Aapasuon kasvillisuus ja sen vaikutus hiilidioksidin vaihtoon

Aapasuot ovat tärkeitä hiilinieluja, joiden hiilidioksidin vaihto suon ja ilmakehän välillä perustuu kasvien yhteyttämiseen ja hengitykseen sekä turpeen ja muun kuolleen orgaanisen aineksen hajoamiseen mikrobitoiminnan seurauksena. Kasvien yhteyttämistehoon vaikuttavat paitsi ympäristötekijät myös kasvien lehtipinta-ala ja biomassa sekä niiden kehitys. Aapasoiden kasvien kehitystä eli fenologiaa ja funktionaalisten ryhmien biomassaa sekä lehtialaindeksiä on tutkittu melko vähän Suomessa, mikä tekee niistä mielenkiintoisen ja tärkeän tutkimuskohteen. Tässä työssä tutkittiin aapasuon kasviyhteisöjen lajistoa, kehitystä ja näiden vaikutusta hiilidioksidivaihtoon suon ja ilmakehän välillä. Työn tarkoituksena oli mitata kasvien ja suotyyppien biomassaa ja lehtialaindeksiä sekä selvittää, miten ne yhdessä vedenpinnan korkeuden ja turpeen hajottajien kanssa selittävät suon hiilidioksidin vaihtoa. Yksi tutkimuksen tavoitteista oli myös rakentaa regressiomallit biomassa- ja lehtialaindeksinäyteaineiston pohjalta. Mallien avulla voidaan ennustaa kasviryhmien biomassa ja lehtialaindeksi pelkästään pituus- ja peittävyystietojen avulla. Aineisto kerättiin kesällä 2014 Sodankylän Halssiaavalta, jonka suotyypit jaettiin ravinteisuus- ja märkyystason mukaan oligotrofisiin, mesotrofisiin ja eutrofisiin jänteisiin, välipintoihin ja rimpiin. Suotyyppien kasviyhteisökoostumusta selvitettiin kasviryhmien peittävyys- ja pituuskartoituksilla alku-, keski- ja loppukesällä. Lisäksi kasviryhmien kasvua seurattiin 16 tehoseurantaruudulla viikoittain ajanjaksolla 6.6.-18.8. Biomassa- ja lehtialaindeksinäytteet kerättiin eri suotyypeiltä heinäkuun puolivälissä ja regressioanalyysin avulla mallinnettiin jokaiselle kasviryhmälle kaksi yhtälöä: yhden, joka selitti biomassaa ja toisen, joka selitti lehtipinta-alaa. Mallien avulla ennustettiin biomassan ja lehtialaindeksin arvot alku- ja loppukesälle sekä tehoseurantaruuduille hyödyntäen eri ajankohdilta kerättyä kasviryhmien pituus- ja peittävyysaineistoa. Hiilensidontaa ja siihen vaikuttavia tekijöitä tutkittiin sekä kovarianssimenetelmällä (koko suon hiilidioksidin vaihto) että suljetulla kammiomenetelmällä (hiilidioksidinvaihto 1m2 alalta eri suotyypeillä). Hiilidioksidin vaihtoa selitettiin mitatuilla kasvillisuutta ja muita ympäristötekijöitä kuvaavilla muuttujilla. Turpeessa elävien hajottajien aktiivisuutta mitattiin hajotuskokeella, jossa suotyypeille asetettiin karikepusseja. Kasvinäyteaineiston pohjalta laaditut regressiomallit selittivät kasviryhmien lehtialaindeksiä ja biomassaa hyvin. Koko aapasuon keskimääräinen putkilokasvien lehtialaindeksi ja biomassa maksimivaiheessa oli 0,73 m2 m-2 ja 147 g m-2, sammalilla puolestaan 5,5 m2 m-2 ja 351 g m-2. Vähiten lehtipinta-alaa ja biomassaa oli rimmillä ja eniten kuivemmilla suotyypeillä, erityisesti mesotrofisella jänteellä putkilokasvien osalta ja lettovälipinnalla rahkasammalten osalta. Vaikka rahkasammalta (Sphagnum spp.) oli biomassaltaan ja lehtipinta-alaltaan huomattavasti putkilokasveja enemmän, oli rahkasammalten merkitys bruttoprimäärituotantoon ja respiraatioon vähäistä verrattuna putkilokasveihin. Saravaltaisilla ja kuivemmilla suotyypeillä oli suurempi bruttoprimäärituotanto ja respiraatio kuin märkien rimpien kasviyhteisöillä. Respiraatio kasvoi lehtialaindeksin kasvaessa, vedenpinnan tason laskiessa (turpeen kuivuessa), oljen vapauttaman hiilimäärän kasvaessa (hajottajien aktiivisuuden lisääntyessä) ja pintaturpeen hiilimäärän laskiessa. bruttoprimäärituotanto kasvoi vedenpinnan tason laskiessa, putkilokasvien lehtialaindeksin kasvaessa sekä pintaturpeen oljen massahävikin kasvaessa (hajottajien aktiivisuuden lisääntyessä). Lämpötila ja PAR (fotosynteettisesti aktiivinen säteily) selittivät 25 % bruttoprimäärituotannosta ja lämpötila 39 % respiraatiosta. Jäljelle jääneestä vaihtelusta kasvillisuus sekä muut käytetyt ympäristömuuttujat selittivät 55 % bruttoprimäärituotannosta ja 78 % respiraatiosta. Koko suon bruttoprimäärituotanto kasvoi nopeimmin kesäkuussa ja saavutti huippunsa elokuun alussa. Kasvien keskimääräinen biomassa ja lehtipinta-ala noudattivat samanlaista kasvukäyrää kuin bruttoprimäärituotanto ja suurimmillaan ne olivat heinä-elokuun vaihteessa. Raate (Menyanthes trifoliata), kurjenjalka (Potentilla palustris), suokukka (Andromeda polifolia) ja sarakasvit ja leväkkö (Cyperaceae ja Scheuchzeria palustris)-ryhmä noudattivat vastaavanlaista kasvukäyrää, mutta vaivaiskoivulla (Betula nana) ja karpalolla (Vaccinium oxycoccos) ei havaittu biomassan ja lehtialaindeksin kasvua kesän aikana. Tässä tutkimuksessa laadittuja biomassan ja lehtialaindeksin ennustemalleja voi jatkossa hyödyntää ainakin Halssiaavalla ja lähialueen aapasoilla. Halssiaavalla jatketaan kasvillisuuden kartoittamista sekä kovarianssi- ja kammiomenetelmämittauksia tulevina vuosina. Vertaamalla kesän 2014 tuloksia tuleviin kesiin voidaan vuosien välistä vaihtelua tutkia ja mahdollisesti selvittää aapasuon pitkäaikaisia kasvillisuusmuutoksia sekä muutoksia hiilidioksidin vaihdossa suon ja ilmakehän välillä