Kirjanpainajatuhon vaikutus pintamaan hiileen Lahden taajamametsissä

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201808303043
Title: Kirjanpainajatuhon vaikutus pintamaan hiileen Lahden taajamametsissä
Author: Keinänen, Sini
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2018
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201808303043
http://hdl.handle.net/10138/275503
Thesis level: master's thesis
Discipline: Metsien ekologia ja käyttö
Forest Ecology and Management
skoglig ekologi och resurshushållning
Abstract: Metsät ovat ilmastonmuutoksen torjunnan kannalta tärkeitä hiilinieluja ja hiilivarastoja. Metsässä tapahtuvat suuret häiriöt, kuten hyönteisten massaesiintymät, voivat kuitenkin muuttaa metsän ja sen maaperän hetkellisesti hiilen lähteeksi. Tämä johtuu siitä, että metsien hiilensitomiskyky puuston kuollessa heikkenee ja maahengitys kiihtyy. Kasvukausien pidentyessä ja ilmastollisten ääri-ilmiöiden lisääntyessä metsien tuhohyönteisten määrän on ennustettu kasvavan nykyisestä. Tämän johdosta myös tuhohyönteisten vaikutukset metsäekosysteemeihin voimistuvat. Metsätuhojen yleistyminen voi heikentää tulevaisuudessa metsien hiilensitomiskykyä. Tämän pro gradu -työn tarkoituksena oli selvittää kirjanpainajan (Ips typographus L.) vaikutusta maan pintakerrosten (humus- ja 0‒5 cm syvyyden kivennäismaakerros) hiileen. Tutkimuksessa tarkasteltiin, lisääkö kirjanpainajan aiheuttama puiden kuolleisuus ja kirjanpainajan tuhon intensiteetti maan pintakerrosten hiilen määrää, kun mittaus tapahtuu 2‒4 vuotta tuhon alkamisesta. Samalla tutkittiin muutoksia maaperän pintakerrosten hiilen osuudessa ja C/N-suhteessa. Lisäksi arvioitiin metsikkö- ja puustotunnusten vaikutusta pintamaan hiileen. Tutkimus toteutettiin Lahden kaupungin taajamametsissä. Koealoilta (n=49) mitattiin vuosina 2012‒2013 metsikkö- ja puustotunnukset. Koealoilta arvioitiin myös silmävaraisesti koealan kasvupaikka ja kirjanpainajan aiheuttamat oireet kuusissa. Kultakin koealalta otettiin kolme maaperänäytettä hiilianalyysia varten humuskerroksesta ja 0‒5 cm kivennäismaakerroksesta. Näytteistä analysoitiin hiilen osuus (C %), C/N-suhde sekä määritettiin pintamaan hiilen määrä (kg C m-2). Pintamaan hiilen määrä oli koealoilla keskimäärin 0,6 kg C m-2 ja vaihteli 0,1‒1,5 kg C m-2 välillä. Hiilen määrä vaihteli tilastollisesti merkitsevästi metsätyyppien välillä. Rehevämmällä kasvupaikalla (OMT/OMaT) hiilen määrä oli huomattavasti korkeampi. Myös C/N-suhde ja C % olivat kummatkin merkittävästi korkeammat humuskerroksessa kuin kivennäismaakerroksessa. Tässä tutkimuksessa kuolleiden puiden osuuden (%), läpimitan (d1,3) tai pohjapinta-alan ei havaittu lisäävän maan pintakerrosten hiilen määrää. Myöskään hyönteistuhointensiteetti ei selittänyt maaperän pintakerrosten hiilen määrää (kg C m-2), sen osuutta (C %) tai C/N-suhdetta. Metsikkö- ja puustotunnuksista kuusten osuudella havaittiin kuitenkin yhteys maaperän pintakerrosten hiilen osuuteen ja C/N-suhteeseen rehevämmällä kasvupaikalla. OMT/OMaT-metsätyypillä myös kuusten pohjapinta-alalla havaittiin olevan yhteys pintamaan hiilen määrään. Tällä tutkimuksella ei pystytty osoittamaan kirjanpainajan mahdollista yhteyttä pintamaan hiilen määrään, hiilen osuuteen tai C/N-suhteeseen. Tämä saattoi johtua siitä, että tutkimuksen aikajänne oli tutkimuskysymysten kannalta liian lyhyt. Tutkimuksessa ei ollut myöskään riittävästä terveitä ja toisaalta täysin tuhoutuneita kuusikoita, joiden hiilen määriä pintamaassa olisi voitu vertailla keskenään. Lisäksi tässä tutkimuksessa ei määritetty kirjanpainajan aiheuttamia muutoksia karikekerroksessa ja sen sisältämän hiilen määrässä. Myöhemmät tutkimukset tulisi ehkä tehdä pidemmällä aikajänteellä, lisäämällä tutkimukseen kontrolliaineisto sekä ottamalla huomioon kirjanpainajan aiheuttamat muutokset karikekerroksessa. Toisaalta luonnossa tapahtuviin prosesseihin vaikuttavat monet ympäristötekijät yhteisesti. Parin muuttujan tarkastelu ei välttämättä anna riittävää kokonaiskuvaa syy-seuraussuhteista luonnossa.Forests are important carbon pools for combating climate change. Forest disturbances, such as insect outbreaks, can temporarily change a forest and forest soil to a source of carbon. Tree mortality reduces forest carbon uptake and increases emissions from the decay of killed trees. Climate change is expected to impact the susceptibility of forests to disturbances. For example, the number of insects in forests is predicted to increase and therefore the impact of pests on forest ecosystems will also increase. This can weaken forests carbon sequestration. The purpose of this master's thesis was to study the effect of the European spruce bark beetle (Ips typographus L.) on the carbon in the surface layers (humus and the mineral layer of depth 0‒5 cm) of the soil. In this study, the aim was to study the effect of tree mortality and tree damage intensity caused by the spruce bark beetle on the forest topsoil carbon stock. In addition, changes in the carbon content and C / N ratio of soil surface layers were studied. The aim was also to study the effect of stand- and tree-wise characteristics on the carbon content of the topsoil. The field work was carried out in urban forest area, in Lahti,Southern Finland. In years 2012–2013 stand- and tree-wise characteristics were measured on 49 plots. The spruce bark beetle-induced symptoms and forest site classification were also estimated. Further, three soil samples were taken from each plot for carbon analysis from the humus layer and 0‒5 cm depth of mineral soil. Proportion of carbon (C %) and C/N ratio were analysed from the samples and the amount of carbon (kg C m-2) was determined. The amount of carbon in the experimental area was on average 0.6 kg C m-2 and varied between plots 0.1 and 1.5 kg C m-2. The amount of carbon varied statistically significantly between forest types. At a more herb-rich forest types (OMT/OMaT-groups= more rich forest types), the soil carbon content was significantly higher than in MT-type. Also, the C / N ratio and C % were both significantly higher in the humus layer than in the mineral soil. In this study, the dead spruce trees (%), dead spruces diameter (d1,3) or basal area of dead spruce trees did not increase the amount of carbon in the surface layers of the soil. Also, the tree damage intensity caused by the spruce bark beetle did not explain the amount of carbon (kg C m-2), proportion (C%) or the C / N ratio of the soil surface layers. However, there was a correlation between the stand- and tree-wise characteristics and the carbon content of the soil in more rich vegetation/forest site (OMT/OMaT): The proportion of spruces showed a relationship with C % and C/N-ratio, and basal area of spruces with carbon content of the soil (kg C m-2). This study did not find a relationship between spruce bark beetle and surface layers of soil carbon. This may be due to the fact, that the time frame of this study was too short to observe any changes. In addition, this study did not compare fully healthy vs. seriously damaged spruce forests, in which case the difference in soil carbon content would have been observed. Furthermore, this study did not quantify potential changes in litter layer carbon caused by the spruce bark beetle. The following studies may need to be done over a longer period of time, adding control plots to the study, and also the carbon contained in the litter layer. On the other hand, many environmental factors affect to natural processes simultaneously. Therefore, studying a single variable may not necessarily give a true picture of causality in nature.
Subject: C/N-suhde
hiilen määrä
hiilen osuus
hyönteistuho
kirjanpainaja
maaperän hiili
taajamametsä


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record