Metla

Aluskasvillisuus

Aluskasvillisuuden lajikoostumus vaihteli jonkin verran eri puulajien välillä. Vaikka pääpiirteissään samoja lajeja kasvoikin rauduskoivikossa, kuusikossa ja männikössä, oli niiden runsaussuhteissa selviä puulajikohtaisia eroja. Metsälauha (Deschampsia flexuosa) kasvoi runsaimpana koivikossa, joissa yleisimpien metsäsammalten (esim. Pleurozium schreberi, Hylocomium splendens) peittävyys oli puolestaan pienimmillään. Mustikka oli runsaimpana kasvava varpu kaikkien puulajien metsissä. Aluskasvillisuuden maanpäällisten osien kokonaisbiomassa oli lähes samansuuruinen kaikkien puulajien metsissä.

Hienojuuriston määrä ja kasvudynamiikka

Hienojuurten ja niiden sienijuurten eli mykoritsojen määrää ja morfologiaa tutkittiin Kivalon puulajikokeella paksusammaltyypin (HMT) metsiköissä (ikä 74 vuotta) yhteistyössä hankkeen 3340 kanssa. Tutkimus oli myös osa pohjoismaista hanketta "Role of roots in carbon cycling in forest soil (Helmisaari-Lõhmus-Majdi)". Tulosten mukaan hienojuurten kokonaismäärässä pääpuulajiemme erot ovat samalla kasvupaikalla pienet (Helmisaari ym. 2007) , mutta mykoritsallisia juurenkärkiä oli eniten koivulla. Koivun hienojuurten mykoritsallisten juurenkärkien pinta-ala ja pituus suhteessa painoon olivat myös suurempia kuin männyllä ja kuusella (Ostonen ym. 2007), mikä mahdollistaa koivun tehokkaan ravinteiden oton. Ravinteita ottava sienirihmasto on kiinnittyneenä juurenkärkiin, joten juurenkärkien lukumäärä ja pinta-ala voi kuvastaa epäsuorasti puulajien ravinteidenottokykyä.

Kivalon puulajikokeella tutkitaan myös hienojuurten kasvua ja uusiutumista juurten kasvukolonneilla ja ns. miniritsotroneilla.

Kivalon puulajikoe oli retkikohde syyskuussa 2006 Lapissa järjestetyssä kansainvälisessä kokouksessa " Roots, mycorrhizas and their external mycelia in carbon dynamics in forest soil " .
Verkostoyhteistyö: Cost Action E38 "Woody Root Processes"

Maan mikrobiprosessit ja orgaaninen aine

Hiilen ja typen kierron kannalta keskeiset mikrobiprosessit olivat aktiivisempia tai vähintään yhtä aktiivisia koivikkomaissa kuin kuusikko- tai männikkömaissa, mutta tulos vaihteli riippuen metsikön iästä ja kasvupaikasta. Samoin mikrobitoiminnot vaihtelivat metsämaan orgaanisen horisontin eri kerroksissa. Tutkimuksissa paljastui hämmästyttävän alhaisia typen nettomineralisaationopeuksia joissakin havumetsämaissa; ainakin Kivalon puulajikokeella myös bruttomineralisaatio oli alhainen.

Maan orgaanisen aineen luonnehdinnassa keskityttiin osaksi maan liukoiseen orgaaniseen aineeseen, osaksi kahteen tärkeään kasvin sekundääriaineryhmään, fenolisiin yhdisteisiin ja terpeeneihin. Puulajikoostumus vaikutti maasta uutettuun liukoisen orgaanisen hiilen ja typen määrään ja koostumukseen ja siihen, miten maan sienet ja bakteerit kykenivät hajottamaan niitä. Joissakin havumetsämaissa havaittiin poikkeuksellisen korkea suhde liukoisen orgaanisen typen ja mineraalitypen välillä, mikä sekin viittaa liukoisen orgaanisen typen tärkeyteen etenkin havumetsämaissa.

Kasvin sekundääriainetutkimuksissa kehitettiin menetelmiä mitata haihtuvien yhdisteiden pitoisuuksia maan huokosilmasta. Männikkö- ja kuusikkomaan huokosilmassa oli runsaasti erilaisia haihtuvia monoterpeenejä, etenkin alfapineeniä. Sitä vastoin monoterpeenien pitoisuudet olivat olemattomia koivikkomaassa. Myös korkeampien terpeenien sekä fenolisten yhdisteiden, esim. kondensoituneiden tanniinien määrissä ja rakenteellisissa ominaisuuksissa maan orgaanisen horisontin eri kerroksissa oli puulajikohtaisia eroja. Laboratoriokokeissa havaittiin, että sekä havupuiden neulasista uutetut kondensoituneet tanniinit että haihtuvat monoterpeenit vaikuttivat typen kierron mikrobiprosesseihin; typen nettomineralisaatiota ne estivät. Havupuiden pihkasta haihtuvilla yhdisteillä, jotka olivat pääosin monoterpeenejä, todettiin samankaltaisia vaikutuksia maan prosesseihin. Vaikutustapoja näyttää olevan useita riippuen yhdisteestä. Kaiken kaikkiaan fenolisilla yhdisteillä ja terpeeneillä näyttää olevan suuri merkitys typen kierron mikrobiprosessien säätelijänä etenkin havumetsämaissa.

Orgaanisen aineen tutkimus tehtiin yhteistyössä Helsingin ja Turun yliopistojen sekä VTT Prosessien kanssa Suomen akatemian, Maj ja Tor Nesslingin säätiön ja Emil Aaltosen säätiön lisärahoituksella.

Kariketuotos ja karikkeen hajoaminen

Kivalon puulajikokeella tutkittiin maanpäällistä kariketuotosta, joka vaihteli keskimäärin välillä 3000-3500 kg/ha/v. Puustokarikkeen hajoamista tutkittiin sijoittamalla maahan koivun, kuusen ja männyn lehtiä/neulasia ja hienojuuria sisältäviä verkkopusseja. Koivun sekä juuri- että lehtikarike hajosi nopeammin kuin havupuiden karike, ja lehtikarike hajosi juurikariketta nopeammin. Karikkeen laadun lisäksi myös kasvupaikka vaikutti: kaikkien puulajien karike hajosi nopeimmin koivikossa. Myös mustikan hajoamista tutkittiin asentamalla mustikan varsia ja lehtiä sisältäviä harsopusseja metsämaahan humuskerroksen alle kahden vuoden ajaksi. Hajoaminen oli koivikossa nopeampaa kuin havupuumetsissä.

Vajoveden laatu

Puulajikoostumuksella oli vaikutusta vajoveden laatuun, esim. sen happamuuteen ja liukoiseen orgaaniseen hiileen. Laboratoriokokeissa eri puulajien metsiköiden vajovesi aiheutti kuitenkin hyvin samansuuruisen alkuaineiden vapautumisen kivennäismaasta.

			Tulokset
Kotisivu			Aluskasvillisuus Aluskasvillisuuden lajikoostumus vaihteli jonkin verran eri puulajien välillä. Vaikka pääpiirteissään samoja lajeja kasvoikin rauduskoivikossa, kuusikossa ja männikössä, oli niiden runsaussuhteissa selviä puulajikohtaisia eroja. Metsälauha (Deschampsia flexuosa) kasvoi runsaimpana koivikossa, joissa yleisimpien metsäsammalten (esim. Pleurozium schreberi, Hylocomium splendens) peittävyys oli puolestaan pienimmillään. Mustikka oli runsaimpana kasvava varpu kaikkien puulajien metsissä. Aluskasvillisuuden maanpäällisten osien kokonaisbiomassa oli lähes samansuuruinen kaikkien puulajien metsissä. Hienojuuriston määrä ja kasvudynamiikka Hienojuurten ja niiden sienijuurten eli mykoritsojen määrää ja morfologiaa tutkittiin Kivalon puulajikokeella paksusammaltyypin (HMT) metsiköissä (ikä 74 vuotta) yhteistyössä hankkeen 3340 kanssa. Tutkimus oli myös osa pohjoismaista hanketta "Role of roots in carbon cycling in forest soil (Helmisaari-Lõhmus-Majdi)". Tulosten mukaan hienojuurten kokonaismäärässä pääpuulajiemme erot ovat samalla kasvupaikalla pienet (Helmisaari ym. 2007) , mutta mykoritsallisia juurenkärkiä oli eniten koivulla. Koivun hienojuurten mykoritsallisten juurenkärkien pinta-ala ja pituus suhteessa painoon olivat myös suurempia kuin männyllä ja kuusella (Ostonen ym. 2007), mikä mahdollistaa koivun tehokkaan ravinteiden oton. Ravinteita ottava sienirihmasto on kiinnittyneenä juurenkärkiin, joten juurenkärkien lukumäärä ja pinta-ala voi kuvastaa epäsuorasti puulajien ravinteidenottokykyä. Kivalon puulajikokeella tutkitaan myös hienojuurten kasvua ja uusiutumista juurten kasvukolonneilla ja ns. miniritsotroneilla. Kivalon puulajikoe oli retkikohde syyskuussa 2006 Lapissa järjestetyssä kansainvälisessä kokouksessa " Roots, mycorrhizas and their external mycelia in carbon dynamics in forest soil " . Verkostoyhteistyö: Cost Action E38 "Woody Root Processes" Maan mikrobiprosessit ja orgaaninen aine Hiilen ja typen kierron kannalta keskeiset mikrobiprosessit olivat aktiivisempia tai vähintään yhtä aktiivisia koivikkomaissa kuin kuusikko- tai männikkömaissa, mutta tulos vaihteli riippuen metsikön iästä ja kasvupaikasta. Samoin mikrobitoiminnot vaihtelivat metsämaan orgaanisen horisontin eri kerroksissa. Tutkimuksissa paljastui hämmästyttävän alhaisia typen nettomineralisaationopeuksia joissakin havumetsämaissa; ainakin Kivalon puulajikokeella myös bruttomineralisaatio oli alhainen. Maan orgaanisen aineen luonnehdinnassa keskityttiin osaksi maan liukoiseen orgaaniseen aineeseen, osaksi kahteen tärkeään kasvin sekundääriaineryhmään, fenolisiin yhdisteisiin ja terpeeneihin. Puulajikoostumus vaikutti maasta uutettuun liukoisen orgaanisen hiilen ja typen määrään ja koostumukseen ja siihen, miten maan sienet ja bakteerit kykenivät hajottamaan niitä. Joissakin havumetsämaissa havaittiin poikkeuksellisen korkea suhde liukoisen orgaanisen typen ja mineraalitypen välillä, mikä sekin viittaa liukoisen orgaanisen typen tärkeyteen etenkin havumetsämaissa. Kasvin sekundääriainetutkimuksissa kehitettiin menetelmiä mitata haihtuvien yhdisteiden pitoisuuksia maan huokosilmasta. Männikkö- ja kuusikkomaan huokosilmassa oli runsaasti erilaisia haihtuvia monoterpeenejä, etenkin alfapineeniä. Sitä vastoin monoterpeenien pitoisuudet olivat olemattomia koivikkomaassa. Myös korkeampien terpeenien sekä fenolisten yhdisteiden, esim. kondensoituneiden tanniinien määrissä ja rakenteellisissa ominaisuuksissa maan orgaanisen horisontin eri kerroksissa oli puulajikohtaisia eroja. Laboratoriokokeissa havaittiin, että sekä havupuiden neulasista uutetut kondensoituneet tanniinit että haihtuvat monoterpeenit vaikuttivat typen kierron mikrobiprosesseihin; typen nettomineralisaatiota ne estivät. Havupuiden pihkasta haihtuvilla yhdisteillä, jotka olivat pääosin monoterpeenejä, todettiin samankaltaisia vaikutuksia maan prosesseihin. Vaikutustapoja näyttää olevan useita riippuen yhdisteestä. Kaiken kaikkiaan fenolisilla yhdisteillä ja terpeeneillä näyttää olevan suuri merkitys typen kierron mikrobiprosessien säätelijänä etenkin havumetsämaissa. Orgaanisen aineen tutkimus tehtiin yhteistyössä Helsingin ja Turun yliopistojen sekä VTT Prosessien kanssa Suomen akatemian, Maj ja Tor Nesslingin säätiön ja Emil Aaltosen säätiön lisärahoituksella. Kariketuotos ja karikkeen hajoaminen Kivalon puulajikokeella tutkittiin maanpäällistä kariketuotosta, joka vaihteli keskimäärin välillä 3000-3500 kg/ha/v. Puustokarikkeen hajoamista tutkittiin sijoittamalla maahan koivun, kuusen ja männyn lehtiä/neulasia ja hienojuuria sisältäviä verkkopusseja. Koivun sekä juuri- että lehtikarike hajosi nopeammin kuin havupuiden karike, ja lehtikarike hajosi juurikariketta nopeammin. Karikkeen laadun lisäksi myös kasvupaikka vaikutti: kaikkien puulajien karike hajosi nopeimmin koivikossa. Myös mustikan hajoamista tutkittiin asentamalla mustikan varsia ja lehtiä sisältäviä harsopusseja metsämaahan humuskerroksen alle kahden vuoden ajaksi. Hajoaminen oli koivikossa nopeampaa kuin havupuumetsissä. Vajoveden laatu Puulajikoostumuksella oli vaikutusta vajoveden laatuun, esim. sen happamuuteen ja liukoiseen orgaaniseen hiileen. Laboratoriokokeissa eri puulajien metsiköiden vajovesi aiheutti kuitenkin hyvin samansuuruisen alkuaineiden vapautumisen kivennäismaasta.

Päivitetty:	10.07.2007 / ASte	Metla : Tutkimus: Tutkimushankkeet

Tulokset