Männyn kasvua voi ennustaa tarkasti uuden kasvumallin avulla

Puun kasvunopeutta määrittävästä tekijästä on kaksi eri teoriaa. Toisen mukaan puun kasvua rajoittaa käytettävissä olevan, yhteyttämisestä lähtöisin olevan hiilen määrä. Toisen teorian mukaan kasvunopeutta säätelevät ympäristötekijät, jotka rajoittavat kasvisolukoiden kasvuedellytyksiä. Ympäristötekijät vaikuttavat puiden kasvuun kahta kautta; ne säätelevät sekä hetkellistä kasvunopeutta, jolloin puhutaan suorasta vaikutuksesta, että puun sisäisen tilan kehittymistä, jolloin puhutaan epäsuorasta vaikutuksesta.

Helsingin yliopistossa väittelevän MMM Pauliina Schiestl-Aallon tutkimuksen mukaan männyn kasvua rajoittaa monimutkainen yhdistelmä hiilen saatavuutta ja ympäristötekijöitä. Lisäksi ympäristötekijät vaikuttavat kasvuun useilla, tunneista vuosiin vaihtelevilla aikaväleillä.

Schiestl-Aalto kehittitutkimustaan varten niin kutsutun dynaamisen kasvumallin, CASSIA:n (Carbon Allocation Sink Source InterAction). Malli kuvaa vuorokausitasolla yksittäisen männyn hiilitaseen, joka muodostuu hiilen sidonnasta yhteyttämisessä sekä hiilen käytöstä hengitykseen, varastoihin sekä neulasten, puuaineen ja juurten kasvuun. 

CASSIA-mallin avulla Schiestl-Aalto onnistui ennustamaan versojen pituuskasvun ja rungon läpimitan kasvun sekä neulasten kasvun päivittäisen vaihtelun lämpötilan suorilla ja epäsuorilla vaikutuksilla. Lisäksi edellisen vuoden loppukesän lämpötilan ja verson kasvujakson pituuden välillä havaittiin positiivinen yhteys. Kasvun käynnistyminen keväällä oli pitkäaikainen prosessi, joka selittyi lämpökertymällä hetkellisten lämpötilojen sijaan.

Schiestl-Aaltototesi lyhytaikaisten kasvunvaihtelujen olevan ympäristötekijöiden aiheuttamaa, koska CASSIA ennusti vuodensisäisen kasvunvaihtelun lämpötilan perusteella ilman fotosynteesin tai varastoidun hiilen suoraa vaikutusta. Toisaalta eri vuosien välinen kasvunvaihtelu saatiin ennustettua yhteytystuotoksen eli hiilen lähteen perusteella.

– Tarvitsemme lisää tutkimusta, jotta saamme tunnistettua tekijät, jotka määräävät puun eri kasvuprosessien nopeudet ja hiilitaseen kehittymisen, kertoo Schiestl-Aalto.

Jotta voisimme ymmärtää, miten muuttuvat ilmasto-olosuhteet vaikuttavat puiden kasvuun ja hiilen määrään, on välttämätöntä tietää, miten puun eri osien, eli puuaineen, neulasten ja juurten, kasvu reagoi ympäristö- ja muiden tekijöiden vaihteluun.

Väitös:

MMM Pauliina Schiestl-Aalto väittelee 19.4.2017 kello 12 Helsingin yliopiston maatalous-metsätieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Modelling intra- and inter-annual growth dynamics of Scots pine in the whole-tree carbon framework". Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Instituutin auditorio, Hyytiälän metsäasema, Hyytiäläntie 124, 35500 Korkeakoski.

Vastaväittäjänä on Assistant Professor Nicolas Delpierre, Laboratoire Ecologie Systématique et Evolution, Université Paris Sud, ja kustoksena on professori Annikki Mäkelä.

Väitöskirja julkaistaan sarjassa Dissertationes Forestales.

Väitöskirja on myös elektroninen julkaisu ja luettavissa E-thesis -palvelussa.