Browsing by Subject "Environmental Ecology"

Sort by: Order: Results:

Now showing items 1-20 of 46
  • Mäkinen, Pekka (Helsingfors universitet, 2016)
    Pohjoismaissa syntypaikkalajitellun biojätteen kompostointi suurissa kompostointilaitoksissa on yleistynyt merkittävästi 2000-luvun aikana. Viime vuosina biojätteiden ja muiden orgaanisten jätteiden käsittelyssä on alettu suosimaan yhä enemmän mädätysprosessia sekä mädätyksen ja kompostoinnin yhdistävää osavirtamädätysprosessia. Mädätysprosessin avulla orgaanisten jätteiden sisältämästä energiasta pystytään tuottamaan biokaasua ja siitä edelleen uusiutuvaa energiaa. Tämän tutkimuksen lähtökohtana oli tarkastella biohiilen lisäyksen vaikutuksia kompostointiprosessiin, jossa yhdistyvät mädätys ja kompostointi. Aiempien tutkimusten perusteella biohiilen lisäyksellä on todettu olevan positiivisia vaikutuksia erilaisten orgaanisten jätteiden kompostointiprosessiin. Aiemmat tutkimukset on suurimmaksi osaksi tehty pienemmässä mittakaavassa ja ne ovat keskittyneet enemmän maatalousjätteiden kompostointiin. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, voidaanko verrattain pienellä biohiilen lisäyksellä nopeuttaa orgaanisen aineksen hajoamista sekä parantaa typen pidättymistä kompostimassassa erilliskerätyn biojätteen osavirtamädätysprosessin kompostointivaiheessa. Tutkimuksen kokeellinen osuus koostui laboratoriomittakaavan kompostointikokeesta sekä laitosmittakaavan kompostointikokeesta Ämmässuon jätteenkäsittelykeskuksessa. Laboratoriomittakaavan kokeiden tarkoituksena oli saada tietoa eri biohiilipitoisuuksien vaikutuksesta kompostointiprosessiin ja toistomäärien kautta saada tuloksille tieteellistä pätevyyttä. Laboratoriokokeissa saatuja tuloksia sovellettiin laitosmittakaavan kokeissa. Tuloksia pyritään tarkastelemaan mikrobiologisen prosessin lisäksi osana jätehuoltoa ja sen kehittämistä. Tulosten perusteella biohiilen lisäyksellä oli myönteinen vaikutus kompostointiprosessiin osavirtamädätysprosessin kompostointivaiheessa. Laboratoriokokeissa biohiilen lisäyksellä oli merkitsevä vaikutus orgaanisen aineksen hajoamiseen ja siten kompostimassan mikrobiaktiivisuuteen. Vaikka laitosmittakaavan kokeessa biohiilen lisäys ei vaikuttanut orgaanisen aineksen hajoamiseen tilastollisesti merkitsevästi, voidaan kokonaisuutena arvioida, että biohiililisäsi kompostien mikrobiaktiivisuutta. Biohiilellä havaittiin merkitsevä vaikutus kompostien stabiloitumisnopeuteen ja ammoniumtypen pidättymiseen kokeen lopputilanteessa. Verrattain pienet biohiilipitoisuudet eivät vaikuttaneet haihtuneen ammoniakin määrään eivätkä kokonaistyppihäviöön kompostoinnin alkuvaiheessa. Biohiilikompostien stabiloitumisnopeudella ja mikrobiaktiivisuuden lisääntymisellä on kompostoinnin ympäristövaikutusten vähentämisen lisäksi kompostointilaitoksille myös taloudellinen merkitys, koska niiden avulla pystytään mahdollisesti säästämään tuotantokustannuksissa sekä säästämään kompostien jälkikypsytykseen tarvittavaa tilaa tai vastaavasti lisäämään kompostointilaitosten kapasiteettia. Tulevaisuudessa biohiili on teoriassa mahdollista saada osaksi orgaanisten jätteiden käsittelykokonaisuutta. Jäteperäisten biohiilten käytöllä voi tulevaisuudessa olla mahdollista parantaa resurssien kestävää käyttöä ja alueellisia kierrätysmääriä.
  • Zhang, Huizhong (Helsingfors universitet, 2014)
    Lakes play an important role in both global and regional carbon cycling, especially, the role of lakes is pronounced in the boreal zone, where lakes cover up to 20% of the land area. Allochthonous carbon is discharged mainly from terrestrial processes, but also through anthropogenic eutrophication. The role of allochthonous carbon load in lacustrine ecosystems is important, which can have far-reaching effects on lacustrine biogeochemistry in general and especially on carbon cycling. Part of dissolved organic carbon is transformed to carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) in biological processes that result in carbon gas concentrations in water that increase above atmospheric equilibrium, thus making boreal lakes serve as sources of the important greenhouse gases. Lake Vesijärvi is renowned for its clear-water, but it has suffered eutrophication for a long history. The severely affected Enonslkä lake basin is the most eutrophic part since it surrounded mainly by urban area (28%) and forests (31%). To improve the water quality, large scale aeration in the autumn 2009 was started with the Mixox-oxygenerators. Aeration is used to weaken thermal stratification and recharge oxygen by increasing vertical flow circulation within the water columns. This leads to most chemical cocnetrations become more homogenous with depth and concentrations of reduced forms decrease in the hypolimnion. The aeration units were operated on campaign basis in summer 2013. One aim here was to investigate carbon gas concentrations and fluxes from the urban boreal lake basin, and examine the impacts of artificial aeration on greenhouse gases during the open water period in 2013. Besides CO2 and CH4 concentrations and fluxes, I measured also the water temperature and dissolved oxygen concentration of the water columns for monitoring the efficiency of artificial aeration. All gas samples were analyzed at the Lammi Biological Station of University of Helsinki with gas chromatography using the head space technique. As background data I used the information on temperature and oxygen profiles collected from the measuring platform on Lake Vesijärvi, and a reference study on CO2 and CH4 concentrations and fluxes dating back to 2005 when there was no aeration going on. In 2013, the studied lake basin was a source of CO2 to the atmosphere during the open water period, although the lake basin showed uptake of CO2 from the atmosphere for short times. The lake acted as a steady source of CH4 to the atmosphere throughout the measuring period. The mean CO2 flux was 34.1 mmol m-2 d-1, which was over 2.5 times higher than in the reference year 2005 when there was no the aeration yet. During the campaigns, the CO2 fluxes were higher from aerated than non-aerated water column and from the longer aerations as well. Therefore, aeration mixed stratified water columns and thus enhanced release of gases such as CO2 from surface water to the atmosphere. The mean CH4 flux was 0.2 mmol m-2 d-1. The CH4 fluxes from the Enonselkä basin were slightly decreased in 2013. These decreased CH4 fluxes in Enonselkä basin can be attributed to the limited CH4 production and high rate of CH4 oxidation in the oxygenated hypolimnion and surface of sediment. The daily CH4 fluxes fluxes during the long time aerated operations decreased. The significance of aeration to carbon cycling processes dpended on the residual CH4 concentrations in the water column.
  • Östman, Sanna (Helsingfors universitet, 2015)
    This interdisciplinary study seeks to raise awareness of and generate interest in projects that combine science and art. A number of such projects are discussed and analyzed with the help of the concept 'Ecovention'. The concept is operationalized to include works of art that ecologically restore, reclaim, and remediate damaged ecosystems by physical actions and inventions. They transform the ecosystem and often slowly disappear into the environment, contributing to the overall wellbeing of the ecosystem. These works of art are long-lasting and site-specific. They are built outdoors by using material that is already available in the ecosystem or by bringing in environmental-friendly material into the ecosystem. The central research question for the study is as follows: How significantly does environmental art affect the local ecosystem when the starting point is ecological restoration? This is a qualitative study. The data for the study consist of interviews with experts together with analyses of the historical, cultural, and ecological background material for two Finnish environmental artworks. The two artworks are Agnes Denes's Puuvuori (Tree Mountain - A Living Time Capsule, 1996) and Jackie Brookner's Veden taika (The Magic of Water, 2007- 2010). These works of art were chosen because of the availability of historical and natural scientific research data about how they were planned and how they were constructed. The availability of this kind of data related to environmental art is rare in Finland. The Magic of Water consists of three floating islands in Salo. They are situated in a lagoon that was formerly used as a clarification pool at the Salo Municipal Sewage Treatment Facility. The artwork has succeeded in supplying a peaceful nesting habitat for the birdlife in the area. It has been shown that a colony of black-headed gulls (Larus ridibundus) is a new species nesting in the islands. The Magic of Water did not provide a significant improvement of the water quality by phytoremediation since the islands are relatively small in relation to the area of the lagoon. Tree Mountain - A Living Time Capsule is to be found in Pinsiönkangas, at the most important groundwater area in Ylöjärvi. The artwork reclaims a former gravel pit. Tree Mountain is a 28 meter tall hill in an area of elliptical shape that spans nine hectares. 10,600 pine tree saplings (Pinus sylvestris) and about 40,000 cubic meters of soil from the area was used to build the artwork. Tree Mountain is nowadays owned by the town of Ylöjärvi and Pinsiönkangas is principally a conservation area. The Tree Mountain - A Living Time Capsule is argued to fit well in the regionally precious ridgescenary since the work of art has enough of biological values. Most likely the building of the artwork has had a preventive effect on possible ecological harm and it has made the community take responsibility for taking care of the reclaimed environment in the long term. In the face of high-quality ecological restoration plans it is important to approach the restoration of ecosystems from a holistic perspective. The artist s vision of how an ecosystem can be restored adds a surplus value to ecological restoration work since also the aesthetic and ideological dimensions are reconstructed. The probable positive view of the community towards the restored ecosystem can promote not only the attendance by the community to that particular area in the future, but it can also promote the attendance of a community to other areas as well.
  • Toivio, Viivi (Helsingfors universitet, 2017)
    Lämpenevä ilmasto muuttaa boreaalisten metsien lajikoostumusta. Uudet lajit levittäytyvät yhä pohjoisemmaksi lämpenemisen siirtäessä kullekin lajille luontaisia elinympäristöjä. Lisäksi perustuotannon, karikkeen hajoamisen ja ravinteiden saatavuuden on ennustettu muuttuvan, mikä asettaa uusia sopeutumistarpeita kasvien typpitaloudelle. Erityisesti pitkäikäiset puut kohtaavat merkittävän haasteen suotuisten elinympäristöjen siirtyessä nopeammin kuin puut kykenevät itse leviämään uusiin kasvuympäristöihin. Tässä pro gradu- työssä tarkastelen elinympäristön muutoksen vaikutuksia neljän rauduskoivupopulaation (Betula pendula) puiden elinvoimaisuutta ilmentäviin ominaisuuksiin sekä niiden tuottaman karikkeen laatuun ja hajoamiseen. Hyödynsin tutkimuksessani olemassa olevaa koeasetelmaa, jossa pohjois-eteläsuuntaista gradienttia edustavista populaatioista (alkuperistä) kloonattuja rauduskoivun taimia on istutettu yhteisille "common garden" -kasvupaikoille Tuusulaan, Joensuuhun ja Kolariin. Erityisesti etelään päin siirron on tarkoitus simuloida ilmaston lämpenemistä. Tutkimusaineistoni koostuu 233 taimesta, joista määritin pituuskasvun, lehtien hiili- (C), typpi- (N) ja vesipitoisuuden sekä typen takaisinottotehokkuuden, lehtialaindeksin ja herbivorivioituksen. Lisäksi määritin maatuvan lehtikarikkeen massahäviön ja lehtikarikkeesta vapautuvan typen määrän 3 kk kestäneessä maatumiskokeessa. Aineiston keräsin puiden neljäntenä kasvukautena aikavälillä 27.6.2014 – 6.3.2015. Tulosten tilastolliseen analysoimiseen käytin varianssi- ja korrelaatioanalyysejä. Vihreiden lehtien N-pitoisuus (%) pieneni lineaarisesti pohjois-eteläsuuntaisesti, kun taas typen takaisinottotehokkuus heikkeni ja muodostuvan lehtikarikkeen N % kasvoi, kun populaatioita siirrettiin pohjoiseen tai etelään alkuperäiseltä kasvupaikaltaan. Siirto vähensi myös pituuskasvua ja lehtien vesipitoisuutta. Herbivorivioitus ja lehtialaindeksi eivät reagoineet siirtoon. Vihreiden lehtien N % korreloi positiivisesti typen takaisinottotehokkuuden kanssa. Mitä suurempi takaisinottotehokkuus, sitä pienempi oli typpipitoisuus lehtikarikkeessa. Maatuvan karikkeen massahäviö kasvoi, mitä suurempi oli maatuvan karikkeen N-pitoisuus. Erityisesti Joensuun ja Tuusulan kasvupaikoilta kerätyn karikkeen massahäviö oli sitä suurempaa, mitä pohjoisemmasta alkuperästä oli kyse. Typpeä ei vapautunut maatumiskokeen aikana, eikä typen vapautuminen korreloinut lehdistä mitattujen ominaisuuksien kanssa. Tulokseni osoittavat, että rauduskoivun pituuskasvu, lehtien vesipitoisuus ja sisäinen typpitalous ovat parhaimmillaan alkuperäisellä kasvupaikalla, ts. populaatiot ovat paikallisesti sopeutuneita. Muutokset typen takaisinottotehokkuudessa näyttävät liittyvän rauduskoivun kasvuun, joka heikkeni elinympäristön muuttuessa. Populaatioiden pohjois-etelä-siirto heikensi typen takaisinottotehokkuutta ja lisäsi maatuvan karikkeen massahäviötä. Tulokseni osoittavat, että tulevaisuuden muuttuvat ilmasto- ja ympäristöolosuhteet voivat heikentää puiden elinvoimaisuutta pohjoisissa ekosysteemeissä, mutta toisaalta samanaikaisesti kiihdyttää karikkeen maatumista parantamalla muodostuvan kasvikarikkeen laatua.
  • Niemistö, Emilia (Helsingin yliopisto, 2019)
    Diesel, which belong to the fossil fuels, have been exposed recently because of global warming and because of decrease of known fossil fuel reserves. It has been estimated that reserves of fossil fuels will last next 40-50 years. Burning of fossil diesels will cause not only carbon dioxide emissions but also particle and metal emissions. There have been attempt to develop alternative energy sources. Growing alternative, which have came to the market, is renewable diesels, which can be produced from many sources such as reeds and biowaste. Biodiesels differ from fossil diesels by their chemical structure. Contrary to fossil diesel, completely renewable diesels do not contain aromatic compounds and they burn more purely. Diesel might end up in soil in accidents. Behaviour of fossil diesels in a ground is well known, however, the behaviour of renewable diesels is not known so well. Even though solubility of renewable diesels is similar with fossil diesels, renewable diesels may have different behavior due to different chemical structure compared with fossil diesels. Soil removal and taking the soil to be cleaned up is the most popular way to clean diesel contaminated soil resulted from diesel leaking. Alternative way to clean diesel contaminated soil is to use bioremediation where the microbes are used. In bioremediation microbes are added to the soil or activity of the microbes is boosted by improving living conditions of microbes by adding nutrients and oxygen. In this master thesis spreading of three different diesels qualities in soil and with water in laboratory were viewed. Results of the laboratory experiment were compared to the result of Katariina Lahti-Leikas’ lysimeter experiment in Jokimaa. Diesel qualities used in experiment were completely fossil EN590, partly renewable ProDiesel and completely renewable NEXBTL. Experiment were executed in soil columns in laboratory conditions where pure lysimeter sand were exposed to diesel. Biostimulation were made to half of the soil columns using urea that every diesel had natural decomposition and biostimulation. Soil columns were watered and hydrocarbons C10-C40 from collected water below the column were analysed. In addition, soil samples were collected and hydrocarbons C10-C40 were analysed. The pH of the soil and water samples were followed throught the experiment. Biostimulation decreased concentration of hydrocarbons in the water in every diesel quality. Biggest concentration were in water from NEXBTL columns which move in soil mostly in NAPL. In soil samples there was not the same kind of decrease in hydrocarbon concentration as in water samples. Diesel moved from the upper part of the soil columns to the lower part of soil columns during the experiment. The reason why biostimulation did not decreased the hydrocarbon concentration in soil is probably because the experiment period was too short. Other things to affect the result are probably wrong comparison of nutrients or lack of oxygen, which have slowed down decomposition of hydrocarbons. The results of this study are consistent with the results of Katariina Lahti-Leikas’ lysimeter experiment in Jokimaa.
  • Hämäläinen, Maria (Helsingin yliopisto, 2020)
    Haitalliset vieraslajit aiheuttavat muutoksia luonnon monimuotoisuuteen, ekosysteemien toimintaan sekä niiden tarjoamiin ekosysteemipalveluihin vaikuttamalla esimerkiksi elinympäristöihin, ravintoketjuihin ja kilpailuasetelmiin. Haitalliset vieraskasvit voivat syrjäyttää alkuperäisiä kasveja kilpaillessaan niiden kanssa tilasta ja resursseista. Lisäksi vieraskasvit voivat heikentää paikallisten lajien elinmahdollisuuksia muokkaamalla ekosysteemejä niille sopimattomiksi. Komealupiini (Lupinus polyphyllus) on yksi yleisimmistä vieraskasveista Suomessa. Tämä kansallisesti haitalliseksi vieraslajiksi luokiteltu kasvi on levinnyt jo vuosikymmenien ajan erityisesti tienpientareilla ja joutomailla. Kasvustojen ikääntyminen voi muuttaa vieraskasvin vaikutuksia elinympäristönsä alkuperäiseen kasvillisuuteen, mutta komealupiinin kohdalla ikääntymisen vaikutuksista ei ole tietoa. Tämän pro gradu -tutkielman tavoitteena oli selvittää eri-ikäisten komealupiinikasvustojen vaikutuksia alkuperäiseen kasvillisuuteen sekä yhteisötasolla että eri lajiryhmissä. Tutkin myös kasvuston ikääntymisen vaikutusta komealupiinin peittävyyteen. Kartoitin putkilokasvilajistoa Päijät-Hämeen alueella 19 tutkimuskohteessa, jotka olivat maaperältään hiekkaisia tai soraisia. Tutkimuskohteet jaettiin komealupiinikasvuston iän mukaan kolmeen luokkaan: 1) nuoret (alle 6 v vanhat), 2) keski-ikäiset (noin 10 v) ja 3) vanhat (yli 13 v). Eri-ikäisten kohteiden kasviyhteisöjä vertaamalla tutkittiin komealupiinikasvuston ikääntymistä ja sen vaikutuksia muuhun kasviyhteisöön. Komealupiinin vaikutusten yleistämiseksi esiintyneet putkilokasvilajit luokiteltiin kymmeneen ryhmään suotuisten elinympäristöjen sekä elinympäristöjen ravinteikkuuden ja kosteuden mukaan. Aineiston analysointiin käytettiin ei-metristä moniulotteista skaalausta (NMDS) sekä yleistettyjä lineaarisia sekamalleja (GLMM). Komealupiinilla ei ollut huomattavaa vaikutusta kasviyhteisöjen rakenteeseen tai lajimääriin. Komealupiini vähensi kuitenkin kuivien elinympäristöjen lajien sekä generalistien peittävyyksiä. Komealupiinin peittävyys ei vähentynyt kasvuston ikääntyessä. Komealupiini ei vaikuttanut kovin voimakkaasti elinympäristöönsä, mikä johtui todennäköisesti siitä, että komealupiinin peittävyydet olivat melko vähäisiä (keskimäärin 35 % ± SD 12). Tämän tutkimuksen perusteella komealupiinin vaikutukset tälläisessä kuivassa elinympäristössä eivät ole kovin voimakkaat, mikäli sen peittävyys on vähäinen. Luultavasti komealupiinin haitallisuus liittyykin juuri sen kykyyn muodostaa tiheitä kasvustoja. Komealupiinin torjunnassa olisikin tehokkainta keskittyä niihin alueisiin, joissa komealupiini muodostaa tiheitä kasvustoja. Toisaalta huomiota tulisi kiinnittää myös paikkoihin, joissa kasvaa etenkin uhanalaisia kuivien elinympäristöjen lajeja sekä lajeja, jotka pärjäävät heikosti lajienvälisessä kilpailussa.
  • Saarinen, Eeva (Helsingfors universitet, 2014)
    Mikrolevien käyttöä biodieselin raaka-aineena on viime vuosina tutkittu paljon niiden ollessa hiilineutraali vaihtoehto fossiilista alkuperää oleville uusiutumattomille polttoaineille. Tämän lisäksi ne ovat myös ekologisesti ja eettisesti kannattava uusiutuvan energianlähde ja tukevat pyrkimystä kohti energiaomavaraisuuden saavuttamista. Mikrolevien todellista mikso- ja heterotrofiaa on tutkittu toistaiseksi vähän eikä niiden hyödyntämän hiilen määrästä ole tarjolla tutkimustietoa. Mikroleväkantojen todellisen mikso- ja heterotrofiakyvyn selvittäminen mahdollistaa kantojen kustannustehokkaamman kasvatuksen, koska mikso- ja heterotrofiaan kykenevät kannat voivat hyödyntää kasvussaan heikompia valaistusolosuhteita korvaamalla ne osittain tai täysin orgaanisilla hiilen lähteillä. Miksotrofisten leväkantojen käytöllä voidaan myös saavuttaa kasvatuksissa korkeampi solusaanto sekä solujen korkeampi lipidipitoisuus. Heterotrofisten kantojen käytöllä voidaan taas kiertää monia mikrolevien kasvatukseen liittyviä ongelmia. Toteutin tutkimukseni kolmella mikroleväkannalla: Selenastrum sp., Chlorella pyrenoidosa ja Euglena gracilis. Tein aluksi kasvatuskokeita, joissa kasvatin kaikkia leväkantoja auto-, mikso- ja heterotrofisissa olosuhteissa. Selenastrum sp. – ja Chlorella pyrenoidosa – kannan kasvatuksissa käytin epäorgaanista COMBO – kasvatusliuosta. Euglena gracilis – kannalla käytin epäorgaanista AF6 – kasvatusliuosta. Tutkin leväkantojen potentiaalista kykyä mikso- ja heterotrofiaan glukoosin ja asetaatin lisäyksen avulla. Seurasin leväkantojen kasvua solumäärän kehityksen kautta. Kasvatuskokeiden perusteella tein päätöksen ottaa kaikki käyttämäni leväkannat mukaan varsinaisiin mikso- ja heterotrofiakyvyn mittauksiin sekä käyttää ainoastaan glukoosia orgaanisen hiilen lähteenä, sillä leväkannat menestyivät heikosti asetaattikasvatuksissa. Mikso- ja heterotrofiakyvyn mittaamiseen käytin 14C-menetelmää. Kaikkien leväkantojen kyky hyödyntää asetaattia (pitoisuus 5 g l-1) oli yleisesti heikompi verrattuna niiden kykyyn hyödyntää glukoosia (pitoisuus 5 g l-1). Kasvatuskokeissa Selenastrum sp. – kannalla vaihtelu oli eri käsittelyiden välillä solumäärän kehityksen ja kasvunopeuden suhteen suurinta. Euglena gracilis – kannalla vaihtelu solusaannon kehityksen ja kasvunopeuden välillä oli pienintä kasvatusten välillä. Selenastrum sp. – kannan miksotrofisesti ottama hiilen määrä oli suurin muihin miksotrofisesti kasvatettuihin leväkantoihin verrattuna. Heterotrofisesti otetun hiilen määrä oli suurin Euglena gracilis – kannalla. Tutkimukseni merkittävin tulos on käyttämieni leväkantojen todellisen mikso- ja heterotrofiakyvyn todistaminen. Laajemmat lisätutkimukset leväkantojen todellisesta mikso- ja heterotrofiasta ovat kuitenkin tarpeen muun muassa mikroleväbiomassan käyttösovellusten kehittämisen ja käyttöönoton sekä vesiekosysteemien hiilenkierron tuntemisen kannalta.
  • Tuomaala, Emilia (Helsingfors universitet, 2014)
    Taita Hills are situated in southeastern Kenya (03°20'S 38°15'E), only 350 km from the equator. Ecology and biodiversity of the area is one of a kind and has been subject to multiple studies of natural sciences during the last decades. Taita Hills belong to the Eastern Arc Mountains, an ancient chain of mountains in Eastern Africa and one of the 25 biodiversity hotspots of the world. To qualify as a biodiversity hotspot an area must have lost significant amounts of its original vegetation and inhabit a number of endemic plant species. Both of these criteria are met in Taita Hills where the favorable climate enables endemic species to thrive. Large areas of forest has been cut down in order get more room for agriculture, the main source of livelihood in Kenyan countryside, making the environment threatened. The diverse environment of Taita Hills produces a multitude of ecosystem services. Ecosystem services can be defined as all benefits people obtain from nature. They are often divided into four categories: provisioning services, regulating services, cultural services and supporting services. Ecosystem services link ecological knowledge and economics together by enabling monetary valuation of abstract aspects of nature (e. g. water retention). This link helps decision makers to take environmental issues into consideration by providing a possibility to compare concrete and abstract aspects of nature with each other through tangible monetary values. Research on ecosystem services has grown exponentially in the recent years and decades. However, most of this research has been conducted in developed countries and only little research has been completed in developing countries such as Kenya. It has been established that provisioning services are considered the most important services in developing countries, though. This was the case in Taita Hills, too; the majority of ecosystem services recognized by the local people were provisioning services. Services like firewood, medicinal usage of local plants and scenery were familiar to local people and the role of water was also emphasized in their perceptions of ecosystem services and biodiversity as a whole. Phoenix reclinata was one of the keystone species of ecosystem services. People's perceptions of biodiversity can vary a lot. Like ecosystem services, biodiversity is a subjective concept that can be understood differently by different people. Understanding how people see nature that surrounds them and biodiversity it beholds can help e. g. in planning nature conservation areas. When people agree on decisions made about their environment and recognize their own basic values in the decisions made they are more eager to support them. Even so, research on people's perceptions of biodiversity is currently lacking. Results that have been obtained have suggested that plants' role in people's perceptions is emphasized and people respond better to beautiful and imposing species than modest or ugly species. This was true also in Taita Hills where people linked plants and forest directly to biodiversity. They also recognized local plant species well, regardless of their nativeness, and had a close relationship with nature overall.
  • Survo, Suvi (Helsingin yliopisto, 2019)
    Erään toimintansa lopettaneen vaneritehtaan tukkien hautomoaltaan pohjasedimentti oli aiempien tutkimusten mukaan pilaantunut voimakkaasti mineraaliöljyllä, jonka arveltiin olevan peräisin tukkinosturin hydrauliikkaöljystä. Sedimenttinäytteiden kromatogrammit eivät kuitenkaan vastanneet täysin minkään tunnetun öljystandardin profiilia. Siksi epäiltiin, että sedimentin sisältämät luonnonaineet, kuten puun uuteaineet, häiritsevät öljyanalyysiä. Tutkimuksen tavoitteena oli tunnistaa alustavasti sedimentin sisältämiä hiilivetyjä kemiallisten analyysien ja biotestien avulla ja siten selvittää, mistä hiilivedyt olivat peräisin. Hypoteesina oli, että hiilivedyt olivat biogeenisiä yhdisteitä. Tutkimusta varten hautomoaltaasta otettiin kaksi sedimenttinäytettä ja lisäksi kuorinäyte sedimentin päällä olleesta kuorikerroksesta sekä maaperänäyte tukkinosturin juurelta. Näytteiden sisältämiä yhdisteitä ja niiden toksisuutta tutkittiin vaikutusperustaisen analyysin avulla, joka yhdistää fraktioinnin, kemialliset analyysit ja biotestit. Lisäksi analysoitiin dieseliä ja lisäaineetonta voiteluöljyä sisältävä tuore mineraaliöljynäyte. Sen avulla selvitettiin, mihin fraktioihin öljyhiilivedyt menevät, miten öljyhiilivedyt käyttäytyvät vaikutusperustaisessa analyysissä ja miten suuren toksisuuden ne aiheuttavat tutkittaviin sedimentti-, kuori- ja maaperänäytteisiin verrattuna. Näytteet analysoitiin SFS-EN ISO 16703 mukaisella öljyanalyysilla, jotta tuloksia voitiin vertailla aiempiin tuloksiin. Vaikutusperustaista analyysia varten näytteet fraktioitiin viiteen fraktioon, joiden lisäksi analysoitiin kokonaisnäytteet. Alustava tunnistus tehtiin non-target analytiikalla. Akuutin toksisuuden testieliöinä käytettiin Aliivibrio fischeri -valobakteeria ja Daphnia magna -vesikirppua. Alustavan tunnistuksen mukaan näytteet sisälsivät hartsihappoja, niiden muuntumistuotteita sekä muita puun uuteaineita. Toksisimmat fraktiot sisälsivät alkyylifenantreeneihin kuuluvaa reteeniä. Näytteiden ei sen sijaan havaittu sisältävän mineraaliöljyä. Tutkimuksen tulokset osoittivat vaikutusperustaisen analyysin toimivuuden monimutkaisen sedimenttinäytteen sisältämien hiilivetyjen alustavassa tunnistamisessa ja toksisuuden selvittämisessä. Tulosten perusteella puun uuteaineet uuttuvat standardin mukaisessa öljyanalyysissä ja käyttäytyvät öljyhiilivetyjen tavoin, jolloin ne voivat nostaa näytteen hiilivetypitoisuutta. Tästä voi seurata turhia kunnostustoimenpiteitä. Standardin mukainen öljyanalyysi ei siksi sovellu näytteille, jotka sisältävät runsaasti orgaanista ainesta. Analyysimenetelmiä tulee kehittää, jotta biogeeniset yhdisteet voidaan luotettavasti tunnistaa orgaanista ainesta sisältävistä näytteistä ja erottaa kvantitatiivisesti öljyhiilivedyistä.
  • Sahlberg, Ilse (Helsingin yliopisto, 2020)
    The crops, pollinator species and the agricultural conditions in the Northern agricultural district differ from those in most other areas. For example, in Finland the importance of insect pollination hasn't been researched very broadly. The oil plant widely cultivated in Finland, turnip rape (Brassica rapa subsp. Oleifera) has been discovered to benefit from insect pollination. The aim of this study is to examine whether the yield is different with turnip rapes where insect pollination is free or prevented, and how pollinator species and the number of flower visits affect the turnip rape yield. The study was mainly conducted in July 2017 on field parcels in Uusimaa. In the turnip rape fields, different pollinators and their visits in turnip rape flowers were monitored. To prevent insect pollination, the turnip rapes were covered with gauze bags before flowering began so that several plants came into one bag. This allowed cross-pollination. The total number of flower visits by pollinators was linked to the number of racemes and seeds of the plant: insect pollination decreased the number of racemes and increased the number of seeds per plant. The honeybees and hoverflies were a major group of pollinators explaining the turnip rape yield. Openly pollinated turnip rapes contained fewer racemes and more siliques and seeds per silique than enclosed plants. In addition, the weight of the seeds was higher In this study, it was discovered that there are differences between diverse pollinator species groups when it comes to pollination efficiency. It is still not clear how exactly the diversity of pollinator species affects pollination. Several studies show that after a certain threshold, flower visits by honey bees no more have an increasing effect on crop yields. Thus, other pollinators are also needed for optimal pollination. This study especially highlighted the significance of wild pollinators in pollinating crop plants. There seems to be demand for long-term monitoring of the pollination efficiency of different pollinator groups in the northern agricultural region
  • Marttila, Liina (Helsingin yliopisto, 2019)
    Osallistumisella ja vuorovaikutuksella on tärkeä rooli nykypäivän suunnittelussa. Vuonna 2000 voimaan astuneen uuden maankäyttö- ja rakennuslain myötä viimeisen kahden vuosikymmenen aikana osallistumisen merkitys suunnittelussa on korostunut. Riittävien osallistumismahdollisuuksien tarjoaminen erityisesti kaupunkiluontoa koskevissa kaavahankkeissa on tärkeää – kaupunkiluonto ja viheralueet ovat merkityksellisiä osallisille ja halu osallistua niitä koskeviin suunnitteluhankkeisiin on usein suuri. Osallistumiseen perinteisesti käytettyjä menetelmiä on kuitenkin kritisoitu niiden tehottomuudesta tavoittaa hiljaisempia ihmisryhmiä ja vastata osallisten tarpeisiin. Yhteiskunnan muutoksen ja teknologian kehityksen myötä onkin herännyt tarve kehittää uusia osallistumismenetelmiä, joihin lukeutuvat myös karttapohjaiset osallistumismenetelmät. Karttapohjaiset osallistumismenetelmät, tai karttakyselyt, lukeutuvat yleisnimityksellä PPGIS (public participation geoinformatic system) tunnettuihin paikkatietojärjestelmiä hyödyntäviin osallistumismenetelmiin. Karttapohjaisten osallistumismenetelmien avulla suunnitteluhankkeen osalliset voivat luoda uutta paikkasidonnaista tietoa merkitsemällä ideoitaan, havaintojaan ja kommenttejaan suoraan kartalle. Karttapohjaisten osallistumismenetelmien etuihin kuuluu muun muassa se, etteivät ne sido vastaamista tiettyyn aikaan ja paikkaan ja siten kannustavat matalan kynnyksen osallistumiseen. Karttapohjaiset osallistumismenetelmät soveltuvat myös käytettäväksi kaupunkiluonnon suunnittelussa. Alueiden merkityksellisyyden ja aktiivisen virkistyskäytön vuoksi kaupunkilaiset omaavat usein niistä runsaasti kokemusperäistä tietoa, jonka keräämiseen karttapohjaiset osallistumismenetelmät tarjoavat tehokkaan keinon. Karttapohjaisten osallistumismenetelmien vaikuttavuutta kaupunkiluonnon suunnittelussa tutkittiin viiden tutkimushaastattelun avulla. Tutkimukseen valittiin viisi päättynyttä tai pian päättyvää kaavahanketta, joissa oli hyödynnetty karttapohjaisia osallistumismenetelmiä: Helsingin yleiskaava 2050, Urban Helsinki -kollektiivin varjoyleiskaava Pro Helsinki 2.0, Mikkelin kantakaupungin osayleiskaava 2040, Teivaan kylpylähotellin asemakaava ja Rovaniemen ja ItäLapin maakuntakaava. Jokaiseen haastatteluun osallistui 2–3 henkilöä, jotka olivat osallistuneet joko karttakyselyn toteutukseen tai sen tuloksien huomioimiseen lopullisessa kaavassa. Tutkimushaastattelujen avulla haluttiin vastata seuraaviin tutkimuskysymyksiin: (1) Onko karttapohjaisilla osallistumismenetelmillä vaikutusta kaupunkiluonnon suunnittelussa? (2) Onko karttapohjaisilla osallistumismenetelmillä enemmän vaikutusta kuin perinteisillä osallistumismenetelmillä? (3) Millä edellytyksillä karttapohjaisten osallistumismenetelmien käyttö on tehokasta ja vaikuttavaa? Haastateltavat olivat pääosin tyytyväisiä karttapohjaisten osallistumismenetelmien käyttöön ja kaikki olivat halukkaita käyttämään niitä myös tulevissa kaavahankkeissa. Kyseisten menetelmien vaikuttavuuden ja käytön tehokkuuden havaittiin olevan hyvin tapauskohtaista. Tutkimushaastatteluissa kuultiin sekä onnistuneita että epäonnistuneita esimerkkejä karttakyselyiden vaikuttavuudesta – karttapohjaisilla osallistumismenetelmillä voidaan siten todeta olevan potentiaalista vaikuttavuutta kaupunkiluonnon suunnittelussa. Suurin osa haastateltavista oli kuitenkin sitä mieltä, että monet karttakyselyissä esille tulleista asioista tulivat esille myös muiden osallistumismenetelmien kautta. Vaikka karttakyselyt tarjosivat haastateltavien mukaan myös ainutlaatuista tietoa, niin tekivät myös muut osallistumismenetelmät. Haastateltavat eivät siten kokeneet karttapohjaisilla osallistumismenetelmillä olleen merkittävästi enemmän vaikutusta kuin perinteisillä osallistumismenetelmillä. Kaikki käytössä olleet osallistumismenetelmät koettiin kuitenkin tärkeiksi ja niiden uskottiin täydentävän toisiaan. Haastateltavat kertoivat myös kohtaamistaan haasteista karttakyselyiden käytössä. Haastateltavien kuvailemat haasteet olivat hyvin samankaltaisia ja kolmanteen tutkimuskysymykseen vastattiinkin näiden haasteiden pohjalta muodostettujen kuuden ohjenuoran avulla, joita noudattamalla suunnittelijoilla on paremmat edellytykset toteuttaa onnistunutta ja vaikuttavaa osallistumista karttakyselyiden avulla. Ohjenuorat ovat seuraavat: (1) valitse ajankohta huolella, (2) varaa riittävästi resursseja, (3) suunnittele huolella, (4) panosta tiedottamiseen, (5) maksimoi hyödynnettävyys ja (6) asenne ratkaisee. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että karttapohjaiset osallistumismenetelmät soveltuvat muiden käyttökohteiden ohella hyvin myös kaupunkiluonnon suunnitteluun. Kyseisen menetelmän vaikuttavuus on riippuvainen monesta asiasta ja vuorovaikutusta suunnittelevien tulisi perehtyä aiheeseen huolellisesti mahdollisimman onnistuneen lopputuloksen saavuttamiseksi. Karttapohjaisia osallistumismenetelmiä ja niiden vaikuttavuutta tulisi tutkia myös lisää tulevaisuudessa. Erityisesti suunnittelijoille kohdistettu opas karttapohjaisten osallistumismenetelmien käytöstä olisi hyödyllinen kyseisen menetelmän onnistuneen käytön takaamiseksi.
  • Ikonen, Liisa (Helsingin yliopisto, 2019)
    Tutkin tässä pro gradu -tutkielmassani eräiden suomalaisten ruohovartisten kasvilajien ja biohiilen vaikutuksia huleveden määrään ja laatuun. Tutkimuksessa järjestettiin koekasteluita, joiden avulla oli tarkoitus selvittää kasvilajien kykyä vähentää huleveden määrää ja poistaa siitä ravinteita sekä biohiilen vaikutusta huleveden määrään ja laatuun. Kasvillisuuden ja biohiilen vaikutusta on tutkittu aikaisemminkin, mutta erityisesti tiettyihin kasvilajeihin liittyviä tutkimuksia ei ole tehty Suomessa. Tutkimus on osa Luonnonvarakeskuksen Hulevesialueiden kasvit ja kasvualustat (HuleKas) -projektia. Kaupungistuminen lisää talojen, parkkipaikkojen ja teiden rakentamista. Tämä kasvattaa läpäisemättömien pintojen määrää, ja se puolestaan estää veden imeytymisen maan läpi. Kaupungeissa ongelma on ratkaistu rakentamalla hulevesiviemäriverkostoja, mutta erityisesti muuttuva ilmasto lisää sateiden ja sitä kautta huleveden määrää. Rankkasateilla kaupunkien hulevesiviemärit osoittautuvat usein riittämättömiksi. Lisäksi hulevesi huuhtoo epäpuhtaudet kaduilta, ja hulevesi onkin todettu yhdeksi tärkeimmistä hajakuormituksen aiheuttajista. Nyttemmin on kehitetty perinteisten sadevettä pois johtavien viemäriverkostojen rinnalle ekologisempia ja kestävämpiä ratkaisuja. Hulevesi pyritään käsittelemään sen syntysijoilla, ja tähän voidaan päästä rakentamalla erilaisia hulevesirakenteita, kuten hulevesipainanteet tai sadepuutarhat. Hulevesirakenteiden tärkeimmät osat ovat kasvualusta ja kasvillisuus. Hyvällä kasvualustavalinnalla voidaan pidättää mm. fosforin yhdisteitä ja kuparia, kun taas nitraatin pidättyminen vaatii rakennetta peittävää kasvillisuutta ja hapettomia olosuhteita. Kasvillisuuden avulla voidaan myös hidastaa huippuvirtaamia, pidättää kiintoainesta ja poistaa metalleja ja ravinteita hulevedestä. Myös kasvualustan mikrobeilla on tärkeä merkitys ravinteiden sitojina. Tutkimusasetelmani oli astiakoe. Astioihin oli istutettu seitsemää suomalaista luonnon kasvilajia, nurmea ja kontrollina toimivat kasvittomat astiat. Osaan astioista oli lisätty biohiiltä. Tutkimusjakson aikana järjestettiin kolme koekastelua, joissa liuoslannoitteilla lisättyä tekohulevettä kaadettiin jokaiseen astiaan sama määrä. Tämän jälkeen kirjattiin ylös tietyin aikavälein, paljonko vettä astiasta on valunut ulos. Tutkielman aineisto koostuu kahdesta osasta. Ensimmäinen osa muodostuu koekasteluiden valuntatiedoista ja kolmas osa koekasteluiden vesinäytteiden laboratorioanalyyseistä. Parhaita kokonaistypenpidättäjiä olivat viiltosara, jänönsara, korpikaisla, luhtakastikka ja rantatyräkki. Kokonaisfosforin pidätyksessä puolestaan erottuivat viiltosara, korpikaisla, ja rantatyräkki. Kaikki kasvikäsittelyt alensivat tekohuleveden kokonaisfosforin konsentraatiota. Biohiili paransi kaikkien edellä mainittujen kasvilajien ravinteenpidätyskykyä. Myös mikrobitoiminnan merkitys ravinteiden sidonnassa on tärkeä. Eniten vettä koekastelussa käyttivät viiltosara, luhtakastikka sekä jänönsara. Jänönsaran suorituskyky on kiistanalainen johtuen epätasaisesta kastelusta kolmannen jakson aikana. Jaksojen aikaisessa veden käytössä tehokkaina veden käyttäjinä nousevat esiin viiltosara, jänönsara, korpikaisla, luhtakastikka ja rantatyräkki. Kaikki kasvikäsittelyt tuottivat vähemmän valuntaa, kuin kontrolli. Biohiilen avulla voidaan hidastaa valunnan alkamista ja kertymistä.
  • Autio, Mirka (Helsingfors universitet, 2015)
    Phosphorus is traditionally considered to be the primary nutrient limiting primary production in lakes. More recent studies show that sometimes nitrogen can be the limiting nutrient for phytoplankton production in temperate lakes. This study investigated whether the nitrogen has a major role along with phosphorus in the primary production of lakes. In addition, it was studied if the limiting nutrient changes during the growing season and does the residence time of the lake affect the level of nutrient limitation. The subject lakes were Ormajärvi, Suolijärvi, Lehee, Pyhäjärvi and Iso-Roine, which are the headwater lakes of the Kokemäenjoki in Kanta-Häme. The lakes were sampled for bioassays once a month from June to September in 2004 and in May 2005, a total of five times. There were four treatments: control, lake water + P, lake water + N, lake water + P + N. For each treatment there were five replicates. There was one concentration level for each nutrient treatment. The nutrient concentration of treatments depended on the nutrient content of the lakes. To determine the combined effect of nutrients both of them were added at the same time. Nitrogen treatment solution was prepared from potassium nitrate and phosphorus treatment solution from potassium dihydrogen phosphate. Bioassays were conducted as a pure culture of Pseudokirchneriella subcapitata Prinz -algae. Zooplankton was removed from the lake water samples, which were then sampled for nutrient analysis. The water samples were autoclaved and filtered prior to the bioassays. Bioassays were carried out in Erlenmeyer flasks containing 60 ml of lake water, the nutrient solutions and 0.5 ml pure culture of P. subcapitata. Algae were grown in continuous illumination until the exponential growth stopped. Algal growth was monitored by taking samples of a few ml from the flasks roughly every other day. Algae in samples were counted by a microscope in Lund chambers. The actual variables were the maximum number of cells or yield and the growth rate. The limiting nutrient was found out by comparing the yield and the growth rate of different nutrient treatments to the control. The results of the bioassays were tested statistically with non-parametric Kruskal-Wallis H-test. Algal bioassays expressed only phosphorus limitation. Phosphorus limited the yield in the bioassays of Suolijärvi in August 2004 and May 2005. In Lehee and Pyhäjärvi phosphorus limited growth rate in May 2005. There was neither nitrogen limitation nor co-limitation in any of the bioassays. So the limiting nutrient didn't change during the growing season. Phosphorus treatments inhibited the growth of algae from time to time in 2004 in Ormajärvi, Suolijärvi, Pyhäjärvi and Lehee. In May 2005 there was no inhibition. Nutrient limitation was stronger in lakes with a long retention time. These bioassays indicate that reducing phosphorus loading would control eutrophication of this chain of lakes. The phosphorus treatments couldn t cause the inhibition. The cause of inhibition originated most likely from the drainage area due to heavy rains in summer 2004. It could be, for example, zinc or arsenic.
  • Auranen, Janne (Helsingin yliopisto, 2020)
    Maaperä tuottaa elintärkeitä ekosysteemipalveluita, joista yksi tärkeimmistä on sen kyky sitoa hiiltä ja ravinteita. Maaperän merkitys korostuu etenkin kaupunkiympäristöissä, joissa muun muassa tiivistyvän rakentamisen vuoksi viheralueiden osuus kaupungin pinta-alasta vähenee. Maaperäprosessit, kuten orgaanisen aineksen hajoaminen sekä varastoituminen ja juurituotanto vaikuttavat oleellisesti maaperän hiilibudjettiin. Eri kasvityypit tuottavat erilaista kariketta esimerkiksi hajoamisnopeuden suhteen, jolloin niillä on myös erilaiset vaikutukset maaperän hiilibudjettiin. Karikkeiden hajoamisnopeuteen ja varastoitumiseen vaikuttavat myös abioottiset tekijät, kuten lämpötila ja kosteus. Hajoamisnopeuteen ja varastoitumiseen vaikuttavat tekijät lienevät siksi erilaisia eri ilmastovyöhykkeillä (biomi). Tutkimus toteutettiin osana laajempaa PARKTRAITS-tutkimushanketta kolmessa eri biomissa sijaitsevassa kaupungissa: boreaalisen biomin Lahdessa (Suomi), lauhkean biomin Baltimoressa (USA) ja trooppisen biomin Singaporessa. Kustakin kaupungista valittiin kymmenen samankaltaisesti hoidettua, suunnilleen saman kokoista ja samalla etäisyydellä kaupungin keskustasta sijaitsevaa kaupunkipuistoa, joista viisi oli nuoria puistoja (7-15 vuotiaita) ja viisi vanhoja puistoja (50 – 200 vuotiaita). Kunkin kaupungin kussakin puistossa tuli esiintyä kolmea eri kasvityyppiä karikkeen laadun eli hajoamisnopeuden perusteella: vaikeasti/hitaasti hajotettavaa kariketta tuottavaa puu, helposti hajotettavaa kariketta tuottava puu ja nurmi (erittäin nopeasti hajotettava karike). Puistojen lisäksi jokaisen kaupungin reuna-alueilta valittiin viisi hoitamatonta metsäaluetta kontrollimetsiksi (50 – 200 vuotiaita), joiden tuli sisältää kasvityyppeinä samat puulajit kuin tutkituissa kaupunkipuistoisa, mutta ei nurmea. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää: 1) onko kasvityypillä vaikutusta maaperän ominaisuuksiin eri biomeissa ja niiden eri habitaattityypeissä, (metsä, nuori- ja iäkäs puisto), sekä 2) voivatko erot kasvityyppien aiheuttamissa maaperäprosesseissa (karikkeen hajotusnopeudessa ja/tai juurituotannon määrässä) selittää mahdollisia eroja. Tutkimuksessa otettiin maaperänäytteitä maan perusominaisuuksien selvittämiseksi ja samalla perustettiin noin kuuden kuukauden kestoisia karikepussikokeita karikkeiden hajotusnopeuden selvittämiseksi sekä juurisukkakokeita arvioimaan eri habitaattien juurituotantoa. Tutkimukseni osoitti, että globaalitasolla maaperän eloperäisen aineksen määrä kytkeytyy karikkeen hajoamisnopeuteen: trooppisen biomin eloperäisen materiaalin määrät olivat vähäisiä hajotusnopeuden ollessa suuri, kun boreaalisella biomilla hidasta hajotusta ilmensi korkea maan eloperäisen aineen pitoisuus. Habitaattitasolla kontrollimetsissä kasvityyppi vaikutti maaperän eloperäisten ainesten pitoisuuksiin, mutta kaupunkipuistoissa vaikutusta ei ilmennyt tai se oli vähäinen. Puiden kyky muokata maaperän ominaisuuksia ja prosesseja oli kaupunkipuistoissa globaalisti heikompi kuin luonnon ekosysteemeissä, mikä todennäköisesti johtui puistoihin kohdistuvista alituisista ihmisperäisistä häiriöistä kuten lehtikarikkeen haravoinnista. Tutkimuksessa selvisi, että kaupunkipuistoissa maaperän orgaanisen aineksen, hiilen ja typen dynamiikkaan vaikutti ilmasto-olosuhteet, juurituotanto ja puistojen häiriötekijät biomista riippuen; kasvityypin vaikutus ko. muuttujiin ei ollut yksiselitteinen. Habitaattitasolla nuorten puistojen maaperän ominaisuudet olivat samankaltaisia tropiikista pohjoiseen, minkä arveltiin johtuvan globaalisti samanlaisista puistojen perustamismenetelmistä. Puistojen vanhetessa niiden maaperän ominaisuudet erosivat biomien välillä. Puistojen maaperällä on – biomista riippumatta - potentiaalia toimia tehokkaampana hiilinieluna, mikäli puistojen lehtikarikkeen haravointia ja muita maaperään kohdistuvia häiriötekijöitä vähennetään.
  • Simpanen, Suvi-Marja (Helsingfors universitet, 2017)
    Viherkattojen määrä on kasvanut räjähdysmäisesti eri puolilla maailmaa viime vuosina niiden jatkuvan tutkimisen myötä. Monet kaupungit haluavatkin lisätä viherkattojen määrää ja rakentamiselle on tarjolla erilaisia tukia sekä helpotuksia. Viherkattoja rakentaessa ongelmaksi muodostuu usein viherkaton aiheuttama lisäpaino, jota saneerauskohteiden rakenteet eivät välttämättä kestä. Ratkaisuksi voi nousta sammalkatto, joka voi olla perinteisiä viherkattoja ohuempi ja siten kevyempi. Sammalet ovat putkilokasveihin verrattuna kevyempiä ja ne kestävät myös paremmin kuivuutta. Sammalkattoja ei ole kuitenkaan tutkittu tarpeeksi, jotta niitä voitaisiin suunnitella ja rakentaa uusiin kohteisiin. Tämän tutkimuksen kohteena toimi Meilahden liikuntakeskuksen sammalkatto, jossa sammalten kasvua tutkitaan eri paksuisilla ja erityyppisillä kasvualustoilla. Tutkielman tarkoituksena oli selvittää, minkä tyyppinen kasvualusta edistää parhaiten sammalten kasvua koekatolla. Materiaali koostui sammalkatolta otetuista kuvista, joita muokattiin myöhemmin Photoshop -kuvankäsittelyohjelmalla sammalpeitteisyyden selvittämiseksi. Tutkimus aloitettiin syksyllä 2015 ja saatiin päätökseen syksyllä 2016. Tutkimuksen aikana osa katosta kärsi pahasti kevään 2016 kuivasta jaksosta sekä rankkasateista. Ohuimmat koealat huuhtoutuivat pois katolta, mutta paksuimmilla koealueilla sammaleet kehittyivät tasaisesti. Maaseoksista erityisesti kivituhkaa sisältävät seokset edistivät sammalten kehitystä, kun taas hiekan sekaisesta kuoresta/turpeesta koostuneilla kasvualustoilla peitteisyys pieneni. Pääkäsittelyiden, eli kasvualustan koostumuksen ja paksuuden, lisäksi tarkasteltiin myös taustalla vaikuttavia tekijöitä, kuten katon ilmansuuntaa sekä näytealan sijaintia suhteessa korkeuteen, mitkä vaikuttivat omalta osaltaan sammalpeitteisyyteen. Sammalkattojen jatkotutkimusten tarve on suuri. Tietoa tarvitaan enemmän erityisesti kasvualustasta sekä eri lajien soveltuvuudesta katolle. Tämän tutkimuksen tulokset antavat suuntaa katolle soveltuvasta kasvualustan paksuudesta sekä koostumuksesta, mutta tutkimus tulisi toistaa useammalla katolla sekä uusilla maaseoksilla.
  • Pasanen, Tiina (Helsingfors universitet, 2006)
    Lehtokotilo (Arianta arbustorum) on yleistynyt eteläisessä ja keskisessä Suomessa 1960-luvulta lähtien. Varsin usein se muodostaa runsaita massaesiintymiä, joista Suomessa kuuluisia ovat mm. Porvoon ja Lahden esiintymät. Lehtokotilo on kaikkiruokainen, mutta varsin usein se viihtyy pihojen ja puutarhojen viljelykasveilla. Tiheissä esiintymissä kotiloiden vaikutus istutuksiin on huomattava. Pro gradu -työni on osa Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskuksen koivutisleprojektia. Koivutisle syntyy grillihiilituotannon sivutuotteena ja se sisältää tuhansia erilaisia yhdisteitä. Koivutisle voidaan erottaa paksumpaan tervaan ja juoksevampaan tisleeseen. Koivutisleen koostumus ei ole vielä selvillä, mutta tisleen vaikutusta tuholaiskarkotteena on kokeiltu useilla eliöillä, mm. etanoilla. Tutkimukseni tarkoitus oli tutkia koivutisleen karkotetehoa lehtokotiloihin. Karkotevaikutuksen lisäksi tutkin myös koivutisleen käytön aiheuttamaa haittaa muille eliöille maa- ja vesiympäristössä. Koivutisleen karkotetehoa tutkittiin tervatisleellä maalattujen aidanteiden avulla. Tutkimuksissa oli mukana kahdenlaisia kotiloaidannekokeita: toisissa rajattiin kotilot aidanteiden sisään, toisissa ulos. Kesän 2004 kokeessa lauta-aidanteiden sisään sijoitettiin 50 kotiloa, jotka laskettiin uudelleen kokeen lopussa. Koe toistettiin laajempana kesällä 2005 käyttäen uudenlaisia muovipleksiaidanteita ja seuraten kotiloiden määrää aidanteissa useamman kerran kokeen aikana. Toisessa kesän 2005 kokeessa aidanteet sijoitettiin alueelle, jossa kotiloita esiintyy runsaasti ja seurattiin niiden liikkumista aidanteisiin kokeen aikana. Kesän 2005 kokeissa tervatisleen joukkoon lisättiin vaseliinia tervan säänkestävyyden parantamiseksi. Tisleen vaikutuksia maaperässä tutkittiin kenttäkokeella sekä kasvittomin ja kasvillisin mikrokosmoksin. Pellolle ruiskutettiin 100 % koivutislettä. Mikrokosmokset puolestaan ruiskutettiin 100 % tai 5 % koivutisleellä. Kenttä- ja mikrokosmoskokeista otettiin näytteet viidesti kokeen aikana. Tällöin maasta erotettiin sukkula- ja änkyrimadot märkäsuppilomenetelmää käyttäen. Madot laskettiin ja määritettiin änkyrimatojen biomassa. Tisleen vaikutusta mikrobeihin tutkittiin mikrobiaktiivisuuden muutoksina. Mikrobiaktiivisuuden määrittämiseen käytettiin CO2-tuottoa mittaavaa respirometriä ja EasyQuant-hiilianalysaattoria. Kokeen lopussa kasvillisista mikrokosmoksista määritettiin myös kasvibiomassa. Koivutisleen vesistövaikutusten tutkimista varten valittiin kuuden vesieliön joukko, jotka altistettiin useammalle tislepitoisuudelle. Koe-eliöinä oli yksi bakteeri, yksi kasvi ja neljä selkärangatonta. Seurattava vasteena oli koe-eliöstä riippuen kuolleisuus, käyttäytymismuutokset tai kasvun inhibitio. Vasteen avulla laskettiin tisleen EC50-pitoisuudet (effect concentration) kullekin koe-eliölle. Tervatisle toimi kotiloita karkottaen. Karkoteteho parani lisättäessä tisleen joukkoon vaseliinia ja taustalla lienee parantunut säänkestävyys. Sadesää heikensi tervatisleen karkotetehoa muuttaen sen värin vaaleanruskeaksi ja mattapintaiseksi. Terva-vaseliiniseos pysyi sen sijaan aina mustana ja kiiltävänä ja sen karkoteteho säilyi sateista huolimatta. Mikrokosmoskokeet osoittavat, että ruohovartiset kasvit kuihtuivat tisleruiskutuksesta, mutta alkoivat toipua jo saman kasvukauden aikana. Tisle ei puolestaan vaikuttanut maassa eläviin änkyrimatoihin, mutta peltomaassa elävät sukkulamadot kärsivät tisleestä jonkin verran. Mikrobiaktiivisuus nousi kasvittomissa 100 % tislekäsittelyissä kokeen alussa, palaten pian samaan tasoon muiden käsittelyiden kanssa. Tällainen hengityskäyrä on tyypillinen energiaresurssin lisäyksen jälkeen kun helposti käytettävä lisäresurssi käytetään nopeasti loppuun ja hengitys palautuu normaalitasolle. Myös aineen toksisuus voi saada aikaan hengityksen kasvun, jolloin puhutaan ns. huohotusilmiöstä. Peltomaassa tisleellä havaittiin olevan myös negatiivinen vaikutus mikrobihengitykseen. Todennäköisesti hengityksen pieneneminen ja tisleen vaikutus sukkulamatoihin oli kuitenkin seurausta juurieritteiden vähenemisestä kasvien kuihtuessa tisleruiskutuksen myötä. Tähän viittaa myös se, että mikrobibiomassa ei muuttunut, vaikka hengitysaktiivisuus laski: resurssipulan myötä mikrobit vaipuivat lepotilaan. Vesieliöt olivat maaperäeliöitä herkempiä, todennäköisesti siksi, että vedessä suurempi osa tisleestä oli liuenneena. Tisle ei kuitenkaan ollut myöskään vesieliöille erityisen haitallista. EC50-pitoisuudet olivat välillä 0,002 - 0,089 % (noin 16-872 mg/L). Koivutisle toimii kotiloiden karkotteena, etenkin muovisessa kotiloaidanteessa, jonka maalaamiseen käytetään tervatisleen ja vaseliinin (2:3) seosta. Vaikka aidanteet eivät pitäneet kotiloita sisällä sataprosenttisesti, pysyivät kotilot hyvin niiden ulkopuolella. Koivutisle voi joissain oloissa ja suurina määrinä olla haitaksi maaperässä ja vesistössä, mutta se voi toimia myös resurssina mikrobeille.
  • Ortamala, Mikko (Helsingin yliopisto, 2018)
    Kokonaisvaltainen maatalousympäristön vesienhallinta pitää sisällään perus- ja paikallis-kuivatuksen sekä valumavesienhallinnan toimenpidekokonaisuuden huomioiden luonnon monimuotoisuuden ja kalatalouden tarpeet. Tämän tutkielman tavoitteena on ollut kirjallisuuden sekä käytännön toimijoiden raporttien avulla laatia toimintatapamalli maatalousympäristön tuotantotalouden kehittämiseen sekä vesistökuormituksen vähentämiseen. Kokonaisvaltaisella vesienhallinnalla tähdätään tulvien ja märkyysongelmien poistoon sekä maanrakenteen ja kasvukunnon parantamiseen ja tätä kautta kiintoaine- ja ravinnekuormituksen vähenemiseen. Kokonaisvaltainen toimintatapa tavoittelee yhdenaikaista tuottavuuden kasvua sekä vesien- ja luonnonhoidon turvaamista sekä tuotantotalouden ja ympäristönhoidon yhteensovittamista. Peruskuivatuksia koskevan kunnostustarpeen on todettu olevan huomattava ja vesienhallinnan rakenteiden korjausvelan olevan suuri. Maatalouden toimintaympäristössä tapahtuneiden muutosten myötä toimenpiteiden toteuttaminen on hankaloitunut ja monimutkaistunut. Toimenpiteiden järjestelmälliseen ja laajamittaiseen toteuttamiseen tarvitaan valuma-aluekohtainen toimintatapamalli. Valuma-aluekohtainen toimintatapamalli kokoaa yhteen ne toimenpiteet, joilla maatalous-alueiden tuotantotaloutta sekä vesien- ja ympäristönhoitoa voidaan valtakunnallisesti edistää ja toteuttaa yhdenaikaisesti. Tarvitaan laajamittainen riskialuekartoitus ongelma-alueiden selvittämiseksi ja tiedotuksen kohdentamiseksi. Ojitusyh-teisöt tulisi palauttaa ojitusisännöitsijöiden kanssa vastaamaan ojien huollon- ja kunnossapidon järjestämisestä yhdessä suunnittelijoiden kanssa. Vesienhallinta tulisi myös saada osaksi tilakohtaista viljelysuunnittelua. Valuma-aluekohtaisen toimintatapamallin mukainen järjestelmällinen toimintaketjun sisältävä vaiheittainen toteutus valuma-alueelta vesistöön takaa todennäköisesti laadukkaimman lopputuloksen kuivatustilan parantamiseksi ja vesistökuormituksen vähentämiseksi. Korjausvelan ollessa suuri tulisi pyrkiä pois toimenpiteiden epäsuunnitelmallisesta ja epäsystemaattisesta toteuttamisesta. Laajamittaisessa kansallisessa toteuttamisessa ei ole oikein toteutettuna kyse pelkästään vesienhallinnasta ja ympäristönhoidosta vaan myös maanarvon ja bruttokansantuotteen kasvamisesta sekä infrastruktuurin kunnossapidosta.
  • Kolu, Suvi (Helsingin yliopisto, 2019)
    Yksi aikamme suurimmista ongelmista on biodiversiteetin nopea köyhtyminen. Suurin uhka lajiston monimuotoisuuden vähenemiselle ovat elinympäristöjen sirpaloituminen ja katoaminen. Suomessa suurin yksittäinen syy metsälajien harvinaistumiselle ja uhanalaistumiselle, sekä toiseksi yleisin syy lajien katoamiselle, on metsiemme käytön tehostumisen myötä vähentynyt lahopuun määrä ja laatu. Metsiemme noin 20 000–25 000 lajista noin 20–25 % on lahopuusta riippuvaisia saproksyylejä, joista ainakin 523 lajia on uhanalaistunut. Jopa valtapuulajeillamme elävä saproksyylilajisto on vaikeuksissa, sillä kuusella, männyllä ja koivulla, on kullakin yli 100 Suomen punaisella listalla, eli lajien uhanalaisiuusasteelta arvioitavaa lajia. Suomen maapinta-alasta valtaosan kattavissa talousmetsissä fokus on viime vuosikymmeninä ollut puun tuotoksen tehostamisessa. Samaan aikaan kaupunkimetsissä on alettu arvostaa metsien aineettomia hyötyjä, esimerkiksi virkistäytymisympäristönä. Kaupunkimetsien muuttunut käyttö ja kasvava ymmärrys lahopuun tärkeydestä biodiversiteetille mahdollistaakin lahopuun määrän lisäyksen ja siten biodiversiteetin suojelun kaupunkimetsissä. Tässä tutkimuksessa lahopuuston diversiteettiä, eli määrä ja laatua tutkittiin hoidetuissa ja hoitamattomissa kaupunkimetsissä, sekä luonnontilaisen kaltaisissa metsissä. Metsien lahopuujatkumon ja luonnontilaisuuden määrityksessä käytettiin apuna metsien luonnontilaisuudesta indikoivia kääpälajeja. Lahopuuston tilavuus, kappalemäärä ja diversiteetti erosivat merkittävästi eri metsäluokkien välillä. Lahopuuston tilavuus oli pienin hoidetuissa kaupunkimetsissä 12,09 m3/ha, keskiverto hoitamattomissa kaupunkimetsissä 60,50 m3/ha ja suurin luonnontilaisen kaltaisissa metsissä 72,03 m3/ha. Suurin lahopuun tilavuus 181,85 m3/ha mitattiin luonnontilaisen kaltaisessa metsässä ja matalin 1,69 m3/ha hoidetussa kaupunkimetsässä. Lahopuiden ja lahopuukappaleiden määrä oli pienin hoidetuissa kaupunkimetsissä, noin 3 kertaa suurempi hoitamattomissa kaupunkimetsissä ja noin 5 kertaa suurempi luonnontilaisen kaltaisissa metsissä. Luonnontilaisen kaltaisissa metsissä oli hoidettuihin kaupunkimetsiin verrattuna yli 5 kertaa enemmän kuusi-, 8 kertaa enemmän koivu-, ja 6 kertaa enemmän haapalahopuuta, eikä hoidetuissa kaupunkimetsissä ollut lainkaan mäntylahopuuta. Luonnontilaisen kaltaisten metsien lahopuuston diversiteetti oli hoidettuihin kaupunkimetsiin verrattuna kolminkertainen. Lahopuuston diversiteetin ja indikaattorikääpien esiintymien perusteella metsien rakenteellinen ja lajistollinen monimuotoisuus oli huomattavasti korkeampi luonnontilaisen kaltaisissa metsissä kuin kaupunkimetsissä, erityisesti hoidetuissa kaupunkimetsissä
  • Saartama, Vili (Helsingin yliopisto, 2019)
    Maaperän saastuminen ihmisen toiminnan seurauksena on vakava ympäristöongelma. Pilaantuneista kohteista moni on sekasaastunut. Tämänkaltaisissa kohteissa orgaanisten haitta-aineiden lisäksi maassa saattaa olla myös raskasmetalleja. Tavanomaiset saastuneen maaperän kunnostusmenetelmät, kuten massanvaihto, ovat usein kalliita ja ekologisesti kestämättömiä. Monet biologiset kunnostusmenetelmät ovat taloudellisempia ja aiheuttavat kohteiden ekosysteemille vähemmän vahinkoa. Näiden menetelmien käyttö Suomessa on kuitenkin suhteellisen vähäistä niihin liittyvien epävarmuustekijöiden takia. Yksi biologinen maaperän kunnostusmenetelmä on biostimulaatio, jossa maan luontaisen mikrobipopulaation hajotustoimintaa pyritään nopeuttamaan. Menetelmässä maaperän oloja muokataan haitta-aineiden mineralisaatiolle sopivammaksi. Tämä voidaan toteuttaa lisäämällä maaperään muun muassa ravinteita, yleisimmin typpeä ja fosforia. Lisäksi maaperän redox-potentiaalia voidaan pyrkiä muokkaamaan. Biostimulaatio toimii parhaiten orgaanisiin haitta-aineisiin, joita mikrobit kykenevät hajottamaan, esimerkiksi öljyhiilivetyihin. Menetelmän avulla ei kyetä hajottamaan raskasmetalleja. Biostimulaatio kuitenkin muuttaa maaperän olosuhteita suuresti. Muutokset redox-potentiaalissa ja pH:ssa voivat vaikuttaa suuresti maaperän raskasmetallien liukoisuuteen ja liikkuvuuteen. Jos biostimulaation avulla pyritään kunnostamaan raskasmetalleilla ja orgaanisilla haitta-aineilla saastunutta kohdetta, olisi hyvä selvittää, miten biostimulaatio voi muuttaa raskasmetallien liukoisuutta. Tässä pro gradu -tutkielmassa testattiin lihaluujauholla suoritetun biostimulaation vaikutusta raskasmetallien liukoisuuteen. Tutkielmassa suoritettiin mikrokosmoskoe ja suuremman mittakaavan koe lysimetreillä Soilia-maaperäntutkimusasemalla. Kokeissa selvitettiin, miten lihaluujauhon sekoittaminen raskasmetalleilla saastuneeseen maahan vaikuttaa näiden metallien liukoisuuteen veteen. Lisäksi selvitettiin, liukeneeko lihaluujauhosta merkittäviä määriä fosforia. Kokeessa tutkittiin metalleja Fe, Mn, Ni, Zn, Pb ja P. Kokeissa käytettiin aidosta kohteesta peräisin olevaa saastunutta maata. Kokeessa käytetty lihaluujauho oli peräisin Honkajoki Oy:ltä. Mikrokosmoskokeissa käytettiin saastuneella maalla täytettyjä pönttöjä, joiden läpi perkoloituneesta vedestä analysoitiin liuenneiden metallien ja fosforin pitoisuudet. Lysimetrikokeissa saastuneella maalla täytettyjä lysimetrejä kasteltiin puhtaalla vedellä ja lysimetrien läpi perkoloituneesta vedestä analysoitiin niihin liuenneiden metallien ja fosforin pitoisuudet. Kokeissa selvisi, että lihaluujauholla on suuri vaikutus joidenkin metallien liukoisuuteen. Metalleista erityisesti rautaa ja mangaania liukeni suuria pitoisuuksia sekä mikrokosmoskokeissa, että lysimetrikokeissa. Korkeimmillaan mangaanin pitoisuudet olivat jopa yli 1000 mg/l. Myös nikkeliä havaittiin korkeita pitoisuuksia, yli 60 mg/l. Sinkin ja lyijyn pitoisuudet taas olivat varsin matalia, eikä lihaluujauhokäsittelyllä ollut merkittävää vaikutusta niiden pitoisuuksiin. Fosforia uuttui enemmän lihaluujauholla käsitellystä maasta, mutta määrä ei ollut ympäristön kannalta merkittävä. Mangaanin ja raudan liukoisuuden kasvu johtuivat todennäköisesti hapettomien olojen muodostumisesta maaperään lihaluujauhon lisäyksen tehostaman mikrobitoiminnan vaikutuksesta. Metallien liukoisuuden runsas kasvu voi aiheuttaa riskejä pohjavedelle. Toisaalta lisääntynyt metallien liukoisuus voi olla myös hyödyksi, jos näitä metalleja pyritään biostimulaation yhteydessä poistamaan muilla kunnostusmenetelmillä. Fytoakkumulaatio tai elektrokineettinen kunnostus voisivat soveltua biostimulaatiota tukeviksi kunnostusmenetelmiksi kohteessa, joka on saastunut sekä hiilivedyillä, että raskasmetalleilla.