Male flowering was studied at the canopy level in 10 silver birch (Betula pendula Roth) stands from 8 localities and in 14 downy birch (B. pubescens Ehrh.) stands from 10 localities in Finland from 1963 to 1973. Distributions of cumulative pollen catches were compared to the normal Gaussian distribution. The basis for the timing of flowering was the 50 per cent point of the anthesis-fitted normal distribution. To eliminate effects of background pollen, only the central, normally distributed part of the cumulative distribution was used. Development up to the median point of the distribution was measured and tested in calendar days, in degree days (> 5 °C) and in period units. The count of each parameter began on and included March 19. Male flowering in silver birch occurred from late April to late June depending on latitude, and flowering in downy birch took place from early May to early July. The heat sums needed for male flowering varied in downy birch stands latitudinally but there was practically no latitudinal variation in heat sums needed for silver birch flowering. The amount of male flowering in stands of both birch species were found to have a large annual variation but without any clear periodicity. The between years pollen catch variation in stands of either birch species did not show any significant latitudinal correlation in contrast to Norway spruce stands. The period unit heat sum gave the most accurate forecast of the timing of flowering for 60 per cent of the silver birch stands and for 78.6 per cent of the for downy birch stands. Calendar days, however, gave the best forecast for silver birch in 25 per cent of the cases, while degree days gave the best forecast for downy birch in 21.4 per cent of the cases. Silver birch seems to have a local inclination for a more fixed flowering date compared to downy birch, which could mean a considerable photoperiodic influence on flowering time of silver birch. Silver birch and downy birch had different geographical correlations. Frequent hybridization of birch species occurs more often in northern Finland in than in more southern latitudes. The different timing in flowering caused increasing scatter in flowering times in the north, especially in the case of downy birch. The chance of simultaneous flowering of silver birch and downy birch so increased northwards due to a more variable climate and also higher altitudinal variations. Compared with conifers, the reproduction cycles of both birch species were found to be well protected from damage by frost.

Climate change may alter the services ecosystems provide by changing ecosystem functioning. As ecosystems can also resist environmental perturbations, it is crucial to consider the different processes that influence resilience. Our case study considered increased NO3− concentration in drinking water due to the climate change. We analyzed changes in ecosystem services connected to water purification at a catchment scale in southern Finland. We combined climate change scenarios with process-based forest growth (PREBAS) and eco-hydrological (PERSiST and INCA) models. We improved traditional model calibration by timing of forest phenology and snow-covered period from network of cameras and satellite data. We upscaled the combined modelling results with scenarios of population growth to form vulnerability maps. The boreal ecosystems seemed to be strongly buffered against NO3- leaching by increase in evapotranspiration and vegetation NO3- uptake. Societal vulnerability varied greatly between scenarios and municipalities. The most vulnerable were agricultural areas on permeable soil types.

Haitalliset vieraslajit ovat merkittävin uhka luonnon monimuotoisuudelle elinympäristöjen vähenemisen ja pirstoutumisen ohella. Vain pieni osa ihmisen alkuperäiseltä esiintymisalueeltaan uudelle alueelle tarkoituksella tai vahingossa siirtämistä vieraslajeista osoittautuu haitalliseksi, mutta ne saavat aikaan valtavaa vahinkoa alueen alkuperäisille lajeille ja luontotyypeille sekä ihmisille merkittävää taloudellista tai terveydellistä haittaa. Euroopan eliölajeista noin 5 % luokitellaan vieraslajeiksi, joista edelleen 10–15 prosenttia haitallisiksi vieraslajeiksi. Suomessa haitallisia vieraslajeja on luokiteltu noin 0,6 % eliölajeista. Uuden vieraslajin vakiintumiseen ja täyden levinneisyyden saavuttamiseen uudella alueella kestää keskimäärin 150 vuotta lajin saapumisesta. Leviämisvauhtia voi nopeuttaa vieraslajin sopeutuminen uuteen alueeseen, sopivien elinympäristöjen lisääntyminen sekä ilmaston lämpeneminen. Ilmaston lämpeneminen tulee myös helpottamaan uusien haitallisten vieraslajien saapumista Suomeen ja lisäämään niiden todennäköisyyttä selvitä hengissä ja levitä täällä. Jättipalsami (Impatiens glandulifera) on yksivuotinen, vain siemenistään leviävä kookas ruohovartinen kasvilaji, joka on Suomessa haitallinen vieraslaji. Kookas- ja nopeakasvuinen jättipalsami valloittaa tehokkaasti erityisesti kosteampia ja puolivarjoisia elinympäristöjä, ja leviää tehokkaasti virtaavan veden kuljettaessa siemeniä vesistössä eteenpäin. Jättipalsami voi syrjäyttää samalta kasvupaikalta valo- ja häirintäkilpailun avulla matalakasvuisempia ruohovartisia lajeja sekä houkutella sokeripitoisella medellä pölyttäjähyönteisiä muiden lajien luota. Jättipalsamikasvusto voi myös vähentää maanpäällisten ja maanalaisten selkärangattomien hyönteislajien ja -ryhmien monimuotoisuutta, sekä kasvien siemenpankin monimuotoisuutta. Tutkin pro gradu -työssäni kymmentä jättipalsamikasvustoa Itä- ja Pohjois-Helsingin alueella poikkeuksellisen kuumalla ja kuivalla kasvukaudella 2010. Seurasin kasvustoissa jättipalsamiyksilöiden kasvun fenologiaan eli ilmiasuun liittyviä muuttujia: korkeus, varren paksuus, lehtien lukumäärä, kukkien lukumäärä ja siemenkotien lukumäärä. Seurasin myös jättipalsamin ja muiden kasvustojen valtalajien peittävyyden kehitystä. Seurantajakson (18.5. –17.8.) jälkeen otin kasvustoilta näytteet maaperäanalyysiä varten ja keräsin kasvustoilta siemenkodat. Laskin siemenkotien sisältävien siementen määrät ja määritin kasvuston keskimääräisen siementuotantokapasiteetin 1 m2 alueella. Jättipalsamin fenotyyppinen plastisuus on korkea, eli se voi sopeutua hyvin elinympäristön muutoksiin, kuten valon saatavuuteen varjoisemmilla kasvupaikoilla. Varjossa kasvavat jättipalsamit tehostavat kasvuaan ja yhteyttävät tehokkaammin. Fenologiaseurannasta keräämäni mittausdatan alustavien tarkastelujen mukaan päätin tarkastella tilastollisesti kasvupaikan valoisuuden (kolme valoisuusluokkaa) vaikutusta jättipalsamin korkeuteen, mutta en löytänyt valoisuusluokkien välillä merkittävää eroa. Valoisammilla kasvupaikoilla kasvavat jättipalsamit kasvoivat keskimäärin paksummiksi, tuottivat enemmän lehtiä, kukkia ja siemenkotia sekä siemeniä. Kasvukauden 2010 olosuhteet vaikuttivat kasvustojen mittaustuloksiin ja siemenmääriin. Siementen määriin kasvustoissa vaikutti myös 8.8.2010 poikkeuksellisen rajun Sylvi-myrskyn rankkasadekuurot ja voimakkaat tuulenpuuskat.