Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston...
Transcript of Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston...
![Page 1: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/1.jpg)
/ /
© Mauri Timonen
Jääkauden jälkeiset ilmastonmuutokset muinaispuiden kertomanaMauri Timonen:
Esitelmä Tervaleppäjuhlien Metsäklinikalla Hirvensalmella 3-4.7.2009
Vers. 161119
![Page 2: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/2.jpg)
I Ilmastohistoriaa
![Page 3: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/3.jpg)
Näkymä Pallas-Ounastunturille. Männyn ja kuusen metsänraja ovat suotuisan 1900-luvun ansiosta etenemässä
kohti pohjoista ja tuntureiden rinteitä ylöspäin. Prosessi ei kuitenkaan ole ainutlaatuinen, sillä vastaava on
toistunut useita kertoja viimeisten vuosituhansien aikana.
![Page 4: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/4.jpg)
© Mauri Timonen
-837
-634
5 cm
Käsivarren Pättikän kylän läheisen lammen pohjamudasta löytyi kirveellä kaadettu aihkipetäjän runko. Alueella ei ole kasvanut vuosisatoihin mäntyä olosuhteiden muututtua männyn uudistumiselle liian ankaraksi. Tuuliko lie tarttunut kesken kaadon oheiseen peuranmetsästyksen tarpeisiin tarkoitettuun puuhun, kun se kellahti väärään suuntaan ja vajosi lammen pohjamutaan?
Pat1-11
Terveiset muinaisilta peuranmetsästäjiltä !
![Page 5: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/5.jpg)
a) Ainakin kahdeksan jääkautta on esiintynyt viimeisten 800 000 vuoden aikana.
b) Viime jääkautta edeltävän Eemin ja nykyisen holoseenin läm-pötilakehitykset muistuttavat toisiaan. Jääkautiset lämpötilat ovat 4-5 astetta alempia.
c) Nykyisen holoseenikauden lämpömaksimi sattui Atlanttiselle kaudelle noin 6000 vuotta sitten, jolloin oli nykyistä pari astetta lämpimämpää.
d) Viimeinen vuosituhat alkoi keskiajan lämpökaudeksi kutsutulla jaksolla. Silloinen noin puolen asteen lämpötilan nousu vastaa nykyistä nousua. Kylmintä oli pienen jääkauden aikana 1600-luvun lopulla.
e) Lämpötilan nousua 1900-luvun alkupuoliskolla pidetään ”toipu-misena” pienestä jääkaudesta.
Lähteet: Bradley & Eddy 1991 (a-c), Daly 2001 (d) ja Jones 1997, Ojansuu & Henttonen (1983) sekä Ilmatieteen laitos (e).
Kuvat uudelleen piirsi Mauri Timonen
Euroopan ja Pohjois-Amerikan lämpötilavaihteluista viimeisten 800 000, 150 000, 18 000 ja 1000 ja 100 vuoden aikana.
![Page 6: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/6.jpg)
Viite: Mäkinen, K. 1982. Tiedonanto Vuotson interglasiaalisesta lehtikuusen rungosta.Geologi 34:183–185.
© Mauri Timonen
Vuotson kanava kaivutöiden aikana löytynyt lehtikuusen runko on peräisin viime jääkautta edeltäneeltä Eemi-kaudelta (130 000 – 118 000 vuotta sitten)
![Page 7: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/7.jpg)
Onko ” ” tulossa?
© M
auri
Tim
on
en
Kahden viime lämpökauden (interglasiaalin) ja niiden välisen jääkauden lämpötilavaihtelu on vain viiden asteen luokkaa. Ilmaston lämpenemisen ja viilenemisen marginaalit pohjoisilla alueella ovat pienet. Lisäksi lämpökaudet ovat lyhyitä: Eemikausi kesti vain 13000 (tai 17000) vuotta. Koska nykyistä lämpökautta on eletty jo 11000 vuoden verran, on Suomikin hyvää vauhtia, ainakin periaatteessa, liukumassa seuraavaan jääkauteen.
![Page 8: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/8.jpg)
Pohjoisen pallonpuoliskon ilmasto oli ns. Atlanttisella kaudella 7000-5000 vuotta sitten nykyistä selvästi lämpimämpi. Overpeck ym. (1999) mukaan kesälämpötilat olivat tuolloin 1.5-4 oC ja talvilämpötilat jopa 9oC nykyistä lämpimämpiä. Skandinaviassa nautittiin nykyistä 2-4 oC lämpimämmistä olosuhteista.
Silloisella jopa 2000 vuoden pituisella lämpökaudella ei näytä olleen merkittäviä haittavaikutuksia esimerkiksi jäätiköiden sulamisesta aiheutuvan meriveden pinnan nousun muodossa. Lämpimyys sai aikaan mänty-metsänrajan siirtymisen jopa 85 km nykyistä pohjoisemmaksi ja parisataa metriä nykyistä ylemmäksi. Tuolloin myös lämpöä vaativat puulajit viihtyivät nykyistä pohjoisempana.
Kerwin, M., J.T. Overpeck, R.S. Webb, A. DeVernal, D.H. Rind and R.J. Healy, "The role of oceanic forcing in mid-Holocene northern hemisphereclimatic change." Paleoceanography, 14, pp. 200-210. 1999.
![Page 9: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/9.jpg)
II Puiden vuosilustot
ilmastotutkimuksissa
![Page 10: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/10.jpg)
Kaaviokuva puun kasvusta, jonka peruskomponentteja ovat pituuskasvu, paksuuskasvu ja tilavuuskasvu. Oman kokonaisuutensa muodostaa vuosiluston sisällä tapahtuva kasvukauden aikainen solututkimus, joka on lisännyt kasvutapahtumaa ja sen myötä myös ilmastonmuutosta koskevaa ymmärtämystämme.
© M
auri
Tim
on
en
![Page 11: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/11.jpg)
Puunäytteiden dendrokronologisen ajoittamisen (ristiinajoittamisen) perusideana on paikallistaa eri näytteistä saman kalenterivuoden lustot. Tieto siitä, että männyn kasvun minimitekijänä Lapissa on lämpötila ja että kesät eivät ole ”veljeksiä” keskenään, tarjoaa mahdollisuuden viivakoodimaisen kuvion laatimiseen poikkeuksellisten ja naapureistaan selvästi erottuvien kasvuvuosien perusteella. Tähän ns. Skeleton Plot-menetelmään tarvitaan vain suurennuslasi, kynä ja millimetripaperia (ei siis edellytä lustonmittausta). Yksinkertaisimmassa ajoittamisessa tällä tavalla laadittua viivakoodia verrataan toisen näytteen tai aiemmin laadittuun vertailusarjan vastaavaan viivakoodiin, jolloin oikea ajoitus löytyy (vrt. kuva). Jos lustonleveydet on mitattu, ajoitus käy helpoimmin korrelaatiotarkasteluilla. Ks. cross-dating esimerkki.
![Page 12: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/12.jpg)
Kuva kiekot on kerätty yli 30 metsänrajaseudun järvestä (kartta). Tästä
kiekkokasasta rakennetaan vuosilustokalenteri!
© Mauri Timonen
Metlassa vuonna 1994 kootun ensimmäisen pitkän mäntylustosarjan pituus oli 1911 vuotta. Siihen tarvittiin 33
järvestä kerätty 400 subfossiilinen kiekkoaineisto. Sarjan nuorempi pää rakennettiin Saariselän Riekkovaaran ja
Muotkaruoktun kelojen kairausnäytteistä (100 kpl) ja Metlan ”Valtakunnallisen KasvuIndeksipalvelu”-tutkimuksen
(VKIP) indeksikoelastuista (800 kpl).
![Page 13: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/13.jpg)
Näytteet mitataan joko mikroskoopin välityksellä suoraan kiekosta tai videomonitoria apuna käyttäen. Laitteistoon on kytketty myös mikrotietokone, jonka lustonmittausohjelma huolehtii tietojen siirtymisestä tiedostoon.
© Mauri Timonen Tauno Luosujärvi mittaustyössä (2000)
![Page 14: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/14.jpg)
Näiden pari tuhatta vuotta sitten eläneiden kahden männyn kasvut ovat vaihdelleet hyvin samansuuntaisesti
kylmien ja lämpimien kesien tahdissa. Tällaiseen samankaltaisuuden perustuu dendrokronologinen
ristiinajoittaminen.
![Page 15: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/15.jpg)
Pitkien vuosilustosarjojen historia Metlassa
Vuonna 1994 aloitettiin ”Kasvun vaihtelu”-tutkimushankkeessa professori Kari Mielikäisen johdolla työ, jossa koottiin elävien puiden, kelojen, vanhojen rakennushirsien, kantojuurakoiden ja muinaispuiden (megafossiilien) lustoista 1911 vuoden pituinen lustokalenteri (Mielikäinen & al. 1998). Sarjan käytettävyyttä tutkimus-, opetus- ja esittelytarkoituksiin parannettiin yhdistämällä siihen metsänrajaseudun kasvukauden ilmastoa kuvaava kesä-heinäkuun keskilämpötilakäyrä ja Sirénin (1961) uudistumisvuodet vuoteen 1998 saakka päivitettynä. Sarja muodostaa edelleenkin Metlan lustotutkimuksen keskeisen työvälineen, jolla ratkotaan mm. ilmastokysymyksiä.
Viite: Mielikäinen, K., Nöjd, P., Pesonen, E. & Timonen, M. 1998. Puun muisti. Kasvun vaihtelu päivästä vuosituhanteen. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 748. 54 s.http://lustiag.pp.fi/Puun%20Muisti.pdf
Metlan 1911-vuotisen lustosarjan lustonäytteiden jakautuminen eri ajankohtiin.
![Page 16: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/16.jpg)
Lustoleveyden keskiarvoihin perustuva lustosarja (vihreä viiva) soveltuu huonosti ilmaston tutkimiseen. Vasta sen
jälkeen kun puiden iästä aiheutuva biologinen kasvutrendi on poistettu (standardointi) ja siihen perustuva vuosi-
lustoindeksi on laskettu, voidaan ryhtyä miettimään edellytyksiä tilastolliseen analysointiin.
![Page 17: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/17.jpg)
Jos mäntyä on ennen muinoin kasvanut rannalla, tarjoaa tämän tyyppinen turvepohjainen rantavesi parhaat olosuhteet männyn subfossiilien pitkäaikaiseen, jopa yli 7500 vuoden säilymiseen lahoamattomana. Turpeen alla oleva paksu mutakerros estää myös runkojen mekaanista kulumista ja vähentää mikrobitoiminnan minimiinsä, varsinkin silloin, kun järvi on hetepohjainen.
Näkymä Näkkälän suppalammelta (1998)© Mauri Timonen
![Page 18: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/18.jpg)
• Mänty ja koivu saapuivat idästä Lappiin 9000 -
8000 vuotta sitten, kuusi vasta 3000 vuotta
sitten.
• Ilmasto oli useita asteita nykyistä lämpimämpi
7000-4000 vuotta sitten ns. atlanttisella
kaudella.
• Järeää mäntyä kasvoi silloin nykyisen mänty-
metsänrajan ylä- ja pohjoispuolella (alpiininen
ja polaarinen raja).
• Vanhin Suomesta löydetty männyn megafossiili
syntyi Inarin Iijärvellä 5633 eaa., ts. yli 7640
vuotta sitten.
Kuvakavalkaadia (toimii selaimeen kopioituna:
https://www.facebook.com/matimon1/media_s
et?set=a.140364425986059&type=3&l=a1bc6f266
7)
© Mauri Timonen
© Mauri Timonen
Näkymä Näkkälästä Pöyris-
järvelle johtavalta tieltä.
Muinaista metsää yläkuvan lammen katkoviivalla osoi-tetussa kohdassa.
![Page 19: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/19.jpg)
Mäntysubfossiilit paikallistetaan rantamudasta helpoimmin
joko snorklaamalla ja katsekontaktilla tai ”jalkatutkaimella”.
Viimeksi mainitulla tarkoitetaan hidasta kahlaamista vedessä
rannan myötäisesti siten, että jalka vajoaa joka askeleella
mahdollisimman syvälle mutaan. Kun jalka osuu kovaan
kohteeseen, voi kyseessä olla subfossiilinen puunrunko.
Kohteen lähempi tunnustelu paljastaa, onko syytä ryhtyä
jatkotoimenpiteisiin rungon nostamiseksi. Jos runko kuitenkin
on liian syvällä mudassa, tunnusteluvaihe jätetään sikseen ja
ryhdytään suoriin nostotoimenpiteisiin järeämmillä laitteilla.
© Mauri TimonenTauno Luosujärvi etsintä-
työssä Kolarin Pitkäjärvellä © Mauri TimonenTauno Luosujärvi etsintä-
työssä Inarin Rahajärvellä
![Page 20: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/20.jpg)
Vallijärven muinaisrungot ovat kiistaton osoitus siitä, että ilmasto on joskus ollut männylle nykyistä suotuisampi. Viimeiset havainnot männyistä ajoittuva 600-luvulle jaa. Nykyinen mäntymetsänraja jää kymmeniä kilometrejä etelämmäksi, Pättikän tienoille.
Näkymiä Käsivarren Vallijärveltä (1998)© Mauri Timonen
© Mauri Timonen
© Mauri Timonen
![Page 21: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/21.jpg)
Ranskalaisvalmisteinen talja Tirfor T-560 20-metrisine ja 11 mm paksuine teräsvaijereineen on melko painava (20 kg) yhdistelmä kannettavaksi. Mutta painonsa vastineeksi se vetää maataloustraktorin tehoilla (3000 kp). Työryhmä on vinssannut rannalle järven paksun pohjamudan syvyyksistä puolenkymmentä atlanttisella kaudella peräisin olevaa, noin 5000 vuoden ikäistä mäntymegafossiilia.
Mikko Välimaa ja Kullervo
Ruotsalainen nostotöissä
Kalmankaltion järvellä 1996© Mauri Timonen
![Page 22: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/22.jpg)
IV Analyysit
![Page 23: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/23.jpg)
• Puiden herkkyys lämpöön ja kosteuteen riippuu useista tekijöistä, mm. puulajista, kasvupaikasta ja maantieteellisestä sijainnista.
• Männyn kasvu Pohjois-Suomessa riippuu miltei yksinomaan lämmöstä. Etelä-Suomessa lämmön ohella vaikuttaa myös kosteus.
• Puun kasvukausi käynnistyy vasta +5 oC:n kynnyslämpötilan ylityttyä. Kynnyksen ylittymiseen vaikuttavat mm.
– keväällä lämpö (alku)
– kesällä lämpö ja kosteus
– syksyllä valo (loppu)
– talvella kylmyys ja lumi
© Metla/Erkki Oksanen
![Page 24: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/24.jpg)
IV Tulokset
Pohjois-Suomi
![Page 25: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/25.jpg)
Mänty saavutti laajimman levinneisyytensä 8300 - 4000 vuotta sitten, jolloin heinäkuussa oli vähintään 2,6 oC nykyistä lämpimämpää ja mäntymetsiä 13000km2 nykyistä enemmän. Noin 3000 vuotta sitten ilmasto oli viilennyt 0,8 oC:lla ja metsät vähentyneet 2500 km2:llä. Keskiajan lämpökaudella oli edelliseen verrattuna selvästi viileämpää, mutta siltikin 0,6 oC nykyistä lämpimämpää ja mäntymetsiä oli 7200 km2 nykyistä enemmän. Pikku jääkauden alettua noin 700 vuotta sitten, havainnot nykyisen metsänrajan yläpuolisista subfossiileista, ja kannoistakin, puuttuvat. Kävikö niin, että ilmastonviileneminen tyrehdytti uudistumisen kokonaan moneksi sadaksi vuodeksi? Mäntymetsät alkoivat vallata takaisin menetet-tyjä kasvualueitaan merkittävämmässä määrin vasta viime vuosisadan ilmaston lämpenemisen myötä. Jos lämpötila nousee pysyvästi 0,6 oC:lla, lisääntyy mäntymetsien pinta-ala kenties muutamassa sadassa vuodessa tuhansilla km2:llä.
Kari Mikkola
Kultti, S., Mikkola, K., Virtanen, T., Timonen, M. & Eronen, M. 2006.
Past changes in the Scots pine forest line and climate in Finnish Lapland:
a study based on megafossils, lake sediments, and GIS-based vegetation
and climate data. The Holocene 16(3): 381-391.
MUINAISET MÄNTYMETSÄNRAJAT
![Page 26: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/26.jpg)
- Metsänrajamännyn vuosilustojen leveyksistä laadittu lustokronologia
kertoo rytmisesti vaihtelevista kesä-heinäkuun keskilämpötiloista.
- Tuhannen vuoden aikaperspektiivissä tarkasteltuna 1900-luvun
kasvunvaihtelut eivät poikkea olennaisesti aiempien vuosisatojen
vaihteluista.
- 1900-luvun lämmintä ilmastojaksoa on edeltänyt ainakin 10 vastaavaa
lämpenemistä. Vastaavasti kylmät jaksot ovat seuranneet lämpimien
jaksojen perässä.
- Männyn kasvua säätelevä kesä-heinäkuun keskilämpötila on pysynyt
Viimeisen 100 vuoden aikana muuttumattomana (oranssi käyrä
vuotuisin arvoin ja sininen käyrä 20 vuoden liukuvin keskiarvoin
tasoitettuna).
- Lustosarjojen rytmisyys (syklisyys) kiinnostaa tutkijoita erityisen
paljon, koska syklien arvellaan aiheutuvan auringon aktiivisuuden
vaihteluista, maan liikkeistä avaruudessa tai maan merivirtojen
liikkeistä yms.
- Kasvujen vertailu Sirénin uudistumisvuosiin (1961, 1996) osoittaa,
että Lapin metsänrajametsät uudistuvat pääsääntöisesti suotuisten
jaksojen yhteydessä.
Kasvun vaihtelu viimeisen tuhatvuotiskauden aikana
![Page 27: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/27.jpg)
Reference: Helama S., Timonen M., Holopainen J., Ogurtsov M.G., Mielikäinen K., Eronen M., Lindholm M. & Meriläinen J.2009. 2011. Summer temperature variations in Lapland during the Medieval Warm Period and the Little Ice Age relative to natural instability of thermohaline circulation on multi-decadal and multi-centennial scales.
3. Koska puun kasvu riippuu kulloisestakin ilmastosta, on kasvu parempaa suotuisina aikoina ja vastaavasti hei-kompaa epäsuotuisampina aikoina. Koko tarkasteltavalla ilmastojaksolla tapahtuneet trendimäiset muutoksetpaljastuvat, kun niitä verrataan RCS-mallin kasvun tasoon. Esimerkkinä Helama ym.(2008) laatima RCS-malliLapin pitkän lustosarjan vaihteluista viimeisellä tuhatvuotisjaksolla.
![Page 28: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/28.jpg)
Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004
• Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi Lapin
männyn vuosilustoindeksissä.
• Kaksi samankaltaista noin 65 vuoden pituista jaksoa 1840-1905 ja 1906-1970. Niissä kasvut
huipentuivat 1850- ja 1920-luvuilla.
• 1900-luvun trendit: nousua 1903-1925, laskua 1926-1970, nousua 1971-1979, tasaista 1980-1999,
nousua 2000-2004.
![Page 29: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/29.jpg)
Kerron esitelmässäni alustavia tuloksia
Metlan kasvutrenditutkimuksesta, jota
johtaa professori Kari Mielikäinen.
Tutkimusaineisto sisältää pohjoisessa yli
700 kairausnäytettä 25 tutkimusalueelta
ja etelässä yli 400 kairausnäytettä 11
tutkimusalueelta.
Tuloksista voidaan arvioida erityisesti
kesänaikaisen ilmaston kehitystä ja myös
epäsuorasti myös talviaikaista
ilmastokehitystä viimeisten 300 vuoden
aikana.
![Page 30: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/30.jpg)
Lapin metsänrajametsien puiden kasvun vaihtelu kahden toisistaan riippumattoman aineiston mukaan
vuosina 1750-2008. Punainen pisteviiva kuvaa kasvutrenditutkimksen havaintomääriä (>, sininen
puolestaan kasvuideksitutkimuksen havaintomääriä. Tämäkin laaja aineisto kuten niin monet niin monet
muut aiemmat aineistot osoittavat, että Lapin metsänrajamännyn kasvun reilusti parasta aikaa on ollut
1920-1940. Männyn nykykasvu on pysytellyt itsepintaisesti liki 40 vuoden ajan keskitason (100)
tuntumassa.
![Page 31: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/31.jpg)
Sodankylän lämpötilatiedot kuvaavat varsin hyvin Lapin keskimääräistä ja myös metsänrajaseudun ilmastoa. Vuotuinen, sydäntalven ja kesänaikainen keskilämpötilan kehitys eivät ainakaan toistaiseksi osoita erityisiä merkkejä ilmaston voimakkaasta trendimäisestä lämpenemisestä.
![Page 32: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/32.jpg)
Männyn kasvu erityisesti Pohjois-Suomessa on voimakkaasti lämpötilariippuvainen. Sodankylän
ilmastoaseman kesä- ja heinäkuun keskilämpötilojen perusteella voidaan melko luotettavasti päätellä,
miten Lapin mänty on kasvanut suurimmassa osassa Lappia. Tämä riippuvuus toimii myös toisinpäin:
oikein (ilmastosensitiivisesti) kerätyn lustoaineiston perusteella voidaan “lukea” Sodankylän
ilmastoaseman mittariarvot. Lapin mänty tuntuu välttäneen paljolti dendrofoorumeilla keskustellun ns.
divergenssiongelman, jonka mukaan vuosilustojen kyky ennustaa viime vuosikymmenien lämpötiloja
olisi heikentynyt. Seuraava kuva osoittaa, ettei Lapin männyllä ole paljon puhuttua divergenssi-
ongelmaa.
![Page 33: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/33.jpg)
Suomen metsien kasvutrendit selvitettiin 1990-luvun puolivälissä osana laajempaa EU-projektia.
Tutkimuksen tulokset julkaistiin loppuraportissa ”Growth trends in European Forests”. Tavoitteenamme
uudessa tutkimuksessamme, jonka maastotyöt tehtiin vuosina 2007 ja 2008, oli selvittää mahdolliset
viimeaikaiset muutokset ja niiden syyt.
Uudesta aineistosta lasketun männyn vuosilustoindeksin (sininen viiva) vaihtelu on sangen
yhdenmukainen aiempien tulosten (vihreä ja punainen viiva) kanssa.
Männyn kasvu oli 1990-luvulla 15- 20 % normaalia heikompaa ja kuluvalla vuosikymmenelläkin vain
keskimääräisellä tasolla. Tulos vahvistaa aiempaa käsitystä siitä, ettei ilmastossa ole tapahtunut puun
kasvun kannalta mitään dramaattista.
![Page 34: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/34.jpg)
V Pohdiskelua
![Page 35: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/35.jpg)
Lapin ilmaston tasaisuutta selittää eteläisen pallonpuoliskon El Niňonpohjoiseksi serkuksi luonnehdittu NAO-ilmiö (North Atlantic Oscillation). Se vaihtelee jaksoittaisesti aiheuttaen äärivaiheissaan poikkeuksellisia säitä Euroopassa ja Pohjois-Afrikassa. NAOn huippu-vaihe, korkea indeksi, ilmenee Suomessa erityisesti sydäntalvella lämminhenkisinä mutta välistä myös myrskyisinä länsi- ja lounaistuulina. Kesällä se synnyttää kosteanviilenä ilmaston.
Merivesien kiertojärjestelmään (Thermohaline Circulation system) kuuluva Golf-virta tuo lämmintä vettä Pohjois-Eurooppaan, mikä lämmittää paikallista ilmastoa. NAOn ollessa aktiivinen Skandinavia saa lounaistuulten mukana Golfvirran kosteutta ja lämpöä.
NAO oli poikkeuksellisen aktiivinen 1990-luvulla (kuva). Sen seurauk-sena talvikuukausien lämpötila nousi männyn metsänrajaseuduilla jopa parilla asteella ja lunta satoi ennennäkemättömän paljon, esimerkiksi Käsivarressa jopa kolmin- ja muualla Lapissa kaksinkertaisesti normaaliin nähden. Ilmiö on laantunut 2000-luvulla.
Ilmastodatanlähde: CRU
![Page 36: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/36.jpg)
Tulivuoritoiminta näkyy Lapin metsänrajamännyssä kasvun alenemisina eli poikkeuksellisen kapeina vuosilustoina. Ilmiö selittyy yläilmakehään joutuneella tuhkalla, joka heikentää auringon säteilyn läpi pääsyä alailma-kehään. Ilmiö saattaa kestää vuosia tai vuosikymmeniäkin, varsinkin silloin, kun useita tulivuoria purkautuu peräkkäisinä vuosina. Vasemmanpuoleisesta kuvasta nähdään tulivuorten suuri määrä mannerlaattojen murroskohdissa. Tulivuoritilasto.
Malli laadittu useisiin lähteisiin perustuen. Lämpötilan muutokset laskettu vuoden 1900 suhteen. Mallin koostivat R. S. Bradley and J. A. Eddy J. T. Houghton ym. raportin “Climate Change: The IPCC Assessment, Cambridge University Press, Cambridge, 1990 perusteella ja julkaistiin teoksessa EarthQuest, vol 5, no 1, 1991.
© M
auri
Tim
on
en
Tulivuorten sijainti Maapallolla.
![Page 37: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/37.jpg)
Holoseenin ilmastovaihtelut (sinipuna) ja Lapin metsänrajamännyn lyhytjaksoiset (<100 v) kasvutrendit (valkoinen viiva). Pitempijaksoiset kasvutrendit saadaan näkyviin RCS-metodilla. Erityistä huomiota kiinnittää vuoden 1630 eaa. paikkeilla oleva kasvun romahtaminen, joka ilmeisesti on liityksissä Santorinin tulivuoren jättiräjähdykseen. Myös muut purkaukset näkyvät pienempinä piikkeinä lustosarjassa kuten Mt. Pelée 2440 eaa.(?) Rabaul (?) 536 jaa. (?) ja Huaynaputina 1600 jaa.Tulivuoret ja ilmasto.
© M
auri
Tim
on
en
![Page 38: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/38.jpg)
Ns. jääkiekkomailakäyrän mukaan ilmasto on lämmennyt viimeisten sadan vuoden aikana roimasti. Perinteisem-män ja edelleen myös nykyisen käsityksen mukaan kyse on enemmänkin bumerangista tai paistinpannusta, jonka reunat muodostuvat keskiajan lämpökaudesta, nykyisestä lämpenemisestä sekä pikku jääkaudesta.
![Page 39: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/39.jpg)
Lapin metsänrajamännyn vuotuinen (high frequency) ja vuosikymmenten välinen (medium frequency)
kasvun vaihtelu (sinivihreä korostus). Sama 11 vuoden FFT-tasoituksella (oranssi). Ilmastomalleista
saatuja lämpötilaennusteita vuoteen 2100 saakka (punainen). Ilmaston luontaiseen syklisen vaihteluun
perustuviat metsänrajamännyn vuosilustoindeksin projektiot: 11 vuoden FFT-tasoitus (violetti) ja 50
vuoden FFT –tasoitus (harmaa). Äkillisestä ilmastonmuutoksesta aiheutuva hypoteettinen jääkautisiin
oloihin johtavä lämpötilakehitys (sininen). Vuosilustoindeksin projektiot voi rinnastaa Pohjois-
Suomen ilmaston luontaiseen lämpötilakehitykseen (ihmisen vaikutusta ei huomioitu).
![Page 40: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/40.jpg)
Jos lustosarjan 80-95 vuoden jaksollisuudelle löytyisi luonnontieteellinen peruste, esimerkiksi Gleisberg-sykli, antaisi se mahdollisuuden ennustaa myös tulevaa luontaista ilmastoa. Ennuste voisi näyttää esimerkiksi oranssisen viivan mukaiselta. Posteri.
![Page 41: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/41.jpg)
• Ilmaston lämpeneminen ei suuri uhka !
• Ilmaston jäähtyminen on suuri uhka !
• Sopeutuminen tärkeässä roolissa
• Hyvällä metsänhoidolla ja metsien käytön suunnittelulla
voidaan vaikuttaa metsien tilaan.
• Poliittisilla päätöksillä suuri merkitys.
![Page 42: Mauri Timonen · 2019-11-16 · Männyn kasvun vaihtelu metsänrajalla 1750 - 2004 • Ilmaston (kesä-heinäkuu) pitkäaikaisen vaihtelun tyypilliset laskut ja nousut näkyvät selkeästi](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022042302/5ecd02e836a47132e852a3ee/html5/thumbnails/42.jpg)
Sukella tämän sivuston syvyyksiin ja tule tutuksi suomalaisen lustotutkimuksen salojen kanssa!
Professori Matti Erosen ADVANCE-10K-projektin tutkimusryhmä, johon kuuluututkijoita Metlan sekä Helsingin ja Joen-suun yliopistoista, päätti vuonna 1998perustaa nettisivuston Lapin metsänraja-männyn 7641-vuotisen lustokalenterin laa-jan, mm. yli 3800 datatiedostoa sisältäväntutkimusaineiston hallinnoimiseksi.
Aiemmin nimillä FinTRLabs ja FinTRLabs-LusTIA tunnettu ADVANCE-10K –projektisi-vusto sai vuoden 2006 lopussa nimenLUSTIA Metlan samana vuonna päättyneensamannimisen projektin kunniaksi. Sillehaettiin myös Viestintäviraston hyväksymäverkkotunnus lustia.fi.
Tutkimusryhmän alkuperäinen suunnitel-ma lustotiedon monipuoliseksi hallinnoi-miseksi on toteutumassa upealla tavallaTapio Timosen kehittämässä, viimeisintätekniikkaa soveltavassa GKlik-MeLTiH–verkkotietojärjestelmässä. Järjestelmä,jonka uskomme soveltuvan huomattavastilaajempaankin käyttöön, esitellään lusto-tutkijoiden kansainvälisessä konferenssissa(WD2010) Rovaniemellä vuonna 2010.
WD2010 on paitsi suuri kunnianosoitusmyös mahdollisuus suomalaiselle lustotut-kimuksellemme. Aiomme vastata haastee-seen järjestämällä yhdessä Lapin yliopistonkanssa uudentyyppisen konferenssin, jostajää paljon muutakin mieleen kuin pelkäs-tään ”erinomaisesti järjestetty tieteellinenkokous”. Mitä kaikkea tuohon lupaukseenkäytännössä sisältyykään, tullaan kerto-maan tämän sivuston välityksellä. Pysykääsiis “kanavalla”!
Terveisin Mauri Timonen