Pitkäaikaisen lannoituksen vaikutukset ombrotrofisen suon hiilidioksidivirtoihin ja kasvillisuuteen

Abstract

Maailman soihin on varastoitunut suuri määrä hiiltä. Soiden hiilitase koostuu hiilidioksidin, metaanin ja veteen liuenneen orgaanisen ja epäorgaanisen hiilen hiilivirroista, joista hiilidioksidi on määrällisesti suurin. Hiilidioksiditaseeseen vaikuttaa suuresti suon kasvillisuus, joka on altis ravinnelaskeuman aiheuttamille muutoksille. Ihmisen toiminnan seurauksena typpilaskeuma on kasvanut tiheään asutuilla alueilla fossiilisten polttoaineiden käytön ja maatalouden päästöjen vuoksi. Ravinnelaskeuman pitkäaikaisvaikutuksien kokeellista tutkimusta on tehty vain vähän suoekosysteemeillä. Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää, miten simuloitu kasvanut ravinnelaskeuma on vaikuttanut ombrotrofisen suon kasvillisuuteen ja hiilidioksidivirtoihin.

Tutkimus tehtiin Mer Bleue -suolla Kanadassa, missä on ollut kaksi lannoituskoetta käynnissä vuodesta 2000 ja 2005 alkaen. Märkälaskeumaa on simuloitu kastelulannoituksella. Kokeissa on annettu koealoille typpeä vuosittain 0; 1,6; 3,2 ja 6,4 g N m-2 sekä fosfori-kaliumlisän (PK) kanssa että ilman sitä. Typen lannoitusmäärä on mitoitettu 5-, 10- ja 20-kertaiseksi taustalaskeumaan nähden. Käsittelykoodauksessa käytetään näitä kertoimia. Hiilidioksidivuomittaukset tehtiin suljetun kammion menetelmällä 1-2 viikon välein kesä-elokuussa vuonna 2016. Mittaukset tehtiin sekä valosaturoituneena että täysin pimennetyllä kammiolla. Kasvillisuus mitattiin kammion kauluksen sisältä pistefrekvenssimenetelmällä.

Ekosysteemin nettohiilidioksidivaihdon keskiarvot vaihtelivat -0,29 ja -2,35 µmol m-2 s-1 välillä (vuo ilmakehästä suohon). Kaikissa lannoituskäsittelyissä suo sitoi CO2:a enemmän kuin kontrollikäsittelyissä. Sidonta oli suurinta pelkän fosfori-kaliumlisän käsittelyssä. NEE erosi tilastollisesti merkitsevästi (p < 0,05) kontrollikäsittelyn ja käsittelyiden PK-; 10NPK-; 10N- ja 20N- välillä. Myös hengitys ja yhteyttäminen kasvoivat käsittelyissä, mutta tilastollista testausta ei niistä tehty. Rahkasammalet olivat lähes kadonneet lannoitetuimmilta koealoilta (10NPK- ja 20NPK-käsittelyt), erot olivat tilastollisesti merkitseviä. Putkilokasvillisuus oli runsastunut, vaikka tilastollisesti merkitseviä eroja ei havaittukaan. Vedenpinnan taso oli lähempänä turpeen pintaa lannoituksen seurauksena kaikissa käsittelyissä kontrolliin nähden (p < 0,05).

Mittausajanjakso osui poikkeuksellisen kuumalle ja kuivalle kesälle, mistä johtuen hiilidioksidimittausten tulokset poikkesivat osin aiempien vuosien mittauksista. Aiempina vuosina on havaittu lannoituksen heikentäneen hiilensidontaa, mutta tämän kuivan kesän aikana hiilensidonta oli poikkeuksellisesti lannoituskäsittelyissä suurempaa kuin kontrollikäsittelyissä. Kasvillisuuden muuttuminen heikosti turvetta kerryttäväksi putkilokasvillisuudeksi aiheuttaa kuitenkin vääjäämättä suon hiilivaraston huventumista turpeen nopeamman hajoamisen vuoksi.