Browsing by Subject "metaani"

Metaani (CH4) on yksi tärkeimmästä kasvihuonekaasusta. Sen ilmastoa lämmittävä vaikutus on 100 vuoden lämmi-tyspotentiaalina 28-kertainen hiilidioksidiin verrattuna. Lisäksi metaanin määrä ilmakehässä on yli kaksinkertaistunut esiteollisen ajan alun jälkeen ja sen lähteiden tuntemisessa on puutteita. Ilmakehän metaanista suurimman osan on arveltu olevan peräisin anaerobisissa olosuhteissa tapahtuvasta metanogeneesistä. Boreaaliset metsät on mielletty CH4-nieluiksi maan hapellisessa kerroksessa tapahtuvan metaaninsitoutumisen vuoksi. Myös puut toimivat CH4-lähteinä joko helpottamalla maassa anaerobisesti syntyneen metaanin pääsyä ilmakehään tai tuottamalla sitä itse. Vaikka ensimmäiset havainnot puiden CH4-päästöistä tehtiin jo lähes 20 vuotta sitten, on vasta viimeaikainen tutkimus osoittanut että puiden CH4-päästöt voivat vaikuttaa huomattavasti metsien CH4-taseeseen. Suurimpien arvioiden mu-kaan puiden vapauttaman metaanin osuus on jopa 10–40 % globaalista CH4-budjetista. Puiden CH4-päästöjen tutki-mus on tähän asti suuntautunut enimmäkseen trooppiselle ja temperaattiselle kasvillisuusvyöhykkeelle, mutta tutki-mus boreaalisella kasvillisuusvyöhykkeellä on jäänyt vähäiseksi. Tämän pro gradu -työn tavoitteena on arvioida boreaalisella havumetsävyöhykkeellä tavanomaisesti esiintyvien kah-den puulajin, hieskoivun (Betula pubescens) ja kuusen (Picea abies), CH4-vuota ja sen vaihtelua kasvukauden alussa. Työn aineistona on käytetty 28.4.–11.6.2015 Hyytiälässä kahdella eri koealalla havaittuja puiden ja metsänpohjan CH4-voita, jotka on mitattu hieskoivujen ja kuusien rungoista ja oksista käyttäen suljettua kammiomittausmenetelmää. Koealoina olivat soistunut alue (metsäkortekorpi), jolta valittiin 4 koepuuta (2 hieskoivua, 2 kuusta) ja kivennäismaa-alue (kuivahko kangas), jolta valittiin yksi koepuu (hieskoivu). Tutkimuksissa havaittiin, että sekä hieskoivut että kuuset toimivat CH4-lähteinä rungoista ja oksista, vaikka ne myös ajoittain sitoivat metaania. Havaitut CH4-vuot olivat suuruusluokaltaan hyvin vaihtelevia. Suurimmat CH4-päästöt ha-vaittiin soistuneella kasvupaikalla kasvavien hieskoivujen rungoista, joissa runkopinta-ala kohtaiset päästöt vähenivät eksponentiaalisesti puun pituusprofiilissa tyvestä latvaa, ja rungon tyveltä mitatut suurimmat päästöt myös kasvoivat kevään edetessä. Soistuneella koealalla puiden runkojen CH4-vuo korreloi maalämpötilojen kanssa sekä positiivisesti (hieskoivut) että negatiivisesti (kuuset). Sadekertymän havaittiin korreloivan negatiivisesti koivujen runkojen vuon kanssa. Muilla taustamuuttujilla (esim. ilman lämpötila, säteily, mahlan virtausnopeus) ei ollut havaittavaa yhteyttä puiden CH4-vuohon. Korrelaatioita ei myöskään havaittu kivennäismaakohteella olleen hieskoivun keskiarvoisten CH4-voiden ja taustamuuttujien välillä. Puiden CH4-vuosta tehtiin yleistys metsikkötasolle, mikä osoitti kuusien päästö-jen (6,15 g ha−1 vrk−1) olevan suurempia kuin hieskoivujen päästöt (5,82 g ha−1 vrk−1) johtuen kuusien oksiin sitoutu-neesta suuremmasta biomassan määrästä verrattuna hieskoivuihin. Tästä syystä kuuset voivat olla merkittävämpiä metaanin vapauttajia kuin hieskoivut. Työn tulokset vahvistavat aiempien tutkimusten havainnot puiden CH4-päästöistä ja osoittavat että myös boreaalisen kasvillisuusvyöhykkeen puilla voi olla merkittävä rooli globaalissa CH4-budjetissa, jossa puiden CH4-vuota ei ole tähän asti lainkaan huomioitu. Hieskoivujen ja kuusien erilainen vaste kasvukauden alkuun, maalämpötilaan ja sateisuuteen viittaa puulajien välisiin eroihin CH4-vuota säätelevissä tekijöissä tai metaanin kuljetukseen liittyvässä fysiologiassa.

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.

Due to anoxic conditions and slow decomposition, pristine peatlands are usually considered as sinks of carbon dioxide but sources of methane. After drainage for forestry purposes, carbon dioxide emissions usually start to increase and methane emissions decrease. Nowadays about 830 000 hectares of forestry drained peatlands in Finland are considered as low productive and non-suitable for commercial forestry as they are too nutrientpoor or too wet. Restoration has been seen one way to after-use these areas but its effects on greenhouse gas fluxes, especially on very nutrient-poor bogs, is mainly unknown. The aim of this thesis was to find out the effect of restoration on methane fluxes from low productive nutrient poor raised bogs. Methane fluxes were measured from 14 sites (7 restored, 6 drained, 1 pristine) near Sipoo, Tammela and Parkano during the summers of 2014 and 2015. Also water table level and peat temperature from 5 and 30 cm depth were measured. Vegetation of the gas measurement plots was surveyed using the Braun-Blanquet method in Sipoo and Tammela sites. Restoration (ditch blocking and/or tree removal) was done 4‒22 years before measurements. Restored sites were wetter than drained sites but drier than pristine sites. Peat temperature was higher in the ditches of restored sites and the coverage of cottongrass (Eriophorum vaginatum) increased a little. Both drained and restored sites were methane sources during the growing season. The annual flux of restored sites (4.02 ± 1.21 g m-2 yr-1) was little bit higher than drained sites (2.86 ± 1.57 g m -2 yr-1). The highest flux was measured from pristine sites (8.38 g m-2 yr-1). Methane fluxes from the ditches increased most and they were close to the fluxes from hollows of pristine site. The age of restored site did not affect the methane fluxes although the highest fluxes were measured from the youngest site. The results were not, however, statistically significant due the huge variation within and between the sites. The fluxes of restored sites were closer to the fluxes of pristine peatlands found from literature compared to drained sites, which means that restoration was successful and there was not a big problem for climatic point of view.

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.

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.

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää härkäpapusäilörehun vaikutuksia lypsylehmien syöntiin, maidontuotantoon, dieetin sulavuuteen ja metaanin tuotantoon, kun nurmisäilörehua korvattiin osittain härkäpapusäilörehulla. Säilörehu ja viljat muodostavat lypsylehmien ruokinnan perustan, jota täydennetään valkuaisrehuilla, kuten rypsillä ja rapsilla. Tällä hetkellä nautojen ruokinnassa käytettävät täydennysvalkuaisrehut ovat valtaosin tuonnin varassa. Suomen valkuaisomavaraisuus oli täydennysvalkuaisen osalta vuonna 2018 noin 23 %. Palkokasvien viljelyllä voitaisiin korvata tuontivalkuaista ja nostaa Suomen valkuaisomavaraisuutta. Tutkimus toteutettiin Helsingin yliopiston Viikin opetus- ja tutkimustilan navetassa 26.10.2019 – 17.1.2020. Tutkimuksessa verrattiin ensimmäisen sadon timotei-nurminatasäilörehua seokseen, jossa 2/3 nurmisäilörehusta korvattiin härkäpapusäilörehulla lypsylehmien ruokinnassa. Tutkittavien säilörehujen lisäksi seosrehu sisälsi kauraa, ohraa, härkäpapua, hernettä, melassileikettä, propyleeniglykolia ja kivennäisiä. Seosrehun väkirehun osuus kuiva-aineesta oli 35 %. Lehmille oli vapaasti tarjolla seosrehua. Lypsyn yhteydessä lehmät saivat robotilta maitotuotokseen suhteutetun väkirehuannoksen (4,6–9 kg/pv). Koe toteutettiin jaksokokeena, jossa lehmille annettiin ensin neljän viikon ajan nurmisäilörehua (kontrollirehu). Sen jälkeen lehmille annettiin neljän viikon ajan härkäpapusäilörehun ja nurmisäilörehun seosta (67:33 % kuiva-aineesta). Viimeisellä neljän viikon ruokintajaksolla lehmät saivat taas seosrehussa kontrollinurmisäilörehua. D-arvoltaan korjattu nurmisäilörehu oli sulavampaa (654 g/kg ka) verrattuna härkäpapusäilörehuun (594 g/kg ka). Kokeessa oli mukana yhteensä 10 Ayrshire-lehmää, jotka olivat poikineet vähintään kaksi kertaa. Koelehmät söivät härkäpapusäilörehua 15,1 kg ka/pv, joka oli 2,8 kg ka/pv enemmän kuin nurmisäilörehua. Kokonaiskuiva-aineensyönti oli härkäpapusäilörehulla 3,55 kg ka/pv runsaampaa verrattuna nurmisäilörehuun perustuvan ruokinnan kokonaiskuiva-aineensyöntiin. Härkäpapusäilörehuruokinnalla energiakorjattu maitotuotos ja maidon valkuaistuotos olivat suuremmat nurmiruokintaan verrattuna. Härkäpapuruokinta nosti dieetin kuiva-aineen ja orgaanisen aineen sekä raakavalkuaisen sulavuutta, mutta sillä ei ollut vaikutusta valkuaisen/typen hyväksikäyttöön. Metaanipäästöihin (g/pv) härkäpapuruokinnalla ei ollut vaikutusta. Nurmisäilörehun korvaaminen härkäpapusäilörehulla vähensi metaanin tuotantoa syötyä kuiva-ainekiloa kohti. Tulosten perusteella härkäpapusäilörehu sopii hyvin lypsylehmien ruokintaan. Nurmisäilörehun osittainen korvaaminen härkäpapusäilörehulla lisää lehmien kuiva-aineen syöntiä nostaen lypsylehmien energiakorjatun maidon tuotosta ja maidon valkuaistuotosta.

It is necessary actively seek effective ways to reduce agricultural emissions so that the proportion of agricultural greenhouse gas emissions in total national emissions does not increase. The aim of this study was to evaluate with carbon footprint calculators different options for reducing greenhouse gas emissions of dairy production and the carbon footprint of energy-corrected milk. The scenarios included the changes in the dietary concentrate proportion, the proportion of grass in cultivation, the digestibility of roughage and the level of milk production. In addition, the effect of temperature on methane emissions from manure was examined. Data of a dairy farm located in Central Ostrobothnia from year 2020 were utilized in the study. The assessment was carried out by using the carbon footprint calculator developed by the European Commission and the Valio Carbo® environmental calculator. According to the results of both calculators, the effect of the changes in the concentrate proportion in the diet on the carbon footprint of milk was very small. Reducing the proportion of concentrate in the diet reduced total emissions. Reducing the proportion of rapeseed meal in feeding reduced total emissions more than reducing the proportion of barley. Increasing the proportion of grass in cultivation reduced the carbon footprint of milk and the total amount of greenhouse gas emissions with both calculators. According to the European Commission carbon calculator, increasing grass yield and also increasing the proportion of grain in cultivation reduced the carbon footprint of milk and the total amount of greenhouse gas emissions. With Valio Carbo® environmental calculator, increasing the proportion of grain in cultivation increased the carbon footprint of milk and the total emissions. According to European Commission calculator, the total emissions and the carbon footprint of milk decreased when the digestibility of roughage decreased. The increase of milk production level also clearly reduced the carbon footprint of milk with both calculators. However, the change in the milk production level had only a small effect on the amount of emissions produced. Reducing the conversion factor describing the effect of temperature on methane formation from slurry reduced the carbon footprint of milk. The decrease in the conversion factor reduced the emissions from the manure system by 51.3 percentage and reduced the milk carbon footprint from 1.21 to 1.15 kg CO2e/kg ECM. In conclusion, there are many feasible opportunities to reduce the carbon footprint. The most effective ways to reduce total emissions at farm level are to increase the proportion of grass in cultivation and to increase the yield of grass. Raising the milk production level effectively reduces the carbon footprint, but in the future the calculations must take into account that the dry matter intake is higher as the milk yield increases. The main differences between the calculators are currently in the coefficients they use. When comparing the results given by the calculators, it is important to note that the calculation principles cannot fully take into account the possible opposite effects of different factors. The results should be looked critically with a caution that the results given by different calculators are not directly comparable.

Maissi (Zea mays L.) on lämpimiin olosuhteisiin ja lyhyeen päivään tottunut, runsaasti biomassaa tuottava heinäkasvi. Maissia viljellään laajasti ympäri maailman niin rehu- kuin elintarvikekäyttöönkin, mutta Suomessa sitä viljellään lyhyen kasvukauden vuoksi pääasiassa karkearehun tuottamiseksi nautakarjalle. Suomessa maissin viljely säilörehuksi on lisääntynyt pohjoisiin olosuhteisiin soveltuvien lajikkeiden myötä ja viljelypinta-ala on kasvanut viime vuosien aikana jo yli tuhanteen hehtaariin. Suomessa kasvuaika ei riitä maissin jyväsadon korjaamiseen, joten maissikasvusto korjataan tuleentumattomana säilörehuksi myöhään syksyllä. Maissin ruokinnallinen arvo eroaa nurmesta pienemmän raakavalkuaispitoisuuden ja suuremman tärkkelyspitoisuuden vuoksi. Toisin kuin nurmesta, maissista saadaan korjattua yhdellä korjuulla suuri kuiva-ainesato. Maisterintutkielmassani käsittelen maissisäilörehua lypsylehmien ruokinnassa. Tarkoituksena oli selvittää, miten nurmisäilörehun osittainen korvaaminen maissisäilörehulla vaikuttaa lypsylehmien syöntiin, maitotuotokseen ja metaanintuotantoon. Ruokintakoe järjestettiin Helsingin yliopiston Viikin opetus- ja tutkimustilan pihattonavetassa 18.1.-9.4.2020. Tutkimus oli osa Tulevaisuuden kestävät karkearehuvalinnat (Tukeva) -hanketta. Tutkimus koostui kolmesta neljän viikon jaksosta. Jakson viimeinen viikko oli näytteiden keruuviikko. Ensimmäisellä ja kolmannella ruokintajaksolla karkearehusta 50 % oli maissisäilörehua ja 50 % nurmisäilörehua. Toisella ruokintajaksolla karkearehu oli pelkästään nurmisäilörehua. Lehmät saivat koko kokeen ajan väkirehua robotilta keskimäärin 6,2 kg/pv. Seosrehua oli vapaasti tarjolla ja sen karkearehu-väkirehusuhde kuiva-aineessa oli 65:35. Kokeeseen valittiin kymmenen Ayrshire-rotuista lehmää, joiden poikimisesta oli kokeen alkaessa kulunut keskimäärin 98 pv ja maitotuotos oli keskimäärin 46,6 kg/pv. Maissisäilörehun D-arvo oli 679 g/kg ka, kuiva-ainepitoisuus 351 g/kg ja NDF-pitoisuus 390 g/kg ka. Nurmisäilörehun D-arvo oli 652 g/kg ka, kuiva-ainepitoisuus 361 g/kg ja NDF-pitoisuus 590 g/kg ka. Nurmisäilörehun osittainen korvaaminen maissisäilörehulla lisäsi kuiva-aineen syöntiä 0,9 kg/pv ja tärkkelyksen saantia 1,91 kg/pv. Myös muuntokelpoisen energian saanti (MJ/pv) nousi maissisäilörehuruokinnalla 2,7 %. Maissisäilörehu heikensi dieetin sulavuutta. Kuiva-aineen sulavuus väheni 6,2 % ja kuidun sulavuus 32,5 % maissisäilörehun korvatessa nurmisäilörehua. Maissisäilörehuruokinnalla ei ollut vaikutusta maitotuotokseen tai maidon pitoisuuksiin. Metaanintuotanto (g/pv) väheni n. 5 % maissisäilörehuruokinnalla, mutta ruokinnalla ei ollut vaikutusta metaanintuotantoon per tuotettu energiakorjattu maitokilo (EKM). Maissisäilörehun lisääminen ruokintaan pienensi maidon ureapitoisuutta ja paransi typen hyväksikäyttöä. Maissisäilörehu on hyvä karkearehulähde myös Suomen olosuhteissa ja se voi vähentää lypsylehmien metaanipäästöjä (g/pv), mutta tuotekiloa (g/kg EKM) kohti laskettuna päästövähennystä ei välttämättä saavuteta.

Environmental factors are important tools in constructing methane flux models and estimations. Among the abiotic factors, plants and their functional groups have been noted to have significant effect on methane fluxes for three reasons. First, the vegetation community compositions express their abiotic environmental factors that affect not only the plants, but also local methanogen and methanotroph communities. Second, the vegetation itself might produce methane emissions and have a direct effect on methane balance. Third, the plant functional groups and species have differences in their chemical and physical properties that support different methanogen communities and therefore have an indirect impact on methane fluxes. In this study, methane fluxes of different plant communities were observed during one growing season in northern boreal catchment area in Muonio. Study focuses to determine the link between methane fluxes and abiotic and biotic environmental factors in different vegetation types. Closed chamber technique was used to measure methane and carbon dioxide fluxes from 23 plots every two weeks in period of June-August. Environmental data, such as moisture, temperature species composition etc. were collected from the plots. Vegetation types for each plot were determined via ordination analysis. Linear mixed-effects regression model and generalized additive model were applied and compared to observe the relationships of methane and environmental factors in different vegetation types. Dataset was divided into four vegetation types in clustering analysis: wet fen, pine bog, spruce swamp and forest. The greatest amount (average 5959 µg/m²/h) and biggest range (standard deviation 5285 µg/m²/h) of methane emissions were observed on wettest fen-like study sites. Peatland types in general acted as net methane sources. The driest, forest-like vegetation type acted as a net methane sink. The amount (average -107 µg/m²/h) and range (standard deviation 117 µg/m²/h) of methane fluxes were very moderate in comparison to peatland types. These effects intensified towards the climax of growing season. The most significant environmental factors were mostly abiotic on driest study sites and the whole plant biomass was more significant biotic methane flux regulating factor than plant functional groups. On wetter study sites, the role of abiotic factors decreased, and plant functional group increased. Graminoids were linked to bigger methane emissions especially on wetter study sites. Forest mosses and different shrub types seemed to have a link with lower methane emissions or methane absorption. The effect of other plant functional groups on methane fluxes varied more, and their role remains unclear. None of the environmental factors could estimate the methane flux alone, and the methane budget seems to be a sum of multiple variables in each vegetation type. The role of plant functional groups varied in different vegetation types and was dependent on surrounding vegetation. More research is needed to get better tools to estimate methane balance and to understand the underlying mechanisms in climate and environmental change.

Boreaaliset metsät toimivat tärkeinä metaanin nieluina globaalissa metaaninvaihdossa maaekosysteemien ja ilmakehän välillä. Viimeaikaiset tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että boreaalinen metsä voi ajoittain myös päästää metaania ilmakehään. Myös kasvillisuuden on havaittu voivan päästää metaania. Boreaalisen metsän metaanidynamiikan ja metaanipäästöjen tarkempi selvittäminen on tärkeää ja ajankohtaista, koska metaani on hyvin voimakas kasvihuonekaasu ja sen pitoisuus ilmakehässä kasvaa. Tässä tutkimuksessa tutkin metsänpohjan ja ilmakehän välistä metaaninvaihtoa maakammiomittauksilla. Mittauspaikka sijaitsee Helsingin yliopiston Hyytiälän metsäaseman boreaalisessa mäntyvaltaisessa (Pinus sylvestris) kangasmetsässä, SMEAR II -tutkimusasemalla. Tutkimusta edeltävänä kesänä SMEAR II -asemaa ympäröivän metsän latvuston yläpuolelta mitattiin metaanipäästöjä, joten tämän tutkimuksen erityisenä kiinnostuksen kohteena olivat mahdolliset metsänpohjan metaanipäästöt. Tein mittaukset staattisella kammiomittausmenetelmällä yhteensä 54 kammiolla toukokuusta syyskuuhun alueellisen ja ajallisen vaihtelun selvittämiseksi. Lisäksi tutkin maan lämpötilan ja kosteuden, ilman lämpötilan, sadannan, fotosynteettisesti aktiivisen säteilyn (engl. photosynthetically active radiation, PAR) ja rahkasammalpeitteisyyden (Spaghnum sp.) vaikutusta metaanivoihin. Tutkimus osoitti, että mittausalueen metsän pohja toimi keskimäärin metaanin nieluna, mutta pienet soistuneet alueet päästivät ajoittain huomattavia määriä metaania. Koko mittausjakson keskimääräinen metaanivuo mittausalueella oli −4,0 µmol CH4 m−2 h−1, mikä vastaa aiempien tutkimusten perusteella tyypillistä keskiarvoa boreaalisen metsämaan metaanivuosta. Metaanipäästöjä mitattiin pääasiassa kahdesta mittauspisteryhmästä kesän alkupuolella, jolloin maan kosteus oli suurimmillaan. Maan kosteus ja rahkasammalten (Spaghnum sp.) peittävyys kammion sisällä olivat tärkeimmät metaanivuohon vaikuttavat tekijät. Metaanivoiden todettiin olevan positiivisessa yhteydessä näiden lisäksi myös fotosynteettisesti aktiivisen säteilyn eli PAR-säteilyn kanssa, mikä osoittaa, että kasvillisuus todennäköisesti vaikuttaa metaanivuohon. Maan lämpötila puolestaan oli käänteisesti yhteydessä metaanivoiden kanssa. Metsänpohjan metaanipäästöt tulivat vain osittain samalta suunnalta kuin edellisenä vuonna ekosysteemitasolla havaitut metaanipäästöt. Vaikka metsänpohjan metaanipäästöt olivat paikallisesti hyvin suuria, niitä esiintyi vain hetkellisesti ja siten tämän tutkimuksen perusteella metsänpohja ei vaikuttaisi olevan merkittävä alueellinen metaanin lähde. Edelleen jää selvitettäväksi, mistä mahdolliset metaanipäästöt tulevat ja havaitaanko metaanipäästöjä mastomittauksilla tulevina vuosina. Suuren ajallisen ja paikallisen vaihtelun vuoksi on tärkeää mitata metaanipäästöjä eri vuosina ja eri kokoluokan menetelmillä. Mastomittauksiin ja maakammiomittauksiin perustuvien metaanivoiden keskinäinen vertailu toteutetaan, kun saadaan mittaustuloksia molemmista menetelmistä samanaikaisesti. Näin saadaan tietoa metsän pohjan ja latvuston merkityksestä metsän metaanivuohon.