Perjantai, 11.5.2007 Poronhoito ja muuttuva ympäristö -tutkimuksen loppuseminaari Rovakatu 2 (entinen valtuustosali) Rovaniemi 12:30 13:00 Marc Macias i Fauria, Helsingin yliopisto: Vaikuttaako poronjäkäläpeitteen väheneminen männyn kasvuun? Englanninkielisen esitelmäversion laatija: Marc Macias-Fauria Suomalaisen version laatijat: Mauri Timonen, Timo Helle, Aarno Niva ja Sirkka Tapaninen Esittäjä: Mauri Timonen Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Vaikuttaako poronjäkäläpeitteen väheneminen männyn kasvuun? Marc Macias Helsingin yliopisto Kätkäsuvanto Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Testatut hypoteesit Paksu jäkäläpeite on tehokas eriste, joka viilentää kesällä maaperää, mutta syksyllä taas lämmittää sitä ja hidastaa roudan painumista maaperään. Testattiin seuraavat hypoteesit: 1 a. Laidunnettu vähäjäkäläinen kasvualusta lämpiää voimakkaasti ja parantaa männyn kasvua, koska maaperän lämpötila on Lapissa kesällä selvästi alle juurten optimilämpötilan (+ 20º C) (Raitio 1992). 1 b. Vähäjäkäläisen kasvualustan kuivuus hidastaa puiden kasvua (mustakuusi, Cowles 1984). 2. Jos alkutalvella on kovia pakkasia mutta ei lunta, eristävän jäkäläpeitteen puute lisää juurten pakkastuhoriskiä (Jalkanen 1997). 11.05.2007 3
Tutkimusalueet Tutkimuksen vertailualueet (laidunnettu / laiduntamaton) sijoittuvat Angeliin, Kätkäsuvantoon, Rajajooseppiin ja Kainuuseen. Angeli Rajajooseppi Kätkäsuvanto Rovaniemi Neulaskatoalue 1987 (Jalkanen 1990) Poronhoitoalueen eteläraja Kova laidunnus Lievä laidunnus Kajaani 100 km 11.05.2007 4
Lustotutkimuksen alueet Angeli Aidattu 1966 Norjan porot saattaneet vierailla aidatulla alueella ANGELI Pääasiassa nuorta puustoa Kätkäsuvanto Aidattu 1969 Pääasiassa nuorta puustoa KÄTKÄSUVANTO LUTTO 11.05.2007 5
Lutto Aidattu 1947. Aitaa siirretty lähemmäs Venäjän rajaa 1975. Laiduntamattomalla alueella eniten jäkälää (kolme kertaa enemmän kuin muilla tutkimusalueilla. Suurin ero laidunnetun ja laiduntamattoman alueen välillä. Alueella vanhaa puustoa. FINLAND RUSSIA Laiduntamaton 1947-1975 Laiduntamaton 1947- nykyhetki 1. aita 1947 2. aita 1975 11.05.2007 6
Rajajoosepin koeala kahta puolta poroaitaa Venäjä Suomi Luttojoki Suomen ja Venäjän välinen raja Luttojoen alueella. Aidattu alue näkyy jäkälästä aiheutuvana värimuutoksena. Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Näkymiä poroaidan molemmilta puolilta Laidunnettu Laiduntamaton Rajajoosepin jäkälää 11.05.2007 8
Aineisto Päivittäisdataa lämpötiloista useilta korkeuksilta/syvyyksiltä: + 200 cm; +20cm; 0cm; -5cm; -20cm. Aineistoa kerätty 10 vuoden ajan. Vuosilustoaineistoa kerätty 20 puusta kullakin alueella: 1. Angeli Laidunnettu/laiduntamaton 2. Katkasuvanto laidunnettu/laiduntamaton 3. Lutto laidunnettu/laiduntamaton Pituuskasvu- ja lämpötila-aineistoa Kainuusta 11.05.2007 9
Päätulokset 11.05.2007 10
Maan lämpötila Maan lämpötila laidunnetulla alueella: 1. Maa lämpiää keväällä aikaisemmin (esim. saavuttaa nollalämpötilan 20 cm:n syvyydessä 3-4 viikkoa aikaisemmin kuin laiduntamattomalla alueella. 2. Maa jäähtyy nopeammin syksyllä kaikissa syvyyksissä. 11.05.2007 11
Maan lämpötila eri syvyyksillä Rajajoosepissa v. 2002 Air temperature +200 cm Ilma T (ºC) +200 cm T (ºC) 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00-10.00-20.00-30.00-40.00-50.00 + 20 cm ( grazed ) + 20 cm ( ungrazed ) Ilma50.00 T (ºC) +20 cm 40.00 T (ºC) 30.00 20.00 10.00 0.00-10.00-20.00-30.00-40.00 0 cm ( grazed ) 0 cm ( ungrazed ) 25.00 T (ºC) 0 cm 20.00 T (ºC) -1 cm ( grazed ) -1 cm ( ungrazed ) 25.00 Maa20.00 T (ºC) 0 cm 15.00 T (ºC) 15.00 10.00 5.00 0.00-5.00-10.00-15.00 10.00 5.00 0.00-5.00-10.00-15.00 Laidunnettu Laiduntamaton -5cm ( ungrazed ) 20.00 15.00 Maa10.00 T (ºC) -5 cm 5.00 0.00-5.00-10.00-15.00 T (ºC) -5cm ( grazed ) -20cm ( grazed ) -20cm ( ungrazed ) 15.00 10.00 Maa T (ºC) -20 cm 5.00 T (ºC) 0.00-5.00-10.00 Ta He Ma Hu To Ke He El Sy Lo Ma Jo 11.05.2007 12
3. Maa jäähtyy eniten kaikissa syvyyksissä: (3-4 ºC 20 cm:ssä ja yli 5 ºC, ja jopa lyhytaikaisesti 14 ºC, lähellä pintaa). 4. Maa lämpenee kesäaikaan eniten (pysyvästi korkeampi lämpötila kaikissa syvyyksissä toukokuun lopusta elokuuhun). 5. Maan lämpötila seuraa lumettomana aikana kaikissa syvyyksissä päivittäisiä lämpötila-vaihteluita herkemmin kuin laiduntamattomilla. Talvisaikaan kaksihuippuiset syklit puuttuvat lumipeitteen vuoksi. 11.05.2007 13
7. Routa etenee syvemmälle laidunnetuilla alueilla. Roudan syvyys (cm) 0-20 -40-60 -80-100 -120-140 -160-180 -200 Lo Ma Jo Ta He Ma Hu Talvi-kevät 2003-2004 Laidunnettu Laiduntamaton 11.05.2007 14
Miten mänty reagoi kasvussaan laidunnukseen? Mänty kasvoi paremmin laidunnetuilla alueilla, mutta vasta noin vuosikymmenen kuluttua aidan poistamisesta. Vuosilustoindeksi Index 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 * 0.40 1840 1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Vuosi Year Sama ympäristö Aita 11.05.2007 15
Kasvun ero laidunnetulla ja laiduntamattomalla alueella 0.40 0.30 Laidunnettu alue kasvaa paremmin 0.20 Ero kasvussa 0.10 0.00-0.10 Laiduntamaton alue kasvaa paremmin -0.20-0.30 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Vuosi 11.05.2007 16
Laidunnuksen vaikutus männyn juuriin ja mykoritsoihin Tutkittiin juurten ja mykoritsojen määrää eri syvyyksillä laiduntamattomalla ja laidunnetulla alueella (Heljä-Sisko Helmisaari) Ei eroa hienojuurten (2 mm) tai paksumpien juurien määrässä ja syvyysjakaumassa Laidunnetulla alueella eläviä juuria suhteessa kuolleisiin hivenen enemmän Laidunnetulla alueella hivenen enemmän mykoritsallisia juuren kärkiä 11.05.2007 17
Lumen syvyys ja ilman lämpötila Suomussalmella talvella 1986-87 Riittävä lumi- ja jäkäläpeite vaikuttavat eristävästi maaperän lämpötilamuutoksiin. Lumen puute ja kova pakkanen merkitsevät roudan menemistä syvälle. 11.05.2007 18
Männyntaimien pituuskasvu Kainuussa 40 35 30 Kova laidunnus Lievä laidunnus Pituuskasvu cm 25 20 15 10 5 0 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 Vuosi Pituuskasvu taantui kovan pakkasvuoden 1987-88 jälkeen, mutta erot laidunnetun ja laiduntamattoman välillä olivat pienet (tilastollisesti ei-merkitseviä). 11.05.2007 19
Mitä opimme tästä tutkimuksesta? Jäkälä vaimentaa tehokkaasti lämpötilan vaihteluita. Jäkälän poistaminen voimistaa maaperän äärilämpötiloja. Maaperän lämpötilat varsinkin alkukesällä selvästi alhaisemmat. laiduntamattomassa kuin laidunnetussa jäkälikössä. Alkutalvella lämpötilat korkeammat laiduntamattomassa jäkälikössä. Männyn paksuuskasvussa eroja ainoastaan Rajajoosepissa, missä laiduntamaton jäkälikkö oli kaikkein paksuin. Kasvuerot alkoivat ilmetä noin 12 vuotta sen jälkeen, kun jäkälä oli poistettu (laidunnettu). Syynä parempaan kasvuun maaperän alkukesän nopeampi lämpeneminen. Juurten määrissä tai syvyysjakaumassa ei havaittu olennaisia eroja laidunnetun ja laiduntamattoman välillä. 5. Kainuussa männyntaimien pituuskasvu taantui talven 1986-87 jälkeen, mutta eroja ei havaittu laidunnetun ja laiduntamattoman välillä. 11.05.2007 20
Mukana hankkeessa Project team: Timo Helle Aarno Niva Heikki Posio Mauri Timonen Reijo Hautajärvi Tauno Luosujärvi Heljä-Sisko Helmisaari Pekka Välikangas 11.05.2007 21