Browsing by Subject "fenologia"

Haitalliset vieraslajit ovat merkittävin uhka luonnon monimuotoisuudelle elinympäristöjen vähenemisen ja pirstoutumisen ohella. Vain pieni osa ihmisen alkuperäiseltä esiintymisalueeltaan uudelle alueelle tarkoituksella tai vahingossa siirtämistä vieraslajeista osoittautuu haitalliseksi, mutta ne saavat aikaan valtavaa vahinkoa alueen alkuperäisille lajeille ja luontotyypeille sekä ihmisille merkittävää taloudellista tai terveydellistä haittaa. Euroopan eliölajeista noin 5 % luokitellaan vieraslajeiksi, joista edelleen 10–15 prosenttia haitallisiksi vieraslajeiksi. Suomessa haitallisia vieraslajeja on luokiteltu noin 0,6 % eliölajeista. Uuden vieraslajin vakiintumiseen ja täyden levinneisyyden saavuttamiseen uudella alueella kestää keskimäärin 150 vuotta lajin saapumisesta. Leviämisvauhtia voi nopeuttaa vieraslajin sopeutuminen uuteen alueeseen, sopivien elinympäristöjen lisääntyminen sekä ilmaston lämpeneminen. Ilmaston lämpeneminen tulee myös helpottamaan uusien haitallisten vieraslajien saapumista Suomeen ja lisäämään niiden todennäköisyyttä selvitä hengissä ja levitä täällä. Jättipalsami (Impatiens glandulifera) on yksivuotinen, vain siemenistään leviävä kookas ruohovartinen kasvilaji, joka on Suomessa haitallinen vieraslaji. Kookas- ja nopeakasvuinen jättipalsami valloittaa tehokkaasti erityisesti kosteampia ja puolivarjoisia elinympäristöjä, ja leviää tehokkaasti virtaavan veden kuljettaessa siemeniä vesistössä eteenpäin. Jättipalsami voi syrjäyttää samalta kasvupaikalta valo- ja häirintäkilpailun avulla matalakasvuisempia ruohovartisia lajeja sekä houkutella sokeripitoisella medellä pölyttäjähyönteisiä muiden lajien luota. Jättipalsamikasvusto voi myös vähentää maanpäällisten ja maanalaisten selkärangattomien hyönteislajien ja -ryhmien monimuotoisuutta, sekä kasvien siemenpankin monimuotoisuutta. Tutkin pro gradu -työssäni kymmentä jättipalsamikasvustoa Itä- ja Pohjois-Helsingin alueella poikkeuksellisen kuumalla ja kuivalla kasvukaudella 2010. Seurasin kasvustoissa jättipalsamiyksilöiden kasvun fenologiaan eli ilmiasuun liittyviä muuttujia: korkeus, varren paksuus, lehtien lukumäärä, kukkien lukumäärä ja siemenkotien lukumäärä. Seurasin myös jättipalsamin ja muiden kasvustojen valtalajien peittävyyden kehitystä. Seurantajakson (18.5. –17.8.) jälkeen otin kasvustoilta näytteet maaperäanalyysiä varten ja keräsin kasvustoilta siemenkodat. Laskin siemenkotien sisältävien siementen määrät ja määritin kasvuston keskimääräisen siementuotantokapasiteetin 1 m2 alueella. Jättipalsamin fenotyyppinen plastisuus on korkea, eli se voi sopeutua hyvin elinympäristön muutoksiin, kuten valon saatavuuteen varjoisemmilla kasvupaikoilla. Varjossa kasvavat jättipalsamit tehostavat kasvuaan ja yhteyttävät tehokkaammin. Fenologiaseurannasta keräämäni mittausdatan alustavien tarkastelujen mukaan päätin tarkastella tilastollisesti kasvupaikan valoisuuden (kolme valoisuusluokkaa) vaikutusta jättipalsamin korkeuteen, mutta en löytänyt valoisuusluokkien välillä merkittävää eroa. Valoisammilla kasvupaikoilla kasvavat jättipalsamit kasvoivat keskimäärin paksummiksi, tuottivat enemmän lehtiä, kukkia ja siemenkotia sekä siemeniä. Kasvukauden 2010 olosuhteet vaikuttivat kasvustojen mittaustuloksiin ja siemenmääriin. Siementen määriin kasvustoissa vaikutti myös 8.8.2010 poikkeuksellisen rajun Sylvi-myrskyn rankkasadekuurot ja voimakkaat tuulenpuuskat.

Fenologia tutkii eliöiden vuotuisen kehityksen suhdetta ilmastotekijöihin. Puilla vuosittaista kehitystä säätelevät voimakkaimmin ilman lämpötila ja päivänpituus. Myös muilla kasvutekijöillä voi olla vaikutusta puiden fenologiaan. Fenologiavaste ympäristötekijöihin on geneettinen. Bore-aalisella kasvillisuusvyöhykkeellä puiden menestymistä rajoittavat talven minimilämpötilat sekä kasvukauden pituuden ja tehoisan lämpösumman kertymän riittävyys. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli havainnoida Vartioharjuntien katupuuarboretumissa kasva-vien koepuiden fenologiaa sekä arvioida niiden menestymismahdollisuuksia Etelä-Suomen olois-sa. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin myös fenologiatarkkailua menestymismahdollisuuksien arvi-ointimenetelmänä. Katupuuarboretumin puut edustivat kaikkiaan 11 eri taksonia ja ne oli istutettu vuonna 2012 Vartioharjuntielle Itä-Helsinkiin (60° N, 24° E). Verrokkina tutkimuksessa tarkkailtiin noin 1,5 kilo-metrin päässä Vanhanlinnantiellä kasvavia puistolehmuksia (Tilia x vulgaris). Katupuiden fenologi-aa tarkkailtiin kaksi kertaa viikossa, kun kehitys oli nopeaa, esimerkiksi silmujen puhkeamisen aikaan, ja kerran viikossa hitaamman kehityksen vaiheessa. Fenologiaa tarkkailtiin BBCH-asteikon avulla, joka mahdollistaa vertailukelpoisen tiedon taksonien välillä. Kaksiportainen asteikko kuvaa kasvin eri pääkehitysvaiheita ja sen eri asteita. Fenologiaseurannan lisäksi mitattiin puiden pituus- ja paksuus kasvua sekä tehtiin havaintoja mahdollisista bioottisista tai abioottisista stressioireista. Koepuutaksonien fenologiassa havaittiin joitakin eroja suhteessa verrokkipuiden fenologiaan. Kasvukauden pituus ja tehoisan lämpösumman kertymä näyttäisi riittävän eteläisessä Suomessa puuvartisten kasvien menestymisvyöhykkeellä Ia-Ib. Mahdollisia uusia katupuutaksoneja voisi tämän fenologiatutkimuksen perusteella olla Carpinus betulus ’Fastigiata’, Corylus colurna, Cra-teagus monogyna ’Stricta’, Malus baccata ’Street Parade’, Quercus palustris ja Sorbus aucuparia ’Erecta’. Aikaisempien tutkimusten mukaan näiden taksonien kylmänkestävyys olisi riittävä. Koe-puiden toipuminen vuoden takaisesta siirtoistutuksesta oli todennäköisesti vielä kesken ainakin osalla taksoneista, joten seurantaa olisi syytä jatkaa tarkempien johtopäätösten tekemiseksi. Li-säksi seurantaa olisi hyvä tehdä vähintään kahden kasvukauden ajan, jotta ilman lämpötilan vuo-sittaisen vaihtelun merkitystä voitaisiin tutkia. Tutkimuksen perusteella fenologiaseurantaa voisi käyttää kaupunkipuiden soveltuvuuden arvioinnissa täydentävänä tutkimusmenetelmänä.

Boreal peatlands are diverse ecosystems and globally significant carbon sinks. Changes in environmental conditions might alter their vegetation and the amount of carbon fixation. The amount and composition of peatland vegetation is determined by air and peat temperature and hydrology. The air temperature is expected to rise on average by 1,2 – 4,8 °C, increasing the amount of droughts and lowering the water table level of fens by 8 – 14 cm. Fens may be especially vulnerable to changes in environmental conditions because they receive most of their nutrient input through groundwater flow and run-off. The aim of the research was to study the effect of warming and drying on the leaf area, phenology, leaf biomass production and composition of the plant community. The study site was an oligo-mesotrophic fen situated in central Finland. Vegetation was monitored throughout the growing season. The site was divided into a ditched area where the water table was lowered on average by 8 cm and to a pristine area where the water table remained at its natural state. Vegetation monitoring plots were warmed with plastic open top chambers. The walls were tilted inward in order to trap solar radiation inside the chamber, warming the air temperature on average by 2,3 °C. The results indicated that climate warming will affect the vegetation mostly through water level drawdown. Water table drawdown had no effect on the leaf biomass production of the whole plant community but it changed its composition. The amount of sedges remained unchanged and they continued to be the dominant plant group. Lowering of the water table increased the amount of evergeen shrubs and promoted the emergence of decidious shrubs. The amount of herbs dropped significantly because they require a more moist environment. Warming had no effect on leaf biomass production or species composition but it increased the development rate of leaf area until peak leaf area was reached. Water level drawdown on the other hand slowed down the development rate of leaf area. Together warming and water table drawdown increased the length of the growing season of sedges and the whole community. The ecosystem seems to adapt to changing environmental conditions through changes in the plant community composition, leaving the amount of leaf biomass production and carbon fixation unchanged despite the changes. The decrease of the more nutrient dependent species and the increase of species accustomed to more nutrient poor habitats might imply the beginning of gradual ombrotrophication of fens as the climate changes.

Ilmastonmuutos koettelee ankarimmin planeettamme pohjoisia alueita. Näiden alueiden eliöyhteisöt ovat ennestään erityisen herkkiä ympäristön muutoksille. Vaikka arktisen ympäristön fysikaaliset muutokset ovat jo monin paikoin nähtävillä, ovat tiedot näiden muutosten vaikutuksista alueen eliöyhteisöihin ja ekologisiin vuorovaikutussuhteisiin edelleen hyvin puutteelliset. Pohjoisten keväiden aikaistuminen altistaa yhteisöt fenologiselle irtautumiselle, jossa läheisessä ekologisessa vuorovaikutuksessa olevat lajit ajautuvat esiintymisaikojensa suhteen erilleen. Pölyttäjähyönteisen sekä pölytettävän kukkakasvin tapauksessa tästä voi olla seurauksena pölytystehon väheneminen. Tämän ja ilmastomuutoksen muiden seurausten ennustamiseksi käytetään usein nk. ajan ja tilan rinnastus –menetelmää. Menetelmän oletuksena on, että eliöt reagoivat ympäristötekijöihin samalla tavalla, tapahtuivatpa ne sitten ajallisesti tai paikallisesti. Selvittääkseni, onko arktisella alueella havaittavissa fenologista irtautumista, tarkastelen lapinvuokon sekä lajin pölyttäjäyhteisöön kuuluvan 14 hyönteisheimon fenologiaa Koillis-Grönlannissa. Tarkastellakseni, miten ilmaston vaihtelu vuosien välillä kuvastuu hyönteisaktiviteetin ajoittumiseen ja lajiryhmien väliseen vaihteluun, hyödynnän kahdenkymmenen vuoden aikasarjaa (jatkossa: aikasarja-aineisto). Selvittääkseni, miten ilmaston vaihtelu tilassa heijastuu paikallisiin eroihin pölyttäjäaktiviteetin fenologiaan, seuraan hyönteisaktiviteetin ajoittumisen yhden kasvukauden aikana maaston eri osissa (jatkossa: tila-aineisto). Molemmista aineistoista selvitän, mikä ympäristötekijä määrittää voimakkaimmin pölyttäjäyhteisön fenologiaa, keskittyen lumenlähtöpäivään ja lämpösummaan. Lopuksi arvioin, kuinka hyvin ajallinen ja paikallinen ulottuvuus vastaavat toisiaan. Näin pyrin selvittämään sitä, kuinka käyttökelpoinen ajan ja tilan rinnastus –menetelmä on pohjoisten pölyttäjäyhteisöjen tutkimuksessa. Totesin lumenlähtöpäivän selittävän lapinvuokon pölyttäjäyhteisön fenologiaa kokonaisuutena parhaiten. Tämä pätee sekä tila- että aikasarja-aineistossa. Lumenlähtöpäivän ja lämpösumman vaihdellessa eri lajiryhmien ajoitus muuttuu eri tavoin. Muutokset tilassa ja ajassa olivat lapinvuokon tärkeimpien pölyttäjäryhmien kohdalla suhteellisen yhteneväiset, mutta eräiden muiden ryhmien (esim. kukkakärpästen) kohdalla ja samalla koko yhteisön tasolla ennusteet olivat heikompia. Tulokseni osoittavat, että ilmaston vaihdellessa arktisissa yhteisöissä on nähtävissä fenologista irtautumista. Yhteisön sisällä eri lajiryhmät reagoivat sekä lumenlähtöpäivään että lämpösummaan eri tavoin. Tämä altistaa yhteisöjä fenologiselle irtautumiselle ympäristön edelleen muuttuessa. Pölyttäjäfenologiaa tutkittaessa ajan ja tilan rinnastus -menetelmä näyttää toimivan hyvin lapinvuokon ja tämän kasvilajin tärkeimpien pölyttäjäheimojen kohdalla. Koko yhteisön tasolla rinnastuksen ennusteet ovat kuitenkin puutteelliset, sillä joidenkin ryhmien ennusteet eroavat toisistaan merkittävästi sekä ajassa että tilassa. Tulevaisuudessa tulisikin selvittää tarkemmin sitä, kuinka nyt havaittu pölyttäjäyhteisön fenologinen epäyhtenäisyys heijastuu lajien välisiin vuorovaikutussuhteisiin eri trofiatasojen välillä.