Fennoskandian arktis-alpiinisen kasvilajiston levinneisyys

Show simple item record

dc.contributor Helsingin yliopisto, Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Geotieteiden ja maantieteen laitos fi
dc.contributor University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Geosciences and Geography en
dc.contributor Helsingfors universitet, Matematisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för geovetenskaper och geografi sv
dc.contributor.author Rissanen, Tuuli
dc.date.issued 2018
dc.identifier.uri URN:NBN:fi-fe201804208569
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10138/273596
dc.description.abstract Pohjoisten ja korkeiden alueiden ympäristöolojen on ennustettu muuttuvan voimakkaasti ilmastonmuutoksen seurauksena, mikä heijastuu vahvasti kasvillisuuteen. Kiinnostuksen kohteena ovat olleet etenkin ilmastotekijät ja niiden vaikutus kasvillisuuden levinneisyyteen. Ympäristön ja lajiston välisen vuorovaikutuksen tutkimuksessa yksi käytetyimmistä lähestymistavoista on alueellinen levinneisyysmallinnus, jossa pyritään kartoittamaan lajeille sopivia elinympäristöjä. Alueellisesti kattavia levinneisyysennusteita kokonaisille lajiryhmille on kuitenkin tehty melko vähän tarkalla resoluutiolla. Arktis-alpiinisen lajiston tutkimukseen Fennoskandia tarjoaa hyvän tutkimusalueen sekä pohjoisen sijainnin että vaihtelevan korkeus- ja ilmastogradientin ansiosta. Tämän tutkielman tarkoituksena oli selvittää, miten ilmasto vaikuttaa Fennoskandian arktis-alpiinisen lajiston levinneisyyteen ja lajirunsauteen. Arktis-alpiinisen kasvilajiston levinneisyyttä ja sen vastetta ilmastoon tutkittiin tuottamalla lajikohtaiset levinneisyysennusteet keskeisiin ilmastomuuttujiin ja topografiaan perustuen. Lajihavaintoaineisto oli peräisin Ruotsin ja Norjan kansallisista lajistoportaaleista sekä kenttätutkimuksista kolmelta testialueelta Kevolta, Luoteis-Lapista ja Rastigaissalta. Selittävinä muuttujina käytettiin tehoisaa lämpösummaa, vesitasetta, kylmimmän kuukauden minimilämpötilaa sekä korkeusvaihtelua. Lajilevinneisyysennusteet tuotettiin koko Fennoskandian kattavaan 1km2 ruudukkoon. Ennusteiden laadintaan käytettiin neljää eri mallinnusmenetelmää (GLM, GAM, GBM ja RF) ja ennusteet tuotettiin kahdella eri aineistolla. Ensimmäisellä mallinnuskierroksella mallien kalibrointiin käytettiin vain lajistoportaaleista ladattuja lajihavaintoja, ja tuotettuja ennusteita testattiin Suomen ja Norjan Lapin testialueille. Toisella kierroksella kaikkea havaintoaineistoa käytettiin mallien kalibrointiin. Mallinnuksen tuloksista tarkasteltiin yksittäisten lajien ja koko lajiston levinneisyyttä sekä muuttujien suhteellista merkitystä. Tämän jälkeen yksittäiset lajilevinneisyysennusteet koottiin yhteen arktis-alpiinisen lajirunsauden ja sen keskittymien tarkastelemiseksi. Arktis-alpiinisen lajiston levinneisyydelle merkittävimmät ilmastotekijät olivat kasvukauden pituus ja kylmimmän kuukauden minimilämpötila, mutta muuttujien merkitys ja niiden aiheuttamat vasteet vaihtelivat lajikohtaisesti. Myös erot mallien kalibraatioaineistossa vaikuttivat mallinnustuloksiin. Pääsääntöisesti lajisto suosii lyhyttä kasvukautta. Talvilämpötilan suhteen vasteet vaihtelivat enemmän, joskin lajisto kokonaisuudessaan keskittyy alueelle, jossa talvilämpötilat ovat alhaisia. Lämpötilamuuttujat olivat merkittäviä myös lajirunsaudelle ja sen keskittymille, jotka painottuvat tutkimusalueen kylmimpiin osiin. Lajirunsauden kohdalla korkeusvaihtelun merkitys kasvoi osoittaen suuremman korkeusgradientin lisäävän lajirunsautta. Tutkimuksen tulokset osoittavat ilmaston määrittävän huomattavasti arktis-alpiinisen kasvillisuuden levinneisyyttä ja lajirunsautta Fennoskandiassa. Neliökilometrin resoluutio ei kuitenkaan riitä tavoittamaan arktis-alpiinisen ympäristön heterogeniaa, sillä lämpö- ja kosteusolot vaihtelevat suuresti alueellisesti, muun muassa lumipeitteen vaihtelusta riippuen. Kattavan kokonaiskuvan saamiseksi ja monimutkaisten vuorovaikutussuhteiden ymmärtämiseksi tarvitaankin eri mittakaavatasojen tutkimusta ja integrointia. fi
dc.description.abstract Northern and high-altitude environments are expected to change dramatically due to climate change which strongly affects vegetation. Regarding to this, there has been interest on investigating how climatic factors affect vegetation distribution. One of the widely used methods to study species environment relationship is spatial species distribution modelling, in which the aim is to estimate suitable niches for species. However, only a few comprehensive distribution predictions for whole species groups have been made at a fine resolution and covering large extents. In the case of arctic-alpine plants Fennoscandia offers a good research area in terms of northern location, variable topography and wide climatic gradients. In this thesis the aim was to discover how climate affects the distribution and species richness patterns of arctic-alpine vascular plants. Relationship between arctic-alpine vegetation and climate was investigated by producing distribution predictions for each species based on important climatic variables and topography. Species data included observations from national species portals of Sweden and Norway, as well as field observations from three test regions Kevo, Northwestern-Lapland and Rastigaissa. The explanatory variables used were efficient temperature sum, water balance, minimum temperature of the coldest month and relative height. The species distribution predictions were produced using a 1 km2 grid covering whole Fennoscandia. Four different modelling methods (GAM, GLM, GBM, RF) were used and the predictions done with two different data sets. First the models were calibrated using only the observations from species portals, and the predictions were evaluated at the Lapland´s test regions. On the second modelling round the whole data was used in model calibration. From the modelling results both individual species distributions and the distribution of the whole vegetation group were investigated, as well as the relative importance of the explanatory variables. Then individual species distribution predictions were combined to visualize and study arctic-alpine species richness and its hotspots. Distribution of arctic-alpine vegetation was affected most by efficient temperature sum and minimum temperature of the coldest month. However, the relative importance of the variables varied for different species. Also the differences in the calibration data affected the results. Mainly species´ predicted distributions are located on areas where growing season is short and winter temperatures are low, even though there was some variation in the responses caused by the latter variable. Temperature variables were also significant in explaining species richness and its hotspots. It was shown that species richness focuses to the coldest areas and benefits from a bigger topography gradient. The results of this thesis show that climate defines both the distribution and the richness of arctic-alpine vegetation in Fennoscandia. However, resolution of one square kilometer does not fully capture the heterogeneity of the arctic-alpine area since temperature and moisture conditions vary greatly locally, for example depending on snow cover. Research on different scales is still needed to understand complicated species environment relationships. en
dc.language.iso fin
dc.publisher Helsingin yliopisto fi
dc.publisher University of Helsinki en
dc.publisher Helsingfors universitet sv
dc.title Fennoskandian arktis-alpiinisen kasvilajiston levinneisyys fi
dc.type.ontasot pro gradu -tutkielmat fi
dc.type.ontasot master's thesis en
dc.type.ontasot pro gradu-avhandlingar sv
dc.subject.discipline Geography en
dc.subject.discipline Maantiede fi
dc.subject.discipline Geografi sv
dct.identifier.urn URN:NBN:fi-fe201804208569

Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Progradu_Rissanen_Tuuli.pdf 4.358Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record