Browsing by discipline "Metsäekologia (soiden ekologia ja suometsätiede)"
Now showing items 1-3 of 3
-
Puiden ja varpujen juurten lajikohtainen massasuhteiden määrittäminen infrapunaspektroskopian avulla (2010)Juurten ja erityisesti hienojuurten tuotos on suuri osa kasvien koko tuotoksesta. Juurten todellinen tuotos on kuitenkin huonosti tunnettu, sillä sen tutkiminen nykyisillä menetelmillä on hankalaa sekä aikaa vievää. Ekosysteemien kokonaisvaltaiseksi ymmärtämiseksi olisi kuitenkin tärkeää saada lisää tietoa juurista ja niiden ekologiasta. Laajempaa tietoa juuristosta voitaisiin hyödyntää mm. kattavampien ekosysteemimallien rakentamisessa. Perinteisiä juuritutkimusmenetelmiä nopeammassa ja yksikertaisemmassa menetelmässä voidaan käyttää hyväksi lähiinfrapunaspektroskopiaa (NIRS). NIRS:a on jo vuosia hyödynnetty maatalouden sekä ravintoteollisuuden piirissä. Sen avulla on määritetty eloperäisten ja keinotekoisten materiaalien sisältöä. Ekologisen tutkimuksen piirissä infrapunaspektroskopian mahdollisuuksia on tutkittu viime aikoina, mutta menetelmän toimivuutta ole vielä varmistettu. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää onko mahdollista luoda infrapunaspektriaineistolle kalibrointimallit juurten lajikohtaiseen massasuhteiden määrittämiseen. Aluksi luotiin kalibrointimallit esikäsittelemättömälle aineistolle. Ne todettiin toimiviksi ja niitä lähdettiin parantamaan matemaattisilla esikäsittely vaihtoehdoilla. Malleja testattiin myös eri mallinnusmenetelmillä menetelmillä. Lopuksi testattiin vielä juurten läpimitan vaikutusta mallien toimivuuteen. Juurten massasuhteiden määrittämisessä haluttiin tutkia myös niin että näytteissä oli taustamateriaalia. Tässä tutkimuksessa taustamateriaalina käytettiin turvetta. Juuret kerättiin Lopen Kalevansuolta kesällä 2008. Mukaan otettiin 8 kasvilajia. Juuret pestiin ja luokiteltiin läpimittaluokkiin 0 - 2 mm, 2 – 5 mm ja 5 – 10 mm. Taustamateriaalina käsitelty turve kerättiin Oriveden Lakkasuolta. Nämä materiaalit ilmakuivattiin ja jauhettiin tasaiseksi jauheeksi. Läpimittaluokkien 0 - 2 mm ja 2 – 5 mm sekä yhdistelmä luokan 0 – 5 mm jauheista koostettiin eri lajeja eri massasuhteissa sisältäviä näytteitä, joista mitattiin lähi-infrapunaspektrit. Spektriaineistolle etsittiin parhaat esikäsittelymenetelmät, minkä jälkeen luotiin läpimittaluokkakohtaiset kalibrointimallit PLS1- ja PLS2-menetelmillä. Tutkimuksessa luotuja kalibrointimalleja voidaan pitää suorituskykyisinä käytetyn vertailuaineiston laajuudessa. Mallinnusmenetelmien ja läpimittaluokkien kalibrointimalleja vertailtaessa havaittiin, että suorituskykyisimmät mallit saatiin läpimittaluokalle 0 - 5 mm St-Golayn ensimmäisen derivaatan esikäsittelyllä PLS1-menetelmällä. Samoilla erikäsittelyillä PLS2- menetelmällä saadaan tunnusluvuiltaan hieman heikommat, mutta yhtä käyttökelpoiset mallit. Infrapunaspektroskopiaa voidaan tämän tutkimuksen perusteella suositella käytettäväksi juurten lajikohtaisten massasuhteiden määrittämiseen. Nyt luodut kalibrointimallit ovat varmuudella suorituskykyisiä vain vertailuaineistonsa laajuudessa, mutta niitä voidaan käyttää pohjana laajempien mallien rakentamisessa.
-
(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 1-3 of 3