Metsäntutkimuslaitos

 

Tiedote 23.5.2005

Ilmastonmuutos vaikuttaa havupuiden neulasiin ja kasvuun

Ihmistoiminnan seurauksena ilmakehän hiilidioksidipitoisuus nousee, mikä johtaa vuorostaan maapallon keskilämpötilan kohoamiseen. Nykyinen hiilidioksidipitoisuus rajoittaa kasvien yhteytystä, ja hiilidioksidipitoisuuden nousun ennustetaankin lisäävän kasvua. Havupuiden kyky sitoa hiilidioksidia yhteytyksessä on tärkeää paitsi metsän tuoton kannalta, myös ilmastonmuutoksen etenemisen hidastajana. Tämä selviää Eeva Luomalan Kuopion yliopistoon tekemästä väitöskirjasta "Kohotetussa ilman hiilidioksidipitoisuudessa ja lämpötilassa kasvaneiden mäntyjen ja kuusten neulasten yhteytys, anatomia ja kemiallinen koostumus"

Pohjoisella havumetsävyöhykkeellä kasvukauden aikaiset lämpötilat ovat usein matalia, joten myös lämpötilan kohoamisen voidaan olettaa lisäävän puiden kasvua. Puiden sopeutuessa kohonneeseen hiilidioksidipitoisuuteen lehdissä tapahtuu kuitenkin usein muutoksia, joiden vuoksi kasvun lisäys saattaa jäädä odotettua pienemmäksi. Ravinteiden puute voi syventää näitä muutoksia ja vähentää puiden hyötymistä kohonneesta hiilidioksidipitoisuudesta. Lämpötilan nousu sitä vastoin nopeuttaa karikkeen hajotusta ja lisää ravinteiden saatavuutta. Kokeellista tietoa kohonneen hiilidioksidipitoisuuden ja lämpötilan yhteisvaikutuksista havupuihin on vähän.

Tässä väitöskirjatutkimuksessa tutkittiin kohotetun hiilidioksipitoisuuden ja lämpötilan vaikutuksia männyn ja kuusen fysiologiaan ja kasvuun. Joensuun yliopiston tutkimusasemalla Mekrijärvellä 25-30 -vuotiaita mäntyjä suljettiin läpinäkyviin kammioihin, joiden hiilidioksidipitoisuutta ja lämpötilaa nostettiin. Toisessa, Mekrijärven tutkimusasemalla oksapussitekniikalla toteutetussa kokeessa tutkittiin, mikä merkitys typen saatavuudella on hiilidioksidipitoisuuden noustessa. Kuopion yliopiston kasvatuskammioissa toteutetussa kokeessa männyn ja kuusen 1-2 -vuotiaita astiataimia kasvatettiin kohotetussa hiilidioksidipitoisuudessa ja lämpötilassa. Kokeissa ilman hiilidioksidipitoisuus ja lämpötila kohotettiin tasolle, jonka arvioidaan vallitsevan Suomessa tämän vuosisadan lopulla. Kaikissa kokeissa tutkittiin oksien yhteytysominaisuuksia ja kerättiin neulasnäytteitä laboratoriotutkimuksiin, jotka toteutettiin Metsäntutkimuslaitoksen Suonenjoen tutkimusasemalla.

Kohotetussa hiilidioksidipitoisuudessa kasvaneilla nuorilla männyillä havaittiin usein neulasten yhteytyskyvyn laskua. Tämä johtui useimmiten yhteytyksessä toimivan Rubisco-entsyymin määrän vähenemisestä ja oli kytköksissä neulasten typpipitoisuuden laskuun. Kohotettu lämpötila toisinaan kompensoi Rubiscon määrän ja typpipitoisuuden laskua. Typpilannoituksella yksinään ei ollut suurta vaikutusta männynneulasten yhteytyskoneiston toimintaan, mutta typpilannoitus kompensoi kohotetun lämpötilan tavoin hiilidioksidin aiheuttamaa vähenemistä yhteytyskomponenttien määrissä. Hiilidioksidilla ei odotusten vastaisesti ollut suurta vaikutusta männynneulasten anatomiaan, kun taas kohotetussa lämpötilassa kasvaneiden neulasten ilmarakotiheys oli pienempi ja ne olivat ohuempia kuin nykylämpötilassa kasvaneet neulaset. Kuusen ja männyn taimilla hiilidioksidi ei juurikaan vaikuttanut neulasten ominaisuuksiin tai toimintaan, kun taas kohotettu lämpötila johti yhteytyskomponenttien vähenemiseen. Kohotettu lämpötila yksinään lisäsi taimien kasvua, ja kasvun lisäys oli suurin, kun sekä hiilidioksidipitoisuutta että lämpötilaa kohotettiin.

Tulosten perusteella voidaan todeta, että huolimatta neulasissa tapahtuvista muutoksista männyn ja kuusen kasvun voidaan olettaa lisääntyvän tulevaisuuden ilmastossa. Neulasten sopeutumisen ja kasvun kannalta ratkaisevaa on kuitenkin maaperän ravinteiden riittävyys. Tutkimuksessa havaittiin myös, että muutokset neulasten rakenteessa ja toiminnassa vaihtelivat suuresti vuodesta toiseen. Lisäksi taimien sopeutuminen erosi nuorten puiden vasteista, mikä osoittaa, että nuorilla puilla lyhytaikaisissa altistuksissa saatuja tuloksia on vaikea yleistää tukkipuuikää lähentelevän metsän vasteisiin

Lisätietoja:

  • Eeva-Maria Luomala, puh. 0400 908 662, sähköposti: eeva.luomala@utu.fi

Metsäntutkimuslaitoksen tiedotteet Internetissä: http://www.metla.fi/tiedotteet/    Metlan RSS-tiedotesyöte
Metla/Viestintä PL 18, 01301 VANTAA, puh. 010 211 2000, sähköposti: info @ metla.fi