Metla Hanke 3435

NTM-aikasarjat ympäristö-, metsien terveydentila-, metsäekosysteemi- ja ilmastotutkimuksissa sekä puun kehityksen visualisoinnissa

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

Kesto: 2007-2012   Asiasanat: Aikasarjat, Ilmastonmuutos, Kasvun visualisointi, Metsänraja, Multiproksitutkimus, NTM, Neulasbiomassa
Tutkimusohjelma: Metsäekosysteemien toiminta ja metsien käyttö muuttuvassa ilmastossa

Tavoitteet

Hanke perustuu neulasjälkimenetelmän (Needle Trace Method, NTM) avulla takautuvasti tuotettujen neulas- ja puustonkasvuaikasarjojen ominaisuuksien analysointiin ja hyödyntämiseen erilaisten ilmiöiden mallittamisessa ja kasvun visualisoinnissa. Pääpaino on pohjoisboreaalisen metsäkasvillisuusvyöhykkeen ja alpiinisten metsänraja-alueiden metsien tutkimisessa.

Toteutus

Hanke kokoaa neulasjälkimenetelmällä tehtävän tutkimuksen yhteen hankkeeseen. Paljolti menetelmällisessä hankkeessa keskitytään soveltamaan NTM-menetelmää tutkimus- ja ympäristönseurantatarpeisiin yhteistyössä kotimaisten ja kansainvälisten tutkimuslaitosten kanssa.
NTM-sovelluskohteet
NTM-menetelmä

Ulkopuolisen rahoituksen hankkeet

Hanke toimii myös Euroopan unionin rahoittaman Millennium-hankkeen kotihankkeena. Millennium-projektissa, jossa selvitetään Euroopan ilmastoa menneen 1000 vuoden ajalta, hyödynnetään neulasjälkimenetelmää. Millennium-projekti on ilmastonmuutoksen tutkimuksen kärkihanke EU:ssa.
Millenniumproject

Yhteistyö ja verkostot

Hanke on hyvin laajasti verkostoitunut sekä kotimaassa että kansainvälisesti. Esimerkiksi Millenniumprojektissa tehdään yhteistyötä 38 partnerin kanssa, jotka työskentelevät 16 eri maassa.
Yhteistyökumppaneita

Tulokset

Neulasjälkimenetelmän avulla selvitetään männyn neulas- ja kasvuhistoria takautuvasti koko puun elinajalle tietyin rajoituksin. Metlassa kehitetty ainutlaatuinen neulasjälkimenetelmä (Needle Trace Method, NTM) on ainoa käyttökelpoinen menetelmä selvittää puiden latvuksen tilaa retrospektiivisesti. NTM:n avulla tuotetaan noin 15 erilaista aikasarjaa puun historiasta. Kaikkia sarjoja voidaan käyttää erilaisiin ekofysiologisiin sekä ympäristö- ja ilmastotutkimuksiin. Tavanomaisissa kasvututkimuksissa vähän hyödynnetystä pituuskasvusta on NTM:n avulla tuotettu maailman pisimmät pituuskasvuaikasarjat menneen ilmaston rakentamiseksi. Menneen ilmaston rakentaminen, joka perustuu hankkeessa osoitettuun erittäin vahvaan heinäkuun keskilämpötilan ja seuraavan vuoden pituuskasvun väliseen riippuvuuteen, ulottuu tällä hetkellä nykypäivästä 1500-luvun puoliväliin. Lapissa alle 50-vuotiaalla männyllä heinäkuun keskilämpötilan nousu yhdellä asteella lisää pituuskasvua keskimäärin 1,5 cm:llä. Kasvukesän sää vaikuttaa pituuskasvun nopeuteen ja kasvaimen lopullisen pituuden saavuttamisen ajankohtaan, mutta ei kasvaimen lopulliseen pituuteen. Myös neulasaikasarjoissa on vaihteleva ilmastosignaali. Neulastiheyden vaihtelua selittää suurelta osin pituuskasvu.

Lähellä pohjoista metsänrajaa sijaitseva Laanila on ilmastosignaaliltaan osoittautunut erittäin vahvaksi. Männyn kesäpuun pysyvien hiili-isotooppien perusteella Laanilassa on koettu nykyistä lämpimiä kesiä jaksolla 1660–1760. Yksikään isotooppiaikasarja (C, O, H) tai vuosiluston leveyden, vuosilustotiheyden tai pituuskasvun aikasarjat eivät tue kuuluisaa Mannin jääkiekkomallia ilmaston voimakkaasta lämpenemisestä 1900-luvulla. Lapin pisin säähavaintoaikasarja Sodankylästä vahvistaa, että lämpötila on kohonnut 100 vuodessa (1908–2007) vain 0,48 astetta. Lämpötilan kohotessa pysyvästi 2 asteella vuosien 1961–1990 normaalikauden tilanteesta männyn metsänraja siirtyy pohjoiseen ja tunturit metsittyvät niin, että vain Käsivarren korkeimmilla tuntureilla ja Utsjoen suurtunturien lailla on männystä vapaita alueita.

Ilmaston rekonstruoinnissa tärkeän männyn vuosiluston kesäpuun maksimitiheyden määrittämisessä käytetyn kalliin röntgenanalyysin rinnalle kehitettiin halpa sinisen valon intensiteettiin perustuva tiheydenmittausmenetelmä. NTM:n avulla on voitu vahvistaa aiemmin tunnettuja ja paljastaa uusia ilmastollisesti poikkeavia ilmiöitä: lustojen heikosta rakenteesta johtuen lähes kaikissa pohjoisen vanhoissa männyissä on rengashalkeama vuosien 1790 ja 1791 lustojen välissä.

Männyn silmujen puhkeaminen on aikaistunut 8–10 päivällä 1960-luvulta 2000-luvulle. Lapissa keskimäärin toukokuun alkuun ajoittuvasta männyn silmujen puhkeamisesta kuluu 4 viikkoa paksuuskasvun alkamiseen, jolloin on kertynyt 12,5 % kasvupaikan keskimääräisestä lämpösumma vastaten noin 80–120 dd:ä. Pituuskasvu päättyy, kun lämpösummakertymästä on saavutettu 41 %. Samalla alkaa muodostua kesäpuuta, jonka tuotanto lakkaa, kun kertymä on kohonnut 80 %:iin heinäkuun lopulla–elokuun alussa. Puun muodostus silmun puhkeamisesta paksuuskasvun loppumiseen kestää siten 83 päivää napapiirillä, 64 päivää Laanilassa ja vielä vähemmän metsänrajalla.

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

Muut tutkijat: Lindholm, Markus, RO (2009-13), Salminen, Hannu, RO (2008-11,2013)


Sivun alkuun

Tämä sivu on tuotettu Metlan tietokannasta 07.11.2015
Palaute