Oia. oresta...,. ._.,. -- ' teen aikakauskirja

Samankaltaiset tiedostot
Kasvihuoneilmiön voimistuminen ja ympäristön

ADVANCE-10k. Mauri Timonen. Metsäntutkimuslaitos, Rovaniemen tutkimusasema Rovaniemi 1996

Vuosilustot ilmastohistorian tulkkina

Kari Mielikäinen METLA Siperian lehtikuusi, ikä v. +

Muinainen, nykyinen ja tuleva ilmasto vuosilustoista tulkittuna

MUUTOS. Kari Mielikäinen. Metla/Arvo Helkiö

Ilmaston syklinen vaihtelu kylminä ja lämpiminä jaksoina

Männyn ja kuusen kasvun vaihtelu Suomessa

Käsivarren Pättikän lammen pohjamudasta paljastunut Kirvespuu (näyte PAT4973) sijaitsee nykyisen metsänrajan tuntumassa. Kuvassa näkyvä rungon

Dendrokronologialla aikaan kiinni Mauri Timonen. Mitä on dendrokronologia?

esitelmästä Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute

Mänty alkoi levitä Skandinaviaan ja Suomeen

PUIDEN VUOSIRENKAAT MUINAISMETSIEN KASVUN JA ILMASTOHISTORIAN KUVAAJANA. Tutkielma Valtteri Väänänen. Rovaniemen metsäoppilaitos

Männyn ja kuusen kasvun vaihtelu Suomessa

HANKE 3436 (Kari Mielikäinen): AINEISTONKERUUSUUNNITELMA JA TOTEUTUMINEN VUOSINA

I KÄSIVARREN PÄTTIKÄN KIRVESPUU... 1 II VALLIJÄRVEN SUOMIPUU... 3 III. KOMPSIOJÄRVEN MYSTEERIPUU 330 EAA... 5

LAPIN VUOSILUSTOINDEKSI 2006 KOOSTE JA TULKINTOJA

Mitä vuosilustot kertovat ilmastosta?

Mitä on dendrokronologia? Lustotutkimuksemme nousuja ja laskuja. Mauri Timonen (v290409a) LUSTOTUTKIMUKSEN HISTORIIKKI

Kuva 1. Lapin metsänrajamännyn elävien puiden vuosilustoindeksin perusteella tehty Wavelet-analyysi (data ja taulukko). Arvo 1.0 vastaa indeksiä 100.

Suomen metsävarat

PUUN MUISTI. Professori Kari Mielikäinen

Puunäytteiden dendrokronologisen ajoittamisen (ristiinajoittamisen) perusideana on paikallistaa eri näytteistä saman kalenterivuoden lustot.

PUUN MUISTIKIRJA. Lapin mänty ja ilmastonmuutos. Mauri Timonen

Mitä luonto puhuu? Miesten saunailta Keravanjärvi Kari Mielikäinen

Ihminen on hävittänyt, viljellyt, varjellut ja muulla

DENDROKRONOLOGIAN LABORATORIO EKOLOGIAN TUTKIMUSINSTITUUTTI BIOTIETEIDEN TIEDEKUNTA, JOENSUUN YLIOPISTO

Mikä muuttuu, kun kasvihuoneilmiö voimistuu? Jouni Räisänen Helsingin yliopiston fysiikan laitos

Etsi Siidan alakerran retkeilynäyttelyn kartasta vastaavat rajat. Vertaa niitä omiin havaintoihisi:

Pohjoisten metsien kasvu - ennen, nyt ja tulevaisuudessa

Ektomykorritsalliset lyhytjuuret ja kasvupaikan sekä puuston ominaisuudet kuusikoissa ja männiköissä

Syklinen ilmasto näkökulmia erilaisten aikasarjojen valossa. Lustia-arkistodokumentti/Mauri Timonen (päiv )

LUONTAISEN UUDISTAMISEN ONGELMAT POHJOIS-SUOMESSA SIEMENSADON NÄKÖKULMASTA. Anu Hilli Tutkija Oamk / Luonnonvara-alan yksikkö

Vuosilustokalenterit historiankirjoituksen apuna. Perusteet. II Ilmaston syklinen vaihtelu kylminä ja lämpiminä jaksoina

Dendroclimatic Studies in Pallas-Ylläs National Park

DENDROKRONOLOGIAN LABORATORIO METSÄTIETEIDEN OSASTO LUONNONTIETEIDEN JA METSÄ TIETEIDEN TIEDEKUNTA ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO, JOENSUU

PUUN MUISTIKIRJA. Lapin mänty ja ilmastonmuutos. Mauri Timonen

15 Muuttuvan ilmaston ennakointi metsän uudistamisessa

Valtakunnan metsien 10. inventointiin perustuvat hakkuumahdollisuusarviot Pirkanmaan metsäkeskuksen alueella

Kansikuvan seloste: Lapin lompolot kertovat muinaisesta ilmastosta.

Ilmaston muutokset kautta aikojen. - Onko menneisyys Lapin metsien tulevaisuuden peili?

Dendrokronologian laboratorio

Tervasrosoon vaikuttavat tekijät - mallinnustarkastelu

Männyn ja kuusen kasvun vaihtelu Suomessa

Puun kasvu ja runkomuodon muutokset

Ilmasto, energia, metsät win-win-win?

Kasvatettavan puuston määritys koneellisessa harvennuksessa

Ilmastonmuutos ja metsät: sopeutumista ja hillintää

Näckensborgin huvilan. ovenpielushirsien. dendrokronologinen ajoitus

Metsänkäsittelyn vaikutukset Suomen metsien marja- ja sienisatoihin

I KÄSIVARREN PÄTTIKÄN KIRVESPUU... 1 II VALLIJÄRVEN SUOMIPUU... 3 III. KOMPSIOJÄRVEN MYSTEERIPUU 330 EAA... 5

PURO Osahanke 3. Elintoimintoihin perustuvat mallit: Tavoitteet. PipeQual-mallin kehittäminen. PipeQual-mallin soveltaminen

Hakkuumahdollisuusarviot

Lapin ilmastonmuutoksen tutkiminen metsänrajamännyn vuosilustoista

Dendrokronologinen ristiinajoitus - absoluuttinen ajoitusmenetelmä

Johtuuko tämä ilmastonmuutoksesta? - kasvihuoneilmiön voimistuminen vaikutus sääolojen vaihteluun

Holoseenin ilmastonvaihtelut

Luku 8. Ilmastonmuutos ja ENSO. Manner 2

Ilmastonmuutos pähkinänkuoressa

ILMASTONMUUTOKSEN VAIKUTUS METSIIN JA METSIEN SOPEUTUMINEN MUUTOKSEEN

Uusinta tietoa ilmastonmuutoksesta: luonnontieteelliset asiat

Optimal Harvesting of Forest Stands

Ilmastonmuutos eri mittakaavatasoilla

HANKKEEN 3436 AINEISTONKERUUSUUNNITELMA JA SEN TOTEUTUMINEN VUOSINA , TULOKSIA SEKÄ MONITIETEINEN JATKOSUUNNITTELU

Levittääkö metsänhoito juurikääpää? Risto Kasanen Helsingin yliopisto Metsätieteiden laitos

Ilmastonmuutoksen vaikutukset tiemerkintäalaan

Metsävakuuttaminen. Ismo Ruokoselkä

Valtioneuvosto on metsälain säädösten perusteella

Geologiset tutkimusaineistot ympäristön tilan kuvauksessa ja analyysissä

Valtakunnan metsien 10. inventointiin perustuvat hakkuumahdollisuusarviot Keski-Suomen metsäkeskuksen alueella

Pakkaset ja helteet muuttuvassa ilmastossa lämpötilan muutokset ja vaihtelu eri aikaskaaloissa

Juurikääpä eri-ikäisrakenteisissa metsiköissä

Motti-simulaattorin puustotunnusmallien luotettavuus turvemaiden uudistusaloille sovellettaessa

Ravintoresurssin, hirvikannan ja metsätuhojen kolmiyhteys

ROVANIEMEN TUTKIMUSASEMA

Säästöpuut ovat osa nykyaikaista metsätaloutta.

Metsän uudistaminen. Raudus ja hieskoivu. Pekka Riipinen, Jyväskylän ammattikorkeakoulu Sykettä Keski Suomen metsiin

Valtakunnan metsien 10. inventointiin perustuvat hakkuumahdollisuusarviot Etelä-Savon metsäkeskuksen alueella

Valtakunnan metsien 10. inventointiin perustuvat hakkuumahdollisuusarviot Etelä-Pohjanmaan metsäkeskuksen alueella

Olemmeko matkalla uuteen lämpökauteen?

Miten Suomen ilmasto muuttuu tulevaisuudessa?

Valtakunnan metsien 10. inventointiin perustuvat hakkuumahdollisuusarviot Lounais-Suomen metsäkeskuksen alueella

Metsien hyödyntäminen ja ilmastonmuutoksen hillintä

Taimikonhoito. Mänty Ohjeet omatoimiseen taimikonhoitoon Pekka Riipinen, Jyväskylän ammattikorkeakoulu. Sykettä Keski Suomen metsiin

Onko edellytyksiä avohakkuuttomalle metsätaloudelle?

LÄMMITYSENERGIA- JA KUSTANNUSANALYYSI 2014 AS OY PUUTARHAKATU 11-13

Muuttuva ilmasto vaikutukset metsiin ja metsäalan elinkeinoihin. Seppo Kellomäki Joensuun yliopisto

VMI kasvututkimuksen haasteita

HANKERAPORTTI nro 2. Metsänkasvatuksen tutkimusosasto. Kasvunvaihtelun tutkimushanke (3042)

METLA Hankkeen 2511 tulostoimintasuunnitelma vuodelle Lustia Osahanke 1. Versio /MT

Laskelma Jyväskylän kaupungin metsien kehityksestä

VANHOJEN RAKENNUSTEN AJOITUKSIA

Syklinen ilmasto. - näkökulmia erilaisten aikasarjojen valossa. Lustia-arkistodokumentti/Mauri Timonen (päiv

NUORTEN METSIEN RAKENNE JA KEHITYS

Suomen avohakkuut

Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute

Risto Jalkanen Luonnonvarakeskus, Rovaniemi

Neulastutkimus Tampereen Tarastenjärvellä

TUOTTOA JA METSÄNOMISTAMISTA. -Ilman avohakkuita

Lataa Maapallon ilmastohistoria - Juha Pekka Lunkka. Lataa

Transkriptio:

Oia oresta...,.._.,. -- '.. - - teen aikakauskirja

Folio Forestolio 1996(3) Mauri Timonen Puun vuosilustot ilmastohistorian analyysissä Aikaperspektnvit asvihuoneilmiön voimistuminen ja ympäristön saastuminen ovat olleet pontimina ympäristömuutostutkimuksen voimakkaalle kasvulle 1980- ja 1990-luvuilla. Uusissa kansainvälisissä ympäristöohjelmissa on tullut keskeiseksi pitkien aikasatjojen kokoaminen, sillä on huomattu, että tiedot aiemmasta kehityksestä luovat pohjaa tämänhetkisten tapahtumien ymmärtämiseksi. Korhola (1994) korostaa aikaperspektiivin merkitystä pitkien hav~ntosarjojen yhteydessä: "Tulevia uhkia torjuttaessa on hyvä tietää mahdollisimman paljon menneisyydestä. Ihmisen haitallinen vaikutus luontoon voidaan tunnistaa ajoissa, jos luonnon oma vaihtelurytmiikka tunnetaan riittävän hyvin. Ilman pitkäaikaisia havaintoja tutkijoilta puuttuu aikaperspektiivi, mikä seikka voi johtaa heidät helposti harhaan." Aikaperspektiivit ovat tulleet tärkeiksi myös Metlassa tehtävässä kasvututkimuksessa. Syynä, on tutkimustoiminnan laajentuminen aihepiireihin, joissa tarvitaan luotettavaa pitkiin aikasarjoihin perustuvaa vertailutietoa kasvusta. Tällöin on tyypillisesti tutkimusasetelmanajonkin puunkasvussa trendimäisesti näkyvän ympäristötekijän tunnistaminen ja sen vaikutusten arvioiminen. Viime aikoina on selvitelty kasvuanalyysein mm. ympäristömuutokseen liittyviä kysymyksiä kuten esimerkiksi Eu- -Kirjoittaja toimii tutkijana Metsäntutkimuslaitoksen Rovaniemen tutkimusasemalla. roopan kasvutrendejä (Spiecker ym. 1996), Suomen kasvutrendejä (Mielikäinenja Timonen 1996) ja Kuolan metallisulattojen päästöjen vaikutusta (Nöjd ja Reams 1996). Luotettavan vertailutason määritteleminen on ongelmallista erityisesti trendien paljastamiseen tähtäävissä kasvu tutkimuksissa. Suurimpana vaikeutena on löytää kriteerit trendiin liittyvän kasvun erottamiseksi muusta kasvusta (standardointi). Usein tutkija joutuukin luottamaan ammattitaitoonsa ja soveltamaan harkintaa vertailutason asettamiseksi. Näin menetellen lopputulos ei ole aina paras mahdollinen. Objektiivisempiin tuloksiin pääsemiseksi tarvitaan aiempaa yksityiskohtaisempaa tietoa puiden kasvunvaihtelusta. Jotta ilmastonvaihteluiden koko kirjo tulisi huomioonotetuksi kasvussa, on tutkittava myös metsien historiallista kehittymistä muuttujien luonnollisten vaihtelurajojen selvittämiseksi. Tämä on tarpeen myös kalibroitaessa kasvumalleja muuttuviin ympäristöolosuhteisiin. Pitkät havaintosarjat Metsätieteissä ja käytännön metsätalouden suunnittelussa on totuttu jopa satojen vuosien aikajänteisiin. Ilvessalo (1970) tarkasteli Pohjois-Lapin männiköitä koskevassa tutkimuksessaan puiden kasvu ja 300-400 vuoden ajalta. Mikola (1950) ulotti kasvunvaihtelututkimuksensa 1750-luvun puoliväliin. Siren (1961) julkaisi metsänrajamäntyä koskevassa tutkimuksessaan ajanjaksoa 1181-1960 koskevan kansainvälisestikin tunnetun 780-vuotisen lustosarjan. Metsäntutkimuksen aikaperspektiivi 275

Folio Forestolia 1996(3) Folia Forestalia 1996(3) laajentui 1990-luvulla tuhansiin vuosiin. Rovaniemen tutkimusaseman dendrokronologian laboratoriossa vuonna 1996 kehitetty metsänrajamännyn lustosarja on 1911 vuotta pitkä käsittäen vuodet 83-1993. Sarjan kelluva eli epäyhtenäinen osa ulottuu noin 7 000 vuoden päähän. Toistaiseksi pisimmän kotimaisen lustosarjan ovat laatineet Zetterberg ym. (1995) Suomen Akatemian rahoittamassa SILMU-projektissa. Sen 7500-vuotinen kronologia kattaa lähes kokonaan metsänrajamännyn viime jääkauden jälkeisen esiintymishistorian. Muutosprosessit ovat usein hitaita ja edellyttävät esimerkiksi ilmastonvaihtelututkimuksissa satojen tai tuhansien vuosien tai vieläkin pitempiä vertailusarjoja. Usein joudutaan toteamaan, ettei kunnollista vertailukohtaa löydy aikasarjojen lyhyyden vuoksi. Instrumentaalimittaukset yltävät parhaimmillaankin vain 200-300 vuoden päähän (lämpötilamittaukset). Eräs keino jatkaa tarvittavia aikasarjoja on hyödyntää ns. proksitietoja (proxy data). Proksitiedot tarkoittavat lähteitä, jotka kertovat epäsuorasti tutkittavan ilmiön vaihtelusta; esimerkiksi Lapin mäntyjen vuosilustot kuvaavat varsin hyvin muinaisten kesien kesä-heinäkuun lämpöoloja. Bradleyn (1985) mukaan ilmastonvaihteluiden tutkimuksessa käytettäviä proksitiedon lähteitä ovat esimerkiksi jääkairaussarjat, järvenpohja- ja maakerrostumat, puulustot, siitepölyt, kasvimakrofossiilit ja myös historialliset muistiinpanot. Niiden aikaskaala ulottuu muutamista sadoista vuosista satoihin miljooniin vuosiin. Suomalainen ilmastohistoria ja puulapen leviäminen Vanhimpia Suomesta löydettyjä puufossiileja lienee Vuotson kanavan kaivutöiden (1978-1981) yhteydessä löytynyt lehtikuusen järeä kahdeksanmetrinen runko, jonka iän todettiin ylittävän radiohiiliajoituksen määrityskyvyn (49 200 vuotta). Lehtikuusen löytöpaikan stratigrafia sekä kerrostuman mikro- ja makrofossiilisisältö viittaavat puun kasvaneen viime jääkautta edeltäneenä Eem-interglasiaalikaudella 130 000-117 000 B.P.n (Mäkinen 1982). Mäkisen (suull.) mukaan tällaiset subfossii- -1) B.P. =ennen vuotta 1950 276 lilmpijkausi 10 8 6 4 2 0 Vuosituhannet nykyajasta taaksepäin Kuva 1. Hoiaseenin (holoseeni on viime jääkauden jälkeinen noin 1 0 000 vuoden ajanjakso, nykyhetki mukaan lukien) aikainen lämpötilan yleismaailmallinen kehitys lmbrien jo Jmbrien (1979) mukaan (yhtenäinen viiva) jo lämpötilan kehitys Etelä-Suomessa Donnerin (1974) mukaan (katkoviiva). Lähde: Eronen 1981, s. 8. lijäänteet ovat hyvin harvinaisia ja niitä löytyy vain sattumanvaraisesti. Eem-interglasiaalikaudella ilmasto oli jopa muutaman asteen nykyistä lämpimämpi (Dawson 1992). Senaikaisia kerrostumia on löydetty jääkautisten moreenien alta. Siitepölyt todistavat, että tammet ja pähkinäpensaat kasvoivat Bern-kautena yleisinä aina Pohjanmaalla saakka ja jalojen lehtipuiden osuus metsissä oli muutenkin paljon nykyistä suurempi (Eronen 1991). Bern-kauden loputtua alkoi jääkausivaihe, joka kesti ajan 117 000-10 000 B.P. Sen alkuvaiheessa oli pari jäätöntä jaksoa, mutta noin 75 000 B.P. alkoi pysyvän jään vaihe, joka väistyi vasta noin 10 000 vuotta sitten. Grönlannin jäätikkökairauksista (GRIP-tutkimus) on selvinnyt, että tuolloin lämpötilan vaihtelut olivat rajuja ja nopeita: yhden vuosikymmenen aikana talven keskilämpötila saattoi nousta tai laskea jopa kymmenellä asteella Pohjois-Euroopassa (Broecker 1995). Viime jääkauden jälkeen (10 000 B.P.) alkanutta holoseenikautta on pidettävä poikkeuksellisen rauhallisena ajanjaksona maapallon ilmastohistoriassa. Jään väistyessä noin 1 0 000 vuotta sitten tapahtui yhtäkkinen ja pysyvä käänne: lämpötila nousi lähes 10 astetta ja lämpötilan vuotuinen vaihtelu pieneni murto-osaan entisestään. Koivu tuli pioneeripuulajina Suomeen preboreaalisella kaudella noin 10 000 vuotta sitten. Noin 1 000 vuotta myöhemmin eli boreaalikauden alussa aloitti mänty nopean invaasionsa syrjäyttäen koivun. Lappiin se saapui atlanttisen kauden alussa 8 000-7 500 vuotta sitten leviten pian nykyistä leveinneisyysaluettaan pohjoisemmaksi. Ilmasto lämpeni hitaasti aikaan 6 000-5 000 B.P., jolloin mäntymetsät olivat Lapissa laajimmillaan. Sen jälkeen olosuhteet ovat vähitellen viilenneet aina nykyhetkiin saakka (kuva 1); ero 5 000 vuoden takaiseen tilanteeseen on Suomessa 2-3 astetta (Donner 1974). Kuusi tuli Suomeen paljon myöhemmin: se aloitti leviämisensä idästä noin 5 000 vuotta sitten ja saavutti nykyisen levinneisyysrajansa 3 000-2 500 B.P. Lustokalentereita muinaismännyistä Suomen ilmastohistoria on ollut vaihteleva jää- ja lämpökausien vuorottelun vuoksi. Tapahtumien kulku on tallettunut luontoon monin tavoin aiemmin mainittujen proksitietojen muodossa. Tässä yhteydessä tarkastelu rajataan viime jääkauden jälkeiseen noin 8 000 vuoteen, jolta ajalta on säilynyt runsaasti männyn subfossiileja. Puiden vuosilustot ovat Erosen (1991) mukaan tehokkain ilmastoa kuvaavan proksitiedon esiintymismuoto. Erityisesti Lapissa vuosilustoilla voidaan estimoida hyvin tuloksin kasvukauden aikaisia lämpötiloja (Siren 1961, Lindholm 1994). Viime vuosina tehdyt tutkimukset (esim. Zetterberg ym. 1995) osoittavat, että subfossiilimännyistä on laadittavissa käyttökelpoisia lustokalentereita moniin tarkoituksiin. Lustokalenterilla tarkoitetaan puunäytteistä yhdistelemällä rakennettua lustosarjaa (kuva 3, yläosa). Kalentereita hyväksi käyttävää tieteenalaa kutsutaan dendrokronologiaksi eli "puulustotieteeksi". Sen vahvoja ominaispiirteitä Kuva 2. Metsätalousinsinööri Ossi Huusko ja metsätalousteknikko Tauno Luosujörvi ovat nostaneet noin 40 (m paksun kauniin punaisenruskean rungon männyn metsänrajalla sijaitsevan Kalmankallion Iompoion hyisestä vedestä. Kuva Mauri Timonen. 277

Folio Forestolio 1996(3) Folio Forestolio 1996(3) ovat monitieteisyys ja erikoistuneet tutkimusmenetelmät, jotka mahdollistavat monipuolisen ongelmanasettelun paitsi tieteenalan sisällä, myös ilmasto- ja ympäristötutkimuksessa sekä metsätaloudessa (kuva 3, alaosa). Timaston mallittaminen muinaismäntyjen lustoista ei ole ongelmatonta. Vaikeutena on kasvun erittely osatekijöihin. Lustoleveyteen vaikuttavat säätekijöiden lisäksi metsikön sisäiset tekijät (metsikkörakenne ja puuston tiheys, puiden välinen kilpailu, kukkiminen ja siementuotanto ), ulkoiset tekijät (mm. hakkuut, metsäpalot, hyönteistuhot, sairaudet, saasteet, pakkasvauriot, tuulet, tulvat ja myrskyt) ja satunnaistekijät (mm. kasvupaikan maape- räominaisuuksien vaihtelu, rinteen kaltevuus, vesitalous ja myös mittausvirheet) (Cook 1992). Eläviä puita tutkittaessa voidaan jo otantavaiheessa vaikuttaa koepuiden valinnalla siihen, että tutkittava ilmiö ("signaali") tulee mahdollisimman selkeästi esiin. Menetelmällisesti se tarkoittaa epäolennaisen vaihtelun ("kohinan") poistamista. Nostettaessa näytteitä järven pohjamudasta on vaikeata tehdä vastaavaa etukäteisvalintaa. Järvipuiden ongelmana on myös rantatöyräiden erityisolosuhteet, mikä tekijä olisi voitava ottaa huomioon kasvuanalyyseissä. Jos otantaan ei voi etukäteen vaikuttaa, on kerättävä riittävästi näytteitä ja analyysimenetelmiin on kiinnitettävä huomiota. Monien vir- Kuva 4. Metsätalousteknikko Tauno Luosujärvi mittaamassa subfossiilista mäntykiekkoa Rovaniemen tutkimusaseman dendrokronologian laboratoriossa, jossa kasvututkimuksen aikaperspektiivi on laajentunut käsihömään koko holoseenikauden. Kuva Mauri Timonen. DICNDB.OltB.ONOLOQ1SBN Wl'lt.JIIUltSBN SOVBLLUSALUB.:l/!A ~.a.j)ji.ub IO:i\K I!IHI@!l."'WJ'l.U'.IEIIUS BGJJiguius ~lid...-.ds:jr.llu Kuva 3. Lustokalenteri rakennetaan yhdistämällä näytteet toisiinsa paikallisten minimikosvujen perusteella (cross-dating -menetelmä). Lustokalentereito soveltavaa tieteenolueho kutsutaan dendrokronologiaksi. Dendrokronologiset menetelmät soveltuvat erinomaisesti monitieteiseen työskentelyyn esimerkiksi ilmasto-, ympäristö- jo metsäntutkimuksesso. 278 hemahdollisuuksien vuoksi tulosten laatu voi jäädä kaikesta huolimatta epätyydyttäväksi, joten subfossiilinäytteisiin perustuvan aineiston tulkinnassa on oltava aina varovainen. Miksi lustokalentereita tutkitaan? Suurilmaston vaihteluilla on erityistä merkitystä etenkin Lapin metsätaloudessa, jossa viileät ilmastojaksot vaikeuttavat metsänuudistamista ja hidastavat puiden kasvua. Toistaiseksi vaihtelut ovat olleet metsien selviytymisen kannalta siedettävät. Tiedetään kuitenkin, että jääkausien alkaminen ja loppuminen saattavat perustua vain muutamien asteiden muutokseen keskilämpötilassa. Kun lisäksi isotkin ilmastomuutokset voivat tapahtua jopa vuosikymmenessä, pelätään, että kasvihuoneilmiön voimistuminen laukaisee vastaavan epävakaan suurten vaihteluiden kehitysvaiheen, joka vallitsi nykytilanteen lämpöoloja vastaavalla Bern-kaudella (Broecker 1995). Ihmisen toiminnasta aiheutuva ympäristön muuttuminen on havaittavissa monin tavoin, mm. ilmakehän kasvaneena C0 2 -pitoisuutena. Kasvihuoneilmiön vaikutusten ennustetaan nostavan keskilämpötilaa Suomessa useilla asteilla (mm. Kellomäki 1996), mikä merkitsisi ilmastollisesti noin 5 000 vuoden takaisia lämpöolosuhteita. Pitkät vuosilustokalenterit ovat arvokas lähde tut- kittaessa metsien selviytymismahdollisuuksia muuttuvissa ilmasto-olosuhteissa. Männyn kasvun selkeä riippuvuus lämpötilasta Pohjois-Suomessa mahdollistaa myös ilmastoon liittyvät päätelmät. Erilaisin vuotuista vaihtelua koskevien analyysien, trendianalyysien ja vaihtelun rytmiikkaa koskevien analyysien perusteella voitaneen laatia mittareita tai simulointimalleja, joilla voidaan arvioida metsien kehitysmahdollisuuksia kulloisessakin ilmastossa. Vuosilustojen kemiallis-fysikaalisista analyyseistä ja myös muista lähteistä kuten Grönlannin jäätikkökairauksista saatavat tiedot voivat parantaa merkittävästi tällaisten mittareiden toimivuutta. Metlan 1911-vuotisen lustosarjan perusteella tehdyt alustavat analyysit osoittavat, että ilmastonvaihteluilla on tietynlaista rytmiikkaa, joka on selkeästi yhteydessä metsien uudistumiseen. Vertailtaessa Sirenin (1961) uudistumisvuosia (jakso 1181-1960 jkr.) vastaavien ajankohtien vuosilustoindekseihin nähdään, että uudistuminen on tapahtunut ainoastaan suotuisten kasvujaksojen aikana (kuva 5). Edellytyksenä siemenen tuleentumiselle on, että peräkkäisten vuosien lämpötilavaihtelu pysyy tietyissä rajoissa. Hyviä uudistumisvuosia on harvakseltaan. Ilmeisesti ilmaston ei tarvitse äärevöityä tai keskilämpötilan laskea paljoakaan, kun uudistuminen heikentyisi ratkaisevasti ja metsänraja alkaisi perääntyä. 279

Folia Forestolio 1996(3) f~eteen tori Folio Forestalia 1996(3) Vuosi 200) 1900 1800 1700 1500 1400 1300 "1200 1100 50 Kylmää Metsänuudistumisajankohdat 1140-1960 (Siren 1961) :=II! ==:::;:... ---a B!l 100 150 _... -1117 11 -ws.n -105-1610 ~16»1640 --10-14»15 200 J2CII.IO JljD.UIJO Metsänrajamännyn tuhatvuotinen vuosilustoindeksi osoittaa hyvien ja huonojen kasvujaksojen vaihtelevan jonkinlaista ryuniikkaa noudattaen. Rytmiikan on todettu olevan kiinteässä yhteydessä kesä-heinäkuun lämpötilavaihteluibin (mm. Mikola 1950, Siren 1961, Lindholm 1994). Kuluvan vuosisadan alku oli männyn kasvulle epäsuotuisaa aikaa aina vuoteen 1915 saakka, jolloin alkoi pitkä, vuoteen 1960 jatkunut lämmin jakso; ainoastaan wosina 1929 ja 1940 sattui pieni taantuma. Vuosisadan loppupuoliskolla on esiintynyt muutamia suotuisia vuosia, mutta kasvu on pysytellyt pääsääntöisesti keskitason alapuolella. Viimeisen tuhannen vuoden aikaperspektiivillä tarkastellen näyttää, että metsämajamännyn kasvuolosuhteet ovat olleet ankarimmillaan 1700-luvun loppu- ja 1800- luvun alkupuoliskolla. Jakson kylmimmässä vaiheessa 1830-luvulla männyn kasvu kasvu saattoi tyrehtyä kokonaan jopa useiksi vuosiksi, mikä on voitu päätellä monesta näytteestä puuttuvien vuosirenkaiden perusteella. Metsänrajaseutujen männiköt uudistuvat harvakseltaan mutta kuitenkin melko säännöllisesti, Sirenin (1961) mukaan 3-4 kertaa vuosisadassa. Uudistuminen tapahtuu suotuisien kasvujaksojen aikana. Tämä näkyy myös oheisesta kuvasta, johon on merkitty Sirenin jaksolle 1140-1960 löytämät männyn uudistumisvuodet. Tämän vuosisadan uudistumissaldoksi metsänrajaseudulla jäävät lämpimien 1920- ja 1930-lukujen seurauksena syntyneet taimikot, jotka nyt 60-70-vuotiaina metsiköinä muodostavat pohjoisimman (polaarisen) ja tuntureilla ylimmän (alpiinisen) metsänrajan. Kuva 5. Metsiinrajamännyn kdsvur vaihtelu ja uudistuminen. Metlassa laadilun tuhatvuotisen lustosarjan ja uudistumisvuosien (Siren 1961) vämnen riippuvuus on selkeä: uuäistumista tapahtuu muutaman kerran vuosisadassa hyvien kasvujaksojen (harmaat alueet, oikealla) vaiihessa. K~minä jaksoina (mustat alueet, vasemmalla) metsä uudistuu vain harvoin. Menemättä tulosten tulkinnassa sen pidemmälle todettakoon muutamia lustokalentereista tutkittavia asioita. Tieteellisesti kiinnostavia kysymyksiä ovat: - yksityiskohtaisen vuotuisen vaihtelun ja ilmastotrendit sisältävän indeksimallin kehittäminen mäntymetsien viime jääkauden jälkeiselle esiintymisjaksolle; - mitä syy-yhteyksiin perustuvia rytmiikoita tai analogioita (yhtäläisyyksiä) ilmastolliset vaihtelut sisältävät? - millainen on 1900-luvun ilmastohistoria verrattuna holoseenin keskimääräisilmastoon? - missä määrin voidaan soveltaa havaittuja säännönmukaisuuksia tulevan ilmaston estimoinnissa? - miten paljon mäntymetsät sietävät ilmastomuutosta ja -vaihteluita? - mitkä ilmastonvaihteluun liittyvät piirteet ovat strategisia metsätalouden harjoittamiselle? - miten kasvumallit tulisi kalibroida, jotta ne pysyisivät ajan tasalla muuttuvissa olosuhteissa? Käytännön metsätaloutta kiinnostaa: - miten ilmastonvaihtelut tulisi ottaa huomioon käytännön metsätaloudessa? Kuluvalla vuosisadalla ne ovat aika ajoin vaikuttaneet voimakkaastikin päätöksentekoon. Suojametsälain syntymiseen vuonna 1922 vaikutti edeltävä puolivuosisatainen poikkeuksellisen heikko ilmastojakso; 1950-luvulla ryhdyttiin laajoihin avohakkuisiin 1930- ja 1940-luvun suotuisan jakson rohkaisemana; laaja viljelytaimikoiden tuhoutuminen Lapissa 1960-luvulla tuli yllätyksenä ilmaston äkillisesti kylmetessä. Vastaavantyyppisten tilanteiden tunteminen vähentäisi riskiä joutua ennakoimattomiin seurauksiin. Pitkä aikaperspektiivi tarjoaa kunnollisen lähtökohdan arvioida, missä vaiheessa ollaan menossa ja mitä on mahdollisesti odotettavissa. Samankaltaisten piirteiden tunnistaminen menneen ajan ja nykyhetken kasvutapahtumista antaa vertailu tietoa, joka jo sellaisenaan saattaa toimia päätöksenteon perustana. Vuosilustotutkimuksen tulevat haasteet Puiden vuosilustot tarjoavat monipuolisen tietolähteen niin metsätieteellisiin kasvututkimuksiin kuin monitieteellisiin ympäristö- ja ilmastomuutostutkimuksiin. Maaliskuussa 1996 alkanut kolmivuotinen EU-projektiADVANCE-JOK 2 > on monitieteellinen tutkimus, jossa kohtaavat metsä- ja ilmastotieteilijöiden, geologien ja muiden tieteenalojen edustajien tutkimustarpeet Projektissa tutkitaan pohjoisboreaalisen havumetsävyöhykkeen ilmastonvaihteluita Keski- ja Pohjois-Euroopassa viimeisen 10 000 vuoden ajalta. Yhteiseurooppalaista projektia johtaa englantilainen ilmastotieteilijä tri Keith Briffa ja sen suomalaisena koordinaattorina toimii professori Matti Eronen. Suomen osuus toteutetaan Helsingin yliopiston, Joensuun yliopiston ja Metlan välisenä yhteistyönä. Metlan osuutena projektissa on laatia Pohjois Suomea koskevia alueellisia 7 500-8 000 vuoden pituisia lustosarjoja. Niiden perusteella tutkitaan mm. edellisessä kappaleessa esitettyjä kysymyksiä. Tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää monin tavoin, mutta ennen kaikkea ne antavat kunnollisen aikaperspektiivin ilmasto- ja ympäristömuutostutkimuksiin. Metsäntutkimukselle ja metsätaloudelle koituvat hyödyt näkynevät selvimmin parantuneena riskienhallintana metsänuudistamiseen liittyvässä päätöksenteossa. Tietoa voidaan välittää käytännön metsätalouden tarpeisiin esimerkiksi mallien muodossa. ADVANCE-10K-projekti on paitsi ajankohtainen kasvututkimus myös innovaatiohanke, jossa kehitetään ja laajennetaan kasvututkimuksen osaamista 2000-luvun ympäristösuuntautuneita tutkimustarpeita silmällä pitäen. Kirjallisuus Bradley, R. 1985. Quatemary paleoclimatology. Unwin Hyman. 472 s. Broecker, W.S. 1995. Chaotic climate. Scientific American. November 1996. s. 44-49. Cook, E.R. 1992. A conceptual linear aggregate model for tree-rings. Julkaisussa: Cook, E.R. & Kairiukstis, L.A. (toim.). Methods of dendrochronology. Appli- -2) ADVANCE l OK: Anolysis of Dendrochronologicol Y:ariobility and 8ssociated ~aturol Qimates in ~urasia - the last 1 0 000 yeors. 280 281

Folia Forestolio 1996(3) cations in the environmental sciences. Kluwer Academic Publishers-lntemational Institute for Applied Systems Analysis. s. 98-104. ISBN 0-7923-0586-8. Dawson, A.G. 1992. Iee age earth. Late quatemary geology and climate. Routledge, London-New York. 293 s. Donner, J. 1974. Klimatförändringama efter senaste istid. Societas Scientarium Fennica, Årsbok-Vuosikirja 51 B 7: 1-10. Eronen, M. 1981. Ilmaston vaihtelut ja pohjoisimmat mäntymetsät Lapin tutkimusseuran vuosikirja XXII 1981. s. 4-14. - 1991. Jääkausien jäljillä. Ursan julkaisuja 43. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, Helsinki. 271 s. Ilvessalo, Y. 1970. Metsiköiden luontainen kehitys- ja puuntuottokyky Pohjois-Lapin kivennäismailla. Natural development and yield capacity of forest stands on mineral soils in Northero Lapland. Acta Forestalia Fennica 1970. 43 s. lmbrie, J. & Imbrie, K.P. 1979. Iee ages. Solving the mystery. MacMillan Press. 201 s. Kellomäki, S. 1996. Ilmastonmuutosten vaikutukset Pohjois-Suomen metsiin. Julkaisussa: Hökkä, H., Salminen, H. & Varmola, M. (toim.): Pohjoisten metsien kasvu - ennen, nyt ja tulevaisuudessa. MetsäntutkimuspäiväRovaniemellä 19%. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 589: 1~31. Korhola, A. 1994. Pysyvää on vain muutos. Yliopisto 20: 20--21. Lindholm, M. 1994. Sää säätää -mänty muistaa. Kesäaikaisten lämpötilojen rekonstruointi männyn vuosilustokalenterin avulla Enontekiön alueella (Midsummer temperatures reconstructed from tree-rings of pine in Northero Finnish Lapland). Julkaisussa: Uudet menetelmät ja niiden sovellukset kvartääritutkimuksessa. Symposio Mekrijärvellä 20.-21.4.1993. Acta Universalis Ou1uensis, Series A Scientiae Rerum Naturalium 251. s. 58-67. Mielikäinen, K. & Timonen, M. 1996. Growth trends of Scots pine (Pinus sy1vestris, L.) in unmanaged and regularly managed stands in Southern and Central Finland. Julkaisussa: Spiecker, H., Mielikäinen, K., Köhl, M. & Skovsgaard, J.P. (toim.). Growth trends of European forests. European Forest Research Report 5: 41-60. Mikola, P. 1950. Puiden kasvunvaihteluista ja niiden merkityksestä kasvututkimuksissa. On variations in tree growth and their significance to growth studies. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae 38(5). 131 s. Mäkinen, K. 1982. Tiedonanto Vuotson interglasiaalisesta lehtikuusen rungosta. Geologi 34: 183-185. Nöjd, P. & Reams, G.A. 1996. Growth variation of Scots pine across a pollution gradient on the Kola Peninsula, Russia. Environmental Pollution (painossa). Siren, G. 1961. Skogsgränstallen som indikator för klimatfluktuationema i norra fennoskandien under historisk tid. Communicationes lnstituti Forestalis Fenniae 54(2). 66 s. Spiecker, H., Mielikäinen, K., Köhl, M. & Skovsgaard, J.P. (toim.). 1996. Growth trends ofeuropean forests. Studies from 12 Countries. European Forest Research Report 5. 372 s. Zetterberg, P., Eronen, M. & Lindholm, M. 1995. Construction of a 7500-year tree-ring record for Scots pine in northero Fennoscandia and its application to growth variation and palaeoclimatic studies. Julkaisussa: Spiecker, H. & Mielikäinen, K. (toim.). Growth trends of European forests - has site productivity changed? Springer Verlag (painossa). 282