Browsing by Subject "hiilidioksidi"
Now showing items 1-19 of 19
-
(2013)Does carbon dioxide predict temperature? No it does not, in the time period of 1880-2004 with the carbon dioxide and temperature data used in this thesis. According to the Inter Governmental Panel on Climate Change(IPCC) carbon dioxide is the most important factor in raising the global temperature. Therefore, it is reasonable to assume that carbon dioxide truly predicts temperature. Because this paper uses observational data it has to be kept in mind that no causality interpretation can be made, only predictive inferences. The data is from the years 1880-2004 and consists of carbon dioxide emissions and temperature anomalies, the base period for the anomalies is 1961-1990. The main analysis method is the cointegrated VAR model but also the standard VAR model is used. The variables were tested for possible unit roots and it was found that there were unit roots present. Then the variables were tested for the cointegrating rank and here the analysis divided into three parts. One, with the assumptions that the variables are integrated of order one, a constant as a deterministic term and one cointegrating relation. Two, variables are allowed to be integrated of order two, a linear trend as a deterministic term and one cointegrating relation. Three, based on some weak evidence there was a result that variables weren’t cointegrated and the analysis could be done in differences. In the first the case it the result was that carbon dioxide doesn’t predict temperature but actually temperature predicted carbon dioxide, the second version gave the same result. In the third case neither one of the variables predicted the other one. These results go against the what is considered as the common consensus in the subject matter of climate change.
-
(2022)Permafrost peatlands have a significant role in the global carbon cycle, as they store ca. 185 Pg of carbon. Because of the slow decomposition of organic matter, they have sequestered carbon dioxide from the atmosphere and cooled the climate for thousands of years. However, in anaerobic decomposition also methane – a strong greenhouse gas – is produced. Climate change results in changes in permafrost peatland habitats; distribution and proportional share and these changes also affect the CO2 and CH4 fluxes. In this master’s thesis I compare the net ecosystem exchange and pore water methane concentrations in different microhabitats in the Stordalen palsa mire in Abisko, Sweden. In addition, I review the reported climate change-driven habitat changes in the area and its effects on the CO2 and CH4 fluxes. My results suggest that Sphagnum sp. and Sphagnum fuscum -microhabitats were net sinks of CO2 whereas lichen-, shrub- and Eriophorum-microhabitats were net sources. These results were best explained by the proportional coverage of green vegetation, which was highest in both Sphagnum-microhabitats. No discernible differences were found between pore water methane concentrations in different habitats. Permafrost thawing has increased the occurrence of wet habitats in Stordalen. These habitat changes have increased carbon sequestration in the area but at the same time methane emissions have also increased. Because of this, the radiative forcing of the peatland has changed from negative to positive and the on-going habitat changes will likely continue in future. On a longer timespan though, the radiative forcing will likely switch back to negative as carbon sequestration increases and the effects of the methane emissions decrease.
-
(2022)Permafrost peatlands have a significant role in the global carbon cycle, as they store ca. 185 Pg of carbon. Because of the slow decomposition of organic matter, they have sequestered carbon dioxide from the atmosphere and cooled the climate for thousands of years. However, in anaerobic decomposition also methane – a strong greenhouse gas – is produced. Climate change results in changes in permafrost peatland habitats; distribution and proportional share and these changes also affect the CO2 and CH4 fluxes. In this master’s thesis I compare the net ecosystem exchange and pore water methane concentrations in different microhabitats in the Stordalen palsa mire in Abisko, Sweden. In addition, I review the reported climate change-driven habitat changes in the area and its effects on the CO2 and CH4 fluxes. My results suggest that Sphagnum sp. and Sphagnum fuscum -microhabitats were net sinks of CO2 whereas lichen-, shrub- and Eriophorum-microhabitats were net sources. These results were best explained by the proportional coverage of green vegetation, which was highest in both Sphagnum-microhabitats. No discernible differences were found between pore water methane concentrations in different habitats. Permafrost thawing has increased the occurrence of wet habitats in Stordalen. These habitat changes have increased carbon sequestration in the area but at the same time methane emissions have also increased. Because of this, the radiative forcing of the peatland has changed from negative to positive and the on-going habitat changes will likely continue in future. On a longer timespan though, the radiative forcing will likely switch back to negative as carbon sequestration increases and the effects of the methane emissions decrease.
-
(2023)Opinnäytetyö on tehty osana Suomen metsäkeskuksen esiselvityshanketta Keski-Suomen ensiharvennuksien laadusta. Työssä tarkastellaan Metsäkeskuksen tekemän korjuujäljen laadun seurannan perusteella ensiharvennusmetsiköiden jäävän puuston tunnuksia, pääasiassa runkolukuja. Aineiston avulla simuloitiin OpeMotti-ohjelmistolla puuston kehitys koko kiertoajalle. Mitattuja ensiharvennuskuvioita oli 85, joista simulaatioissa mukana oli 83. Mäntyvaltaisia metsiköitä oli 42, kuusivaltaisia 32 ja koivuvaltaisia 9 kappaletta. Simulaatioiden tuloksista selvitettiin koko kiertoajan muutoksia ensiharvennettujen metsiköiden puuston runkoluvuissa, tilavuudessa, biomassassa ja hiilen sekä hiilidioksidin sidonnassa. Maastomittausten perusteella ensiharvennusten laatu oli heikko. Kaikki kuviot oli harvennettu liian harvoiksi, ja ajouran osuus pinta-alasta oli keskimäärin 28 %. Hakkuuvaurioita tai ajourapainaumia oli alle 3 %. Suositusten mukaisen maastodatan puuttuessa kiertoaikasimuloinnit tehtiin sekä maastodatan että laskettujen suositusarvojen perusteella. Simulaatioita tehtiin yhteensä 166 eri kuviotiedoilla; mitattu data ja suositusdata jokaisesta 83 kuviosta. Simulointien mukaan tarkastettujen ensiharvennettujen kuvioiden runkotilavuus vähenisi kiertoajan aikana 15 % ja biomassan tuotto 14 % verrattuna suositusten mukaisesti ensiharvennettuihin. Vaikka voimakas harvennus hieman nopeutti puuston kasvua, nopeampi kasvu ei korvannut menetettyä puumäärää normaalin kiertoajan aikana. Tulos ei juurikaan muuttunut valtapuulajeittain tarkasteltuna, vaikka puulajien kasvutavat ja -nopeudet erosivat toisistaan. Liian voimakkaat ensiharvennukset saattavat aiheuttaa metsänomistajille tulonmenetyksiä tulevaisuudessa. Simulaatioiden mukaan suositusten mukaan ensiharvennetuista kuvioista voisi saada päätehakkuussa 800–2000 euroa enemmän tuloa hehtaarilta. Suositusten mukaiset kuviot sitoivat hiilidioksidia 15 % ja hiiltä 14 % enemmän kiertoajan aikana. Vaikka esiselvitys oli alueellinen ja verrokkina olleet suositusarvot olivat mallien mukaisia keskiarvoja, tulokset kertovat ensiharvennuksen laadun heikkenemisestä. Ensiharvennuksen voimakkuudella on pitkäaikaiset vaikutukset metsän puuston tilavuuteen ja metsien hiilensidontaan. Koska ensiharvennuksia tehdään liian vähän tarpeeseen nähden, ensiharvennusten oikea-aikainen ja suositusten mukainen tekeminen on hyvin tärkeää. Ongelman korjaamiseen tarvitaan koko metsäalan toimijoiden yhteistyötä, koska syitä ensiharvennusten laadun heikentymiseen on monia.
-
(2023)Opinnäytetyö on tehty osana Suomen metsäkeskuksen esiselvityshanketta Keski-Suomen ensiharvennuksien laadusta. Työssä tarkastellaan Metsäkeskuksen tekemän korjuujäljen laadun seurannan perusteella ensiharvennusmetsiköiden jäävän puuston tunnuksia, pääasiassa runkolukuja. Aineiston avulla simuloitiin OpeMotti-ohjelmistolla puuston kehitys koko kiertoajalle. Mitattuja ensiharvennuskuvioita oli 85, joista simulaatioissa mukana oli 83. Mäntyvaltaisia metsiköitä oli 42, kuusivaltaisia 32 ja koivuvaltaisia 9 kappaletta. Simulaatioiden tuloksista selvitettiin koko kiertoajan muutoksia ensiharvennettujen metsiköiden puuston runkoluvuissa, tilavuudessa, biomassassa ja hiilen sekä hiilidioksidin sidonnassa. Maastomittausten perusteella ensiharvennusten laatu oli heikko. Kaikki kuviot oli harvennettu liian harvoiksi, ja ajouran osuus pinta-alasta oli keskimäärin 28 %. Hakkuuvaurioita tai ajourapainaumia oli alle 3 %. Suositusten mukaisen maastodatan puuttuessa kiertoaikasimuloinnit tehtiin sekä maastodatan että laskettujen suositusarvojen perusteella. Simulaatioita tehtiin yhteensä 166 eri kuviotiedoilla; mitattu data ja suositusdata jokaisesta 83 kuviosta. Simulointien mukaan tarkastettujen ensiharvennettujen kuvioiden runkotilavuus vähenisi kiertoajan aikana 15 % ja biomassan tuotto 14 % verrattuna suositusten mukaisesti ensiharvennettuihin. Vaikka voimakas harvennus hieman nopeutti puuston kasvua, nopeampi kasvu ei korvannut menetettyä puumäärää normaalin kiertoajan aikana. Tulos ei juurikaan muuttunut valtapuulajeittain tarkasteltuna, vaikka puulajien kasvutavat ja -nopeudet erosivat toisistaan. Liian voimakkaat ensiharvennukset saattavat aiheuttaa metsänomistajille tulonmenetyksiä tulevaisuudessa. Simulaatioiden mukaan suositusten mukaan ensiharvennetuista kuvioista voisi saada päätehakkuussa 800–2000 euroa enemmän tuloa hehtaarilta. Suositusten mukaiset kuviot sitoivat hiilidioksidia 15 % ja hiiltä 14 % enemmän kiertoajan aikana. Vaikka esiselvitys oli alueellinen ja verrokkina olleet suositusarvot olivat mallien mukaisia keskiarvoja, tulokset kertovat ensiharvennuksen laadun heikkenemisestä. Ensiharvennuksen voimakkuudella on pitkäaikaiset vaikutukset metsän puuston tilavuuteen ja metsien hiilensidontaan. Koska ensiharvennuksia tehdään liian vähän tarpeeseen nähden, ensiharvennusten oikea-aikainen ja suositusten mukainen tekeminen on hyvin tärkeää. Ongelman korjaamiseen tarvitaan koko metsäalan toimijoiden yhteistyötä, koska syitä ensiharvennusten laadun heikentymiseen on monia.
-
(2014)Purpose of this thesis is to estimate the carbon sequestration potential in eucalyptus plantations in Uruguay. This study also aims to show how beneficial these plantations are for carbon sinks. The aim of this research is calculate total carbon balance in eucalyptus plantations and compare the results to degraded lands. This study is first-of-its-kind study in Uruguay, but not unique globally. The objective was to use a modeling approach to formulate the results. The methodology of this study is based to the dynamic growth model (CO2fix V3.1). Model is developed to calculate and estimate forest carbon fluxes and stocks. In this study the model was utilized for estimating how much carbon is sequestered in eucalyptus plantations and soils. In this thesis the model was used to simulate eucalyptus forest plantations that stem from numerous studies and different data. Ad hoc Excel model was generated to form calculated results from the simulated data. A separate sensitivity analysis is also formulated to reveal a possible different outcome. The framework is based on a stand-level inventory data of forestry plantations provided by the Ministry of Uruguay (MGAP) and companies. Also multiple scientific reports and previous studies were used as guidelines for simulations and results. The forest stand, yield, soil and weather data used for this study are from three different departments. There are over 700 000 hectares of different species of eucalyptus plantations in Uruguay. The theoretical framework was tested computationally with eleven simulations. CO2fix was parameterized for fast-growing eucalyptus species used in different parts of Uruguay. The model gave outputs per hectare and then this result was scaled up to the national level. This study will also estimate how much grassland (Pampa) and former pasture land could sequester carbon. Situation prior to plantation is a baseline scenario and it is compared to the expected carbon sequestration of plantations. The model is also used to calculate the effect of changing rotation length on carbon stocks of forest ecosystem (forest vegetation and soil) and wood products. The results of this study show that currently the 707,674 hectares of eucalyptus plantations in Uruguay have the potential to sequester 65 million tonnes of carbon and reduce 238 million tonnes of CO2. The calculated carbon storage is 38 and simulated 25 million tonnes of C, products are deducted from the equation. During 22 years (1990–2012) the annual carbon sequestration benefit (afforestation-baseline) without products is 1 757 847 Mg C. The results suggest that it is reasonable to establish eucalyptus plantations on degraded, grassland (Pampa) and abandoned pasture land. The implications of the results are that eucalyptus plantations in Uruguay actually enhance carbon sequestration, are carbon sinks and store more carbon than grassland and abandoned pasture land. Plantations have a vast sequestration potential and are important in mitigating of CO2 emission and effects of the climate change. The findings endorse the significance of plantations to increase carbon sinks and this role will broaden in the future. The most relevant findings of this study are that afforestation increases the soil carbon in 10-year rotation plantations by 34% (101.1>75.6) and in 12-year rotation 38% (104.4>75.6 Mg Cha-1) in a 60-year simulation. The net (afforestation-baseline) average carbon stock benefit in the soil is 25.5 Mg C ha?1 in a 60-year simulation. The (CO2Fix) model indicate that the total average carbon sequestration for eucalyptus plantations is 92.3 Mg Cha?1. The average total carbon storage ranges from 25.8–138.5 Mg Cha?1 during a 60-year simulation. The simulations show that the net annual carbon storage in the living biomass is 29.1, 25.5 (soil) and 37.6 Mg C (products) on the average scenario. There is some fluctuation in the sequestration results in other 10 simulations. Previous studies have showed that the average carbon stock for eucalyptus plantations varies from 30–60 Mg C ha-1, when soil and products are deducted. The capacity of forest ecosystems to sequester carbon in the long run could be even more strengthened if a rotation length increases. Extending rotation from 10 to 12 years increased the average soil carbon stock from 25.5 to 28.8 Mg C (by 13%) in 60 year simulation. The results also indicate that mean annual precipitation (MAP) alters the carbon sinks of the forest ecosystem. There are some limitations in this study and they are clearly explained and analyzed. Hence, most of the results are estimations. Ministry and companies need to prolong planting of trees and even intensify annual programs in order to achieve carbon sequestration targets. Further research is needed to get an estimate of the total forest ecosystem carbon storages and fluxes.
-
(2020)Global warming caused by the warming effect of greenhouse gases (GHGs) induces permafrost thaw, which could alter Arctic ecosystems from prominent carbon sinks to potential sources of GHG emissions when polar microorganisms become metabolically more active and have access to carbon compounds that were previously largely unavailable. Polar microbes can have significant contributions to the growing emissions of carbon dioxide (CO2), methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) and therefore, studies on their metabolism are important. The aim of my study was to investigate polar microbial community composition and diversity as well as functional potential that was related to GHG-cycling in a subarctic environment with genome-resolved metagenomics. Soil cores were collected at the Rásttigáisá fell that is located in Northern Norway. After DNA extraction, ten mineral soil samples were sequenced. Metagenome-assembled genomes (MAGs) were reconstructed using either the combination of human-guided binning and automatic binning or human-guided binning only. Taxonomy was assigned to the MAGs and the functional potential of the MAGs was determined. I recovered dozens of good-quality MAGs. Notably, the MAGs from the mostly unknown phyla Dormibacterota (formerly candidate phylum AD3) and Eremiobacterota (formerly candidate phylum WPS-2) were reconstructed. There were MAGs from the following bacterial phyla as well: Acidobacteriota, Actinobacteriota, Chloroflexota, Gemmatimonadota, Proteobacteria and Verrucomicrobiota. In addition to the bacterial MAGs, MAGs from the group of ammonia-oxidizing archaea were recovered. Most of the MAGs belonged to poorly studied phylogenetic groups and consequently, novel functional potential was discovered in many groups of microorganisms. The following metabolic pathways were observed: CO2 fixation via the Calvin cycle and possibly via a modified version of 3-hydroxypropionate/4-hydroxybutyrate cycle; carbon monoxide oxidation to CO2; CH4 oxidation and subsequent carbon assimilation via serine pathway; urea, ammonia and nitrite oxidation; incomplete denitrification as well as dissimilatory nitrate reduction to ammonium. My study demonstrates how genome-resolved metagenomics provides a valuable overview of the microbial community and its functional potential.
-
(2019)Peatlands are significant pools of carbon and nitrogen. Forestry-drained peatlands have lower methane emissions than undisturbed peatlands, but emissions of carbon dioxide and nitrous oxide increase after ditching. The effect of ditching on the emissions of peat is stronger on nutrient-rich peatlands than on nutrient-poor peatlands. However, the growing vegetation and wood production form a large carbon sink. So far, forestry-drained peatlands have mainly been carbon sinks in Finland. There are 4.6 million hectares of forestry-drained peatlands in Finland. Ditching peatlands for forestry started in the beginning of the 20th century, and was on its height from 1960s to 1980s. Forestry-drained peatlands are reaching maturity now, but there is little knowledge about the effect of forest management practices on greenhouse gas emissions from forestry-drained peatlands. The purpose of this study is to investigate the effect of logging residues on emissions of carbon dioxide, methane and nitrous oxide from forestry-drained peatlands. Greenhouse gas emissions were measured from the nutrient-rich peatland Lettosuo in Tammela that was drained for forestry in 1969. In early spring of 2016, dominant pine trees were harvested to make room for spruce undergrowth. During the harvest, the harvester formed piles of logging residues on its tracks to avoid erosion of the soil. Five plots were established and measurements taken with the closed-chamber method during 2016-2017. On each of the five plots, two chamber collars were installed on the machine’s tracks, full of logging residues, and other two collars were installed outside of the tracks with little to no logging residues. In addition to greenhouse gas emissions, the dry mass of the logging residues, temperature and groundwater level were measured. Carbon dioxide emissions from residue-covered collars was measured at 0.81–0.88 g m-2 h-1. The fluxes were 1.5-2 times larger than on the control collars (0.40–0.54 g m-2 h-1). A kilogram of logging residues raised the emissions by 0.10 ± 0.01 g m-2 h-1. Compared to the dry mass of branches, the dry mass of needles increased the emissions fourfold. On plots 1-4, the collars installed in the groove of the harvester’s tracks were the only sources of methane by 0.0055 mg m-2 h-1. The methane flux of the other collars varied between -0.0035 and 0.0136 mg m-2 h-1. A kilogram of logging residues raised methane fluxes by 0.003 ± 0.001 mg m-2 h-1. Again, the effect of needles was quadruple as compared to branches. Plot #5 was investigated separately due to the Eriophorum vaginatum that had grown inside the collars. On all plots, nitrous oxide emissions didn’t significantly differ from collar to collar, even though emissions measured from logging-residue covered collars (0.20–0.30 mg m-2 h 1) were two to three times larger than on the other collars (0,10 mg m-2 h-1). Logging residues and the mechanical impact of the harvester on the peat soil increase emissions of carbon dioxide and methane. Emissions of nitrous oxide also increase, but the variance of measured emissions and the small sample size rendered the results statistically insignificant.
-
(2019)Suot ovat merkittäviä hiilen ja typen varastoja. Ojitettujen soiden metaanipäästöt ovat alhaisemmat kuin luonnontilaisten, mutta turpeen typpioksiduuli- ja hiilidioksidipäästöt lisääntyvät ojituksen jälkeen. Ravinteikkailla soilla ojituksen vaikutus turpeen kasvihuonekaasupäästöihin on suurempi kuin vähäravinteisilla soilla. Ojitetun suon kasvava kasvillisuus ja puusto muodostuvat suureksi hiilinieluksi. Metsäojituksilla on Suomessa toistaiseksi ollut pääasiassa ilmastoa viilentävä vaikutus. Suomessa on metsätaloudelle ojitettuja soita noin 4,6 miljoonaa hehtaaria. Soiden metsäojitus alkoi 1900-luvun alussa ja oli kiihkeimmillään 1960–1980-luvuilla, joten turvekankaat ovat nyt nuoria tai varttuneita kasvatusmetsiä. Metsätaloudellisten toimenpiteiden vaikutuksesta ojitettujen soiden kasvihuonekaasuihin on vain vähän tutkimustietoa. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, miten hakkuutähteet vaikuttavat ojitetun suon hiilidioksidi-, metaani- ja typpioksiduulipäästöihin. Kasvihuonekaasuja mitattiin vuosien 2016–2017 ajan viidellä koealalla suljetun kammion menetelmällä Tammelan Lettosuolla, joka on 1969-vuoden uudisojituksen jälkeen vaihettunut mustikkaturvekankaaksi. Kevättalvella 2016 Lettosuolla suoritettiin kuusialikasvoksen vapauttamiseen tähtäävä hakkuu, jossa poistettiin kaikki valtapuumännyt. Hakkuiden aikana metsäkone karsi puista hakkuutähteet ajourille. Jokaisella koealalla ajouralle perustettiin kaksi hakkuutähteellistä kauluskäsittelyä, ajouran viereen yksi vähätähteinen kauluskäsittely ja yksi hakkuutähteetön kauluskäsittely. Kasvihuonekaasujen lisäksi hakkuutähdekauluskäsittelyiltä mitattiin hakkuutähteiden kuivamassa, ilman lämpötila sekä pohjavedenpinta. Hakkuutähteiden peittämillä kauluksilla hiilidioksidipäästöt olivat 0,81–0,88 g m-2 h-1. Päästöt olivat 1,5–2-kertaisia hakkuutähteettömiin kauluksiin verrattuna (0,40–0,54 g m-2 h-1). Kilo hakkuutähteiden kuivamassaa nosti hiilidioksidipäästöjä 0,10 ± 0,01 g m-2 h-1. Neulasmassa nosti päästöjä neljä kertaa enemmän kuin oksamassa. Koealoilla 1–4 kaulukset, jotka olivat jääneet metsäkoneen renkaan painamaan uraan, olivat ainoita metaanin lähteitä (0,0055 mg m-2 h-1). Muiden kaulusten metaanivuo vaihteli -0,0035 ja -0,0136 mg m-2 h-1 välillä. Kilo hakkuutähdemassa nosti metaanipäästöjä 0,003 ± 0,001 mg m-2 h-1. Neulasmassan vaikutus oli nelinkertainen oksamassaan verrattuna. Koeala 5 tutkittiin metaanipäästöjen osalta erikseen, sillä koealalle kasvaneet tupasvillat vaikuttivat tuloksiin merkittävästi. Kauluskäsittelyjen typpioksiduulipäästöt eivät eronneet toisistaan tilastollisesti merkitsevästi, vaikka hakkuutähteellisiltä kauluskäsittelyiltä (0,20–0,30 mg m-2 h 1) mitattiinkin kaksin- tai kolminkertaisia päästöjä hakkuutähteettömiin kauluksiin (0,10 mg m-2 h-1) verrattuna. Hakkuutähteet ja metsäkoneen mekaaninen vaikutus turpeeseen lisäävät hiilidioksidi- ja metaanipäästöjä ravinteikkailla ojitetuilla soilla voimakkaan harvennuksen yhteydessä. Myös typpioksiduulipäästöt lisääntyvät, mutta vuon suuri satunnaisvaihtelu ja pieni otanta tekivät tuloksesta tilastollisesti merkityksettömän tässä tutkimuksessa.
-
(2019)Soilla on merkittävä rooli hiilen (C) varastoinnissa sekä kasvihuonekaasujen, kuten hiilidioksidin (CO2) vaihdossa. Suoekosysteemeissä kasvit sitovat yhteytyksessään ja vapauttavat hengityksessään hiilidioksidia. Hiilidioksidia vapautuu takaisin ilmakehään lisäksi hajottajien hengityksen tuotteena. Nettomääräisesti luonnontilaiset suot sitovat hiilidioksidia, koska korkea pohjavedenpinnan taso rajoittaa maahan kertyvän orgaanisen aineen, eli turpeen hajotusta. Turpeesta vapautuvan hiilidioksidin määrä on kuitenkin muuttunut olennaisesti soiden ojituksen seurauksena, kun pohjavedenpinnan lasku on lisännyt hapellisen hajotuksen määrää turpeessa. Suomessa tehtiin runsaasti metsäojituksia erityisesti 1960–1970-luvulla. Nämä ojitetut turvemaat ovat tänä päivänä harvennushakkuiden ja kunnostusojituksen tarpeessa, mutta mittaustieto näiden toimenpiteiden välittömistä vaikutuksista hiilikaasujen vaihtoon on yhä vähäistä. Tietoa suometsien käytön ilmastovaikutuksista eri metsänhoitotoimien yhteydessä tarvitaan lisää. Tämän tutkielman tarkoitus oli selvittää vaikuttavatko harvennushakkuu ja kunnostusojitus metsäojitetulla suolla hiilidioksidivuohon ja sitä sääteleviin ympäristötekijöihin (pohjavedenpinnan taso, turpeen lämpötila). Tutkimusaineisto kerättiin Hyytiälän metsäasemalla Juupajoella sijaitsevalta metsäojitetulta suolta vuosina 2010–2013 ja 2015. Hiilidioksidivuota mitattiin suljetun kammion menetelmällä kasvillisilta mittauspisteiltä kokonaishengityksenä (RTOT) ja kasvittomilta heterotrofisena hengityksenä (RHET) seitsemällä koealalla. Harvennushakkuu tehtiin joulukuussa 2011 ja kunnostusojitus elokuussa 2012. Harvennushakkuulla ja kunnostusojituksella oli selvä vaikutus pohjavedenpinnan tasoon erityisesti ohutturpeisella koealalla. Harvennushakkuu nosti pohjavedenpintaa ja kunnostusojitus laski sitä hakkuuta edeltävälle tasolle tai sen alle. Turpeen lämpötilan suhteen toimenpiteiden vaikutus jäi vähäiseksi ja epäselväksi. Turpeen lämpötilassa ei ollut merkittäviä eroja vuosien tai koealojen välillä. Sekä turpeen lämpötila että pohjavedenpinnan taso säätelivät hiilidioksidivuota. Pohjavedenpinnan tason muutokset vaikuttivat kuitenkin voimakkaammin hiilidioksidivuohon kuin turpeen lämpötilan muutokset etenkin rehevämmillä kasvupaikoilla. Hiilidioksidivuo reagoi selvästi toimenpiteisiin rehevämmillä kasvupaikoilla. Vuotuiset ennustetut hiilidioksidivuot vaihtelivat vuosina 2011–2014 välillä 711–2414 g CO2 m-2 v-1 (RHET) ja 1604–3519 g CO2 m-2 v-1 (RTOT) kasvupaikasta riippuen. Vuotuisissa CO2-voissa oli selvää vaihtelua kasvupaikkojen välillä: rehevämmillä turvekangastyypeillä CO2-vuon määrä sekä vuosien välinen vaihtelu olivat suuremmat kuin karummilla. Harvennushakkuu ja kunnostusojitus yhdessä toteutettuna voivat tämän tutkimuksen perusteella lisätä merkittävästi hengityksestä aiheutuvaa hiilidioksidivuota metsäojitetulla suolla erityisesti rehevillä ja ohutturpeisemmilla kasvupaikoilla. Karummilla ja paksuturpeisilla kasvupaikoilla toimenpiteiden vaikutus näyttää sen sijaan jäävän vähäiseksi. Harvennushakkuu yksinään voi kuitenkin vähentää hiilidioksidivuota suon pinnasta nostaessaan pohjavedenpinnan tasoa.
-
(2013)Boreal peatlands contain approximately one third of the global soil carbon and are considered net sinks of atmospheric CO2. Water level position is one of the main regulators of CO2 fluxes in northern peatlands because it controls both the thickness of the aerobic layer in peat and plant communities. However, little is known about the role of different plant functional groups and their possible interaction with changing water level in boreal peatlands with regard to CO2 cycling. Climate change may also accelerate changes in hydrological conditions, changing both aerobic conditions and plant communities. To help answer these questions, this study was conducted at a mesocosm facility in Northern Michigan where the aim was to experimentally study the effects of water levels, plant functional groups (sedges, shrubs and mosses) and the possible interaction of these on the CO2 cycle of a boreal peatland ecosystem. The results indicate that Ericaceous shrubs are important in the boreal peatland CO2 cycle. The removal of these plants decreased ecosystem respiration, gross ecosystem production and net ecosystem exchange rates, whereas removing sedges did not show any significant differences in the flux rates. The water level did not significantly affect the flux rates. The amount of aboveground sedge biomass was higher in the low water level sedge treatment plots compared to the high water level sedge plots, possibly because the lowered water level and the removal of Ericaceae released nutrients for sedges to use up.
-
(2021)Tämän tutkielman kirjallisuuskatsaus käsittelee karbamaattien synteesimenetelmiä. Työssä käydään kevyesti läpi klassisia menetelmiä, joita ovat fosgeeniin pohjautuvat menetelmät, metallikatalysoidut reaktiot ja toisiintumisreaktiot. Moderneihin hiilidioksidiin pohjautuviin menetelmiin syvennytään tarkemmin. Läpi käydäänkin hiilidioksidin ja amiinin reaktio vedessä, orgaanisessa liuottimessa sekä superemästen avustamana. Erilaisia metodeja syklisten ja asyklisten karbamaattien valmistukseen esitellään alkyylihalideilla, epoksideilla, allyyli- ja propargyyliamiineilla sekä aminoalkoholeilla. Lopuksi tarkastellaan hieman karbamaattien atsa-Michael-reaktiota. Kokeellisessa osassa esitellään uusi stereoselektiivinen metodi 5-, 6-, ja 7-renkaisten karbamaattien valmistukseen hiilidioksidista ja aminoalkoholeista propyylifosfonianhydridin (T3P) avustamana. Karbamaattien saannot olivat hyviä.
-
(2020)Orgaanisia eli eloperäisiä lannoitteita käyttämällä voidaan vähentää lannoitteiden valmistuksessa tarvittavan energian määrää sekä neitseellisten raaka-aineiden käyttöä. Niitä voidaan valmistaa esimerkiksi erilaisista jätemateriaaleista, teollisuuden sivujakeista ja eläinten lannasta, joten niiden käyttö tukee kiertotaloutta ja kestävää kehitystä. Orgaanisissa lannoitteissa ravinteet eivät kuitenkaan ole sellaisenaan kasveille käyttökelpoisia, vaan lannoitteiden pitää ensin mineralisoitua, jotta ravinteet vapautuvat. Mineralisaatioon kuluvaan aikaan ja prosessin voimakkuuteen vaikuttavat maaperän olosuhteet, minkä vuoksi lannoitusvaikutuksen ennustaminen voi olla vaikeampaa kuin epäorgaanisia mineraalilannoitteita käytettäessä. Orgaanisten lannoitteiden käytön yleistymiseksi on tärkeää tuntea erilaisista materiaaleista valmistettujen lannoitteiden ominaisuudet sekä niiden väliset erot. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, eroavatko broilerinlantaan ja verijauhoon pohjautuvat orgaaniset lannoitteet toisistaan kasveille käyttökelpoisen typen ja fosforin vapautumisen suhteen. Lisäksi selvitettiin lannoitteiden vaikutusta maan hiilidioksidin (CO2) ja typpioksiduulin (N2O) tuottoon. Tutkimuksen tuloksia voidaan käyttää apuna valittaessa sopivaa lannoitetta vastaamaan kasvin kulloistakin ravinnetarvetta kasvukauden eri ajankohtina sekä pyrittäessä minimoimaan maan ravinnetappiot. Tutkimus toteutettiin kontrolloiduissa laboratorio-olosuhteissa neljän viikon muhitus- eli inkubointikokeen avulla kuudella eri orgaanisella lannoitteella, joiden määrä vakioitiin typen suhteen (200 mg N kg-1 maata). Lannoitteet käytettiin niiden myyntimuodossa eli rakeena, ja lisäksi testattiin rakeen jauhamisen vaikutusta yhdellä lannoitteella. Liukoisen typen pitoisuus oli broilerinlantapohjaisilla lannoitteilla kokeen alussa selvästi korkeampi kuin verijauhollisilla lannoitteilla. Ammoniumtypen pitoisuudet olivat kaikilla lannoitteilla korkeimmillaan kokeen kahden ensimmäisen viikon aikana, jonka jälkeen ne laskivat hyvin matalalle tasolle mitä ilmeisimmin tehokkaan nitrifikaation vuoksi, koska nitraattipitoisuudet nousivat selvästi kokeen edetessä. Lannoitteiden sisältämä kaliumsulfaatti vaikutti hieman estävän nitrifikaatiota verijauhottomilla lannoitteilla. Fosforin vapautumisessa lannoitteiden välillä ei juurikaan havaittu eroa. Mineralisaation tehokkuudesta kertova hiilidioksidin tuotto oli kokeen alussa voimakkainta lannoitteilla, jotka eivät sisältäneet verijauhoa, kun taas verijauhollisilla lannoitteilla korkeimmat tuotot havaittiin noin viikko kokeen aloituksesta; erot lannoitteiden välillä kuitenkin tasaantuivat varsin nopeasti kokeen jatkuessa. Typpioksiduulin tuotto oli matalaa koko kokeen ajan muilla paitsi verijauhollisilla lannoitteilla, joiden sisältämästä typestä poistui kokeen aikana N2O:na ~ 5-10 %. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että broilerinlantaan ja verijauhoon pohjautuvien orgaanisten lannoitteiden välillä on jonkin verran eroja ja eri raaka-aineet vapauttavat kasveille käyttökelpoista typpeä eri tahdissa ja erilaisia määriä. Lannoitteiden oikealla yhdistelmällä ja lannoitusajankohtien suunnittelulla voidaan pyrkiä optimoimaan kasveille käyttökelpoisten ravinteiden määrää maassa kasvin tietyn hetken tarpeeseen nähden. Jatkotutkimus peltomittakaavassa olisi hyödyllistä tavanomaisilla lannoitusmäärillä, koska nyt tehdyn laboratoriokokeen lannoitustaso oli huomattavasti tavanomaista peltokasveille annettavaa lannoitustasoa korkeampi. Lisäksi saataisiin tietoa kasvin mukanaolon sekä kentällä vallitsevien olosuhteiden vaikutuksesta ravinteiden vapautumiseen lannoitteista.
-
(2011)Suomessa uudistettiin vuoden 2008 alussa uuden henkilöauton oston yhteydessä maksettava autovero sekä vuosittainen ajoneuvovero hiilidioksidipäästöihin perustuviksi. Uudistuksen taustalla olivat Euroopan unionin tavoitteet hiilidioksidipäästöjen vähentämisestä sekä jäsenmaiden autoverotuksen yhdentämisestä. Uudistuksessa verojen määrät sidottiin auton ominaishiilidioksidipäästöihin (g/km) ja autoveron keskimääräistä tasoa laskettiin kuudenneksella. Tutkimuksessa tarkasteltiin auto- ja ajoneuvoverojen uudistuksista käytyä sanomalehtikeskustelua. Media vaikuttaa keskeisesti julkisen keskustelun aiheiden ja painotusten määrittelyyn sekä sosiaalisen todellisuuden rakentamiseen. Autoverouudistuksesta käyty sanomalehtikeskustelu antaa siis osviittaa siitä, miten uudistukseen suhtauduttiin ja minkälaisena liikenteen aiheuttamien ympäristöongelmien ratkaisukeinona se koettiin yhteiskunnassa. Tutkimuksen aineistoksi valikoitiin 131 Suomen laajalevikkisimmässä sanomalehdessä, Helsingin Sanomissa, julkaistua autoverouudistusta ja ympäristöaiheita käsittelevää artikkelia. Aineisto käsiteltiin sisällönanalyysillä, jossa aineisto luokiteltiin 67 muuttujan avulla. Lisäksi aineistosta tarkasteltiin laadullisia ominaisuuksia. Autoverouudistuksen suunnittelun ja toimeenpanon yhteydessä kirjoiteltiin paljon henkilöautojen päästöistä ja niiden vähentämisestä. Kirjoittelu jäi kuitenkin yleiselle tasolle, eikä eri päästöjä eroteltu tai päästöjen määriin vaikuttavia tekijöitä analysoitu. Autoverouudistus näyttäytyi Helsingin Sanomien artikkeleissa hyvin toimivana liikenteen aiheuttamien ympäristöongelmien hallintakeinona, vaikka uudistukseen liittyi sekä päästöjä vähentäviä että niitä lisääviä ominaisuuksia. Autoverouudistuksen näyttäytymiseen tehokkaana liikenteen päästöjen hallintakeinona vaikutti kirjoittelun keskittyminen lähitulevaisuuden vaikutuksiin, pitkän aikavälin seurausten jäädessä vähemmälle huomiolle. Keskustelua ei myöskään käyty kovin kokonaisvaltaisesti, sillä kirjoituksissa käsiteltiin lähinnä ihmisten toimintaan liittyviä aiheita ekologiseen ympäristöön kohdistuvien vaikutusten jäädessä vähälle huomiolle. Lisäksi käytyyn keskusteluun vaikutti valtiovarainministeriön menettely, jossa tietoja autoveron muuttamisesta ei annettu julkisuuteen lakimuutoksen valmistelun aikana. Tämä vähensi kansalaisten mahdollisuuksia esittää näkemyksiään tulevaan uudistukseen.
-
(2016)Climate change, global warming and depleting fossil fuel reserves together with the globally increasing energy consumption have resulted in a need for new carbon neutral technologies to produce and store renewable energy. Microbiologial methanation of hydrogen and carbon dioxide is a promising carbon neutral technology to store renewable electricity as methane gas. Methane has the largest temporal and quantitative energy storage capacity of all the current energy storage pathways. There is also a globally increasing demand for carbon neutral transportation fuels and methane gas can be utilized in the existing natural gas infrastructure and combustion engines. The aim of this thesis was to study the methanation of hydrogen and carbon dioxide in a new type of a fixed bed reactor. A reactor in volume of 4 l was packed with support mixture consisting of vermiculite and perlite. Peak methane production rate of 0.15 l CH4 / h / 1 l reactor volume was achieved while the peak treatment power was 1.6 W / l. Hydrogen conversion rate during these achieved peak numbers was 25 %. Higher hydrogen conversion rate of 92 % was achieved in a stable operaton while the methane production rate was 0.03 l l CH4 / h / 1 l reactor volume and treatment power was 0.35 W/l. A simple and cost effective reactor structure for methanation of carbon dioxide and hydrogen is a promising way to store renewable energy and produce carbon neutral transportation fuels. Stable operation with high methane production rates and optimization of the reactor remains to be achieved. Present study was a part of a larger research project of the Natural Resources Institute Finland regarding the fixed bed reactor technology.
-
(2020)Tämä tutkielma käsittelee hiilidioksidin käyttöä hiilen lähteenä orgaanisten yhdisteiden valmistuksessa, kun tarkoitus on luoda uusi sidos hiilidioksidin sisältämän hiilen ja toisen yhdisteen sisältämän hiiliatomin välille. Hiilidioksidin käyttö lähtöaineena on perusteltua sen ympäristövaikutusten sekä helpon saatavuuden ja uusiutuvuuden vuoksi. Tutkielman kirjallisuusosuudessa käsitellään ensin hiilidioksidin aktivoinnin perusteita ja hiilidioksidin muokkausta peruskemikaaleiksi. Tarkemmin perehdytään nikkeli- ja kuparikatalysoituihin alkeenien ja alkyynien karboksylaatioreaktioihin, joissa käytetään hiilidioksidia karboksylaatioreagenssina. Tutkielmassa painotetaan katalyyttisten reaktioiden mekanismeja sekä erilaisten ligandien vaikutusta esiteltäviin mekanismeihin ja katalyyttien aktiivisuuksiin. Erilaisten apuaineiden kuten pelkistimien vaikutusta reaktioiden suotuisuudelle käsitellään myös. Kirjallisuusosuuden lopussa perehdytään makrosyklisiin kuparikomplekseihin, joiden avulla on onnistuttu luomaan uusi hiili-hiili-sidos kahden hiilidioksidimolekyylin välille, mikä toimi lähtökohtana tutkielman kokeelliselle osuudelle. Tutkielman kokeellisessa osuudessa tutkittiin kirjallisuusosuuden lopussa esitettyä kuparikompleksia ja siinä käytettyjen ligandien muokkausta. Muokattujen ligandien vaikutusta kompleksin reaktiivisuuteen hiilidioksidin kanssa tutkittiin. Tarkoituksena oli kasvattaa kompleksin kuparikeskusten välimatkaa, jotta reaktiossa mahdollisesti muodostuva oksalaatti ei olisi yhtä tiukasti kiinni kuparissa. Reaktioita analysoitiin UV-vis-spektrometrisesti sekä onnistuneen kiteytyksen kohdalla röntgendiffraktiolla. Tutkimuksessa todennettiin jo julkaistun kompleksin reagointi ilman sisältämän hiilidioksidin kanssa, mutta uusien reagoineiden tai reagoimattomien kompleksien rakennetta ei onnistuttu varmistamaan.
-
Pitkäaikaisen lannoituksen vaikutukset ombrotrofisen suon hiilidioksidivirtoihin ja kasvillisuuteen (2019)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.
-
Pitkäaikaisen lannoituksen vaikutukset ombrotrofisen suon hiilidioksidivirtoihin ja kasvillisuuteen (2019)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.
-
(2013)Kaakkois-Aasiassa sijaitsee yli puolet maailman trooppisista soista, joiden kokonaispinta-ala on 0,44 milj. km-2. Viime vuosikymmeninä luonnontilaisten trooppisten suosademetsien muuttaminen muuhun käyttöön on kasvanut huomattavasti: Kaakkois-Aasian trooppisten soiden alkuperäisestä pinta-alasta noin 60 % on kuivatettu ja vain noin 10 % on enää luonnontilassa. Maankäyttömuutos Kaakkois-Aasian trooppisilla soilla on merkittävä kasvihuonekaasupäästöjen lähde ja on arvioitu että vuosittain kuivatetuilta soilta vapautuu 600 – 700 Mt hiilidioksidia turpeen hajoamisesta. Huolimatta maankäyttömuutosten laajuudesta trooppisia soita ja niillä tapahtuvia prosesseja on tutkittu varsin vähän verrattuna muiden ilmastovyöhykkeiden soihin. Kasvihuonekaasupäästöjen tutkimus on tähän asti pääasiallisesti ollut selvittää pistemäisillä mittauksilla maankäyttömuodon ja päästöjen välistä yhteyttä. Lukuun ottamatta vedenpinnan syvyyden ja kasvihuonekaasujen yhteyden tarkastelua, tutkimuksissa ei ole juuri paneuduttu muiden ympäristötekijöiden tai turpeen ominaisuuksien vaikutuksiin turpeen hajotusnopeuteen. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää maankäyttömuutoksen aiheuttaman turpeen lämpötilan nousun vaikutusta turpeen hajotuksesta johtuviin hiilidioksidi-, metaani- ja typpioksiduulivoihin kuivatetuilla turvemailla. Maankäyttömuutosta simuloitiin kahdella eri maankäyttöhistorian omaavalla turvemaalla, maatalousmaalla sekä useasti palaneella avoturvemaalla, keinotekoisella varjostuksella, jonka avulla turpeeseen muodostui lämpötilaeroja. Lisäksi tutkittiin onko lannoituksella vaikutusta turpeen hajotuksen ja hajotuksen lämpötilavasteeseen, sillä ravinnelöyhät turvemaat vaativat lannoitusta satojen tuottamiseksi. Hiilidioksidivuo määritettiin kahdella menetelmällä: infrapunaspektrometrisellä sekä kaasukromatografisella menetelmällä. Metaani ja typpioksiduulivuot määritettiin kaasukromatografisesti. Turpeen lämpötilaa mitattiin useilta syvyyksiltä automaattisilla lämpötila-antureilla tunnin välein ja käsikäyttöisillä lämpömittareilla kaasumittausten yhteydestä. Lisäksi kaasumittausten yhteydessä mitattiin vedenpinnan taso sekä otettiin turvenäytteet josta määritettiin turpeen vesipitoisuus, pH ja tiheys. Lämpötilalla havaittiin olevan merkittävä vaikutus hiilidioksidivoihin maatalousmaalla, jossa turpeen pintalämpötilan 10 °C nousun havaittiin pitkän aikavälin hiilidioksidivoiden keskiarvoilla kaksinkertaistavan hajotuksen. Lannoitus lisäsi keskimääräisiä hiilidioksidipäästöjä maatalousmaalla noin 40 %:lla, mutta vähensi niitä palaneella avoturvemaalla. Lannoituksen havaittiin lisäävän lämpötilan vaikutusta hajotukseen huomattavasti maatalousmaalla; hiilidioksidivuot hajotuksesta kymmenkertaistuivat koealan lannoitetussa lohkossa turpeen lämpötilan kasvaessa 10 °C:lla. Palaneella turvemaalla hiilidioksidivuon lämpötilavastetta ei havaittu. Metaanilla ja typpioksiduulilla lämpötilavastetta ei havaittu, vaan vedenpinnan taso vaikutti olevan lämpötilaa huomattavasti merkittävämpi kaasuvoiden suuruutta säätelevä tekijä. Lannoitus lisäsi typpioksiduulipäästöjä merkittävästi maatalousmaalla, mutta ei palaneella avoturvemaalla. Lannoituksella ei ollut vaikutusta metaanipäästöjen suuruuteen. Erojen hajotuksesta johtuvien hiilidioksidipäästöjen lämpötilavasteessa koealojen välillä oletetaan johtuvan erilaisesta maankäyttöhistoriasta. Maatalousmaalla turvetta on lannoitettu pitkä aika kun palanutta avoturvemaata ei ole lannoitettu koskaan. Lannoitus on saattanut muuttaa maatalousmaan maaperän mikrobistoa niin, että se pystyy hajottamaan pitkälle hajonnutta, hyvin ligniinipitoista, turvetta tehokkaammin sekä hyödyntämään lisätyt mineraaliravinteet hajotustoiminnassa. Turpeesta mitatut ympäristötekijät (pH, tiheys, vesi- ja ravinnepitoisuus) eikä turpeen aiemmin mitattu kemiallinen koostumus selittänyt eroa lämpötilavasteessa koealojen välillä. Jos hiilidioksidin lämpötilavaste pitkällä aikavälillä on havaittua suuruusluokkaa, lämpötila saattaa olla merkittävä turpeen hajotukseen vaikuttava tekijä ainakin pitkään lannoitetuilla turvemailla. Lisätutkimusta hajottajaeliöstön mahdollisista eroista ja pidempi aikaisia mittauksia lämpötilan vaikutuksesta hajotukseen kuitenkin tarvitaan erilaisilta maankäyttömuodoilta ja kuivatussyvyyksiltä lämpötilavasteen selvittämiseksi tarkemmin.
Now showing items 1-19 of 19