Vegetation, nutrients, and CO2 flux dynamics in northern boreal forests
Matkala L. (2020). Vegetation, nutrients, and CO2 flux dynamics in northern boreal forests. https://doi.org/10.14214/df.305
Tiivistelmä
Arktinen alue lämpenee muuta maapalloa nopeammin ilmastonmuutoksen seurauksena, ja tämän vaikutus ulottuu boreaalisella vyöhykkeellä erityisesti pohjoisosiin. Vyöhykkeen kasvuolosuhteet ovat pysyneet vuosituhansia samankaltaisina ennen käynnissä olevaa murrosta, mutta vuoden keskilämpötilan odotetaan yhä nousevan, sadannan lisääntyvän ja kasvukauden pidentyvän. Lisäksi sään ääri-ilmiöiden, kuten kuivuuden, rankkasateiden ja kasvukauden aikaisten pakkasjaksojen odotetaan yleistyvän. Pohjoisboreaalinen vyöhyke sijaitsee Suomessa pääasiassa Lapissa, johon kohdistuu alueena myös erilaista maankäytön muutoksen painetta muun muassa kaivostoiminnan kautta. Tässä väitöskirjassa tarkastellaan pohjoisboreaalisten metsien kasvillisuuden suhdetta sekä sen alla olevan maaperän ravinteisiin, että yllä olevaan ilmakehään kasvillisuuden ja ilmakehän välisen hiilidioksidivaihdon kautta. Tutkin kasvillisuuden ja maaperän välisiä yhteyksiä Itä-Lapissa Soklin koekaivosalueen fosfaattimalmion lähellä, missä maaperän fosforipitoisuus vaihtelee runsaasti myös malmion ulkopuolella. Kasvillisuuden ja ilmakehän välistä hiilidioksidin vaihtoa puolestaan tutkin sekä erittelemällä männikön eri ositteiden (puusto, aluskasvillisuus) hiilivuota, että analysoimalla erilaisten metsiköiden (kuusikko ja männikkö) vastustuskykyä sään ääri-ilmiöille.
Fosfaattimalmion läheisissä metsissä ruohovartisten kukkakasvien, heinien ja sarojen lajimäärät nousivat maaperän humuskerroksen typpi- ja erityisesti fosforipitoisuuden kohoamisen kanssa. Humuksen fosforipitoisuus puolestaan oli muita koealoja (männiköt ja kuusikot) korkeampi niillä tutkimuskoealoilla, joiden valtapuu oli hieskoivu. Aluskasvillisuudella oli tärkeä osa myös männikön hiilidioksidivaihdossa. Pohjoisboreaalisissa metsiköissä latvusto on usein avoin, jolloin valoa on verraten paljon saatavilla myös aluskasvillisuudelle. Latvuston ja aluskasvillisuuden hiilenvaihdon vuosisykli vaihteli, sillä aluskasvillisuus oli yleensä vielä lumen alla silloin, kun puusto alkoi keväällä yhteyttää. Verratessa pohjoisboreaalista kuusikkoa ja männikköä, huomattiin männikön sietävän sään ääri-ilmiöitä kuusikkoa paremmin. Kuusikon hengitys väheni äärimmäisen kuumana ja kuivana kesänä vaikka sen yhteyttäminen jopa kiihtyi. Tämä saattaa johtua hidastuneesta eloperäisen aineen hajonnasta, mutta lopullisen syyn selvittäminen vaatisi lisätutkimusta.
Avainsanat
ilmastonmuutos;
hiili;
fosfori;
typpi;
ilmakehä;
ääri-ilmiöt;
pohjoisboreaalinen
-
Matkala,
University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences
Sähköposti
laura.matkala@helsinki.fi
Julkaistu 17.11.2020
Katselukerrat 3018
Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.305 | Lataa PDF
Osajulkaisut
Matkala L., Salemaa M., Bäck J. (2020). Soil total phosphorus and nitrogen explain vegetation community composition in a northern forest ecosystem near a phosphate massif. Biogeosciences 17(6): 1535-1556.
https://doi.org/10.5194/bg-17-1535-2020
Kulmala L., Pumpanen J., Kolari P., Dengel S., Berninger F., Köster K., Matkala L., Vanhatalo A., Vesala T., Bäck J. (2019). Inter- and intra-annual dynamics of photosynthesis differ between forest floor vegetation and tree canopy in a subarctic Scots pine stand. Agricultural and Forest Meteorology 271: 1-11.
https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2019.02.029
Matkala L., Kulmala L., Kolari P., Aurela M., Bäck J. (2020). Resilience of subarctic Scots pine and Norway spruce forests to extreme weather events. Agricultural and Forest Meteorology. In press.
