Punkaharjun yksikön esittely MMM:n alueyksikkötyöryhmän vierailulla

Transkriptio

1 Punkaharjun yksikön esittely MMM:n alueyksikkötyöryhmän vierailulla

2

3

4

5 Punkaharjun toimintayksikkö Metlan Punkaharjun toimintayksikkö rakentaa metsäalan tulevaisuutta tuottamalla ja välittämällä tietoa puiden periytyvistä ominaisuuksista ja soveltamalla sitä metsänjalostuksessa Tutkimustoimintaa 1870-luvulta Kokeilualueeksi 1924 Jalostuskoeasemana vuodesta 1965 Tutkimusasemana vuodesta 1988 Punkaharjun luonnonsuojelualue Henkilökuntaa

6 Punkaharjun toimintayksikkö Punkaharjulla keskitytään metsägenetiikan ja metsänjalostuksen tutkimukseen Tutkimusaiheet Biotekniikka Erikoispuiden kasvatus Puun laatuominaisuudet Jalostettu metsänviljelyaineisto Metsäpuiden jalostus Vuotuinen kasvurytmi Metsien terveydentilan seuranta (Forest Focus) Lisäksi yksikössämme osallistutaan lukuisiin muihin kotimaisiin ja kansainvälisiin tutkimushankkeisiin

7 Punkaharjun toimintayksikkö Tutkimustoiminta resurssit 2007 Toimintayksikössä työskenteli 36 vakinaista henkilöä: Johto + tutkijat 9 Tekninen henkilöstö 7 Tutkimusta avustavat 6 Huoltohenkilöstö 4 Toimistohenkilöstö 4 Laboratoriohenkilöstö 4 Tutkimusmetsurit 2 Lisäksi yksikössämme työskenteli neljä ulkopuolista tutkijaa omalla apurahalla, 10 tukityöllistettyä sekä 13 harjoittelijaa oppilaitosten tuella ja kansainvälisellä rahoituksella

8 Punkaharjun toimintayksikkö Tutkimustoiminta - tulokset Tutkimustyön tulos on tutkimusjulkaisu: Tieteellinen Yleistajuinen (lehtiartikkelit, tiedotteet, monisteet, ) 35 tieteelliset 30 yleistajuiset Julkaisuja, kpl kpl väitöskirjat

9 Punkaharjun toimintayksikkö Tutkimustoiminta - esittelyt Esitelmät Tietotaulut Retkeilyt Retkeilyreitit Tutkimuspäivät Avoimet ovet Messut ym

10 Biotekniikka metsägenetiikan ja metsänjalostuksen tutkimuksessa Tuija Aronen, Leena Ryynänen Metsäpuiden kasvullinen lisäys ja syväjäädytys: Männyn solukkolisäys: kasvullisten alkioiden tuotantomenetelmä Mäntypistokkaat jalostuksen testaustarpeisiin Regeneraatiokykyyn vaikuttavien tekijöiden tutkimus Lehtipuiden erikoismuotojen mikrolisäys Koivun, haavan ja männyn syväjäädytys Yhteistyökumppanit: Skogforsk (Ruotsi) SILAVA (Latvia) ), INRA (Ranska) ja HY Geeninsiirtotekniikat koivulle, haavalle ja männylle

11 Biotekniikka metsägenetiikan ja metsänjalostuksen tutkimuksessa Koivun puuaineen (ligniinin) tutkimus: Ligniinin muodostukseen vaikuttavien COMT ja 4CL-geenien toiminnan tutkimus siirtogeenisillä koivulinjoilla COMT-geenin säätelyn kartoittaminen Ligniinimuunneltujen koivujen mahdolliset ekologiset vaikutukset: koivua ravintonaan käyttäviin hyönteisiin ja myyriin sienijuuren muodostumiseen lehtien, varren ja juurien maatumiseen Yhteistyökumppanit: OY, HY, JoY, North Carolina State Univ. (USA) ja Michigan Tech. Univ. (USA)

12 Ulkomaisten puulajien ja erikoispuiden kasvatus Teijo Nikkanen, Seppo Ruotsalainen Ulkomaisia puulajeja on 1800-luvulta lähtien tutkittu keinona parantaa metsien tuottoa Parempi kestävyys Nopeampi kasvu Puuaineen erikoisominaisuudet Suomessa ulkomaisia puulajeja ei metsiin juuri viljellä, lehtikuusta kuitenkin vähän Visakoivu on erikoispuista arvokkain Puiden merkitys viherrakentamisessa on lisääntynyt

13 Ulkomaisten puulajien ja erikoispuiden kasvatus Syytä tutkia, vaikka käytännön metsätalous ei juuri käytä vieraita puulajeja Viherrakentamisen ja koristekäytön tarpeet Muut tulevaisuuden tarpeet (esim. ilmastonmuutos, uudet puuperäiset tuotteet) Tehtävänä huolehtia puulajien kasvatusperinteen jatkuvuudesta Metlalla Suomen laajimmat ja kattavimmat vieraiden puulajien viljelmät Punkaharju Metlan tärkeimpiä vieraiden puulajien viljelypaikkoja

14 Männyn ja lehtikuusen sydänpuu kestävien puutuotteiden raaka-aineena Martti Venäläinen, Anni Harju Sydänpuu on kohtalaisen kestävää kosteusvaihteluja ja lahoamista vastaan Sydänpuun ominaisuuksissa on laaja vaihtelu puiden sisällä ja puiden välillä Vaihtelun hyödyntämiseksi tarvitaan Puutavaran lajittelua metsästä tehtaalle ja tuotteeksi johtavan käsittelyketjun aikana Valintajalostusta perinnöllisen vaihtelun hyödyntämiseksi metsänviljelyvaiheessa Tavoitteena on korkea- ja tasalaatuinen sydänpuuraaka-aine

15 Männyn ja lehtikuusen sydänpuu kestävien puutuotteiden raakaaineena Tutkimme Puun laatuominaisuuksien perinnöllistä vaihtelua Sydänpuuominaisuuksien mittaamista eri menetelmillä: Kostutuskokeet vesihöyryssä (Metla) Lahotuskokeet laboratoriossa (VTT, SLU) Kemialliset analyysit (Metla, Åbo Akademi, Kuopion yliopisto) Lähi-infrapuna spektroskopia, FT-NIR (Mittalaitelaboratorio, Kajaani) Infrapuna spektroskopia, FT-IR (Metla) Maalahotuskokeet (Metla) Ultraääni- ja impedanssimittaukset (Kuopion yliopisto) Värimittaukset (Metla) Maalahotuskoe Impedanssin mittaus Uuttolaitteisto

16 UUSI HANKE-ESITYS Sään- ja lahonkestävän puutavaran ympäristösuorituskyky Osa 1: Puumateriaalin ympäristötehokkuuteen vaikuttavat tekijät säärasituksille ja lahoamiselle alttiissa käyttökohteissa ja niiden mittaaminen m.m.: nopeutettujen testien ja todellisen käyttöiän yhteys tarvitaan ympäristötehokkuuden arviointiin Osa 2: Männyn sydänpuuvarannon määrä ja laatu nyt ja tulevaisuudessa m.m.: arvio männyn sydänpuuvarannon määrästä, laadusta ja kehittymisestä

17 Jalostetun metsänviljelyaineiston tuotannon ja käytön tehostaminen Teijo Nikkanen, Seppo Ruotsalainen Kun metsänviljelyssä käytetään siemenviljelyksillä tuotettua siementä, voidaan lisätä viljelyvarmuutta, nopeuttaa kasvua ja parantaa puiden laatua Siemenviljelykset perustettu luonnonmetsien puiden parhaimmistolla, valituilla pluspuilla pluspuut monistettu kasvullisesti varttamalla Siemenviljelysten tarkoituksena tuottaa runsas, geneettisesti ja fysiologisesti hyvälaatuinen siemensato Nyt perustetaan uusia valiosiemenviljelyksiä valitsemalla pluspuut jälkeläiskokeiden perusteella

18 Jalostetun metsänviljelyaineiston tuotannon ja käytön tehostaminen Yleisenä tavoitteena on tutkia menetelmiä, joilla jalostetun metsänviljelyaineiston tuotantoa ja käyttöä voidaan tehostaa Siemenviljelysten toimivuus ja geneettisen kokoonpanon optimointi Tutkitaan perustamistavan, pluspuiden ominaisuuksien ja niiden määrän vaikutusta siemenviljelysten siementuotantoon, jalostushyötyyn ja geneettiseen monimuotoisuuteen Metsänviljelyaineiston käyttöalueiden määrittäminen Tavoitteena valita viljelypaikalle alkuperältään parhaiten sopiva viljelyaineisto Lähtöaineistona olemassa olevat alkuperäkokeet

19 Männyn ja haavan jalostus Seppo Ruotsalainen, Egbert Beuker Metsänjalostus on Metlan valtakunnallinen viranomaistehtävä. Männyn ja haavan jalostusta koordinoidaan Punkaharjulta käsin Valinnan, risteyttämisen ja testauksen avulla parannetaan viljeltävien puiden ilmastonkestävyyttä, kasvua ja laatua Männyn tilavuuskasvussa on jalostuksen avulla saavutettu 20 % lisäys ja myös laatu on parantunut

20 Kuusen ja rauduskoivun silmulevon purkautumiseen ja kasvun alkamiseen liittyvät silmun sisäiset muutokset Jouni Partanen Viileän ja lauhkean vyöhykkeen puiden vuosirytmin säätely tapahtuu perinnöllisten tekijöiden ja ympäristötekijöiden yhteisvaikutuksesta. Vuosirytmiä säätelevistä ympäristötekijöistä tärkeimmät ovat lämpö ja valo. Tutkimuksen tavoitteet Selvittää kuusen ja rauduskoivun silmulevon purkautumiseen ja kasvusilmujen puhkeamiseen liittyviä mikroskoopilla havaittavissa olevia muutoksia Löytää ja määritellä sellaiset silmun sisäisen kehityksen vaiheet, jotka voidaan havaita kenttäolosuhteissa halkaistusta silmusta Tutkia silmun kehitysvaiheiden ajallista riippuvuutta ympäristötekijöistä, etenkin lämmöstä Etsiä silmulevon purkautumisen merkkigeenejä

21 Kuusen ja rauduskoivun silmulevon purkautumiseen ja kasvun alkamiseen liittyvät silmun sisäiset muutokset Tutkimusmenetelmät Silmukehityksen anatomian ja silmulevon purkautumisen tutkiminen ottamalla näytteitä luonnonolosuhteista kasvihuoneeseen siirretystä materiaalista Kasvun alkamiseen johtavan kehityksen tutkiminen ottamalla silmunäytteitä suoraan luonnonolosuhteista Tulosten soveltaminen Kehitetään menetelmiä ilmaston muutoksen metsävaikutusten ennakoimiseksi Kehitetään menetelmiä silmunpuhkeamisen havainnoinnin tarkentamiseksi sekä fenologisten silmukehityksen mallien testaamiseksi

22 Punkaharju on alueellisesti tärkeä, kansallisesti vaikuttava ja hyvin verkottunut Punkaharju on mukana useissa kansainvälisissä verkostoissa EVOLTREE Eurooppalainen Metsien monimuotoisuus -verkosto TREEBREEDEX Eurooppalainen metsänjalostusverkosto NOVELTREE EU 7PO:n metsänjalostushanke SIBLARCH EU:n Pohjoisen periferian lehtikuusihanke ICP Forests Euroopan metsien terveydentilan seurantaohjelma GENECAR Pohjoismainen metsägenetiikan verkosto EU-ohjelma ja -hankehakemukset: - Further Development and Implementation of an EU-level Forest Monitoring System (FutMon) - Rehabilitation in Forest (RIF)

23 Punkaharju edustaa pohjoista havumetsävyöhykettä eurooppalaisessa tutkimusmetsäverkossa Evoltree EU:n rahoittama Network of Excellence, jonka toiminta alkoi 2006 Tutkii ilmastonmuutoksen vaikutuksia metsäekosysteemeihin evoluution näkökulmasta Mukana yli 40 eurooppalaista tutkimusorganisaatiota Punkaharju on ISS, Intensive Studied Site Evoltreen perustama pysyvä infrastruktuuri Euroopassa 7 erityyppistä Iso ekosysteemialue (tuhansia ha), jossa tutkitaan sekä puita että muita lajeja

24 Punkaharju edustaa pohjoista havumetsävyöhykettä eurooppalaisessa tutkimusmetsäverkossa Punkaharju on Pohjois-Euroopan paras paikka ISS-kohteeksi ja täyttää kaikki valintakriteerit: Tieteelliset Alueen monimuotoisuus Vertailukelpoisuus Kattava tutkimushistoria sekä pitkä-aikaiset mittaussarjat Ekotyyppien kattavuus Euroopassa Infrastruktuuriin liittyvät Pitkäaikainen tutkimuskokemus Hyvät tekniset mahdollisuudet (esim. kenttätyöt, näytteenotto + käsittely, laboratorio, tietoliikenne, kulkuyhteydet, majoitus) Paikallinen asiantuntemus

25 Punkaharjun tutkimusmetsät ja kenttäkoetoiminta Esko Oksa Tutkimusmetsiä 1250 ha Metsähallitus hoitaa Metlan ohjeiden mukaisesti tutkimusmetsät sijaitsevat Punkaharjun, Kerimäen ja Kiteen kuntien alueella Punkaharjun tutkimuspuisto 54 havupuulajia 48 lehtipuulajia Kiteen Puhoksen lehtikuusikko Suomen vanhin viljelymetsä vuodelta

26 Punkaharjun tutkimusmetsät ja kenttäkoetoiminta Puulajiviljelmiä 165 kpl 110 ha Kenttäkokeita 125 kpl 84 ha Klooni- ja geenivara- 25 kpl 21 ha varakokoelmia Geenireservimetsiä 3 kpl 250 ha YHTEENSÄ 318 kpl 465 ha

27 Punkaharjun tutkimusmetsät ja kenttäkoetoiminta Geenireservimetsät Patasalo mänty Haarikonmäki vaahtera Niinisaari ja Vasattari lehmus Geenireservimetsä on metsäpuiden geenivarojen säilyttämistä varten kehitetty menetelmä, missä geenivarojen hoito ja säilyttäminen tapahtuu valitun puupopulaation luontaisella kasvupaikalla, luonnonvaraisessa metsässä Lehmuksen geenireservimetsä Niinisaaressa

28 Punkaharjun reittiverkosto Montellin reitti Vanhat puulajikohteet Puulajireitti Ulkomaiset puulajit Luontoreitti Kokonharjun aarnialue Kulttuurireitti Vanhat kulttuurikohteet 3,2 km 3,0 km 3,0 km 3,5 km Harjualueen polut Majavanpesät ym. Latuverkosto 7,5 km

29 rakentaa metsäalan tulevaisuutta tutkimuksen keinoin Punkaharju on tässä vahvasti mukana Pidetään yhteyttä