/ 2
LUSTIA Lustotutkimuksen laboratorio- ja kehittämishanke 16.11.2003 (päivitetty 03.05.2006) Mauri Timonen 2
SISÄLLYS: 1. HANKKEEN YLEISTIEDOT... 5 2. TAUSTA... 5 2.1. Mitä on lustotutkimus?... 5 2.3. METLA vuosilustotiedon hyödyntäjänä... 7 2.4. Miksi METLAN vuosilustoaineistot tulee arkistoida?... 8 2.5. METLAN lustotutkimuksen järjestäytyminen... 10 3. TAVOITTEET... 12 3.1 Hankkeen tiivis kuvaus... 12 3.1.1 Hankkeen tiivis kuvaus julkisia www-sivuja varten... 12 3.1.2 Brief description of the project. The text will be published in Metla's Internet pages... 12 3.2. Tulos- ja toimintatavoitteet tieteellistä arviointia varten... 13 3.2.1. Osahanke 1: Lustialaboratoriot... 14 3.2.2. Osahanke 2: Lustia-arkistot... 15 3.2.3. Osahanke 3: Lustia Kasvun vaihtelu... 16 3.2.4. Osahanke 4: LustiaMaa... 17 3.2.5. Osahanke 5: Lustia Projekti... 18 4. MENETELMÄT... 19 5. AINEISTOT JA LABORATORIOPALVELUT... 19 6. HANKETTA SIVUAVA AIKAISEMPI TOIMINTA... 20 6.1. Hanke 3042: Kasvun vaihtelu (1992-1996)... 20 6.2. Hanke 8042: Advance-10k (1996-1999)... 20 6.3. Hanke 3208: Ympäristötekijöiden vaikutus puiden kasvuun (1997-1999)... 20 6.4. Hanke 9999: valtakunnallinen kasvuindeksipalvelu (1981-1984)... 20 6.5. Hanke 3019: Koetoiminnan tukipalvelut (1992-2000)... 20 6.6. Hanke 3246: Metsänraja-alueiden ekologia, hoito ja käyttö (1999 2003)... 20 6.7. Hanke 3303: Tulen merkitys ja käyttö boreaalisessa metsässä (2000 2004)... 20 8. YHTEYDET MUIHIN HANKKEISIIN, KOTIMAINEN JA ULKOMAINEN YHTEISTOIMINTA... 20 9. JULKAISUSUUNNITELMA... 21 10.1 Tulosten käyttömahdollisuudet... 21 10.2 Tulosten välittäminen käytäntöön... 21 11. JATKO-OPINTOSUUNNITELMAT... 21 14. HANKKEEN EDELLYTTÄMÄT RESURSSIT... 21 15. HANKKEESTA ODOTETUT TULOT... 22 16. LUSTOTUTKIMUKSEEN LIITTYVÄT TAI SITÄ SIVUAVAT RAPORTIT:... 22 16.1. Tutkimusraportit:... 22 16.2. Lustotutkimuksen menetelmät ja kehittäminen:... 24 LIITTEET 3
ALKUSANAT Marraskuussa 2002 tuli neljännesvuosisata työsarkaa täyteen Metlan kasvututkijana. Lustotutkimuksesta tuli enteellisesti erikoistumisalani jo laudaturtyöni tekovaiheessa vuonna 1976, sillä olin valinnut aiheekseni Kasvuindeksien laadintamenetelmät. Tullessani kasvu- ja tuotostutkijan toimeen Rovaniemelle vuonna 1977 professori Yrjö Vuokila määräsi minut tutkimaan puiden kasvun vaihtelua. Niin sai alkunsa pitkäaikainen lustotutkimuksen kehittämisprojektini KINSYS Kasvunvaihtelun tieto- ja tutkimusjärjestelmä. Vuonna 1979 velvoitti silloisena esimiehenäni ja kasvuja tuotostutkijana toiminut Pentti Roiko-Jokela minut uudistamaan tutkimusaseman vanhanaikaisiksi käyneen lustonmittausjärjestelmän. Se merkitsi myös Metlan lustolaboratorioita koskevan kehittämistyöni alkua. KINSYS on saanut virikkeensä tutkimustoiminnan tarpeista. Kun kehittämistyö on ollut suunnitelmallista ja lisäksi omaa vapaa-aikaa harrastuksenomaisesti hyödyntävää, on neljännesvuosisadassa ehtinyt muotoutua KINSYSistä kotimaisen kasvututkimuksen perinteitä, yleistä lustotutkimustietoutta, menetelmiä, aineistohallintaa, kansainvälistä yhteensopivuutta ja runsaasti muita ominaisuuksia sisältävä kokonaisuus. Metlan lustotutkimus on uudistunut ja monipuolistunut viimeisten 10 vuoden aikana: on laatukontrolloitua mittaustoimintaa, menetelmällistä osaamista, monitieteisyyttä, kotimaisia ja kansainvälisiä kontakteja ja projekteja, yhteistyötä ja mediaulottuvuutta. Myös tavalliset kansalaiset ovat löytäneet lustotutkimuksen mahdollisuudet. Toiminnan laajeneminen on hyvä ja tavoiteltu asia, mutta se näkyy myös lisääntyvinä resurssitarpeina. Nykyistä lustotutkimusta on haitannut yhä pahemmin toimintojen järjestäytymättömyydestä (hankkeettomuudesta) aiheutuva hajaannus. Hankkeen puuttuessa ei voi olla hankeresurssejakaan. Tähän saakka on selvitty vain siksi, että työtä on tehty paljolti talkoilla ja muiden hankkeiden resursseja lainaamalla, mikä ei tietenkään ole kenenkään etujen mukaista. LUSTIA-hankesuunnitelma tarjoaa Metlan lustotutkimukselle järjestäytyneen ja tulevaisuuden tutkimustarpeet huomioivan toimintaympäristön. Sen tunnusmerkkeinä ovat toiminnan suunnitelmallisuus ja määrätietoisuus, kansainvälisyys, monitieteisyys ja tehokkuuteen pyrkiminen. Suunnitelma perustuu aiempiin lustotutkimuksen kehittämistyössä saatuihin tuloksiin, Metlan nykyisen lustotutkimuksen tilan ja kehittämistarpeiden arviointiin sekä seuraavien keskeisten kysymysten analysointiin: 1) mitä Metla tarvitsee lustotutkimukseltaan? 2) mitä kansainvälinen tiedeyhteisö tarvitsee Metlan lustotutkimukselta? 3) miten lustotutkimus tulee järjestää Metlassa? Suunnitelmasta tuli ehkä turhankin yksityiskohtainen, mutta toisaalta siitä on laadittu vastapainoksi myös lyhyet kuvaukset. LUSTIA-suunnitelma on yli neljännesvuosisadan kestäneen lustotutkimukseen kohdistuneen kehittämistyöni synteesi. Tuona aikana on ajatteluani ollut muokkaamassa laaja joukko tutkijoita ja muita asiantuntijoita. Heitä kaikkia haluan kiittää myötävaikuttamisesta LUSTIAn syntymiseen: METLA: Ahti Haaparanta, Timo Helle, Antti Isomäki, Helena Henttonen, Ville Hallikainen, Risto Jalkanen, Heikki Kauhanen, Pekka Kilkki, Mikko Kukkola, Kari Mielikäinen, Kari Mikkola, Harri Mäkinen, Pentti Niemistö, Pekka Nöjd, Risto Ojansuu, Timo Penttilä, Erkki Pesonen, Eljas Pohtila, Kari Sauvala, Erkki Pesonen, Hannu Salminen, Marja-Liisa Sutinen ja Martti Varmola, MUUT KOTIMAISET TAHOT: Matti Eronen, Olavi Heikkinen, Samuli Helama, Högne Jungner, Taneli Kolström, Seija Kultti, Hannu Lehtonen, Markus Lindholm, Jouko Meriläinen, Antti Ojala, Pentti Roiko-Jokela, Timo Saarinen, Matti Saarnisto, Gustaf Sirén, Raimo Sutinen, Jussi-Pekka Taavitsainen, Mia Tiljander, Mervi Tuovinen ja Tapio Tynys sekä ULKOMAISET TUTKIJAT/ASIANTUNTIJAT: Rex Adams, Bryant Bannister, Keith Briffa, Ed Cook, Jeffrey Dean, Michael Friedrich, Harold Fritts, Gary Funkhouser, Henri Grissino-Mayer, Emilia Gutierrez, Thomas Harlan, Richard Holmes, Malcolm Hughes, Andreas Kirchhefer, Bob Lofgren, Marc Macias, Martin Munro, Paul Sheppard, Fritz Schweingruber, Thomas Swetnam, Ramzi Touchan ja Thomas Wazny. Erityismaininnan ansaitsevat antaumuksellisesti lustotutkimuksen testaus- ja kehittelytyöhön osallistuneet tiimijäsenet Hannu Herva, Tauno Luosujärvi, Rauno Ovaskainen, Kullervo Ruotsalainen, Risto Tanninen ja Tapio Timonen. Haluan esittää parhaat kiitokseni myös kaikille muille asiaan vaikuttaneille. Rovaniemellä 10.12.2002 Mauri Timonen 10.08.2003. Lustia-hanke sai Metlan johtoryhmän kokouksessa 13.12.2002 tehdyn päätöksen mukaan starttiluvan aloittaa toimintansa vuoden 2003 alusta lähtien. Päätös merkitsi alkua uudelle noin 15-vuotiselle kehittämisjaksolle, jonka tavoitteena on Metlan lustotutkimuksen saattaminen merkittäväksi osaksi tieteenalan (dendrokronologia) kansainvälistä huippututkimusta. Ensimmäinen toimintavuosi on ollut organisoitumisen ja perustoimintojen käynnistämisen aikaa. 4
METLA 04.12.2002 HANKESUUNNITELMA 1. HANKKEEN YLEISTIEDOT *Tunnus Toim.yks Aloitusv Lopetusv Vetäjä Tyyppi (tutkimus/yrt/eu/palveluhanke) 9173 RO 2003 jatkuva Mauri Timonen PAL *Nimi LUSTIA Lustotutkimuksen laboratoriohanke *Name in English LUSTIA Laboratory project of Metla s tree-ring research *Avainsanat kasvu, kasvunvaihtelu, kasvutrendi, ilmastonmuutos, vuosilustoindeksi, dendrokronologia, lustotutkimuslaboratorio, verkostoyhteistyö, lustoarkisto, lustotietoarkisto, lustonäytearkisto *Keywords tree growth, growth variation, growth trends, climate change, dendrochronology, tree-ring research laboratory, network co-operation, tree-ring data bank, tree-ring specimen bank *Hankkeen tieteenalat 1 metsäekosysteemi ja ympäristömuutokset 25% 7 metsän kasvatus 25% 25 informaatio-, laboratorio-, tutkimusmetsä- ja tilastolliset 50% 2. TAUSTA 2.1. MITÄ ON LUSTOTUTKIMUS? Puun muisti. Puuta voi luonnehtia historiankirjaksi, josta sen elinvaiheet, vallinnut ilmasto ja monet ympäristön tapahtumat ovat tietyin edellytyksin luettavissa tuhansien vuosien ajalta vuoden tarkkuudella, joskus jopa tarkemminkin. Puun muisti 1 perustuu neljään tekijään: 1) vuodesta toiseen vaihtelevat sääolot rekisteröityvät puun solukkoihin erilevyisinä vuosirenkaina eli lustoina; 2) poikkeuksellisten vuosien aiheuttamat normaalia kapeammat tai leveämmät lustot ovat tunnistettavissa sormenjälkien tapaan useimmista saman ilmastoalueen puista; 3) vuosilustot reagoivat herkästi myös kasvuympäristössä tapahtuneisiin muutoksiin ja 4) puuaines voi säilyä lahoamattomana tuhansia vuosia. Dendrokronologia. Puun muistin tutkimiseen erikoistunutta tieteenalaa kutsutaan dendrokronologiaksi eli puulustotieteeksi. Sen tärkeimpiä osa-alueita ovat: dendroekologia, -klimatologia, -kemia, -geologia, - geomorfologia -arkeologia, -hydrologia ja kulttuuri-ilmiöt. Dendrokronologian kysymyksenasettelussa perustetaan paljon tilastotieteen ja monitieteisen yhteistyön varaan. Tilastotiede tarjoaa työvälineet kasvuprosessien hallintaan. Vuodentarkat ajoitukset antavat eri tieteenaloilla työskenteleville tutkijoille yhteisen kalenterivuosina ilmaistun kiinnekohdan tutkittavaan ilmiöön, mikä osaltaan helpottaa myös yhteistyön käynnistämistä. Monitieteinen lähestymistapa ratkaista ongelmia on tehnyt dendrokronologisesta tutkimuksesta innovatiivista, mitä osoittavat esimerkiksi salapoliisikertomusta muistuttava kadonneen joen uoman jäljittäminen autiomaan tasaisen hiekan alta löytyneiden muinaisten joenrantapuiden subfossiilisten kantojen kasvumuutosten perusteella, sen jälkeinen kadonneen kulttuurin asuinpaikan selvittäminen joenmutkien ja pinnanmuotojen perusteella sekä lopuksi kadonneen kulttuurin elämänvaiheiden selvittäminen edelleenkin kantojen ja muiden löytyneiden puukappaleiden lustoja tutkimalla. Muita erikoisia tutkimuksia ovat tuhansien vuosien takaisten ilmaston muutosten ja luonnonkatastrofien tunnistaminen, muinaisten metsien rakenteiden, kasvujen ja neulasistojen rekonstruoiminen ja jopa muutaman rikoksenkin ratkaiseminen. Dendrokronologisen tutkimuksen ja puun kasvua koskevan perinteisen metsäntutkimuksen väliin ei ole syytä asettaa tiukkaa rajaa, sillä kyse on usein samoista aiheista eri käsitteillä ilmaistuna. Dendrokronologian merkittävin anti metsätieteille on aikaperspektiivin laajentaminen vuosisadoista vuosituhansiin. 1 Vuosilustoihin sisältyvää ilmasto- ja muuta ympäristötietoa kutsutaan tässä yhteydessä puun muistiksi. 5
Lustotutkimuksen perusmalli. Vuosilustotiedon tulkinta ei ole aina helppoa, sillä puun kasvu on monimutkaisten kasvuprosessien ja lukuisten ympäristötekijöiden vaikutusten tulosta. Tutkijoilla on vain harvoin mahdollisuus seurata tätä prosessia reaaliajassa. Yleensä tutkimus käynnistyy vasta jälkikäteen, jolloin tärkeimmän tietolähteen muodostavat lustonäytteet. Tulosten laatu riippuu siitä, kuinka hyvin tutkittavaa tapahtumaa kuvaava kasvukomponentti (signaali) saadaan erotetuksi muista kasvun vaikuttavista tekijöistä (kohina). Lustotutkimuksessa sovelletaan Cookin (1992) käsitteellistä mallia, joka kuvaa yksinkertaisella tavalla puun kasvun vaihtelun keskeiset tekijät: R t = A t + C t + δd1 t + δd2 t + δ t, jossa: R t = havaittu lustosarja A t = luston biologisesta iästä aiheutuva trendi C t = ilmastosta aiheutuva vaihtelu D1 t = metsikön sisäisistä (endogeenisistä) tekijöistä aiheutuva kasvun vaihtelu D2 t = ulkoisista (eksogeenisistä) tekijöistä aiheutuva kasvun vaihtelu ja = selittämätön, edellisiin kuulumaton vaihtelu. δ t Ilmastoa kuvaavat tärkeimmät tekijät (C t ) ovat Suomessa lämpötila ja sademäärä. Metsikön sisäisiä tekijöitä (D1 t ) ovat mm. metsikkörakenne ja puuston tiheys, puiden välinen kilpailu, kukkiminen ja siementuotanto. Ulkoisia tekijöitä (D2 t ) ovat mm. hakkuut, metsäpalot, hyönteistuhot, taudit, saasteet, tuulet, tulvat ja myrskyt. D1 t :n ja D2 t :n yhteydessä esiintyvä parametri δ voi saada arvon 0 tai 1 sen mukaan, vaikuttaako tekijä vuonna t mallissa vai ei. Selittämätöntä kasvun vaihtelua (δ t ) aiheuttavat mm. kasvupaikan maaperäominaisuuksien vaihtelu, rinteen kaltevuussuunta ja mittausvirheet. Ristiinajoitus ja ajoittaminen. Yksittäinen puu voi tallettaa tietoa muistiinsa vain elinkaarensa aikana. Koska puut elävät Suomessa yleensä muutamia satoja vuosia ja vanhimmatkin korkeintaan 1100- vuotiaiksi, voidaan niiden vuosilustotiedoilla päästä enintään vuosituhannen verran taaksepäin historiassa. Muistin pidentäminen tuhansiin vuosiin edellyttää kuolleen puuaineksen (rakennuspuut, kelot, kannot ja subfossiilipuut) lustotietojen liittämistä elävistä puista saatuun aineistoon. Osittain samaan aikaan kasvaneet puut yhdistetään toisiinsa sarjaksi ristiinajoittamalla eli tahdistamalla näytteet niistä löytyvien samankaltaisten kasvurytmien avulla. Yhdistäminen voidaan tehdä näytteiden kesken kelluvasti, jolloin sarjaa rakennetaan tietämättä sen sijaintia kalenterivuosiasteikolla. Lapin männyn kasvun minimitekijänä on lämpötila, mikä merkitsee kapeiden lustojen muodostumista kylminä kesinä. Jos nämä ns. ilmastosignaalit paikallistetaan silmävaraisesti näytteestä ja kuvataan millimetripaperille pystyviivoina luston iän (ytimestä lasketun luston järjestysnumeron) suhteen, muodostuu viivakoodimainen kuvio, joka on sormenjälkeen verrattava ominaisuus. Näyte ajoitetaan liu uttamalla siitä luotua viivakoodia vastaavalla tavalla käsiteltyä vertailusarjaa vasten, kunnes paras yhteensopivuus löytyy. Puun kaatovuosi tai näytteen viimeinen kalenterivuosi löytyy näytteen vanhimman luston kohdalta. Tämän Skeleton Plot menetelmän, jota meillä voisi kutsua viivakoodiajoittamiseksi, kehitti jo 1900- luvun alussa dendrokronologian isä A.E. Douglass (ks. takakansi). Menetelmä toimii myös maastoolosuhteissa, sillä työvälineiksi tarvitaan lyijykynä, kumi, millimetripaperia ja suurennuslasi/pieni mikroskooppi sekä viivakoodattu vertailusarja. Jos kannettava mikrotietokone on mukana, voidaan ajoitus tehdä vaivattomasti CrossDate-nimisellä Windows-ohjelmalla. Määritelmiä. Ristiinajoitetuista näytteista koostuvaa keskiarvosarjaa kutsutaan (vuosi)lustosarjaksi. Jos lustoista poistetaan ikääntymisestä aiheutuva kasvun aleneva trendi, on kyseessä (vuosilusto)indeksisarja. Viite- tai referenssisarjalla tarkoitetaan yhden tai useamman puun indeksisarjoista muodostettua keskiarvosarjaa, joka kuvaa mahdollisimman luotettavasti määritellyn alueen kalenterivuosittaisen vaihtelun. Vaihtelun lähteenä on yleensä paikallinen ilmasto, mutta se voi olla jokin muukin tekijä, vaikkapa mäntypistiäistuho. Ilmastosignaalien esiintymisvuosia kutsutaan usein piikkivuosiksi (Mielikäinen & al. 1998). Ne näkyvät puun kasvussa poikkeuksellisen kapeina tai leveinä lustoina naapurilustoihin verrattuna. Jos erikseen ei mainita, niillä tarkoitetaan kapeita lustoja. Vuosilustoarkistot. Lustotutkimuksen vahvistumiseen tieteenalana on vaikuttanut ratkaisevasti kerättyjen aineistojen tallentaminen myöhempää käyttöä varten. Kansainvälinen lustotietopankki ITRDB (International Tree-Ring Data Bank) perustettiin lustotutkijoiden kansainvälisessä kokouksessa Tucsonissa vuonna 1974. Sen tarkoituksena oli tarjota pysyvä sijoituspaikka eri puolilta maailmaa kerättäville vuosilustoaineistoille. Samalla haluttiin estää aineistojen väärinkäyttö ja turvata datojen jatkuvuus, kun lustolaboratorio lakkaa olemasta tai sen toiminta muuttuu, tutkija siirtyy toisiin tehtäviin tai kuolee (Grissino-Mayer 2002). ITRDB:n toiminta perustuu vapaaehtoisuuteen siten, että tutkijat luovuttavat aineistojaan ja tuloksiaan sinne ja vastavuoroisesti saavat sieltä käyttöönsä haluamiaan tietoja. LTRR vastasi ITRDB:n toiminnasta vuoteen 1990 saakka. Sen jälkeen ylläpitovastuu siirtyi NO- 6
AA:n 2 :lle kansainvälisen paleoilmastotietokeskuksen WDC:n (World Data Center) perustamisen yhteydessä. Paleoilmastoa kuvaavia tietoja ovat esimerkiksi jäätikkölustot, järvisedimentit, vuosilustot, siitepölyt ja kirjalliset muistiinpanot. WDC:n tiedostoja säilytetään Yhdysvaltojen Coloradossa Boulderissa sijaitsevassa NGDC 3 -keskuksen paleoilmaston osaston palvelimilla (Internetissä http://www.ngdc.noaa.gov/paleo/ftp-treering.html) ITRDB-arkisto sisältää 2804 alkuperäisaineistoa ja 3275 lustosarjaa 1500 paikalta. Yli 100 puulajia sisältävän aineiston on mahdollistanut 139 tutkijaa 21 maasta (Grissino-Mayer 2002). Arkistoon voidaan tallettaa monipuolista tietoa vuosilustoista, lustoleveystietojen ohella sinne käyvät myös. (1) vety-, hiili ja happi-isotooppimittaukset, (2) tiedot solurakenteista (esimerkiksi seinämän paksuus ja pinta-ala), (3) runkoanalyysitiedot, (4) mittaustiedot kuva-analyyseistä ja (5) tiedot poikkeuksellisista tapahtumista (esim. piikkivuodet, pakkashalkeamat, hyönteistuhot). Muista lustoarkistoista tunnetuin on Fritz Schweingruberin ym. Sveitsin metsäntutkimuslaitoksessa (Swiss Federal Institute for Forest, Snow, and Landscape Research) kehittämä WSL-Birmensdorf lustoarkisto (WSL Birmensdorf Worldwide Ringwidth and Density Data). Se löytyy myös ITRDB:stä (http://www.ngdc.noaa.gov/paleo/treering-wsl.html). 2.3. METLA VUOSILUSTOTIEDON HYÖDYNTÄJÄNÄ LAITOKSEN SISÄINEN TOIMINTA. Vuosilustoaineistot ovat perinteinen osa Metlan kasvututkimusta. Vuosittain kerätään useita kymmeniä lustoaineistoja, jotka sisältävät yhteensä 5000-10000 kairanlastua tai noin miljoona lustoa. Ikämääritykset, kasvunlaskenta ja ilmaston vaihteluita kuvaavat vuosilustoindeksit ovat olleet lustojen peruskäyttöä Metlassa. Tätä pitemmälle on menty yksityiskohtaisissa lustoanalyyseissä, joissa on tarkasteltu jonkin puun kasvuun vaikuttavan tekijän (esim. lannoitus, harvennus, metsätuhot, ilman epäpuhtaudet) aikaansaamia kasvunmuutoksia vuosilustoissa (esimerkkinä myös liite 6e). Viime vuosikymmenellä omaksuttu dendrokronologinen tutkimusote on tuonut syvyyttä Metlan lustoanalyyseihin ja on laajentanut kasvututkimuksia aihepiireihin, joihin ei olisi aiemmin ollut osaamisen puolesta edellytyksiä. Lustotietoa hyödyntäviä perinteisiä tutkimussektoreita Metlassa ovat kasvu- ja tuotostutkimus, VMI, lannoitustutkimus ja metsätuhotutkimus. Uusia ja vahvistuvia aloja ovat ilmasto- ja metsähistoriatutkimus, ilmastonmuutostutkimus, metsäpalotutkimus, ajoitustutkimukset sekä ympäristönseurantatutkimus, jossa selvitellään vuosilustoanalyyseillä muun muassa ihmisen elinympäristöönsä aiheuttamia muutoksia. KOTIMAINEN VERKOSTOYHTEISTYÖ. Metlan lustotutkimusta on pyritty monipuolistamaan monitieteisellä ja organisaatiorajat rikkovalla verkostoyhteistyöllä. Siitä on tullut lustotutkimusta kaikkein tehokkaimmin eteenpäin vievä voima, sillä yhteistyökumppaneiksi on saatu henkilöitä tai tahoja, jotka omalla erityisosaamisellaan tai välineistöllään ovat mahdollistaneet uusia tieteellisiä aluevaltauksia metsäntutkimuksessa. Verkostoyhteistyön lähtökohtana on pidetty yhteistyökumppanin suoritteiden soveltumista joko meneillään olevan tai perustettavan Metlan tutkimushankkeen tavoitteisiin. Yhteistyön tavoitteena on joissakin tapauksissa pidetty myös yhteisen (referoidun) julkaisun laatimista. Kotimaiseen verkostoyhteistyöpiiriin kuuluu noin 25 tutkijaa kymmenestä eri organisaatiosta. Valtaosassa verkostoyhteistyön piiriin kuuluvista tutkimuksista on käsitelty vuosilustojen hyväksikäyttöä ilmastonmuutostutkimuksessa. Verkoston välityksellä on voitu toisinaan hankkia myös lisärahoitusta yhteisten tutkimusaiheiden puitteissa. Verkostoyhteistyöhön osallistuneita tahoja ovat viime aikoina olleet mm. Metsähallitus, GTK, Ilmatieteen laitos, Turun Maakuntamuseo sekä Helsingin, Turun, Oulun, Joensuun ja Lapin yliopistot. Esimerkkejä verkostoyhteistyöstä (suluissa yhteistyökumppani): ilmastonmuutos ja porotalous Ilmastonmuutos Suomessa (Ilmatieteen laitos) Syötteen metsäpalohistoria (Metsähallitus/LIFE) UKK-puiston metsäpalohistoria (Metsähallitus/Sodankylä) Saamelaiskodat (Tromssan yliopisto/arkeologi) Holoseenin ilmastonvaihtelut (lustot/helsingin yliopisto/geologian laitos) Keskiajan lämpökausi (hiili-isotoopit/helsingin yliopisto/geologian laitos) Keskiajan lämpökausi (vuosilustot/turun yliopisto/arkeologian laitos) Järvisedimentit (Geologian tutkimuskeskus/otaniemi) Talkkipäästöt Vuokatissa (Geologian tutkimuskeskus/rovaniemi) Nuorten puiden ilmastovaste (Oulun yliopisto/maantiet.laitos) Holoseenin ilmastonmuutos (Arizona university) 2 NOAA = Paleoclimatology Program of the National Oceanic and Atmospheric Administration 3 NGDC = National Geophysical Data Center 7
ULKOMAINEN VERKOSTOYHTEISTYÖ. Ulkomaisista yhteistyökumppaneista mainittakoon Arizonan yliopiston LTRR (Laboratory of Tree-Ring Research), Columbian yliopiston Lamont Doherty, East Anglian yliopiston CRU (Climate Research Unit), Barcelonan yliopiston Departament of Ecology, Hohenheimin yliopisto sekä pohjoismaisista yliopistoista Tromssan yliopiston Department of Biology ja Uumajan yliopiston Dept. of Forest Vegetation Ecology. Niiden tutkijoita on verkoston piirissä noin 30. POHJOISMAINEN VERKOSTOYHTEISTYÖTÄ on suunnitteilla tai tehdään lustosarjojen laatimiseksi Uumajan yliopiston Maarit Kalela-Brundin ja Tromssan yliopiston Andreas Kirchhefer kanssa. Paraikaa on meneillään yhteistyö pohjois-norjalaisen 2000-vuotisen lustosarjan kehittämiseksi. MUU EUROOPPALAINEN YHTEISTYÖ on keskittynyt ilmastonmuutostutkimukseen. Tärkeimmät yhteistyökumppanit ovat East Anglian yliopistossa (Keith Briffa ym.) ja Hohenheimin yliopistossa (Michael Friedrich ym. ). Kansainvälisesti ja tieteellisesti merkittävimpänä verkostoyhteistyön saavutuksena on yhdeksän Euroopan maan yhteisessä eu-projektissa Advance-10K:ssa, valmistunut maailman kolmanneksi pisin vuodentarkka puulustosarja, Lapin metsänrajamännyn 7519-vuotinen sarja (ks. kohta 6.2). Tuoreinta yhteistyötä edustaa yhteistyö Barcelonan yliopiston lustotutkijoiden kanssa. Yhteistyöprojekti professori Emilia Gutierrezin ja väitöskirjaansa valmistelevan Marc Maciaksen kanssa koskee NAOilmiön vaikutuksia Suomessa. Työtä ohjaavat Metlan (allekirjoittanut) lisäksi Helsingin yliopisto (Eronen) ja Joensuun yliopisto (Lindholm). SUOMALAIS-AMERIKKALAINEN YHTEISTYÖ on keskittynyt Arizonan yliopiston kanssa tehtävään yhteistyöhön. Tärkeimmät viimeaikaiset yhteistyöalueet ovat koskeneet pitkien vuosilustosarjojen laatimista, tutkimustiedon ja näytteiden arkistointia sekä ilmastonmuutosta. Useita yhteistyöhankkeita on myös vireillä. Seuraavassa tarkastellaan hiukan lähemmin suomalais-amerikkalaisia projekteja. Arizonan yliopiston tutkijan Thomas P. Harlanin vetämän BRISTLECONE WEB PROJECT ja Lustiahankkeen tavoitteet ovat osin yhtenevät ja yhteisesti määritellyt. Harlan on arkistoimassa vihnemäntyä (Pinus longaeva) koskevaa tutkimusaineistoa Internet-pohjaisen järjestelmään pääpiirteissään samoin periaattein ja menetelmin kuin Lustia-hankkeessakin. Tietoja vaihdetaan avoimesti puolin ja toisin, jotta molemmat hyötyisivät yhteistyöstä. Toinen Harlanin kanssa tehtävä yhteistyö liittyy pitkiin lustosarjoihin. Erityisesti Advance-10K-projektissa saaduista kokemuksista on hyötyä hänen BRISTLECONE COLLECTION PROJECT työssään. Harlan on jo vuosien ajan yrittänyt pidentää maailman toiseksi pisintä 8702-vuotista vihnemäntysarjaa noin 11 000 vuoteen. Sen esteenä on vain noin 150 vuoden pituinen näytteetön aukko yhtenäistä osaa edeltävällä ajanjaksolla. Puuttuvan linkin etsintä jatkuu myös ensi kesänä. Vireillä on yhteistyösuunnitelma suomalais-amerikkalaisen lustonmittausjärjestelmän kehittämiseksi. Lähtökohtana ovat Kari Sauvalan innovatiivisen KS 2003 lustolaitteistoprojektin, allekirjoittaneen KINSYS-järjestelmän sekä Malcolm Hughesin ja Martin Munron Arizonan yliopiston LTRR:ssä vetämän lustolaitteistoprojektin kokemukset. Yhteistyön tavoitteena on yhdistää 3-5 vuoden kuluessa osaamiset sekä laite- että ohjelmistotasolla. Muita yhteistyösuunnitelmia on mm. yhteiset koulutustilaisuudet (Touchan), suomalaisamerikkalais-venäläinen yhteistyö Siperiassa (Hughes), metsäpalotutkimukset (Swetnam), wwwsivustoprojekti (Sheppard) ja arkeologisiet ajoitukset (Dean). Lopuksi Arizonan yliopiston arvostetun professorin Jeffrey Deanin 29.11.2002 kommentti Lustia-hankkeen kansainvälisestä merkityksestä: I'm delighted to hear about the good prospects for your LUSTIA Project. It sounds very exciting and will be an important advance in world dendrochronology. I would be happy to help in any way I can, and I'm sure the LTRR would be glad to cooperate as an institution. 2.4. MIKSI METLAN VUOSILUSTOAINEISTOT TULEE ARKISTOIDA? Vuosilustot ovat rinnastettavissa arkeologiseen aineistoon, sillä ne sisältävät tietoa metsä- ja ilmastohistoriasta, ympäristömuutoksista, ihmisen toiminnasta jne. Jos 100 vuotta sitten kerättyjä lustoaineistoja olisi käytettävissä, niistä voisi olla tutkittavissa vaikkapa 1800-luvun kaskenpolttoon tai tervan tuottamiseen liittyviä kulttuurivaikutuksia. Nykymetsistä kerätyistä aineistoista vastaavan tekeminen olisi huomattavasti vaikeampaa tai mahdotonta, sillä puusukupolvien vaihtuessa ovat jäljet ehtineet hävitä. Metlassa on kerätty lustoaineistoja vähintään yhtä pitkään kuin vuonna 1937 perustetussa Arizonan yliopiston lustotutkimuslaboratoriossa 4, jossa on järjestelmällisesti arkistoitu kaikki kerätyt aineistot. Metlassa ei ole toimittu samalla tavalla, sillä vallinneessa tutkimuskulttuurissa lustoaineistoja on pääsääntöisesti pidetty tutkimuskohtaisina kertakäyttöaineistoina, joille ei nähty muuta käyttöä tutkimuksen valmistuttua. 4 Laboratory of Tree-Ring Research, lyhenne LTRR. Nettiosoite: www.ltrr.arizona.edu. 8
Toki lustoaineistoja on jonkin verran arkistoitukin ja osa niistä on säilynyt kymmenien vuosien varastoinnin, muuttojen ja siivoustenkin jälkeen käyttökelpoisina. Metlan vanhimpia lustoaineistoja ei liene koskaan inventoitu, joten niiden kokonaismäärästä ja käytettävyydestä ei ole tässä vaiheessa mahdollista esittää arvioita. Esimerkkinä vanhoista aineistoista mainittakoon Rovaniemellä säilytettävät Gustaf Sirénin 1950- ja 1960-lukujen tutkimuksia edustamat kaksi laatikkoa, jotka sisältävät hänen 780- vuotisen mäntylustosarjan kairanlastuaineiston monipuolisine tietokonetulosteineen (!) sekä hänen katajakiekkonäyteaineistonsa, joka sisältää mm. Suomen vanhimman kaadetun katajan 1100-vuotisen kiekkonäytteen. Viime vuosikymmeninä kerättyjä numeerisia lustoaineistoja on jo runsaammin tallessa, esimerkkinä allekirjoittaneen tutkimuksissaan käyttämät 44 aineistoa (liite 5b). Lustotutkimuksen kehittyminen on merkinnyt lustoaineistojen voimistuvaa uusiokäyttöä. Kasvu- ja tuotostutkimuksen lustoaineistoja ( liite 5b) on tarvittu alkuperäisen käyttötarpeensa jälkeen Metlan omissa tutkimuksissa, mm. trenditutkimuksissa, ilmastoanalyyseissä, alueellisten indeksisarjojen laadinnassa ja ajoitustutkimuksissa. Valtaosa Metlan ulkopuolisista aineistopyynnöistä liittyy ilmastotutkimuksiin. Ohessa esimerkki eräästä kotimaisesta tutkimusorganisaatiosta tulleesta yhteydenotosta: Olemme tekemässä aikasarja-analyysiä pitkistä ilmastonmuutosta kuvaavista tiedoista. Tarkoituksena on verrata keräämiämme aikasarjoja muihin relevantteihin datoihin, joita ovat mm. puun vuosilustokronologiat. Suomessa alan klassikkotyö on G. Sirenin julkaisu vuodelta 1961 (Skogsgränstallen som indikator för klimatfluktuationerna...), joka on ilmestynyt Metsäntutkimuslaitoksen sarjassa No. 54. Julkaisu on käytössämme, mutta tiedustelisimme onko siinä käytetyt lustodatat saatavissa jostain METLA:n ylläpitämästä tietokannasta? Kansainvälinen dendrokronologinen datapankki (www.ngdc.noaa.gov/paleo/treering.html) ei Sirenin datoja tunne. Kysely osoittaa lustoaineistoille olevan laajempaakin käyttötarvetta. Valitettavasti emme voi tarjota Sirénin aineistoa mistään Metlan tietokannasta, koska lustoaineistot eivät ole toistaiseksi kuuluneet Metlan aineistorekisteriohjelmiin. Tunnetun ilmastotieteilijän Keith Briffan mukaan Lapin metsänrajamännyn vuosilustot ovat herkin tunnettu kesänaikaisia keskilämpötiloja kuvaava proksimuuttuja 5. Kun Lapin männystä on lisäksi valmistunut vuonna 1999 maailman kolmanneksi pisin (7520 vuotta) yhtenäinen puulustosarja (Eronen ym. 2002), on ilmeistä, että kansainvälisen ilmastotutkimuksen mielenkiinto suomalaisiin lustoaineistoihin on nousujohteista. Esimerkissä viitataan myös kansainväliseen dendrokronologiseen datapankkiin eli ITRDB-arkistoon. Sen sisältämät yli 6000 lustosarjaa ja lustoaineistoa on saatu tutkijoilta lahjoituksina. Suomesta on tullut kansainvälisen tiedeyhteisön käyttöön vain niukasti lustoaineistoa, sillä ITRDB:stä löytyy vain 28 kotimaista kohdetta, joista osa (11 kohdetta) on Fritz Schweingruberin Suomeen vuonna 1981 tekemän keruuretken tulosta (liite 5a). Metlasta ei ole toistaiseksi toimitettu sinne yhtään lustoaineistoa, mikä on vähintäänkin noloa ajateltaessa kansainvälisen lustotutkimusyhteistyömme kehittämistä. Ilmastonmuutostutkimuksessa tarvitaan tuhatvuotisten sarjojen lisäksi paikallista vaihtelua kuvaavia 30-500-vuotisia alueellisia sarjoja. Metlassa kerättävä aineistot soveltuvat hyvin tähän tarkoitukseen. Lustotutkimuksen oheistuotteena syntyneestä ajoituspalvelutoiminnasta on tullut kansalaisten suosima Metlan osaamisalue, sillä vanhojen rakennusten ikä kiinnostaa niin yksityisiä henkilöitä kuin yhteisöjäkin. Ajoittamisen perusvälineitä ovat paikallisiin olosuhteisiin sovitetut viitesarjat. Ne on laadittava puulajeittain sekä erikseen kangas- ja turvemaille, sillä jokaisella pääpuulajilla on toisistaan poikkeava kasvurytminsä. Osa niistä on saatu kootuksi Metlan vanhoista lustoaineistoista, joista tärkeimpiin kuuluvat Valtakunnallinen kasvuindeksipalvelu -tutkimuksen maanlaajuinen mänty- ja kuusiaineisto sekä Etelä-Suomen luonnonsuojelualueiden vanhoista puista koostuva mäntyaineisto (liite 5b). Olemassa olevat vertailusarjat perustuvat eläviin puihin, mikä merkitsee Etelä-Suomessa vaikeutta laatia yli 200-vuotisia alueellisia sarjoja. Tätä vanhempien rakennusten ajoittaminen onnistuu vain tapauksissa, joissa näytteet ajoittuvat joko Itä-Savon 1300- tai Lounais-Suomen 900-vuotisilla mäntysarjoihin. Jos rakennusmateriaalina on kuusi, heikkenevät ajoitusmahdollisuudet olennaisesti, sillä kuusesta ei toistaiseksi ole yhtään pitkää sarjaa. Koivun tilanne on kaikkein heikoin. Alueellisesti kattavien puulajeittaisten vertailusarjojen kehittämiseen tarvittaisiin itse asiassa kaikki Metlassa kerättävät lustoaineistot. Edellä esitettiin muutamia näkökohtia, jotka perustelevat Metlassa kerättyjen lustoaineistojen järjestelmällistä arkistointia. Arkistointi on tarkoitus toteuttaa esitettävän LUSTIA-hankesuunnitelman periaattein. Tavoitteena on tehostaa Metlan hallinnoiman vuosilustotiedon käyttöä sekä parantaa lustotutkimuksen yleisiä toimintaedellytyksiä. Arkistoinnin piiriin pyritään saamaan kaikki Metlassa kerättävät lustoai- 5 proksi = ilmastoa likimääräisesti kuvaava muuttuja. 9
neistot. Vaikka kaikkea aineistoa ei olekaan tarpeen arkistoida, tulisi se joka tapauksessa kerätä yhteisesti sovittuja sääntöjä, ns. lustotutkimuksen laatujärjestelmää noudattaen. Metlassa ei ole pysyvää lustoaineistojen arkistointiohjetta, mikä on johtanut vaihtelevaan käytäntöön aineistojen keruussa ja käsittelyssä. Lustotietoarkiston kokoaminen vaatii systemaattista ja laatujärjestelmää noudattavaa työskentelyä, jossa tarvitaan myös laitostasolta tulevaa ohjeistamista. Arkistointityö on teknisesti toteutettavissa KINSYSlaatujärjestelmän 6 tietorakenteilla, jotka tarjoavat joustavan ohjelmisto- ja datayhteensopivuuden niin laitoksen sisäisiä kuin kansainvälisiäkin tutkimuksia ajatellen. KINSYS-järjestelmä on arkikäytössä Rovaniemellä ja Kolarissa, mutta sen laajentaminen Metlan kaikkiin lustolaboratorioihin edellyttää laitostasoisia toimenpiteitä mm. ohjeistamisessa. 2.5. METLAN LUSTOTUTKIMUKSEN JÄRJESTÄYTYMINEN Lustotutkimuksen taustatekijät. On ennakoitavissa, että kansainvälinen yhteistyö lustotutkimuksissa tulee voimistumaan lähivuosina. Tuleviin tutkimushaasteisiin on valmistauduttava huolella, sillä esimerkiksi eurooppalaisissa lustotutkimusprojekteissa edellytetään tutkijoilta ammattimaista osaamista. Metlan lustolaboratoriotekniikka ja ohjelmistot ovat jo kohtuullisella tasolla, mutta lustotutkimuksen järjestäytymättömyys (= hankkeettomuus) vaikeuttaa toimintaa. Työskentely suurten datamäärien kanssa edellyttää hyvin järjestäytynyttä toimintaympäristöä, mikä toteutuu käytännössä lustotiedon arkistointijärjestelmässä. Rovaniemen lustolaboratorion toimiminen kahdeksan vuoden ajan aktiivisena lustodatan tuottajana ilman arkistointijärjestelmää on johtanut tilanteeseen, jonka hallinta laajenevassa lustotutkimuksessa on aineistovastaaville yhä työläämpää. Lustotutkimuksen järjestäytymiseen liittyvä suunnittelu aloitettiin aiemman toiminnan tuloksellisuuden state-of-the-art tarkastelulla. Muun muassa seuraavia asioita pohdittiin (Kuva 2): - kasvu- ja tuotostutkimukseen liittyvien lustotutkimusten tarpeet; - kokemukset kansallisesta lustotutkimusyhteistyöstä yliopistojen, metsähallituksen ja muiden organisaatioiden kanssa; - kokemukset kansainvälisestä lustotutkimuksesta, jota edustavat mm. eurooppalainen yhteistyö ADVANCE-10K projektissa sekä yhteistyö Arizonan ja Columbian yliopistojen kanssa; - KINSYS-lustotietojärjestelmän toimivuus; - KINSYS-laatujärjestelmän toimivuus; - lustolaboratorioinfrastruktuurin toimivuus; - kansallista lustotutkimusta edustavan FINTRLAB sivuston nykytila ja sen käyttökelpoisuus uuden hankkeen Internet-pohjaisen käyttöliittymän suunnittelussa sekä - lustotutkimuksen ekstensiotoiminnan tulokset. Lisäksi arvioitiin lustotutkimuksen tulevat tarpeet: - Metlan kasvututkimuksen kehittämistarpeet; - kansallisen ja kansainvälisen lustotutkimuksen kehittämistarpeet; - Metlan koetoiminnan näkökulma lustotutkimuksen kehittämiseen; - Metlan lustolaboratorioiden yleinen kehittäminen; - Kolarin tutkimusaseman tutkimustoiminnan kehittäminen; - Rovaniemen ja Kolarin asemien työnjaon kehittäminen lustotutkimuksissa; - tutkimustiedon välittämiseen liittyvät näkökohdat ja - käytettävissä olevat resurssit. Oman arviointinsa aiheena oli dendrokronologia: ongelmana oli sovittaa joustavasti hankesuunnitelmaan kokonaisen tieteenalan mahdollisuudet! Hankerakennetta suunniteltaessa oli lisäksi huomioitava, että Metlan lustotutkimus on kehittynyt monivivahteiseksi ja usein luovia ratkaisuja edellyttäväksi toiminnaksi. Hankkeesta haluttiin tehdä Metlan hallinnoima kansainvälinen monitoimihanke, jolla on uutuusarvoa, dynaamisuutta ja valmiutta esitellä ja edistää suomalaista lustotutkimusta. Metlan lustotutkimuksen nykytilan ja tulevaisuuden näkymien perusteella on arvioitavissa, että Metlan lustotutkimustoiminnasta on mahdollista kehittää LTRR:n esimerkin mukaisesti kansainvälistä tutkimusyhteistyötä harjoittavaa tutkimuslaboratoriotoimintaa. Tällainen suunnan valinta antaisi Metlan lustotutkimukselle kasvuvaran kehittyä aikanaan Suomen Akatemian määrittelemän huippututkimusyksikön mittoihin. Ajatus on innostava ja riittävän laaja-alainen Metlan tulevan lustotutkimuksen kansainvälisiäkin tarpeita ajatellen. Siksi pitkän aikajänteen tavoitteeksi (avaintulokseksi) asetetaan kotimaisia lustoarkistoja hyödyntävän monitieteisen ja kansainvälisen huippututkimusyhteistyön kehittäminen Ensimmäinen askel asetetun tavoitteen suuntaan on Metlan lustotutkimuksen järjestäytyminen hankkeeksi. Sen määrittelyyn soveltuva viitekehys oli lopulta yksinkertainen, sillä Metlan lustotutkimustoimintojen aihepiiri oli jaettavissa nelikentäksi: lustolaboratoriotoiminnot, arkistointi, kasvun vaihtelu ja tie- 6 KINSYS-lustotietojärjestelmään (ks. liite 3) liittyvä lustotietojen arkistointimalli. 10
donvälitys (liite 1b). Lisäksi oli tarpeen perustaa ohjausosio hankkeen runsaasti yksityiskohtia sisältävään koordinointiin. Hankkeen nimeksi valittiin LUSTIA, joka on lyhenne hankkeen keskeisimmästä datarekisteristä, LUStoTIetoArkistosta. Lustotutkimuksen neljä kehittämisjaksoa vuosina 1979-2016. Metlan lustotutkimusta on kehitetty kolmessa jaksossa viimeisen 23 vuoden aikana. ENSIMMÄISEN KEHITTÄMISJAKSON (1979-1992) aikana keskityttiin lustonmittauksen modernisointiin ja vuosilustotiedon käytön laajentamiseen laitoksen sisäisissä hankkeissa. TOISELLA KEHITTÄMISJAKSOLLA (1993-1999) oli tavoitteena lustotutkimuksen kansainvälistäminen. Siihen liittyivät Dendrokronologian laboratorion perustaminen Rovaniemelle, dendrokronologisen tutkimusotteen soveltaminen Metlan kasvututkimuksiin ja lustotutkimuksen verkostoyhteistyön kehittäminen. Jakson tieteellisesti ja kansainvälisesti merkittävin tulos oli osallistuminen Advance-10Kprojektiin (kohta 6.2) ja Lapin metsänrajamännyn 7520-vuotisen lustosarjan valmistuminen ja julkaiseminen Holocene-sarjassa (Helama ym. 2002, Eronen ym. 2002; kohta 16). Vuonna 2000 alkaneen lustotutkimuksen KOLMANNEN KEHITTÄMISJAKSON päätavoitteena on tieteellisesti korkeatasoisen ja kansainvälistä yhteistyötä harjoittavan järjestäytyneen tutkimuslaboratoriotoiminnan vakiinnuttaminen Metlassa. Siihen pyritään (1) hankkeistamalla Metlan lustotutkimus ja yhtenäistämällä Metlan lustolaboratoriotoiminta, (2) kehittämällä lustotutkimuksen laatujärjestelmä, (3) perustamalla ja vakiinnuttamalla lustotutkimukseen liittyviä arkistoja, (4) järjestämällä lustoarkiston tietoihin perustuva metsien kasvun vaihtelun seuranta, (5) tuotteistamalla lustotutkimustietojen Internet-pohjainen tiedonvälitys sekä (6) kehittämällä verkostoyhteistyötä. Vuonna 2010 alkavalla NELJÄNNELLÄ KEHITTÄMISJAKSOLLA jatketaan perustyönä lustoarkiston maanlaajuista tietosisällön tuottamista ja lustoinformaation Internet-pohjaista tuotteistamista. Silloin käynnistyvän LUSTIMAA 7 - jatkohankkeen päätavoitteena on Lustia-arkistoja hyödyntävän monitieteisen ja kansainvälisen huippututkimusyhteistyön kehittäminen. LUSTIA-hankesuunnitelma sisältää em. KOLMANNEN KEHITTÄMISJAKSON toteutuksen. Siinä edetään vaiheittain: Ensimmäisessä vaiheessa (2000-2002) määritellään Metlassa tehtävän lustotutkimuksen viitekehys, määritellään tavoitteet, valitaan keskeiset toiminnot ja järjestetään ne laboratoriotyyppiseksi hankkeeksi (Lustia-suunnitelma). Toisessa vaiheessa (2003-2004) 1) organisoidaan toiminta määrittelemällä henkilöstön tehtävät hankesuunnitelmassa esitetyn osiojaon perusteella; 2) luodaan laatujärjestelmä kotimaisen lustotutkimuksen yhdenmukaistamiseksi ja aineistojen korkean teknisen tason turvaamiseksi; 3) kehitetään lustotietojen arkistointia; 4) kehitetään lustoarkistotietoja hyödyntäviä sovelluksia, mm. kasvukauden jälkeisen vuotuisen kasvuindeksin määritysmenetelmä; 5) sovitetaan Lustian yhteydet Metlan muihin tietojärjestelmiin sekä 7) välitetään lustotutkimustietoa tiedon tarvitsijoille Internetin mahdollistamin keinoin. Kolmannessa vaiheessa (2005-2006) aloitetaan laitostasoinen toiminta: 1) testataan lustotutkimuksen laatujärjestelmän soveltuvuutta Metlan kaikissa toimintayksiköissä; 2) ohjataan toimintaa laitostasoisella ohjeistuksella; 3) aloitetaan Lustoarkiston valtakunnallinen tiedonkeruu ja näytteiden hankinta; 4) täsmennetään laatujärjestelmää vastaamaan laajennetun aineiston haasteisiin; 5) jaetaan laitostasoista ohjeistamista laatujärjestelmän käyttöön ottamiseksi Metlan kaikissa toimintayksiköissä sekä 6) aloitetaan laitoksen sisäinen koulutustoiminta Lustia-suunnitelmassa asetettujen tavoitteiden toteuttamiseksi. Neljännessä vaiheessa (2007) viimeistellään hankkeen toiminnot: 1) aloitetaan laitostasolla hyväksyttyyn ohjeistukseen perustuva täysitehoinen käytännön toiminta Lustia-suunnitelman kaikissa osahankkeissa; 2) määritellään kehittämistoiminnan tuloksena syntyneet tuotteet Lustia-palvelupaketiksi ja sisällytetään se LustiaMaa-osahankkeeseen sekä 3) määritellään LustiaMaan maksulliset palvelut. Viidennessä vaiheessa (2008 alkaen) seurataan järjestelmään toimintaa ja mukautetaan sitä tarvittaessa uusia tutkimustarpeita vastaavaksi. Vuonna 2010 alkavan NELJÄNNEN KEHITTÄMISJAKSON alkaessa tulee Lustia-hankkeelle asetettujen tavoitteiden olla pääosin toteutuneet. Sen jatkohankkeeksi suunnitellussa LUSTIMAA-hankkeessa käsitellään edelleenkin Lustian päivittäistoimintoja ja jatketaan Lustia-arkistojen tuotteistamiseen liittyviä jatkokehittämistehtäviä, mutta sen varsinaisiksi päätavoitteiksi asetetaan 1) kansainvälisen yhteistyön ja verkostoyhteistyön tehostaminen ja 2) Metlan lustotutkimuksen toimintamahdollisuuksien lisääminen kansainvälisessä huippututkimuksessa. Jatkohankkeesta tulee aikanaan Lustia-hankkeen tyyppinen yksityiskohtainen kuvaus, joten tässä yhteydessä käsitellään pelkästään Lustimaa-hankkeen aineistonäkökulmaa. Kansainvälisessä huippututkimuksessa selviytymisen perustekijöitä ovat hyviin tutkimustiimeihin pääsy ja oman osaamisen tason riittävyys. Suomalaisten lustotutkijoiden tietä huipputiimeihin ja sitä kautta myös huippuprojekteihin tasoittavat nykyisin myös tieteellisesti arvokkaat ja ainutlaatuiset subfossiiliset vuosilustoaineistot, joista tunnetuin on vuonna 1999 Advance-10K-projektissa (ks. kohta 6.2) vii- 11
meistellyn 7519-vuotisen lustosarjan aineisto. Jo pelkästään käytännönkin syistä on sovellettu periaatetta, jonka mukaan kotimaiset lustoaineistot on ulkomaisten tahojen käytettävissä pääsääntöisesti yhteistyösopimusten puitteissa. Periaate on usein merkinnyt suomalaisen edustajan asianosaiseen tutkimusryhmään pääsyä. Lustimaa-hankkeessa pyritään markkinoimaan Lustia-arkistojen 7 koko tietosisältöä suomalaisen lustotutkimuksen tuotteena ja kansainvälisen ilmastonmuutostutkimuksen tarpeita palvelevana proksiaineistona. Lustoarkiston tiedot suunnitellaan kytkettäväksi kansainvälisiin tietojärjestelmiin kuten esimerkiksi ITRDB 4 - lustotietoarkistoon ja laajemmin: NOAA Paleoclimatology Program and World Data Center for Paleoclimatology-proksitiedon arkistointiohjelmaan. Kytkentä toteutetaan lisäämällä Lustoarkiston käyttöliittymään velhoja eli ohjattuja toimintoja, jotka kyselyiden välityksellä auttavat yhdistämään muiden tietojärjestelmien proksitiedot 8 Lustoarkiston tietoihin. Myös Lustoarkistoa toivotaan voitavan täydentää muillakin proksitiedoilla kuin vuosilustoleveyksillä, esimerkiksi muilla lustotunnuksilla (tiheys), muilla vuosirytmiä ilmaisevilla tunnuksilla (neulasvuosikerrat, hiili- ja happi-isotooppisuhteet) ja kotimaiset järvisedimenttiaineistot. Lustoarkiston laajennuksilla luodaan aiempaa paremmat lähtökohdat tutkimuksille, joissa arvioidaan Suomen ilmaston tulevaa kehitystä esimerkiksi pohjoisen pallonpuoliskon suurilmastossa tapahtuvien muutosten perusteella. 3. TAVOITTEET 3.1 HANKKEEN TIIVIS KUVAUS 3.1.1 Hankkeen tiivis kuvaus julkisia www-sivuja varten Hankkeen päätavoitteena on tieteellisesti korkeatasoisen ja kansainvälistä yhteistyötä harjoittavan järjestäytyneen tutkimuslaboratoriotoiminnan vakiinnuttaminen Metlassa. Tavoitteen toteutuminen edellyttää Metlan vuosilustotutkimuksen tehostamista seuraavin keinoin: laboratoriotoiminnan yhtenäistäminen, yhteisen lustotutkimuksen laatujärjestelmän ja pysyvän arkistointijärjestelmän kehittäminen, lustotutkimustiedon Internet-pohjainen tuotteistaminen sekä kansainvälisen verkostoyhteistyön ja tutkimustoiminnan lisääminen. Hanke jakautuu viiteen toisiaan tukevaan osahankkeeseen. Osahankkeessa 1 (LUSTIA LABORATORIOT) kehitetään Metlan lustolaboratorioiden valmiuksia laadukkaan vuosilustotiedon tuottamiseen ja osallistumiseen kansainväliseen lustotutkimusyhteistyöhön. Osahankkeessa 2 (LUSTIA-ARKISTOT) luodaan helppokäyttöinen arkistointijärjestelmä Metlan hallinnoimien lustotietojen saatavuuden ja käytettävyyden pysyväksi turvaamiseksi. Osahankkeessa 3 (LUSTIA KASVUNVAIHTELU) tuotetaan ajantasaista tietoa Lustia-arkistoista tutkimuksen, käytännön metsätalouden ja muiden asiasta kiinnostuneiden tarpeisiin. Osahankkeessa 4 (LUSTIAMAA) palvellaan lustotiedon käyttäjiä Lustia-arkistojen tietoja hyödyntävän käyttäjäystävällisen Internet-käyttöliittymän välityksellä. Osahankkeen 5 (LUSTIA PROJEKTI) tehtävänä on seurata, tukea ja kehittää hankkeen toimintoja siten, että työsuoritteet palvelisivat mahdollisimman tehokkaasti hankkeelle asetettuja tavoitteita. 3.1.2 Brief description of the project. The text will be published in Metla's Internet pages The main objectives of the LUSTIA project are: 1) to develop and internationalize Metla s tree-ring research practice; 2) to advance the use of tree-ring by establishing a joint quality control system, a permanent tree-ring archive and an Internet-based communications system and 3) to improve scientific skills in Metla s tree-ring research. The main objectives will be realized in five subprojects. The main subproject 1 (LUSTIA LABORATORIES) focuses on producing high-quality tree-ring data and laboratory readiness for international tree-ring research. The purpose of the subproject 2 ( LUSTIA ARCHIVES) is to produce qualified tree-ring and related data and to take responsibility for permanent data availability and documentation. The subproject 3 (LUSTIA GROWTH VARIATION), using the data of the Lustia archives and the annually collected data, is dedicated to analysis of up-to-date time series information for the needs of research, practical forestry, media and amateurs. The rich information can be monitored and studied in the communications subproject 4 (LUSTIA INFO LAND), taking into consideration user level and special instructions. The subproject 5 (LUSTIA PROJECT) aims at monitoring and improving the actions of the project for more effective project output. 7 Lustia-arkistot ovat Lustia-hankkeessa tuotettuja data-, näyte ja kuva-arkistoja. Ks. kohta 3.2.2. 8 Proksitieto = ilmaston vaihteluita likimääräisesti kuvaava tieto. 12
3.2. TULOS- JA TOIMINTATAVOITTEET TIETEELLISTÄ ARVIOINTIA VARTEN Metlan lustotutkimuksen pitkän aikavälin tavoitteena (avaintuloksena) on Lustia-arkistoja hyödyntävän monitieteisen ja kansainvälistä yhteistyötä painottavan järjestäytyneen tutkimuslaboratoriotoiminnan kehittäminen ja vakiinnuttaminen Metlassa. Tavoitteeseen pyritään kahden seitsenvuotisen hankkeen, vuosina 2003-2009 toteutettavan Lustian- ja vuosina 2010-2017 toteutettavan Lustimaan, välityksellä. Avaintulosta tukevia osatavoitteita ovat 1) Metlan lustotutkimuksen toimintatapojen yhtenäistäminen ja kansainvälistäminen; 2) vuosilustotiedon käytön tehostaminen yhteisen laatujärjestelmän, pysyvän arkistointijärjestelmän ja lustotutkimustiedon Internet-pohjaisen tuotteistamisen mahdollistamin keinoin sekä 3) lustotutkimuksen tieteellisen osaamistason kohottaminen Metlassa. Lustia-hankkeen kysymyksenasettelu edellyttää kattavan viitekehyksen soveltamista, sillä lustotutkimuksen kehittämisessä on huomioitava kokonaisen tieteenalan (dendrokronologian) Metlalle tarjoamat mahdollisuudet. Hanke on jaettu viitekehyksen perusteella hierarkkisesti osahankkeisiin ja niiden sisäisiin tulosalueisiin (osioihin). Tulosaluejako (kuvat 1a-1f ja 4) pysyy melko muuttumattomana, mutta niiden sisäiset tulostavoitteet vaihtelevat yksityiskohtaisissa vuosittaisissa toimintasuunnitelmissa (esim. kuva 10). Toisalta Lustia-hankkeen joustavarakenteisuus varaa hankkeen johtoryhmälle mahdollisuuden poistaa vanhoja ja lisätä uusia osioita. Tulosalueiden aihepiireittäin määritellyt tulostavoitteet ja avaintehtävät muodostavat samalla hankkeen työohjelman (kuva 10). 13
3.2.1. OSAHANKE 1: LUSTIALABORATORIOT Lustialaboratorio määritellään lustolaboratorioksi, joka toimii KINSYS-lustotutkimusstandardissa (Timonen 2002) määritellyin periaattein. Avaintulos: Saatteeksi: Lustialaboratoriot tuottavat korkeatasoisia lustoaineistoja ja lustoanalyysejä kotimaisen ja kansainvälisen tutkimustoiminnan tarpeisiin. Osahankkeessa keskitytään lustoaineistojen perustuotantoon ja alueellisten lustokalentereiden laatimiseen. Laboratoriotekniikkaa ja tutkimusmenetelmiä kehittämällä parannetaan Lustialaboratorioiden toimintaedellytyksiä. Oman tehtäväkokonaisuutensa muodostaa Metlan lustolaboratorioiden toimintojen yhtenäistäminen, joka edellyttää mm. lustotutkimuksen laatujärjestelmän kehittämistä. Asiantuntijapalvelut sisältävät sekä Metlan sisäiseen että ulkoiseen kanssakäyntiin liittyvät erityisosaamista vaativat toiminnot. Niitä ovat esimerkiksi ajoitukset, tutkimusyhteistyöt ja kenttäkoetoiminnan tarvitseman lustotutkimuspalvelut. Kuva 1a. Lustialaboratoriot osahankkeessa suoritetaan laboratoriotoimintoja ja kehitetään analyysitekniikoita. 14
3.2.2. OSAHANKE 2: LUSTIA-ARKISTOT Avaintulos: Saatteeksi: Kotimaiset vuosilustoaineistot Metlan tietopalveluiden osana. Lustia-arkistoihin talletetaan useantyyppistä aineistoa. Vuosilustojen mittaustiedot talletetaan MySQL-pohjaiseen Lustotietoarkistoon. Näytteet ja muu dokumentaatio viedään yleisestä kiinnostavuudesta riippuen joko Lustonäytearkistoon tai Lustiamuseoon. Jos kyse on valokuvista, videonauhoista tai muista audiovisuaalisista tuotteista, niiden sijoituspaikka on LustiaDigiVideo-arkisto. Kotimaisen vuosilustotiedon järjestämisessä Metlan tietopalveluiden osaksi edetään kolmessa vaiheessa: 1) kehitetään tarvittava arkistointisovellus MySQL-relaatiotietokantaan ja Microsoft Visual Studio.net 2003 käyttöliittymän rakennustyökalua perustuen. 2) asennetaan se yhteistyössä Metlan Tietohallinto-hankkeen (2011) kanssa Metlan osoittamalle palvelimelle, jolle päästään myös Lustian oman verkkotunnuksen mahdollistamalla www.lustia.fi forward-toiminnolla ja 3) Lisätään Metlan tietopalvelujärjestelmään tarvittavat lisäykset Lustia-palveluista informoimiseksi. Asemilla työskentelevät vastuuhenkilöt toimittavat arkistoinnin laatujärjestelmän mukaisesti Lustia-arkistoihin sisällytettävät data- ja näyteaineistot sekä asiakirjat arkistovastaaville, jotka huolehtivat niiden lopullisesta sijoittamisesta asianmukaisiin paikkoihinsa. Kuva 1b. Lustia-arkistot-osahankkeessa luodaan lustotutkimuksen tietokannat. 15
3.2.3. OSAHANKE 3: LUSTIA KASVUN VAIHTELU Avaintulos: Saatteeksi: Lustia-arkistojen tietosisällön esitarkastelu ja ajantasaiset aikasarjat Osahankkeessa tuotetaan Lustia-arkistoista ajantasaisia ilmaston vaihteluita tai ympäristötekijöiden vaikutuksia kuvaavia aikasarjoja ja malleja tutkimuksen, käytännön metsätalouden, medioiden ja asianharrastajien tarpeisiin. Metlassakin tuttu kasvuindeksi (tai vuosilustoindeksi) on teknisesti tarkastellen vain eräs lustotiedon aikasarjatyyppinen esitarkastelukeino. Osahankkeen avaintulokseksi määritelty Lustia-arkistojen tietosisällön esitarkastelu ja ajantasaisuus tarjoavat mahdollisuuden vuosilustoindeksin vuotuiseen seurantaan ja raportointiin kasvukauden jälkeisenä syksynä. Esimerkkinä indeksitulosteesta kuva 14 (liite 6a). Tavoitteena on hyödyntää osahankkeen ominaisuutta myös ilmastomuutoksen seurantaan yhdistelemällä useisiin (proksi)lähteisiin perustuvien kuvailevien aikasarjojen tietoja. Esimerkkinä on kuvan 17 (liite 6d) kesä-heinäkuun ilmastoa koskeva tarkastelu, jossa on tehty päätelmiä Ilmatieteen laitoksen ilmastodatojen (kuukausilämpötilat ja kuukausisademäärät), vuosilustoaineistojen ja suurilmaston tunnusten (NAO, AO ym.) perusteella. Kuva 4c. Lustia Kasvunvaihtelu- osahankkeessa kuvaillaan tilastollisin ja graafisin apuvälinein Lustiaarkistojen sisältöä sekä kehitetään monitieteistä lustotutkimusta. 16
3.2.4. OSAHANKE 4: LUSTIAMAA Avaintulos: Saatteeksi: Puulustotutkimuksesta tiedottaminen ja Lustia-hakupalvelut. Osahankkeen haastavana tavoitteena on kehittää Lustia-arkistojen selailuun ja tiedonsiirtoon soveltuva käyttäjäystävällinen Internet-pohjainen käyttöliittymä. Tiedon esittämisen elävöittämiseksi on hankkeen symboliksi kehitetty Lustia-lintuhahmo (kuvat 3 ja 4, liitteet 2a ja 2b). Internet-sivuston virtuaalisen lustolaboratoriorakennuksen katolla istuvalla lintuhahmolla tavoitellaan vaikutelmaa dynaamisesta Lustia-hankkeesta. Sivuston toimintaideaa on kehitelty FINTRLABS sivustossa. Lustian pääsivusto tulee Lustia.fi - verkkotunnuksen alaisuuteen. Osahankkeessa on useita vuorovaikutteisia toimintoja, joilla tavoitellaan erilaisia tiedottamisen muotoja. UutisLustiassa kerrotaan lustotutkimuksen uutiset. RaporttiLustiassa luodaan vuorovaikutteisesti raportteja Lustiaarkistojen tietosisällöstä. Raportointimuotoina voivat olla esimerkiksi paperituloste, posteri, CD, videonauha tai myös perinteinen tutkimusraportti. Kuvissa 14-18 (liitteet 6a-6e) esitellään esimerkkejä toiminnon mahdollisuuksista. OpetusLustia tarjoaa vuorovaikutteista dendrokronologiaa kiinnostuneille, esimerkiksi puunäytteiden ajoittaminen skeleton plot -menetelmällä on antoisaa. TarinaLustia sisältää mm. sähköpostikeskustelufoorumin. Se korvaa DendroSuomi-sähköpostijakelulistan, joka sisältää noin 60 suomalaista lustotutkimuksesta kiinnostunutta. Toimintoon on tarkoituksena kehittää sähköpostikeskustelun lisäksi myös muita viestintämuotoja. EsitysLustiaan sisältää lustotutkimuksesta kertovia tieteellisiä tai tieteellisluonteisia artikkeleita, sanomalehtiartikkeleita, matkakertomuksia, omatekoisia populäärikirjoitelmia, riimityksiä, ääninauhoja, videopätkiä, valokuvia, tietotauluja, websivustoja, FAQ--dokumentteja ja muita yleistä mielenkiintoa sisältäviä informaatiolähteitä. Tietoa etsitään hakupalvelun välityksellä. Kuva 1d. Lustiamaassa hoidetaan Lustia-hankkeen kaikentyyppinen tiedonvälitys. Siihen sisältyy myös lustotutkimusmaailman (Tree-ring Science) Internet-pohjaisen sivuston kokoaminen. 17
3.2.5. OSAHANKE 5: LUSTIA PROJEKTI Avaintulos: Saatteeksi: Hankkeen resurssien tehokas käyttö Sisäistä seuranta- ja ohjausjärjestelmää tarvitaan hankkeen monimuotoisen ja dynaamisen tehtäväkentän hallintaan. Hankkeen resurssit muodostuvat Metlan toimintayksiköiden useisiin kymmeniin nousevan henkilöstön lyhytaikaisista, jopa viikon pituisista työpanoksista. Tämä asettaa hankkeen hallinnolle erityisvaatimuksia. Jotta toiminta olisi tehokasta, on pystyttävä ohjaamaan ja seuraamaan pikkutarkasti hankkeen resurssien käyttöä. Tiimityöskentelyyn perustuvat palaverit ja MS-Excel-pohjainen projektitaulu (malli: ks. kuva 10) muodostavat hankkeen tärkeän ohjausvälineistön. Projektitaulu mahdollistaa yksittäisen työntekijän resurssien jakamisen, rahoitussuunnittelun ja ylemmän tason resurssijaon suunnittelun. Kun lisäksi tiimikokouksen päätöksellä voidaan vaikuttaa myös hankkeen toimintastrategiaan, esimerkiksi tekemällä päätös kannattamattoman osion lakkauttamisesta tai uuden lisäämisestä, pysyy hanke ajanmukaisena. Tehdyt muutokset ovat helposti päivittävissä myös projektitauluun. Koulutusta tarvitaan mm. laboratoriotoimintojen yhtenäistämisessä. Koulutuksella voidaan nostaa Metlan lustotutkimuksen tuloksellisuutta merkittävästi. Koulutusvaiheeseen päästään kuitenkin vasta sen jälkeen, kun Lustiaa toteutetaan koko Metlassa. Kuva 1e. Lustia Projektissa arvioidaan toiminnan tuloksellisuutta, optimoidaan resurssien käyttöä ja hankitaan lisäresursseja. Jos jokin tulosalue palvelee hankkeen tavoitteita heikosti, sitä mukautetaan tai se jopa korvataan tehokkaammalla vaihtoehdolla. Täten saadaan hankkeelle dynaamisuutta ja uudistautumiskykyä, jotka ovat pitkäaikaiseksi suunnitellun hankkeen suoranainen elinehto. 18
4. MENETELMÄT Palvelinkoneella sijaitsevaa Lustoarkistoa hallitaan järjestelmällä, joka muodostuu Internet-liikennettä ohjailevasta Microsoft Visual Studio.net Professional sovelluskehittimestä ja datasta huolehtivasta MySQL-relaatiotietokannasta. Tilastolliset analyysit tehdään lustotutkimuksen dendrokronologian tieteenalaohjelmistoilla, joista mainittakoon DPL (Dendrochronological Program Library) ja KINSYS (KasvuINdeksiSYSteemi). Mitatut lustoaineistot ajoitetaan ja tarkastetaan DPL/Cofecha- ja DynaClim ohjelmilla sekä KINSYS-piikkivuosianalyyseillä. Käytössä on myös Thomas Harlanin ja Greg Lazearin kehittämä Crossdate-ohjelma, jossa ei tarvita mittauksia lainkaan. Mallituksissa sovelletaan Cookin käsitteellistä kasvumallia. Indeksianalyysit tehdään KINSYS- ja DPLohjelmistoilla KINSYS-laatujärjestelmän mukaista ja kansainvälisesti hyväksyttyä standardimenettelyä soveltaen. Kasvutrendiselvitykset tehdään pääasiassa RCS (Regional Curve Standardization) tai Agebanding-menetelmillä. Ilmaston vaihteluita kuvataan DPL/Cronol, DPL /Arstan - ja KINSYS/Kigraph ohjelmistoilla lasketuilla vuosilustoindekseillä ja piikkivuosianalyysillä 9. Mallituksessa käytetään pääasiassa KINSYS-ohjelmiston lineaariseen regressiomallitukseen kehitettyä KinReko-ohjelmaa, jonka jäännösvaihteluanalyysi sisältää mm. RCS-menetelmän. Pääkomponenttityyppisiin korrelaatio- ja regressiotarkasteluihin sovelletaan J. Quiotin kehittämä Bootstrap -menetelmää. Trendien testaamiseen sovelletaan yksinkertaisia tilastollisia menetelmiä, mm. F- ja T-testiä. Paikasta riippumattomaan ilmastoaineiston datahankintaan käytetään Ojansuun ja Henttosen (1983) kehittämää Ilma-ohjelmaa, jolla voidaan laskea mille tahansa pisteelle Suomessa kuukausittainen keskilämpötila ja sademäärä sekä lämpösumma jaksolle 1880-1998, kun tunnetaan yhtenäiskoordinaatit ja korkeus merenpinnasta. Perusgrafiikkaohjelmana käytetään OriginLabin tieteellis-teknillistä ORIGIN-ohjelmistoa. 5. AINEISTOT JA LABORATORIOPALVELUT FTRDB-lustotietoarkiston aineisto koostuu jo hankituista sekä vuosittain kerättävistä uusista aineistoista. Uutta aineistoa tarvitaan mm. Etelä-Suomen 7500-vuotisen mäntylustosarjan kokoamiseen, puuttuvien alueellisten lustosarjojen laadintaan ja täydentämiseen sekä viimeisten vuosien kasvunvaihteluiden selvittämiseen. Lustoarkiston perussarjasto edellyttää seuraavien vähimmäisnäytemäärien hankkimista: Pitkät sarjat: - männyn 7500-vuotinen Pohjois-Suomen sarja: täydennystarve 500 näytettä; - männyn 7500-vuotinen Etelä-Suomen sarja: 1000 näytettä; Alueelliset sarjat (jako seitsemään osa-alueeseen): - männyn 1000-vuotiset sarjat: 1800 näytettä; - kuusen 500-vuotiset sarjat: 1000 näytettä; - koivun 300-vuotiset sarjat: 700 näytettä. Kun lustosarjojen täydennystarpeeksi arvioidaan 20 %, tarvitaan perussarjojen luomiseen 6000 uutta näytettä. Niiden hankintakustannus on 200 maastotyöpäivän luokkaa eli noin 30 000 euroa 150 euron päiväkustannuksen mukaan laskettuna. Huomattakoon, kustannusarvio on laskennallinen, sillä aineiston hankintakustannukset jakautuvat usean Metlan hankkeen ja myös Metlan yhteistyökumppaneiden vetämien projektien kesken. Lisäksi aineiston kokoamisessa hyödynnetään mahdollisimman paljon vanhoja aineistoja sekä neuvotellaan yhteistyöstä VMI:n ja Koetoimintapalvelut-hankkeen (2025) kanssa. Oman kokonaisuutensa muodostavat kasvun vaihtelun vuotuiset päivitysaineistot. Valtakunnallisten indeksien laskentaan tarvitaan noin 1200 näytettä/vuosi. Viimeisin aineisto kerättiin vuoden 2000 syksyllä. Pienin kustannuksin hankittua 400 näytteen/16 metsänrajaseudun mäntykoealan aineistoa käytettiin MMM:lle toimitettuun metsänrajan seurantaraporttiin 10. Sarja julkaistaan metsänrajahankkeen kirjassa. 10 Varmola, M., Hyppönen, M., Juntunen, V., Lohi, T., Mikkola, K., Mäkitalo, K. & Timonen, M. 2001. Suojametsäalueen metsien uudistuminen. Raportti maa- ja metsätalousministeriölle. 15 s. 19
6. HANKETTA SIVUAVA AIKAISEMPI TOIMINTA 6.1. HANKE 3042: KASVUN VAIHTELU (1992-1996) Professori Kari Mielikäisen vetämässä kasvun vaihtelun tutkimushankkeessa luotiin tarvittavat valmiudet Metlan kansainvälisen lustotutkimuksen harjoittamiselle. Mielikäisen ja Heinrich Spieckerin euroopanlaajuiset kasvutrenditutkimukset herättivät runsaasti huomiota erityisesti Keski-Euroopassa. Metlassa tehtävän kasvututkimuksen aikaperspektiivi kasvoi hankkeen aikana sadoista vuosista tuhansiin vuosiin, mikä pohjusti jatkotutkimuksiin, mm. Advance-10K EU-projektiin, osallistumista. Kasvun vaihtelun hankkeessa laskettiin myös valtakunnallisia vuosilustoindeksejä (Mielikäinen ym. 1996). 6.2. HANKE 8042: ADVANCE-10K (1996-1999) Advance-10K EU-hankkeessa keskityttiin ilmaston pitkäaikaisiin vaihteluihin. Keith Briffan vetämästä, yhdeksän Euroopan maan Advance-10K-projektista, jota Suomessa veti professori Matti Eronen ja Metlan osalta allekirjoittanut, tuli tuloksekas: Eroselta 25-vuotisen työn ja useiden projektien rahoituksen vaatinut Lapin metsänrajamännyn 7519-vuotinen kronologia saatiin vihdoin valmiiksi. Tätä maailman kolmanneksi pisintä vuosilustosarjaa pidetään jopa kaikkein tarkimpana Holoseenin aikaista ilmastohistoriaa kuvaavana proksitietolähteenä. Suomalaisen lustotutkimushistorian kansainvälisesti arvokkain saavutus julkaistaan kuluvan syksyn aikana Holocene-sarjan erikoisnumerossa (viitteet: Eronen ym. 2002 ja Helama ym. 2002). 6.3. HANKE 3208: YMPÄRISTÖTEKIJÖIDEN VAIKUTUS PUIDEN KASVUUN (1997-1999) Pekka Nöjdin vetämän hankkeen 3208 osahankkeessa 4 (Ilmastonvaihtelut Etelä-Suomen holoseenimetsissä) oli tavoitteina laatia 1) Etelä-Suomen männyn 1000-vuotinen lustosarja, ja 2) tutkita sarjaa analysoimalla ilmastohistoriaa. Aineisto jäi puutteelliseksi rahoituksen niukkuuden vuoksi. Sarjan kehittämistä jatkettiin myöhemmin prof. Matti Saarniston (GTK:n sedimenttilaboratorio) johtamassa ja Suomen Akatemian rahoittamassa Korttajärvi-projektissa (1999-2001). (http://www.gsf.fi/paleo/laminated/). Nykyistä sarjaa voi pitää luotettavana 1200-luvun alkuun saakka. 6.4. HANKE XXXX: VALTAKUNNALLINEN KASVUINDEKSIPALVELU (1981-1984) Hankkeessa perustettiin Yrjö Vuokilan ideoimana valtakunnallinen männyn ja kuusen koealaverkosto kasvunvaihtelun vuotuista seurantaa varten. Tarkoituksena oli samalla tutkia, voidaanko kairaukset korvata kasvupantamittauksilla. Kehitettiin halpa menetelmällä, jossa syksyisin luettiin seurantapuiden ympärysmitat mittanauhalla ja verrattiin lukemia edellisen syksyn arvoihin indeksin määrittämiseksi. Menetelmä ei kuitenkaan toiminut riittävän tarkasti sään kosteusvaihteluiden vuoksi. Koealaverkkoa käytettiin 1990-luvun alussa kairauksiin perustuvan indeksiaineiston hankintaan (Mielikäinen ym. 1996). 6.5. HANKE 3019: KOETOIMINNAN TUKIPALVELUT (1992-2000) Antti Isomäen vetämässä hankkeessa tehtiin lustotutkimukseen liittyvää menetelmäkehitystyötä. Sen totoksena syntynyt KINSYS-lustojärjestelmä toimii LUSTIA-hankkeenkin perusrakenteena. 6.6. HANKE 3246: METSÄNRAJA-ALUEIDEN EKOLOGIA, HOITO JA KÄYTTÖ (1999 2003) Marja-Liisa Sutisen vetämässä metsänrajahankkeessa on lustotutkimuksen keinoin selvitetty ilmastonvaihtelun ja muutoksen ympäristövaikutuksia. 6.7. HANKE 3303: TULEN MERKITYS JA KÄYTTÖ BOREAALISESSA METSÄSSÄ (2000 2004) Hankkeessa on kehitetty metsäpaloihin liittyvää lustotutkimustekniikkaa. 8. YHTEYDET MUIHIN HANKKEISIIN, KOTIMAINEN JA ULKOMAINEN YHTEISTOIMINTA Yhteydet muihin hankkeisiin: ks. kohta 6. LUSTIA edellyttää Rovaniemen ja Kolarin tutkimusasemien yhteistyötä: Rovaniemellä on paras asiantuntemus hankkeen vetämiseksi, mutta siellä on resursseista on niukkuutta. Kolarissa puolestaan on parhaat valmiudet käytännön toiminnan kuten arkistotyön, maastotyöskentelyn ja laboratoriomittausten järjestämiseen. Hankkeen suunnittelussa on huomioitu myös MMM:n Kolarin tutkimusaseman toiminnan kehittämissuositus (Työryhmämuistio MMM 2001:3, Metsäntutkimuslaitoksen tutkimusyksikkötyöryhmä, Helsinki 2001) 20