Metsämiesten Säätiö Foundation

Matka-apuraha IBFRA-konferenssiin Kanadaan: Hiilen stabiilien isotooppien avulla voidaan tutkia kuivuuden ja erilaisten metsänhoitotoimien vaikutuksia puiden toimintaan ja kasvuun

maanantaina, 28.09.2026

Kanadassa esittelin kaksi tutkimusta, joista molemmat hyödynsivät puiden kairalastuista mitattuja hiilen stabiilien isotooppien suhdetta. Valtaosa ilmakehän hiilestä on hiili-12-isotooppia (98,9 %), kun taas hiili-13-isotooppia on vain noin prosentti. Puut sitovat fotosynteesissä ensisijaisesti kevyempää hiili-12-isotooppia ja hiili-13 suhteen kasvaminen kuvaa epäsuorasti lehtien sisäisen hiilenkäytön tehokkuuden muutosta. Kun puun ilmaraot ovat auki ja fotosynteesitehokkuus on matala, hiilidioksidia on runsaasti saatavilla ja tällöin puut käyttävät ensisijaisesti hiili-12 isotooppia. Kun ilmaraot sulkeutuvat esimerkiksi maaperän kuivuuden seurauksena ja/tai fotosynteesitehokkuus kasvaa esimerkiksi säteilyn lisääntyessä harvennuksen jälkeen, lehtien sisällä olevan hiilen määrä pienenee ja hiili-13:n suhteellinen määrä kasvaa. Samalla fotosynteesissä käytetyn hiili-13:n suhde kasvaa, mikä heijastuu puun vuosirenkaiden isotooppisuhteeseen. Hiilen isotooppisuhde kuvaa siis fotosynteesinopeuden ja ilmarakojen johtokyvyn välistä suhdetta. Samat prosessit liittyvät myös vedenkäytön tehokkuuteen.
Kanadassa esittelin ojitettujen rämemänniköiden tuhkalannoitusta käsittelevän työn, joka on osa tutkija Anni Palvin väitöskirjaa. Työssä verrattiin tuhkalannoituksen vaikutuksia puiden kasvuun ja hiilen isotooppisuhteeseen sekä neulasten massaan ja ravinnetilaan Luonnonvarakeskuksen kokeilla Muhoksella ja Sievissä. Muhoksella pohjavedenpinta oli keskimäärin 26 cm:n syvyydessä ja Sievissä 71 cm:n syvyydessä.  

Tulokset osoittavat, että tuhkalannoitus parantaa neulasten ravinnetilaa pohjavedenpinnan syvyydestä riippumatta. Sekä puiden kasvu että fotosynteesi olivat kuitenkin rajoittuneita kohteella, jossa pohjavedenpinta oli syvemmällä. Kaiken kaikkiaan tulokset tukevat hypoteesia, jonka mukaan pohjavedenpinnan pitäminen kasvukauden aikana noin 40 cm:n syvyydessä tai sitä lähempänä maanpintaa parantaa tuhkalannoituksen tehokkuutta ja puuston tuottavuutta ojitetuissa rämemänniköissä. Esittelin myös tutkimusryhmämme työtä Etelä-Suomen kuusi- ja mäntymetsissä. Tutkimuksessa tarkastellaan erityisesti puiden toimintaa ja sopeutumista viime vuosien kuivien jaksojen aikana. Aineistona on käytetty Etelä-Suomessa sijaitsevilta koealoilta kerättyjä kairalastunäytteitä sekä valtakunnan metsien inventoinnissa mitattuja aineistoja. Tutkimuksen päätekijä on Luonnonvarakeskuksen Paul Szejner.

Tuloksemme osoittavat, että veden saatavuus on heikentynyt Etelä-Suomen metsissä viimeisen vuosikymmenen aikana. Vuoden 2016 jälkeen havaittu kasvun hidastuminen näkyy sekä koealakohtaisissa mittauksissa että valtakunnan metsien inventoinnin (VMI) aineistossa erityisesti kuusikoissa, mikä viittaa kuusen kuivuusherkkyyteen. Mäntyjen mittaukset puolestaan osoittavat vain vähäistä kasvun hidastumista vuodesta 2010 lähtien. Hiili-13-analyysit osoittavat, että sekä mänty että kuusi ovat lisänneet ilmarakojensa säätelyä vuoden 2016 jälkeen. Kuusella tämä säätely on kuitenkin ollut hyvin rajoittunutta, mikä viittaa siihen, että kuusi ei pysty sopeuttamaan elintoimintojaan kuiviin kasvuolosuhteisiin yhtä hyvin kuin mänty. Ilmakehän kuivuus heikensi erityisesti vuoden 2016 jälkeen kuusikoiden pohjapinta-alan kasvua.

Tulokset osoittavat, että laji- ja kasvupaikkakohtaiset erot vedenkäyttöstrategioissa on otettava huomioon metsänhoidon suunnittelussa. Tämä on erityisen tärkeää Etelä-Suomen kuivuusriskialueilla, kuten kuivilla kankailla ja poikkeuksellisen syvään ojitetuilla turvemailla, joissa lajivalinnoilla ja hakkuutavoilla voidaan vaikuttaa metsiköiden kuivuudenkestävyyteen.
Tutkimukset esiteltiin IBFRA 2026 -konferenssissa Québec Cityssä. International Boreal Forest Research Association (IBFRA) on vuonna 1991 perustettu kansainvälinen järjestö ja verkosto, joka edistää ja koordinoi boreaalisten metsien tutkimusta ja kestävää käyttöä. Metsämiesten Säätiö rahoitti osallistumiseni IBFRA-konferenssiin.

Lisätietoa:
MMT Aleksi Lehtonen aleksi.lehtonen(a)luke.fi, puh 0503912362

Lähteet:

Szejner, P., Martínez-García, E., Haakana, H., Heikkinen, J., Rinne-Garmston, K. T., Kilpeläinen, P., Young, G., Sahlstedt, E., Mäkipää, R., and Lehtonen, A.: Norway spruce shows stronger growth sensitivity and weaker intrinsic water-use efficiency response than Scots pine under increasing water limitation in southern Finland, EGUsphere [preprint], https://doi.org/10.5194/egusphere-2025-4994, 2025. Tarkastettavana tieteellisessä sarjassa.

Anni Palvi, Paul Szejner, Eduardo Martínez-García, Hannu Hökkä, Annamari Lauren, Marjo Palviainen, Elina Sahlstedt, Päivi Väänänen, Sakari Sarkkola, Juha Heikkinen, Raisa Mäkipää, Aleksi Lehtonen. 2026. Water table moderates Scots pine growth responses to wood ash fertilization in boreal drained Scots pine peatland forests. Tarkastettavana tieteellisessä sarjassa.