiilidioksidi- ja otsonipitoisuudelle puoliavoimissa altistuskammioissa. Kokeen aikana koepuiden juurten kasvua ei rajoitettu ja kokeessa käytetyt kaasualtistukset vastasivat ilmastomallien mukaisia ennusteita tämän vuosisadan lopussa.

Tutkimuksessa havaittiin, että otsoni muutti erilaisten sienijuurten osuuksia hienojuurissa enemmän kuin hiilidioksidi, kun taas hiilidioksidin vaikutus lehtikarikkeen ravinteisiin, soluseinän kemiaan ja fenolisiin yhdisteisiin oli selvempi kuin kohotetun otsonin. Sen sijaan lehtikarikkeen hajoamiseen kasvatuskausien hiilidioksidi- ja otsonipitoisuuksilla ei ollut selvää tai pysyvää vaikutusta.

Eteläisempää alkuperää olevalla kloonilla maahengitys ei noussut kohotetussa hiilidioksidipitoisuudessa lainkaan, kun taas keskisuomalaisella kloonilla kohotettu hiilidioksidi lisäsi maasta vapautuvan hiilidioksidin määrää selvästi. Otsoni kiihdytti myös maahengitystä kummallakin kloonilla kokeen edetessä. Toisaalta eteläisempää alkuperää oleva klooni näytti olevan otsonille herkempi kuin keskisuomalainen klooni, sillä otsoni vähensi etenkin tämän kloonin hienojuurten massaa sekä myös sienten itiöemien kasvua puiden ympärillä kokeen lopussa.

Vaikka yhdistelmäkäsittelyssä kohotettu hiilidioksidi useimmiten esti otsonin vaikutukset, joitakin poikkeuksiakin oli. Muun muassa sienijuurten kokonaismäärät kummallakin kloonilla kasvoivat vain hiilidioksidin ja otsonin erilliskäsittelyissä, kun taas yhdistelmäkäsittelyssä sienijuurten määrä ei lisääntynyt.

Tulokset osoittavat, että ilmaston muutoksen vaikutukset voivat heijastua rauduskoivun sienijuuriin ja karikkeen laatuun sekä maaperästä vapautuvan hiilidioksidin määrään. Mikäli nämä muutokset ovat pysyviä, ne voivat muuttaa pohjoisten metsien hiilen kiertoa ja siten osaltaan muuttaa metsät hiilen sitojasta hiilen lähteeksi. Toisaalta puiden perimä vaikutti hiilidioksidi- ja otsonivasteisiin selvästi. Geneettiset erot yksilöiden hiilidioksidi- ja otsonivasteissa tekevät ilmastonmuutoksen vaikutuksen ennustamisen rauduskoivun menestymiseen vaikeaksi. Oletettavaa kuitenkin on, että osa Suomen rauduskoivupopulaatiosta ei pysty täysin sopeutumaan ilmastonmuutokseen.


Väitöskirja on julkaistu sarjassa Kuopion yliopiston julkaisuja C. Luonnontieteet. ISBN 951-27-0352-1. Sitä voi tilata yliopiston kirjaston julkaisumyynnistä sähköposti: yrjo.valtanen@uku.fi tai verkko-osoitteesta http://www.uku.fi/kirjasto/julkaisutoiminta/julkmyyn.shtml


Kuopion yliopisto
Viestintä
tiedotus_at_uku.fi