Scots pine resin and BVOC emissions in relation to tree water dynamics

Show simple item record

dc.contributor Helsingin yliopisto, maatalous-metsätieteellinen tiedekunta fi
dc.contributor Helsingfors universitet, agrikultur-forstvetenskapliga fakulteten sv
dc.contributor University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences en
dc.contributor Uusiutuvien luonnonvarojen kestävän käytön tohtoriohjelma fi
dc.contributor Doktorandprogrammet i hållbart utnyttjande av förnybara naturresurser sv
dc.contributor Doctoral Programme in Sustainable Use of Renewable Natural Resources en
dc.contributor Insitute for Atmospheric and Earth System Research / Forest Sciences en
dc.contributor.author Rissanen, Kaisa
dc.date.accessioned 2019-11-19T10:36:28Z
dc.date.available 2019-12-02
dc.date.available 2019-11-19T10:36:28Z
dc.date.issued 2019-12-12
dc.identifier.uri URN:ISBN:978-951-651-656-4
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10138/307047
dc.description.abstract Trees have various mechanisms for avoiding and mitigating biotic and abiotic stresses. Resin is one such mechanism, and it is essential for conifer trees. Conifer resin is also a large pool of monoterpenes that – similarly to other biogenic volatile organic compounds (BVOCs) produced by plants, e.g. methanol, acetone and acetaldehyde – play important roles in tree signalling and atmospheric chemistry once emitted to ambient air. BVOC emissions from various tree parts and resin dynamics depend on environmental variables, with intrinsic effects on conifer defence. This thesis aims to clarify the environmental and physiological drivers of resin dynamics and BVOC emissions from the shoots and stem of mature boreal Scots pines (Pinus sylvestris) in field conditions, with special attention given to the effect of tree water relations. Resin pressure dynamics were studied using pressure transducers and BVOC emissions using an online mass spectrometer and dynamic chamber system. Resin and monoterpene emission compositions were analysed based on gas chromatography measurements. Temperature explained resin pressures and BVOC emissions from both the shoots and stems of Scots pine in the short term. Over a longer period, resin pressures and stem monoterpene emissions decreased with decreasing soil water availability and water potential in stem. In addition, the emission dynamics of water-soluble acetaldehyde, methanol, and acetone from the shoots and stem were connected to transpiration rate and soil water content, indicating an important effect of their transport in the xylem sap. These results show that although often overlooked, tree stems are an important source of BVOCs and that even relatively small changes in water availability may alter BVOC and resin dynamics despite their strong short-term temperature control. This information may help to understand the potential susceptibility of conifer trees to biotic stresses in various environmental conditions and improve BVOC emission modelling by accounting for stem emission dynamics. en
dc.description.abstract Puut pyrkivät välttämään ja vähentämään bioottisia ja abioottisia stressitekijöitä eri keinoilla, havupuut mm. pihkan avulla. Pihka varastoi myös suuria määriä monoterpeenejä, jotka samoin kuin muut kasvien tuottamat haihtuvat hiiliyhdisteet (BVOC, biogenic volatile organic compounds), esimerkiksi metanoli, asetaldehydi ja asetoni, ovat tärkeä osa puiden viestintää ja ilmakehän kemiaa haihtuessaan puusta ilmaan. BVOC yhdisteiden emissioihin ja pihkan toimintaan vaikuttavat eri ympäristötekijät, jotka edelleen vaikuttavat puiden puolustautumiskykyyn. Tämän väitöskirjan tavoitteena on selvittää mikä rooli eri ympäristötekijöillä ja puun fysiologisilla prosesseilla on metsämännyn (Pinus sylvestris) pihkan toiminnassa ja rungon ja neulasten BVOC emissioissa, keskittyen erityisesti puun vesitalouden ja vedenkuljetuksen vaikutuksiin. Pihkan painetta mitattiin painemittareilla ja BVOC emissioita käyttäen jatkuvatoimisella massaspektrometriä ja dynaamista kammiosysteemiä. Lisäksi sekä pihkan että BVOC emissioiden koostumusta tutkittiin kaasukromatografialla. Lyhyellä aikajänteellä pihkan painetta ja BVOC emissioita sekä rungolta että neulasista selitti parhaiten lämpötila. Pidemmällä aikajänteellä pihkan paine ja rungon monoterpeeniemissiot laskivat maan vesipitoisuuden ja puun vesipotentiaalin laskiessa. Myös vesiliukoisten yhdisteiden – metanolin, asetonin ja asetaldehydin – emissiot rungolta ja neulasista olivat yhteydessä maan vesipitoisuuteen ja puun vedenkuljetukseen, viitaten siihen, että näiden aineiden kuljetus veteen liuenneena voi vaikuttaa olennaisesti niiden emissioihin. Tulokset osoittavat, että puun runko voi olla tärkeä BVOC emissioiden lähde, ja että suhteellisen pienet muutokset veden saatavuudessa voivat vaikuttaa puun BVOC emissioihin ja pihkan paineeseen, vaikka lämpötila onkin tärkein niitä selittävä tekijä. Tämä tieto voi auttaa ymmärtämään eri ympäristötekijöiden mahdollisesti aiheuttamia muutoksia mäntyjen puolustuskyvyssä, sekä parantamaan BVOC emissioiden mallinnusta liittämällä myös puun runko mallien BVOC lähteisiin. fi
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso en
dc.publisher Helsingin yliopisto fi
dc.publisher Helsingfors universitet sv
dc.publisher University of Helsinki en
dc.relation.isformatof URN:ISBN:978-951-651-657-1
dc.relation.isformatof Helsinki: Suomen Metsätieteellinen Seura (Finnish Society of Forest Science), 2019, Dissertationes Forestales. 2323-9220
dc.relation.ispartof Dissertationes Forestales
dc.relation.ispartof URN:ISSN:1795-7389
dc.rights Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty. fi
dc.rights This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited. en
dc.rights Publikationen är skyddad av upphovsrätten. Den får läsas och skrivas ut för personligt bruk. Användning i kommersiellt syfte är förbjuden. sv
dc.subject Metsätieteet
dc.title Scots pine resin and BVOC emissions in relation to tree water dynamics en
dc.title.alternative Metsämännyn pihkan ja BVOC emissioiden suhde puun vedenkuljetukseen fi
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Doktorsavhandling (sammanläggning) sv
dc.ths Bäck, Jaana
dc.ths Hölttä, Teemu
dc.opn Staudt, Michael
dc.type.dcmitype Text

Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
ScotsPin.pdf 2.686Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record