Management of semi-natural grasslands for butterfly and moth communities

This work focuses on the factors affecting species richness, abundance and species composition of butterflies and moths in Finnish semi-natural grasslands, with a special interest in the effects of grazing management. In addition, an aim was set at evaluating the effectiveness of the support for livestock grazing in semi-natural grasslands, which is included in the Finnish agri-environment scheme. In the first field study, butterfly and moth communities in resumed semi-natural pastures were com-pared to old, annually grazed and abandoned previous pastures. Butterfly and moth species compo-sition in restored pastures resembled the compositions observed in old pastures after circa five years of resumed cattle grazing, but diversity of butterflies and moths in resumed pastures remained at a lower level compared with old pastures. None of the butterfly and moth species typical of old pas-tures had become more abundant in restored pastures compared with abandoned pastures. There-fore, it appears that restoration of butterfly and moth communities inhabiting semi-natural grass-lands requires a longer time that was available for monitoring in this study. In the second study, it was shown that local habitat quality has the largest impact on the occurrence and abundance of butterflies and moths compared to the effects of grassland patch area and connec-tivity of the regional grassland network. This emphasizes the importance of current and historical management of semi-natural grasslands on butterfly and moth communities. A positive effect of habitat connectivity was observed on total abundance of the declining butterflies and moths, sug-gesting that these species have strongest populations in well-connected habitat networks. Highest species richness and peak abundance of most individual species of butterflies and moths were generally observed in taller grassland vegetation compared with vascular plants, suggesting a preference towards less intensive management in insects. These differences between plants and their insect herbivores may be understood in the light of both (1) the higher structural diversity of tall vegetation and (2) weaker tolerance of disturbances by herbivorous insects due to their higher trophic level compared to plants. The ecological requirements of all species and species groups inhabiting semi-natural grasslands are probably never met at single restricted sites. Therefore, regional implementation of management to create differently managed areas is imperative for the conservation of different species and species groups dependent on semi-natural grasslands. With limited resources it might be reasonable to focus much of the management efforts in the densest networks of suitable habitat to minimise the risk of extinction of the declining species.Työssä selvitettiin tuoreiden perinnebiotooppiniittyjen suurperhosyhteisöjen vaihteluun vaikuttavia tekijöitä, erityisenä kiinnostuksena karjan laidunnuksen vaikutukset. Lisäksi selvitettiin maatalou-den ympäristötukeen kuuluvan perinnebiotooppien hoidon erityistuen toimivuutta eri eliöryhmien kannalta. Ensimmäisessä osatutkimuksessa verrattiin uudelleen aloitettujen laitumien suurperhosyhteisöjä vanhojen, vuosittain laidunnettujen ja hylättyjen niittyjen perhosyhteisöihin. Perhosyhteisöjen laji-koostumus muistutti jo noin viiden vuoden kuluttua laidunnuksen uudelleenaloittamisesta vanhojen laitumien lajikoostumusta, mutta lajidiversiteetti oli yhä matalampi kuin vanhoilla laitumilla. Yksi-kään vanhoille laitumille tyypillisistä perhoslajeista ei ollut vielä runsastunut uudislaitumilla verrat-tuna hylättyihin niittyihin. Näyttääkin siltä, että tuoreiden perinnebiotooppien perhosyhteisöjen kunnostaminen vaatii pidemmän ajan mitä oli mahdollista seurata tässä tutkimuksessa. Toisessa osatutkimuksessa osoitettiin, että perinnebiotooppiniittyjen paikallisella laadulla oli huo-mattavasti suurempi vaikutus suurperhosten esiintymiseen ja runsauteen kuin niityn koolla tai niit-tyverkoston alueellisella yhdistyneisyydellä. Tämä havainto korostaa perinnebiotooppien hoitohis-torian merkitystä perhosyhteisöjen muovaajana. Niittyverkoston yhdistyneisyydellä todettiin posi-tiivinen vaikutus taantuneiden niittyperhosten kokonaisyksilömäärään, mistä voidaan päätellä että taantuneiden niittyperhoslajien vahvimmat kannat sijaitsevat tiheimmissä niittyverkostoissa. Suurin lajimäärä ja useimpien yksittäisten suurperhoslajien korkein yksilömäärä havaittiin korke-ammassa niittykasvillisuudessa verrattuna putkilokasveihin, ja useimmat niittyperhoset näyttävätkin suosivan alhaisempaa häiriöintensiteettiä verrattuna kasveihin. Kasvien ja perhosten väliset erot voidaan selittää kahdella eri tavalla: (1) korkeassa kasvillisuudessa on selvästi suurempi rakenteel-linen monimuotoisuus ja siksi enemmän hyönteisille sopivia ekologisia lokeroja kuin matalassa kasvillisuudessa ja (2) kasveja syövät hyönteiset kestävät heikommin erilaisia häiriöitä korkeamman trofiatasonsa takia. Kaikkien perinnebiotoopeilla elävien lajien ja lajiryhmien ekologiset vaatimukset tuskin koskaan kohtaavat yksittäisellä niityllä. Tämän vuoksi perinnebiotooppien hoidon suunnittelu alueellisella tasolla olisi välttämätöntä perinnebiotoopeista riippuvaisten eliölajien kantojen suojelemiseksi. Usein niukoin voimavaroin tehdyn hoitotyön suuntaaminen tiheimpiin niittyverkostoihin voisi olla perusteltua taantuneiden niittyperhoslajien häviämisriskin pienentämiseksi

Niittymäisten johtoaukeiden tunnistaminen kaukokartoitusmenetelmillä

Maatalouden tehostumisen vuoksi runsaslajisia niittyjä ja luonnonlaitumia on jäljellä enää hyvin vähän, mikä on johtanut lukuisten kasvi- ja hyönteislajien jyrkkään taantumiseen. Voimayhtiöiden säännöllisesti raivaamat johtoaukeat voivat edustavimmilta osiltaan toimia korvaavana elinympäristönä monille niittylajeille. Arvokkaat linjaosuudet on kuitenkin saatava paikallistettua, jotta niiden hoitoon voidaan kiinnittää erityishuomiota. Tässä työssä pyrittiin kehittämään kaukokartoitusmenetelmiin perustuvaa menetelmää, jonka avulla lajistoltaan arvokkaat johtoaukeat voitaisiin selvittää kustannustehokkaasti laajoilta alueilta. Lisäksi laajennettiin tietämystä ympäristömuuttujista, jotka kuvastavat johtoaukean laatua niittylajistolle. Tutkimuksessa havaittiin, että käytettävissä olevien kaukokartoitusaineistojen erotustarkkuus ei riitä niittylajistoltaan merkittävien osuuksien tunnistamiseen johtoaukeilta. Tämä selittynee ennen kaikkea arvokkaiden elinympäristölaikkujen pääsääntöisesti pienellä koolla. Maastoselvitys osoitti, että moni visuaalisesti lupaavakin kohde oli niittykasvillisuudeltaan köyhä, ja runsaslajisten alueiden rajaaminen oli vaikeaa. Aineistot tuottivat silti lisätietoa niittykasvillisuuden lajirunsautta selittävistä johtoaukean ominaisuuksista. Niittykasvillisuus oli rikkaampaa maatalousmaan tai asutuksen läheisyydessä sekä etelän ja lännen välille avautuvilla rinteillä. Uudenmaan ja Pirkanmaan johtoaukeille osui kaikkiaan 15 inventoitua perinnebiotooppia, sekä Hertta-uhanalaisrekisterin perusteella ainakin 13 uhanalaisen niittylajin esiintymää. Näiden kohteiden luonnonhoitotoimia olisi mahdollista rahoittaa myös maatalouden ympäristötuen erityistukien avulla. Suurin ongelma on löytää lähialueelta hoidosta kiinnostunut viljelijä tai yhdistys. Tietämystä niittylajistolle merkittävistä johtoaukeista olisi syytä tarkentaa esimerkiksi tekemällä tarkempia maastoinventointeja tutkimuksessa rajatuilla lupaavimmilla voimalinjaosuuksilla

Species traits explain long-term population trends of Finnish cuckoo wasps (Hymenoptera: Chrysididae)

1. Kleptoparasitic and parasitoid insects are expected to be particularly sensitive to changes in habitat availability due to their high trophic position and small population sizes compared with their hosts, but there are only few quantitative studies on their population changes. 2. Here, we studied the distribution and abundance of 48 kleptoparasitic and parasitoid species of cuckoo wasps (Chrysididae) and eight selected host species recorded in Finland from 1840 to 2015 based on an extensive survey of entomological collections. Population trends were assessed by studying changes in occupancy in 10 9 10 km grid squares between two study periods, 1840-1967 and 1968-2015. 3. Statistically significant decreases in occurrence were found for 11 cuckoo wasp species and one host species, while significant increases were not observed for any species. Trends of cuckoo wasps and their hosts were positively correlated, and changes were generally stronger in cuckoo wasps than in their hosts. 4. In a comparative analysis of species traits, abundance, body size and nesting type of host were related to occurrence changes of cuckoo wasps. Scarce and small species that use above ground-nesting hosts declined more than abundant and large species that use ground-nesting hosts. 5. Cuckoo wasp species dependent on dead wood are more vulnerable to changes in the environment than species associated with open sandy habitats. While both groups of species have probably suffered from habitat loss, the emergence of secondary habitats may have benefitted species living in sandy areas and compensated for the negative impact of habitat destruction.Peer reviewe

Extruder Die Coatings in Polymer Processing

Extruder die coatings were studied in the extrusion of modified polyethylene (PE-mod). When PE-mod is extruded at elevated temperatures, it will change into a high-viscosity polymer melt causing high pressure inside the extruder die. The temperature is elevated to activate a cross-linking reaction to endow the end product with favoured properties. However, the increased pressure renders difficulties in the extrusion process reducing production rate and increasing power consumption. For the efficient extrusion of PE-mod, a lubricant, non-sticking, and wear resistant coating is needed. Pressure drop across the extruder die can be decreased by increasing wall slipping. Certain molten polymers exhibit wall slip behaviour along the extruder die surface under sufficient shear stress. Low surface energy coatings, namely fluoropolymers, can substantially enhance slipping but their propensity to wear causes problems. By studying factors inducing wall slip, different coatings and surface treatments were chosen for comparative testing. Tests were done using a cone extruder with a custom fabricated annular extruder die. Pressure drop and drag force exerted on the torpedo of the die by flowing polymer melt were measured. Altogether six coatings were tested and a two-day continuous ex-trusion experiment was conducted for a fluoropolymer coating to gain better under-standing of the wear characteristics. In addition to pressure and force measurements, post-extrusion analyses for the fluoropolymer coating were made using scanning elec-tron microscopy (SEM), optical profiling, infrared spectroscopy (IR) and differential scanning calorimetry (DSC). Fluoropolymer coatings were shown to exhibit the strongest wall slipping behaviour by gaining the lowest pressure drops and drag forces over the extruder die surface at the same throughput rate. Wear characterization revealed intriguing result: the slipping be-haviour of fluoropolymer coating is impaired by small fractions of PE-mod sticking on the surface of the coating. Furthermore, several improvements were suggested in order to perfect the measurement facilities. /Kir1

Ilmastonmuutos ja vieraslajien leviäminen Suomeen – Tutkimustiedon synteesi ja suurilmastollinen vertailu

Vieraslajit ovat maailmanlaajuinen ympäristöongelma, joilla on huomattavia ekologisia, taloudellisia ja terveydellisiä haittavaikutuksia. Aggressiivisesti leviävät haitalliset vieraslajit ovat elinympäristöjen häviämisen jälkeen toiseksi suurin syy luonnon monimuotoisuuden vähenemiseen. Ilmastonmuutos tulee voimistamaan useilla alueilla vieraslajien leviämistä, sekä vahvistamaan niiden kykyä muodostaa elinvoimaisia populaatioita luonnossa ja aiheuttaa merkittäviä haittoja alkuperäiselle lajistolle. Tätä kehitystä voimistaa kasvava kansainvälinen kauppa ja liikenne. Tässä työssä selvitetään ilmastonmuutoksen ja vieraslajien yhteyksiä sekä ilmastonmuutoksen vaikutuksia Suomen vieraslajien tilanteeseen kolmesta eri näkökulmasta; (1) Laaja kirjallisuusselvitys kokoaa yhteen tuoreen tiedon Euroopan vieraslajeista. Erityisesti tarkastellaan mihin seikkoihin vieraslajien voimakas leviäminen perustuu, minkälaisista lajeista tulee haitallisesti luonnonympäristöihin leviäviä vieraslajeja ja miten ilmastonmuutos vaikuttaa vieraslajien leviämiseen ja niiden torjuntaan; (2) Euroopan ilmastoskenaarioiden perusteella arvioidaan sitä, miltä alueilta uusia vieraslajeja voi levitä Suomeen ilmastonmuutoksen myötä ja mitkä näistä lajeista ovat haittavaikutuksiltaan merkittävimpiä; (3) Globaalien suurilmastollisten vertailujen avulla selvitetään mitkä maantieteelliset alueet ovat kaikkein todennäköisimpiä haitallisten vieraslajien lähtöalueita eli miltä alueilta voi nykyään ja tulevaisuudessa levitä uusia Suomen luonnossa menestyviä vieraslajeja

Spatial synchrony is related to environmental change in Finnish moth communities

Spatially distinct pairs of sites may have similarly fluctuating population dynamics across large geographical distances, a phenomenon called spatial synchrony. However, species rarely exist in isolation, but rather as members of interactive communities, linked with other communities through dispersal (i.e. a metacommunity). Using data on Finnish moth communities sampled across 65 sites for 20 years, we examine the complex synchronous/anti-synchronous relationships among sites using the geography of synchrony framework. We relate site-level synchrony to mean and temporal variation in climatic data, finding that colder and drier sites-and those with the most drastic temperature increases-are important for spatial synchrony. This suggests that faster-warming sites contribute most strongly to site-level estimates of synchrony, highlighting the role of a changing climate to spatial synchrony. Considering the spatial variability in climate change rates is therefore important to understand metacommunity dynamics and identify habitats which contribute most strongly to spatial synchrony.peerReviewe

Impacts of land cover data selection and trait parameterisation on dynamic modelling of species' range expansion

Peer reviewedPublisher PD

Pre-use phase LCA of a multi-story residential building: Can greenhouse gas emissions be used as a more general environmental performance indicator?

Both the construction and use of buildings cause significant environmental pressures. The greenhouse gas (GHG) emissions imposed by buildings have been studied rather extensively, but less is known about other impacts. Still, climate change is only one harmful impact driven by buildings. Furthermore, no studies exist about how the other impacts are correlated with GHG emissions in the building context, and thus to what extent GHGs could be utilized as a more general environmental performance indicator. This paper fills these gaps by presenting a life cycle assessment of the pre-use phase of a modern concrete-element residential building with a very comprehensive life cycle inventory (LCI). The focus of the study is on the comparison of the accumulation of different environmental impacts relative to GHGs. The accumulation is analyzed from two perspectives common to building LCAs: building systems and different construction materials. The ReCiPe midpoint assessment method is utilized to reach wide impact category coverage. The study shows how GHGs act as a relatively good indicator for eight impact categories, but not for the others. The study also depicts that a very high coverage in the LCI must be reached to capture the majority of the different impacts. Many materials and building systems are considered non-relevant and are often excluded from building LCAs, which are in fact of great importance in many impact categoriesThe Academy of Finland (Grant 286747)Peer reviewed pre-printRitrýnt tímari

Pölyttäjien tila Suomessa. Kansallista pölyttäjästrategiaa tukeva taustaselvitys

Tämän raportin tavoitteena on tukea syksyllä 2021 valmistuvaa kansallista pölyttäjästrategiaa tarjoamalla eri käyttäjäryhmille tiivis, suomenkielinen yhteenveto pölyttäjiä koskevasta tietämyksestä. Raportti tarjoaa siten yhteisen tilannekuvan, jonka perusteella voidaan suunnitella pölyttäjien tilaa parantavia toimenpiteitä. Raportissa esitellään keskeiset koti- ja ulkomaiset havainnot pölyttäjien kantojen kehityksestä, sekä kuvaillaan erilaisia pölyttäjiin kohdistuvia painetekijöitä. Tämän ohella esitellään pölyttäjien hyväksi tehtyjä kansainvälisiä ja kansallisia politiikkatoimenpiteitä. Lisäksi tunnistetaan pölyttäjien suojelun kannalta keskeiset kansalliset taustaryhmät, sekä tarjotaan kullekin näistä vaihtoehtoisia keinoja pölyttäjien tilanteen parantamiseksi. Pölyttäjiin kohdistuvat painetekijät tunnetaan varsin hyvin. Keskeisimmin pölyttäjiä uhkaavat soveliaiden elinympäristöjen väheneminen ja heikentyminen, sekä näihin liittyen pesimispaikkojen ja mesikasvien väheneminen. Globaalisti pölyttäjiin vaikuttaa keskeisimmin maatalouden maankäyttö ja viljelykäytännöt. Suomessa maatalousmaata on melko niukasti, joten maatalouden vaikutus maamme pölyttäjäkantoihin on vastaavasti vähäisempi. Lisäksi pölyttäjiä uhkaavat esimerkiksi tautien, loisten ja vieraslajien leviäminen sekä ilmastonmuutos erilaisina yhteisvaikutuksineen. Suomessa luonnon- ja viljelykasvien tärkeimpiä pölyttäjiä ovat mesipistiäiset, kärpäset ja perhoset. Tarhamehiläisellä on lisäksi suurta merkitystä pelto- ja puutarhakasvien pölytyksessä. Uhanalaisten lajien lukumäärät ovat kasvaneet useimmissa pölyttäjäryhmissä. Muiden kuin uhanalaisten pölyttäjien osalta säännöllistä seurantatietoa on kerätty maassamme vain yö- ja päiväperhosista. Näiden kokonaisyksilömäärät ovat viime vuosikymmeninä olleet lievässä laskussa. Tarhamehiläisten määrät ovat viime vuosikymmenen aikana kasvaneet huomattavasti. Pölyttäjiin tai pölytykseen liittyvää tutkimusta on tehty Suomessa melko niukasti, mutta sen määrä on ollut viime vuosina kasvussa. Seurantatiedot pölyttäjien tilasta ovat myös suurelta osin puutteellisia. Pölyttäjien tutkimusta ja seurantaa tukevat kuitenkin lajistostamme taksonomian hyvä tuntemus sekä melko lukuisa, joskin ikääntyvä harrastajakunta. Pölyttäjien tilan parantamiseksi maassamme tarvitaan yhteiskunnan eri sektorien ja toimijaryhmien yhteisiä, koordinoituja toimenpiteitä. Kullekin toimijaryhmälle tulee tarjota heille kohdennettuja, helposti ymmärrettäviä ja toteutettavissa olevia toimenpiteitä ja toimintamalleja. Tähän tarvitaan laaja kattaus erilaisia neuvonta- ja ohjemateriaaleja. Tämän ohella on keskeistä viestinnällä herätellä kaikkia kansalais- ja toimijaryhmiä pölyttäjien tärkeydestä, ja siten motivoida pölyttäjien suojeluun. Pölyttäjiä tukevalle viestinnälle ja toimenpiteille tarvitaan myös riittävät resurssit sekä erilaisia rahoituskanavia

Higher mobility of butterflies than moths connected to habitat suitability and body size in a release experiment

201