Tieteen tori: Ilmastonmuutos ja kasvunvaihtel

Tasanen, Tapani

Jukuri

290Folia Forestalia 1996(3) Tieteen toriMiksi metsänrajaa tutkitaan?Metsänraja on kiinnostanut biologeja, metsän-tutkijoita ja monien muiden alojen tiedemie-hiä vuosisatoja. Puiden ekologiaan ja fysiologiaanliittyvät lainalaisuudet ”tulevat esiin” selkeämminpuulajien levinneisyysalueen äärirajoilla kuin lä-hempänä optimaalisia kasvupaikkoja. Tämä koskeemyös puiden ja metsien reaktioita erilaisiin ihmisentoimenpiteisiin. Ankarissa olosuhteissa kasvavienmetsien on todettu olevan erityisen alttiita teollisuu-den päästöistä aiheutuvien laskeumien tuhovaiku-tuksille. Tässä suhteessa Suomen metsänrajametsätovat sijaintinsa puolesta kohtalaisen turvallisessaasemassa. Niiden läheisyydessä on vähän päästöjätuottavaa teollisuutta. Myös vallitseva tuulen suun-ta on edullinen. Lähimpänä sijaitsevien Kuolan suur-ten teollisuuslaitosten tuottamat ilman epäpuhtaudetkulkeutuvat harvoin kohti Suomen Lappia.Metsänraja on myös yksi herkimmistä indikaat-toreista ilmaston muutoksille. Se ei pysy tiukastipaikallaan, vaan etenee tai taantuu lämpimien jakylmien jaksojen mukaan. Muutokset ovat hitaitaja vaikeasti havaittavia. Tarkka, säännöllinen seu-ranta pysyvien koealojen ja kaukokartoituksen me-netelmien avulla on tarpeen. Ilmaston muutosta tut-kitaan ja ennustetaan paitsi nykyisten metsänrajo-jen siirtymistä seuraamalla, myös historiallisten ai-neistojen avulla mm. dendrokronologian, radiohii-limenetelmän ja siitepölystrategian menetelmin(Eronen 1991, Eronen ja Zetterberg 1992). Met-sänrajoihin liittyvää tietoa tarvitaan maailman puut-tomien alueiden metsittämisessä. Puulajien ekolo-giset ominaisuudet, luonnonmetsien dynamiikka,uudistumiskysymykset ja tuhoihin liittyvät ongel-mat ovat tärkeimpiä tutkimuskohteita. Meillä eitällä hetkellä ole pelkoa metsäpinta-alan pienene-misestä, mutta kaikissa maanosissa on alueita, joil-la metsien häviäminen on ajankohtainen ja paikoinkipeä ongelma. Suomessa tuotettu tutkimustieto eitietenkään ole käyttökelpoista kaikkialla, mutta eko-logiset lainalaisuudet ovat kuitenkin pitkälti samo-ja tai samantyyppisiä maapallon erilaisilla metsän-rajoilla – esim. vuoristojen, aavikoiden, rannikoi-den, suoalueiden ja teollisuusalueiden tuntumassa.Metsänrajoilla on huomattava vaikutus ihmisen ta-louteen ja kulttuuriin. Tätä kautta tutkimus laaje-nee lukuisille eri tieteenaloille.Aihepiiriin liittyy koko joukko erilaisia käsitteitäja määritelmiä. Kuvassa 1 on esitetty erilaiset met-sänraja- ja puurajakäsitteet (lähteet: Hustich 1966,Heikkinen 1984, Tuhkanen 1993, Tasanen ja Vei-jola 1995). Lisäksi on mainittava pääjako: alpiini-nen, korkeusaseman mukaan määräytyvä metsän-raja sekä arktinen eli polaarinen, pohjoisuudenmukaisesti paikalleen asettunut metsänraja. Poh-joisen Fennoskandian metsänrajoilla on paikoin sekäalpiinisia, arktisia että myös mereisiä piirteitä.Metsänrajan puulajitPohjoisen metsänrajan muodostaa viitisentoista puu-lajia (Kallio 1990). Sulkeutuneiden metsien ulko-Kirjoittaja on Metsäntutkimuslaitoksen Kolarin tutkimusasemanjohtaja.Tapani TasanenMetsänrajan ja sen tutkimuksenkehitysnäkymiä291Tieteen tori Folia Forestalia 1996(3)Kuva 1. Yleisimmät metsänraja- ja puurajakäsitteet.puolella kasvaa vielä yksitellen tai ryhmittäin pui-ta, joiden loppuessa saavutetaan puuraja. Pohjoi-nen puuraja sekä sen muodostavat puulajit on esi-telty kuvassa 2. Puuttomien alueiden, esim. Fär-saarten, Islannin ja Skotlannin metsittämisen ni-missä on pohjoisen metsänrajan tuntumaan perus-tettu kokeita, joilla selvitetään muiden maanosienmetsänrajametsien puulajien selviytymistä kulloin-kin tarkasteltavalla alueella. Pohjoisamerikkalais-ten puulajien menestymistä ja kasvua tutkitaan yh-teispohjoismaisessa hankkeessa. Meillä nämä ko-keet sijaitsevat lähinnä Kevolla (Kallio ym. 1983).Tulokset ovat alustavia. Ainakin kontortamänty,mustakuusi, valkokuusi ja sitkankuusi tulevat hy-292Folia Forestalia 1996(3) Tieteen toriKuva 2. Pohjoinen puuraja ja sen muodostavat puulajit: 1. Picea mariana ja P. glauca 2. Betula pubescens ssp. tortuosa 3. Picea abies ssp. obovata4. Larix sibirica 5. Larix gmelini 6. Betula ermani.vin toimeen Atlantin tällä puolella lähellä metsän-rajaa. Eräät varttuneet kyseisten puulajien metsikötmm. Islannissa ja Pohjois-Norjassa ovat menesty-neet erittäin hyvin. Mitään lämpimämmille ilmas-tovyöhykkeille tyypillisiä eykalyptuksen tai radia-tamännyn tapaisia ”löytöjä” ei kuitenkaan ole il-mennyt. Metsänrajan siirtäminen vieraiden puula-jien avulla ei pohjoisessa Fennoskandiassa näytäolevan mahdollista, eikä tähän vakavasti pyritä-kään.Eri puulajit ovat levinneet pohjoisen metsänrajantuntumaan vaihtelevalla nopeudella jääkauden jäl-keen. Nk. lämpökaudella 8000–9000 v. sitten kokoSuomen alue oli metsän peitossa korkeimpien tun-turien lakialueita lukuunottamatta. Tuolloin olivatlehtipuut, lähinnä koivumetsät, vallitsevia. Ilmas-ton viilenemisen myötä mänty sai jalansijaa. Kuusion levittäytynyt pohjoisimpaan Suomeen vasta ajan-laskumme aikana. Pohjoisuuteen liittyvien lämpö-olojen vaihteluiden lisäksi metsänrajoihin ja eri puu-lajien levinneisyyteen vaikuttavat monet muut te-kijät. Näitä ovat mm. korkeusasema, mereisyys,maalaji, maan ravinteisuus ja kosteus, tuuliolot,lumitekijät, topografia ja ekspositio. Metsänrajansekä puurajan sijainti ja puulajisuhteet ovat seura-usta erittäin monimutkaisista ekologisten ja geneet-tisten tekijöiden yhdysvaikutuksista (Tasanen jaVeijola 1995). Tarkastelen tässä yhteydessä puula-jeittain muutamia tekijöitä, joita Suomessa tutki-taan ja pidetään olennaisimpina.MäntyMännyn metsän- ja puurajaa on tutkittu ahkerim-min. Vuosisadan alussa vallinnut kylmä jakso huo-lestutti metsäammattilaisia – pelättiin metsänrajanjatkuvaa alenemista. Aluemetsänhoitaja August293Tieteen tori Folia Forestalia 1996(3)Renvall (1912) aloitti väitöskirjallaan männyn uu-distumista koskevan tutkimuksen ja samoihin ai-koihin myös männyn viljelyn metsänrajan pohjois-puolelle Utsjoelle. Työtä on jatkettu luontaisen uu-distumisen ja viljelyn tutkimisella. Tutkimuksen jakäytännön metsätalouden yhteistyön ehkä tärkeinsaavutus metsänraja-alueilla on suojametsäsäädös-ten ja suojametsävyöhykkeen aikaansaaminen (Ko-miteanmietintö 1910, Tasanen ja Veijola 1995).Tuoreimmista tutkimuksista mainitsen Sirénin(1993 a ja b) sekä Luomajoen (1993) selvitykset.Mänty on hallitsevassa asemassa havumetsänra-jalla Suomen kohdalla. Sillä on laaja kasvupaikka-amplitudi. Kuivemmat, lajittuneet kangasmaat jarämeet ovat männyn hallussa. Kilpailua esiintyylähinnä hies-/tunturikoivun kanssa alueilla, joillamänty on kärsinyt erilaisista tuhoista. Myrskyt,metsäpalot ja ankarat hallat saattavat hävittää män-niköitä laajoiltakin aloilta. Pakkaskuivuminen, sie-nitaudit ja porot haittaavat erityisesti taimien kas-vua ja vakiintumista. Tykky on myös vakava on-gelma (Norokorpi 1995). Männyn uudistuminenedellyttää hyviä siemenvuosia sekä lämpö- ym. te-kijöiden osalta suotuisia usean vuoden, mielelläänvuosikymmenten pituisia jaksoja, jotta taimettumi-nen ja taimikon vakiintuminen onnistuvat.KuusiKuusen metsänraja jää muuhun sirkumpolaariseenvyöhykkeeseen verrattuna poikkeuksellisesti män-tyä etelämmäs Suomen alueella. Tyhjentävä seli-tys, miksi näin on, puuttuu edelleen. Kuusi muo-dostaa useilla tuntureilla polaarisen metsänrajansaeteläpuolella terävän havumetsänrajan, joka on sa-malla puuraja. Tykkyä kuusi sietää mäntyä parem-min. Maaperän ravinteisuus ja kosteus ovat tärkei-tä tekijöitä kuusen metsänrajan määräytymisessä(Sirén 1955, Mäkitalo ym. 1995). Pohjoista puura-Kuva 3. Metsänrajaa Pallastunturilla. Kuva Tuomas Heiramo.294Folia Forestalia 1996(3) Tieteen torijaa kuuselle on vaikea määrittää. Yksittäisiä kuusiakasvaa satunnaisesti varsin kaukana metsänrajanpohjoispuolella.KoivutHieskoivu ja sen alalajiksi meillä määritetty tuntu-rikoivu muodostavat varsinaisen polaarisen met-sänrajamme (Kallio ja Hurme 1978: useita artikke-leita, ks. erityisesti Hämet-Ahdin ja Kallion kirjoi-tukset). Koivu uudistuu myös kanto- ja juurivesois-ta. Tunturikoivun tyypillinen esiintymismuoto onmonirunkoinen ”klooni”, jossa samasta syntypis-teestä lähtevät rungot ovat geneettisesti samaa yk-silöä. Porot rajoittavat paikallisesti tunturikoivikoi-den kasvua. Tunturimittarituhoja on esiintynyt lä-hivuosikymmeninä epidemialuonteisina ( Kauha-nen 1987, Ruohomäki 1991, Skre 1993).Puulajeille yhteisiä tekijöitäTärkeimmät metsänrajan selitykset perustuvat läm-pötekijöihin, joita luonnehditaan lämpösummien,isotermien, kasvuyksiköiden ym. tunnusten avulla.Hiilitase tai ”nälkäraja” kuten Risto Sarvas (1970 aja b) asian ilmaisi, tarkoittaa fotosynteesillä tuote-tun energian ja kulutuksen suhdetta. Metsänraja javiime kädessä puuraja asettuvat paikkaan, missätuotanto ja kulutus ovat samansuuruiset. Puulaji-kohtaiset rajat ovat luonnollisesti eri paikoissa,mutta periaate on eri puulajeilla sama. Muista eko-logisista ym. tekijöistä johtuen metsänraja tai puu-raja voivat käytännössä sijaita kaukanakin tämän”nälkärajan” lämpimämmällä puolella. Metsänra-jan ja puurajan siirtyminen pohjoisemmas tai ylem-mäs rinteillä voi tulla kyseeseen lähinnä kestäväm-pien puulajien, ilmakehän CO2-pitoisuuden nousuntai maapallon lämpötilan kohoamisen kautta(Wardle 1993).Puurajan äärimmäiset puuyksilöt ovat usein maan-pinnan suuntaisesti matavia, ei-puumaisia. Kansain-välinen nimi näille on krummholz. Lumipeitteensuojavaikutus mahdollistaa matalana pysyttelevänpuun hengissäpysymisen vuosisadoiksi kasvupai-koilla, joissa ei ole tuulen ym. tekijöiden vuoksimahdollisuutta korkean, suoran rungon kasvattami-seen. Käkkyrämäisiä, vallitsevan tuulensuunnanmukaan asettuneita toispuoleisia kasvumuotojaesiintyy runsaasti myös ulkosaariston metsänrajalla.Ihmisen toiminnan merkitystä on usein vaikeaerottaa metsänrajan ekologisista taustatekijöistä.Aikaisemmin metsänrajojen sijaintiin vaikuttivatmeilläkin erilaiset hakkuut. Porojen laiduntamisenvaikutus eri puulajien menestymiseen on aika ajoinherättänyt kiivasta keskustelua. Jo ensimmäisetmetsänraja-alueista vastaavat metsähallinnon alue-metsänhoitajat olivat äärimmäisen kriittisiä porota-loutta kohtaan (Renvall 1919). Porojen vaikutusmetsänrajametsien uudistumiseen ja puulajisuhtei-siin (mänty/koivut) on monimutkainen kokonai-suus. Asiaa selvitetään tekeillä olevissa tutkimuk-sissa. Useissa maissa lampaiden, vuohien ym. eläin-ten laiduntaminen on polttopuun hakkuiden ohellayksi vakavimmista alpiinisten metsänrajojen ale-nemista aiheuttavista ongelmista.Siirtyykö metsänraja?Metsäntutkimuslaitos ja Turun yliopiston Kevontutkimuslaitos perustivat 1980-luvun alussa pysy-vien koealojen verkon Lapin alpiinisten ja polaa-risten metsänrajojen kehityksen seuraamiseksi (Kal-lio ym. 1983). Tämän metsänrajan seurantatutki-muksen koealat mitattiin vuosina 1994–95 ensim-mäisen kymmenen vuoden seurantajakson muutos-ten selvittämiseksi. Alustavissa tuloksissa on näh-tävissä sen suuntainen kehitys, että taimettuminenon metsänrajalla hieman runsaampaa ja puusto jon-kin verran järeämpää kuin 1980-luvun alkuvuosi-na. Myös professori Gustav Sirénin inventointi-luonteisen metsän- ja puurajan siirtymistutkimuk-sen ennakkotuloksissa on havaittu samansuuntai-nen trendi (Sirén 1995). Metsänrajan ja puurajanhidas siirtyminen pohjoiseen sekä ylöspäin tunturi-en rinteillä on havaittavissa. Ilmiön jatkuvuudestaja nopeudesta ei tähänastisten mittausten perusteel-la voida sanoa mitään varmaa. Mainittuja seuranta-tutkimuksia jatketaan. Niiden lisäksi Metsäntutki-muslaitos tutkii yhdessä yliopistojen kanssa met-sänrajan ja puurajan syntyyn ja muutoksiin vaikut-tavia ekologisia ym. tekijöitä.295Tieteen tori Folia Forestalia 1996(3)LähteetEronen, M. 1991. Jääkausien jäljillä. Tähtitieteellinenyhdistys Ursa. Helsinki. 271 s.— & Zetterberg, P. 1992. Fennoskandian subarktisenalueen dendrokronologinen ilmastohistoria. Teokses-sa: Kanninen, M. & Anttila, P. (toim.). Suomalainenilmakehän muutosten tutkimusohjelma, tutkimustenväliraportit. Suomen Akatemian julkaisuja 2/92.VAPK-kustannus, Helsinki. s. 13–18.Heikkinen, O. 1984. The timber-line problem. Nordia18(2): 105–114.Hustich, I. 1966. On the forest-tundra and the northerntreelines. A preliminary synthesis. Reports from KevoSubarctic Research Station 3: 7–47.Kallio, P. 1990. Kevo. Mietteitä ja muistikuvia Kevostaja pohjoisen luonnon tutkimuksesta. Karisto, Hämeen-linna. 238 s.Kallio, P. & Hurme, H. (toim.). 1978. Lapin kasvivarat.Plant resources in Lapland. Acta Lapponica Fenniae10. 141 s.Kallio, P., Norokorpi, Y. & Sepponen, P. 1983. Lapintutkimusasemien yhteistoiminta ja metsänrajan seu-ranta. Luonnon Tutkija 87: 171–175.Kauhanen, H. 1987. On growth problems of mountainbirch near its distributional limits. Uppsala Universi-tetets Naturgeografiska Institution, UNGI-rapport 65.s. 183–190.Komiteanmietintö 1910:7. Suojametsäkomisionin mie-tintö. 243 s.Luomajoki, A. 1993. Climatic adaptation of Scots pine(Pinus sylvestris L.) in Finland based on male flowe-ring phenology. Acta Forestalia Fennica 237. 27 s.Mäkitalo, K., Sutinen, R., Hyvönen, E., Pulkkinen, E.,Pänttäjä, M. & Sutinen, M-L. 1995. Määrääkö maa-perä kuusen polaarisen metsänrajan Pohjois-Lapissa?Julkaisussa: Tasanen, T., Varmola, M. & Niemi, M.(toim.). Metsänraja tutkimuksen kohteena. Tutkimus-päivä Ylläksellä 1994. Metsäntutkimuslaitoksen tie-donantoja 539: 35–48.Norokorpi, Y. 1995. Havumetsänrajan sijainnin määräy-tyminen Suomessa. Julkaisussa: Tasanen, T., Varmo-la, M. & Niemi, M. (toim.). Metsänraja tutkimuksenkohteena. Tutkimuspäivä Ylläksellä 1994. Metsän-tutkimuslaitoksen tiedonantoja 539: 7–15.Renvall, A. 1919. Suojametsäkysymyksestä I–VI. ActaForestalia Fennica 11.Sarvas, R. 1970a. Metsänrajakysymys ja suojametsä-vyöhyke. Teoksessa: Haukioja, M. & Lovén, L.(toim.). Niin metsä vastaa... metsät ja luonnonsuoje-lu. Metsäylioppilaat r.y. s. 145–151.— 1970b. Temperature sum as a restricting factor in thedevelopment of forest in the subarctic. Unesco, Hel-sinki Symposium 1966. Ecology and Conservation. I.Ecology of the subarctic regions. s. 79–82.Sirén, G. 1955. The development of spruce forest on rawhumus sites in northern Finland and its ecology. Ly-hennelmä: Pohjois-Suomen paksusammalkankaidenkuusimetsien kehityksestä ja sen ekologiasta. ActaForestalia Fennica 62(4). 408 s.— 1993a. Seed year frequency in the subarctic of Fin-land: a pilot study. World Resource Review 5(1): 95–103.— 1993b. Advances and retreats of pine tree and timber-lines in the Far North of Finland. World ResourceReview 5(1): 104–110.— 1995. Piirteitä Ylä-Lapin puu- ja metsänrajan siirty-misestä 1900-luvulla. Julkaisussa: Tasanen, T., Var-mola, M. & Niemi, M. (toim.). Metsänraja tutkimuk-sen kohteena. Tutkimuspäivä Ylläksellä 1994. Met-säntutkimuslaitoksen tiedonantoja 539: 23–34.Tasanen, T. & Veijola, P. 1995. Metsänraja tutkimuksenkohteena – kirjallisuuskatsaus. Julkaisussa: Tasanen,T., Varmola, M. & Niemi, M. (toim.). Metsänrajatutkimuksen kohteena. Tutkimuspäivä Ylläksellä1994. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 539: 80–145.Tuhkanen, S. 1993. Metsänraja suhteessa ilmastoon eri-tyisesti maapallon mereisillä alueilla. Nordia tiedon-antoja, sarja B 1993(1): 7–36.Wardle, P. 1993. Causes of alpine timberline: a reviewof the hypothesis. Teoksessa: Alden, J., Mastranto-nio, J.L., & Ødum, S. (toim.). Forest development incold climates. Proceedings of a NATO AdvancedResearch Workshop on Forest Development in ColdClimates, June 18–23, Laugarvatn, Iceland. NATOASI Series, Series A: Life Sciences, Vol. 244. Ple-num Press, New York. s. 89–103.

Metsänrajan ja sen tutkimuksen kehitysnäkymiä.

http://jukuri.luke.fi/bitstream/10024/524172/1/6293.pdf

Metsänrajan ja sen tutkimuksen kehitysnäkymiä.

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Jukuri