Metla Hanke 3294

Neulasaikasarjat ympäristön tilan kuvaajina

[  English  |  Tavoitteet  |  Tulokset  |  Hankkeen vetäjä  |  Tutkijat  |  Julkaisut  |  Tiedotteet  |  Lisää hankkeesta  |  Metla Tutkimus  ]

Kesto: 2000-2006   Asiasanat: NTM, aikasarjat, dendrokronologia, ilmaston mallitus, mänty, neulasjälkimenetelmä, neulastuotanto, neulasvuosikerrat, paksuuskasvu, pituuskasvu
Tutkimushankeryhmä: Erillishankkeet 1 - Metsäekosysteemien rakenne ja toiminta

Tavoitteet

Hankkeessa tutkitaan neulasjälkimenetelmän (NTM) luotettavuutta ja neulasaikasarjojen tarkkuuteen vaikuttavia tekijöitä. Tutkimushankkeen tarkoituksena on myös kehittää edelleen neulasjälkimenetelmää. Hankkeessa tutkitaan myös:

·NTM:n käyttökelpoisuutta metsämännyn (Pinus sylvestris) levinneisyysalueella (lähinnä pohjoinen–etelä -suunnassa) ja erilaisissa luonnonolosuhteissa.

·menetelmän soveltuvuutta muille puulajeille (pääpaino mäntylajeilla)

·NTM:n soveltuvuutta yleiseurooppalaiseksi metsien terveydentilan kuvaajaksi

·erilaisten metsänhoidollisten toimenpiteiden (harvennushakkuu, lannoitus, kasvupaikan hyvyys, puun asema metsikössä (vallitseva/vallittu) ja maankäyttömuotojen (laidunnus, kaivannaisteollisuus) vaikutuksia neulastoon

·metsien terveydentilaa NTM:n avulla (epäpuhtaudet, taudit, hyönteisgradaatiot, normaali vaihtelu)

·neulasmuuttujien ja ilmastotekijöiden riippuvuuksia

·ilmastonmuutosta

·lämpötilan ja kuivuuden suhteita neulasdynamiikkaan

·kasvu- ja neulasproksien keskinäisiä riippuvuuksia sekä pitkäaikaisvaihteluita

·neulasjäljen ominaisuuksia ja käyttömahdollisuuksia

Tulokset

Neulasjälkimenetelmä (Needle Trace Method, NTM) on osoittautunut teknisesti erittäin luotettavaksi menetelmäksi määritettäessä takautuvasti neulasen ikä puuaineksesta ns. neulasjäljen avulla. Jokaisesta neulasesta jää puun ytimeen merkki eli neulasjälki koko siltä ajalta, kun neulanen on ollut puussa. Neulasjälkien perusteella voidaan selvittää neulasten iän ohella muun muassa neulasvuosikertojen määrä kulloisellakin hetkellä — oli puu sitten elävä tai kauan sitten kuollut mutta ytimeltään terve. Neulasjälkimenetelmä mahdollistaa pitkien aikasarjojen tuottamisen erilaisille neulastunnuksille takautuvasti, jolloin ei tarvita kalliita vuosittain toistuvia terveydentilan seurantoja esimerkiksi harsuuntumisen kehitystrendien selvittämiseksi.

Kotimainen mänty (Pinus sylvestris) on osoittautunut erinomaiseksi NTM:llä tutkittavaksi puulajiksi koko levinneisyysalueellaan Euroopassa. Levinneisyysalueensa ulkopuolella etelän alavilla mailla nuorella männyllä on taipumus valekasvaimeen ja -lustoon kasvukauden aikana, mikä vaikeuttaa NTM-työtä. Levinneisyytensä toisella äärialueella metsänrajalla ja muilla niukan kasvun alueilla ongelmana on lustojen ohuus, kasvainten lyhyys, oksakiehkuroiden epäsäännöllisyys ja ranganvaihdot. Näistä huolimatta neulasjäljet voidaan määrittää luotettavasti niin ilmastollisissa äärioloissa kuin metallisulaton läheisyydessä. Useimpia Euroopassa kasvavia mäntylajeja voidaan käyttää neulasjälkien analysointiin ja aikasarjojen tuottamiseen.

Neulasjälkimenetelmää voidaan hyödyntää metsien terveydentilan seurannassa. Metsien terveydentilan kannalta keskeiselle mittarille, neulasvuosikertojen määrälle, luotiin aikasarjat eri puolille Eurooppaa. Nyt on selvää, että vuosikertojen määrä vaihtelee koko ajan, välillä kohoten, välillä laskien. Jo 5–8 vallitsevan latvuskerroksen puuta riittää kuvaamaan metsikön neulashistorian. Ns. kaarevan inventointipinnan käyttöönotto ja siirtyminen vakiokulmiin analyysissä sekä muutokset näytteenkeruussa ovat parantaneet menetelmän luotettavuutta entisestään. Vihreän latvuksen eri osien välisten vertailujen perusteella männyn päärangasta kerätty tieto voidaan kytkeä vastaavaan tietoon oksista, jota puuston silmävaraisessa harsuuntumisarvioinnissa käytetään. Näin ainakin osa metsien terveydentilan kalliista seurantatyöstä voitaneen korvata edullisen neulasjälkitutkimuksen avulla.

Neulasjäljet muuntuvat seuraaviksi perusaikasarjoiksi: · neulasvuosikertojen määrä kesällä, · neulasvuosikertojen määrä talvella, · neulasten kariseminen loppukesällä, · neulasten ikä (keskimäärin, minimi, maksimi), · neulasten kokonaismäärä, · neulastuotanto ja · neulastiheys.

Kun näytteiden otto vaatii puun kaatamisen, puusta saadaan helposti myös niin pituus- kuin paksuuskasvutiedot. Edellisiä muuntaen saadaan aikasarjat myös mm. neulasten uusiutumisnopeudelle, joka on etelässä ja hyväkasvuisilla mailla paljon suurempi kuin pohjoisessa ja karuilla mailla. Myös neulasbiomassan aikasarjan tuottaminen on edistynyt.

Kaikissa edellä mainituissa muuttujissa on ilmastosignaali, mutta koska ne ilmaisevat eri asioita, myös signaalit kuvaavat eri asioita. Esimerkiksi metsänrajalla mennyttä ilmastoa voidaan kuvata paljon tarkemmin neulastuotannolla kuin sädekasvulla. Pituuskasvu taas riippuu kiinteästi neulastuotannosta. Männyn neulasaiheet syntyvät edellisenä vuonna, jolloin erityisesti metsänrajalla heinäkuun lämpötila vaikuttaa voimakkaasti neulasaiheiden määrään syntyvässä talvisilmussa ja siten myös seuraavan vuoden pituuskasvuun. Siihen taas kasvukesän lämpö- ja sadeolot eivät juurikaan vaikuta. Sen sijaan jällen toiminta eli puun paksuuskasvu riippuu keskeisesti kasvukauden lämpötilasta metsänrajalla. Lapissa kasvu alkaa noin 90…110 lämpösummayksikön (d.d.) kuluttua kasvukauden alusta, etelässä aikaisemmin kuin pohjoisessa ja eri vuosina eri aikaan, kesäntulosta riippuen. Viimeiset paksuuskasvusolut tehdään elokuun ensimmäisellä viikolla alueesta ja lähes tulkoon vuodestakin riippumatta.

Loppukesän neulasten kariseminen riippuu säiden ohella yleisestä neulasvuosikertatasosta viitaten puun sisäiseen systeemiin neulasen iän kontrolloijana. Metsikön tilan äkillisiä muutoksia on kuvattu onnistuneesti neulasjälkitekniikalla.

Alkuperäisen 5-vuotisen jaksonsa (2000–2004) aikana hanke on tuottanut 44 julkaisua, joista 14 on ilmestynyt referoiduissa kansainvälisissä sarjoissa.

Hankkeen vetäjä: Jalkanen, Risto
Metsäntutkimuslaitos, Rovaniemen toimipaikka, PL 16, 96301 ROVANIEMI
Puhelin: 029 532 4430
Sähköpostiosoite: risto.jalkanen@metla.fi

Muut tutkijat: Pensa, Margus (2003-05), Salminen, Hannu, RO (2002-06), Sunnarborg, Karoliina (2006), Vartiamäki, Henna, VA (2002)


Sivun alkuun

Tämä sivu on tuotettu Metlan tietokannasta 12.06.2012
Palaute