Artikkelit kirjoittajalta Kimmo Tolonen
Pekka Pakarinen suokasviekologian tutkijana.
English title: Dr. Pekka Pakarinen as trailblazer in plant ecological research of mires.
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijät
-
Tolonen,
Sähköposti:
kimmotolonen38@gmail.com
- Vänskä, Helsingin yliopisto, Biotieteiden laitos, Kasvibiologian osasto Sähköposti: heino.vanska@helsinki.fi
Keidassuon pintakuvioituksen muutokset viimeisten 82 vuoden aikana Pyhtään Munasuolla.
English title: Changes in the surface patterning in the raised bog Munasuo, SE Finland during the past 82 years.
Original keywords:
keidassuo;
kermi;
kulju;
allikko;
ruoppakulju;
välipinta;
progressiivinen kehitys;
ilmaston muutos;
hiilen sidonta
English keywords:
raised bog;
mud-bottom hollow;
mud-bottom pool;
carbon sequestration;
hummock ridge;
progressive development of mire
Tiivistelmä |
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijät
Työssä tarkastellaan tyypillisen kaakkoissuomalaisen laakiokeitaan, Pyhtään Munasuon, kasvillisuuden ja pintarakenteiden muutoksia 82 vuoden ajanjaksolla 1941–2022. Aineisto perustuu ilmakuviin ja maastohavaintoihin. Täydennyksenä esitetään muutamia havaintoja myös Munasuon itäpuolisen Valkmusan-Kananiemensuon suokompleksin alueelta. Pohdimme tekijöitä, jotka mahdollisesti selittävät havaittuja muutoksia. Työmme liittyy ajankohtaiseen tutkimukseen, jossa selvitetään ilmastonmuutoksen vaikutuksia soiden kasvillisuuteen.
Työssä käytetty ImageJ-ohjelmisto osoittautui käyttökelpoiseksi työkaluksi suoallikoiden, ruoppakuljujen ja keidassuon pintarakenteiden, kuljujen ja mättäiden, sekä suurempien puiden havaitsemiseen ilmakuvissa. Pintatopografiassa mättäät ja kermit osoittautuivat varsin pysyviksi, kun taas kuljuissa, ruoppakuljuissa ja allikoissa oli enemmän vaihtelua. Mättäiden rahkasammalten, erityisesti rusorahkasammalen (Sphagnum rubellum) suhteellisen peittävyyden lisääntyminen kuljusammallajiston kustannuksella sekä allikoiden avovesipinnan nopea pienentyminen saattaa osaltaan ilmentää hiilensidonnan merkittävää viimeaikaista kasvua Munasuon keidassuoekosysteemissä.
Preliminary estimate of long-term carbon accumulation and loss in 25 boreal peatlands.
Tiivistelmä |
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijät
The rate of carbon accumulation (RCA) was studied stratigraphically in individual vertical cores representing 25 mires in Finland, Estonia and Maine, USA. Carbon 14-datings (325 in total) were used for dating long cores encompassing all or most of the Holocene. The apparent long-term RCA (g m-2 a-1) in Finnish raised bogs and fens ranged from 13 to 41 and from 8 to 25, respectively, and in Maine bogs from 20 to 26 and in a single fen 27. Between and within core variations were great. In Finnish mires the true RCA, as derived from Clymo's peat accumulation model for long cores, was usually about 2/3 of the apparent long-term RCA. A change from intensive decay in the surface layers to very slow decay in deeper peat layers was dated to between some 300-500 years ago.
Key words: Climatic change, organic matter, stratigraphy
-
Tolonen,
Department of Biology, University of Joensuu, P.O. Box III, FIN-80I01, Finland
Sähköposti:
ei.tietoa@nn.oo
- Vasander, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
- Damman, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
- Clymo, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
High resolution 14C dating of surface peat using the AMS technique.
Tiivistelmä |
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijät
In an AMS (accelerator mass spectrometric) determination of 14C from moss-increment dated samples from a Sphagnum fuscum hummock, a clear peak representing the time of high 14C activity in the atmosphere due to nuclear bomb tests was found. The 14C activities in the peat profile at deeper levels, corresponding to the period down to 1600 BP, showed similar variations as the atmospheric values. The time-scale obtained from radiocarbon dating fitted well with results from moss-increment counting, pollen analysis and dendrochronological dating of a fire horizon. Using the bomb activity peak, the fraction of carbon emanating from deeper layers and refixed into growing peat was estimated. The fraction of soil carbon dioxide taken up by the contemporary Sphagnum sward was thus found to be in the order of 20%.
Keywords: Moss increment dating, peatlands, radiocarbon, Sphagnum
-
Tolonen,
Dept. of Biology, Univ. Joensuu, P.O. Box III, FIN-80101 Joensuu, Finland
Sähköposti:
ei.tietoa@nn.oo
- Possnert, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
- Jungner, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
- Sonninen, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
- Alm, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
Use of 14C labelling to measure below-ground biomass of mire plants.
Tiivistelmä |
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijät
Below-ground biomass of dominating vascular plants on a mesotrophic fen and Sphagnum fuscum pine bog was estimated using 14C labelling techniques. Preliminary results show that up to 90% of living biomass of Carex rostrata growing on the fen may be located below ground. Fine roots form the majority of below-ground biomass.
Keywords: Peatlands, production, root biomass
-
Saarinen,
Department of Botany, Laboratories of Ecology, P.O. Box 4, FIN-00014University of Helsinki, Finland
Sähköposti:
ei.tietoa@nn.oo
- Tolonen, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
- Vasander, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
Determination of recent apparent carbon accumulation in peat using dated fire horizons.
Tiivistelmä |
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijät
Two charcoal layers, originating from two forest fires, were found at between 7 and 58 cm in the peat of Lakkasuo mire. Using dendro-chronological techniques and fire scars on Scots pine {Pinus sylvestris L.) stumps, the date when these two layers was deposited could be estimated. The earlier fire swept over the mire about 1780 A.D. and the later fire, which seems to have been limited to the eastern part of Lakkasuo, occurred in 1845 A.D. Knowing the thickness of the peat layer above the dated charcoal layers, its bulk density and carbon content, the rate of carbon accumulation during the last 212-147 years could therefore be calculated for different site types in the Lakkasuo mire complex. These values ranging from 39.8 to 80.7 g C m-2 a-1. can be compared to those (28.5-42.8 g C m-2 a-1 ) 0f the peat layer down to a still older fire horizon dated using the AMS radiocarbon "wiggle matching" technique at 1040 ± 90 B.P.
Keywords: Carbon accumulation, charcoal, dating, dendrochronology, fire
-
Alm,
Department of Biology, University of Joensuu, P.O. Box 111, FIN-80100 Joensuu, Finland
Sähköposti:
ei.tietoa@nn.oo
- Tolonen, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
- Vasander, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
Element retention and removal in ombrotrophic peat of Haadetkeidas, a boreal Finnish peat bog.
Tiivistelmä |
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijät
We determined the rate elements are sequestered in hummock peat of an ombrotrophic bog. The peat below 65 cm was radiocarbon dated and the upper 65 cm was dated using the acid insoluble ash (AIA) content and Polytrichum strictum growth increments. Peat produced during the last 9 yrs contains roughly all the N, P, Ca, and Mg, and about twice the K, deposited during this period. However, these nutrients are depleted from older peat at rates that depends on mineralization and adsorption properties of the ions. Changes in inorganic chemistry occur mostly while peat is in the acrotelm. Therefore, only peat in the catotelm will show the true accumulation rate of elements. In peat below 65 cm, the annual accumulation rate, as a percent of the present annual input, is: N-38, K-2.5, P-18, Na-1.5, Ca-3, Mg-51 and S-3.5%. Dust fall increased 4-fold about 500 yrs ago and has remained at this level. Therefore, the annual accumulation of elements in peat below 65 cm, or older than 522 yrs, presumably underestimates present accumulation in the catotelm of soil-derived elements, especially Ca and P, and elements that have increased due to pollution such as N and S. This increased dust fall probably changed the floristic composition of the vegetation as well as production and decay.
Keywords: Accumulation, dating, element retention, input changes, nutrient dynamics
-
Damman,
Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of Connecticut, 75 N. Eagleville Road, Storrs, CT 06269-3042, USA
Sähköposti:
ei.tietoa@nn.oo
- Tolonen, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
- Sallantaus, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
Tuhka-ajoitusmenetelmän ja sammalvuosikasvainajoituksen vertailu rahkamättäissä.
English title: A comparison of ash dating and moss-increment dating in Sphagnum hummocks.
Tiivistelmä |
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijät
A comparison of two methods for dating recent ombrotrophic peat hummocks was made at three mires. For depths approximately below 10 cm, acid insoluble ash dating gave greater ages than moss-increment dating; for depths above 10 cm, the methods showed more similar ages. The moss-increment dates were assumed to be generally correct since there was a good correlation between several independent dating results and moss-increment ages at one of the study sites. Despite the declining accuracy of moss-increment dating with depth, it should be the method chosen for dating recent peat in areas where the assumption of constant acid insoluble ash deposition is invalid. Increment dating is practically useful only in the moss hummocks, except for when the moss stems have been compressed into a horizontal position.
Keywords: Dating, mineral dust, peatlands, Sphagnum, surface peats
-
Eustis,
Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of Connecticut, P.O. Box U-42, Storrs, CT 06268, USA
Sähköposti:
ei.tietoa@nn.oo
- Tolonen, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
Turvesaannon arviointi suotyypin ja turpeen syvyyden perusteella.
English title: Estimation of peat yield of different peat deposit types.
Tiivistelmä |
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijät
Preliminary regression models are produced for the estimation of dry peat yield (tons) per unit area (hectare) for different types of peat deposits with different peat thickness. The models are based on 6 500 peat samples obtained for bulk density measurements from 245 vertical peat profiles (70 virgin and drained peadands) in Finland. In general, the increase in the peat yield does not take place in 1:1 relationship with depth because average bulk density tends to decrease with peat deposit thickness. Fairly reliable estimates of the peat yield using depth and mire site type were obtained. R2 values for the eight models representing eight different groups of "mire site types" ranged from 86.0 to 95.3%.
Keywords: Bulk density, mire site types, peat deposits, peat resources
-
Tolonen,
Department of Biology, University ofJoensuu, P.O. Box 111,SF-80101 Joensuu, Finland
Sähköposti:
ei.tietoa@nn.oo
- Ijäs, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
Mitä suoarkistot voivat meille tulevaisuudessa kertoa?
English title: What would be the significance of peat archives in the future?
Tiivistelmä |
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijä
An attempt is made to predict the progress of mire palaeoecological research in the near future. The prognosis is made in the light of recent advances in the field. Examples of some multi-faceted topics are given. They include ancient climatic changes for understanding the present changes, the greenhouse-effect, problems and new innovations in dating, organic pollutants such as PAHs and DDT, heavy metals and related air pollutants, man-made radionuclides, initiation of peatlands, peat growth, and fire history.
Keywords: Carbon balance, dating, fire, DDT, global warming, heavy metals, PAHs
-
Tolonen,
Department of Biology, University of Joensuu, P.O. Box 111, SF-80101 Joensuu, Finland
Sähköposti:
ei.tietoa@nn.oo
Radioaaltoanturi turpeen maatuneisuuden mittarina.
English title: Measuring the degree of decomposition in peats by means of a radiowave probe.
Tiivistelmä |
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijät
A radiowave probe, which fairly precisily measures the moisture content of peat in situ, enables a rough estimation of the degree of decomposition in certain kinds of peat. It was found that the Acutifolia peats belong to these. This group of Sphagnum (moss) peat is the most commonly used garden (horticultural) peat type in many countries.
-
Tolonen,
Sähköposti:
ei.tietoa@nn.oo
- Toikka, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
Turpeen lämpöarvon ja maatuneisuuden välisestä riippuvuudesta.
English title: The relationship between the calorific value and the humification of peat.
Tiivistelmä |
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijä
Results concerning the relationship between the calorific value and the humification degree (von Post) of peat from 282 Finnish peat samples were compared with corresponding data published earlier. Differences were most striking within Sphagnum peats indicating that new (larger) material is desired.
Other methods tested for measuring the past decomposition included the fiber (rubbed and unrubbed) content of peat, Pyavchenko's laboratory volume weight method, the centrifuge method, the pyrophosphate index and the colorimetric method by NaOH (using lengths 280, 472, 570 and 664 nm). The usability of these methods for an indirect prediction of the calorific value was found to vary from one peat type to another. The regression equations presented are based on too few samples and enable only rough estimations of peat calorific value.
-
Tolonen,
Sähköposti:
ei.tietoa@nn.oo
Viiden yleisesti käytetyn maatumisasteen määritysmenetelmän käyttökelpoisuus polttoturpeen määrän ja energiapitoisuuden arvioimiseen Suomessa.
English title: Usefulness of five common methods of determining the degree of decomposition in estimating the amount and energy content of fuel peat in Finland.
Tiivistelmä |
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijä
On tunnettua, että maamme soiden ja niiden kasvitieteellinen ja fysikaalinen rakenne vaihtelee laajoissa rajoissa. Siksi luotettava turpeen saannon arvioiminen vaatisi paljon turpeen tiheystietoja tavallisesti jo yhdenkin suon puitteissa ja suon energiasisällön määrittäminen vielä hyväksytyt tarkkuusvaatimukset täyttäviä lämpöarvoanalyysejä. Molemmat ovat aikaa vieviä ja kalliita. Tämän vuoksi on molempiin tavoitteisiin pyritty epäsuorasti nopeiden kentälle ja laboratorioon kehiteltyjen maatumisasteen määritysmenetelmien avulla (ks. esim. Day et al. 1979). Tässä tarkastellaan viiden erilaisen menetelmän (ynnä niiden joidenkin muunnosten) käyttöarvoa mainittuihin tarkoituksiin. Menetelmät ovat v. Post’in maatumisaste, Pjavtšenkon maatumisadannes, kuituisuus ( = amerikkalainen märkäseulonta), sentrifugi-menetelmä (neuvostoliittolainen Gost-standardi) ja kolorimetrinen menetelmä (etenkin natriumpyrofosfaattiliuoksin).
Mainituista menetelmistä kolmen ensinmainitun käyttökelpoisuutta turpeen saannon (turpeen tiheyden) arvioimiseen on pohdittu aikaisemmin (Tolonen & Saarenmaa 1979). Aineisto on pääasiassa kuvassa 1 esitetyiltä 13 suolta, jotka edustavat erilaisia soita ja melko tasaisesti kaikkia pääturvetyyppejä (vrt. kuvat 2-6). Turpeen tiheyden ja useimpien maatumisastemääritysten osalta tutkittujen näytteiden kokonaismäärä on 435, mutta lämpöarvomääritysten osalta vain 106. Aineistoa on täydennetty tarkoilla turpeen hiilipitoisuusanalyyseillä (menetelmä: Salonen 1979), joita aineistossa on 330 (Taul. 1).
Kaikkien testattujen maatumisastemenetelmien ja turpeen tiheyden sekä energiasisällön (kuiva-ainetta kohti) välillä oli selvä lineaarinen riippuvuussuhde. Sen voimakkuutta tutkittiin regressio- ja korrelaatio-analyysien avulla.
Turpeen tiheyden suhteen tulokset olivat erittäin hyvin sopusoinnussa aikaisemmin maassamme esitettyjen tulosten kanssa siltä osin kuin vertailuaineisto koski koko turvekerrosta eikä vain soiden pintaosia. Yhteisiksi johtopäätöksiksi sekä ojittamattomien että ojitettujen soiden turpeen saannon ennustamisesta maatumisastemenetelmien avulla voitaneen siten esittää seuraavaa: v. Postin menetelmä korreloi huomattavasti paremmin turpeen tiheyden kanssa rahkaturpeissa (r2 = 50-57 %) kuin saraturpeissa (r2 = 0.5-6 %). Turpeen kuituisuuden ja tiheyden välinen korrelaatio oli vieläkin heikompi (rahkaturpeissa r2 = 33-40 %, saraturpeissa r2 = 7 %).
Kolorimetrinen menetelmä ei yleisesti päässyt näinkään korkeisiin lukuihin: suuren aineiston (n = 501) pyrofosfaatti-indeksin ja turpeen tiheyden välinen korrelaatio oli r = 0.608 (r2 = 37 %) ja eri turvelajiryhmissä selityssadannes jäi vielä paljon tätäkin alhaisemmaksi. Kun myöskin Pjavtšenkon laboratoriomenetelmän ja turpeen tiheyden välinen korrelaatio, vaikkakin erittäin merkittävä, oli käytännön kannalta liian alhainen (r2 = 47 % ylimmillään, mutta useasti paljonkin pienempi), joudutaan toteamaan, ettei turpeen saantoa voida ilman suurta erehtymisriskiä tehdä yhdenkään näistä perusteella, vaan turpeen vesipitoisuus pitäisi myöskin olla tiedossa.
Turpeen energiapitoisuuden ja tutkittujen menetelmien riippuvuussuhteen selvittämiseen omaa aineistoa oli paljon vähemmän ja rahkaturpeiden osalta täyden vertailun tekemiseen vain yhdestä turvepatsaasta.
Lineaariregression korrelaatiot olivat odotetusti korkeammat rahkasuossa kuin sarasoissa (Taulukko 2 ja 3), 16-71 % rahkaturpeessa ja 7-46 % saraturpeessa. Suuremmin aineistoin on tutkittu etenkin v. Post'in maatumisasteen ja lämpöarvon välistä korrelaatiota (Mäkilä 1980, Tolonen et al. 1982). Se oli rahkaturpeissa parempi (r2 = 30-49 %) kuin saraturpeissa (r2 = 4-21 %).
Hiilipitoisuus/maatumisastetarkastelu tuki edellä saatuja tuloksia (Taulukot 4 ja 5): selityssadannes (R2) vaihteli 24.9-40.6 % kokonaisaineistossa (n = 330). Yksityisissä turveryhmissä korrelaatio jäi tätäkin alhaisemmaksi kaikissa muissa tapauksissa paitsi puuturpeiden osalta Pjavtšenkon maatumisasteen suhteen (R2 = 67 %, n = 40).
Näin ollen ainoastaan karkeaan suunnitteluun mahdollisesti riittavä suuntaa-antava tieto turpeen määrästä ja/tai energiasisällöstä on saatavissa käytettäessä mitä tahansa testatuista viidestä maatumisastemenetelmästä. Tiedon tarkkuus on sarasoissa selvästi heikompi kuin rahkaturvekerrostumissa. Näyttääkin siltä, että ainoat nopeat, mutta silti edellä käsiteltyjä keinoja usein moninkertaisesti luotettavammat menetelmät soittemme turve- ja energiamäärien kartoittamiseen löytyvät uusien elektronisten kenttä- ja laboratoriomenetelmien puolelta (ks. Pohjola et al. 1980, Tiuri & Toikka 1982).
-
Tolonen,
Sähköposti:
ei.tietoa@nn.oo
Radiowave probe in assessing the yield of peat and energy in peat deposits in Finland.
Tiivistelmä |
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijät
Käytännön turvetuotannon piirissä on jouduttu toteamaan, että turvesaannon arvioiminen pinta-ala- ja syvyystietojen pohjalla on melkein aina hyvin epätarkkaa. Usein ja varsinkin saraturpeiden osalta eivät turpeen maatuneisuustiedotkaan juuri tuo apua ongelmaan turpeen vesipitoisuuden suunnattoman vaihtelun takia niin kuin käy ilmi useista tutkimuksista: Samsonova et al. (1954), Tolonen & Saarenmaa (1979), Mäkilä (1980), Korpijaakko et al. (1981); poikkeava käsitys kuitenkin mm. Scott'in et al. (1980) tutkimuksessa.
Melkein yhtä epävarmaksi on osoittautunut turpeen energiapitoisuuden ennustaminen tavanomaisten, eri maissa käytettyjen maatumisastemenetelmien avulla (esim. Mäkilä 1980, Tolonen et al. 1982, Tolonen 1982). Siksi turvesaannon tarkempi arviointi on tehtävä joko ottamalla tilavuustarkat näytteet turvekerrostumista tai laskemalla turpeen tiheys (= ent "todellinen" tilavuuspaino) turpeen in situ kosteuspitoisuuden avulla (ks. esim. Laine & Päivänen 1982).
Seurauksena kiinteästä riippuvuussuhteesta, joka luonnontilaisessa turvekerrostumassa (suopohjavesitason alapuolella) vallitsee turvekerrostuman vesipitoisuuden ja sen todellisen maatuneisuuden välillä, joka puolestaan suuresti määrää turpeen lämpöarvon, voidaan ajatella että turpeen luotettava maastokosteus saattaa olla mainituin edellytyksin myös hyvä turpeen energiapitoisuuden ennustaja. Tukea tämän periaatteen käyttökelpoisuudelle rahkasoissa on esiteltykin (Tolonen et al. 1981).
Kun riittävän monien kosteus- ja/tai tilavuustarkkojen näytteiden otto nykyisten kairausvälineiden avulla on kuitenkin kovin työlästä ja kallista laajoja turveinventointeja ajatellen TKK:n radiolaboratoriossa Espoossa on kehitelty nopea ja kevyt radioaaltoanturi, joka mahdollistaa turpeen , in situ kosteusmittaukset (Tiuri & Toikka 1982). Uusi radioaaltokosteusmittari (radioaaltoanturi) perustuu dielektrisyysvakion ja tutkittavan aineen (turpeen) riippuvuussuhteeseen. Mittarin periaate ja ominaisuudet on kuvattu aiemmin (Tiuri & Toikka 1982). Anturia kokeiltiin kahdella rahkasuolla ja yhdellä sarasuolla (Taulukko 1) alkutalvesta 1981.
Kaikissa tähän mennessä tutkituissa tapauksissa radioaaltoanturin taajuuslukeman (vaimennusjaksoluvun) ja samoilta syvyyksiltä mittausreiän vierestä otettujen turpeiden laboratoriossa määriteltyjen vesipitoisuuksien ja turpeen tiheysarvojen välillä oli hyvä lineaarinen korrelaatio (Kuvat 1-3, Taulukot 2-4). Selityskerroin (R2) vaihteli välillä 58-77 % kosteuspitoisuuden ja 65-76 % turpeen tiheyden (ent. tilavuuspaino) osalta tutkituissa kolmessa suossa. Vertailuun ei sisällytetty suopohjaveden pinnan yläpuolisia näytteitä. Käytännössä poisjätetty pintakerros oli 0.1-0.5 m paksuinen.
Tutkimuksissa rekisteröitiin myös mittauslaitteen turpeeseen lähettämän radioaallon heijastusvaimennus, mutta sen ei voitu todeta olevan selvässä riippuvuussuhteessa edellä mainittujen turpeen ominaisuuksien kanssa. Sen sijaan heijastusvaimennusarvojen vaihtelut näyttävät kuvastavan turvelajien vaihtelua (rahkaturve, saraturve jne.). Maastohavaintojemme mukaan resonanssitaajuuslukemat vaihtelivat samassa syvyydessä suuresti aivan lähekkäisissäkin pisteissä (muutaman neliödesimetrin puitteissa), johtuen turvekerrosten pikkupiirteisestä epähomogeenisuudesta (vrt. esim. Tolonen & Ijäs 1982). Tästä syystä kenttä- ja laboratoriomittausten näytteet eivät ilmeisesti tarkalleen vastanneet toisiansa. Niinpä tuloksiamme onkin pidettävä lähinnä minimiarvioina radioaaltoanturin kykyjä puntaroitaessa. Laboratoriomittauksessa (Tiuri & Toikka 1982), missä näyteparien eksaktius oli taattu, löydettiinkin selvästi parempi riippuvuus sekä resonanssitaajuuden ja turpeen tiheyden (R2 = 81 %), että turpeen vesipitoisuuden (R2 = 88 %) välille.
Näin ollen näyttää ilmeiseltä, että radioaaltoanturi mittaa varsin luotettavasti turpeen kosteuden ja tiheyden in situ turvekerrostumassa. Alustavat havainnot näyttävät osoittavan, että tätä seikkaa voitaisiin käyttää turvekerrostumien energiasisällön arvioimisen perustana (Kuvat 1 ja 5-6, Taulukko 5), varsinkin, jos lämpöarvo ilmaistaan tilavuusyksikössä turvetta.
-
Tolonen,
Sähköposti:
ei.tietoa@nn.oo
- Tiuri, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
- Toikka, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
- Saarilahti, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
Turvesaannon arviointiin käytetyn kahden suokairan vertailu.
English title: Comparison of two peat samplers used in estimating the dry peat yield in field inventories.
Tiivistelmä |
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijät
Luonnontilaisten turvekerrostumien kuiva-ainemäärien arviointia ei voida luotettavasti tehdä turvelaji- ja maatumisastetietojen nojalla (esim. Tolonen ja Saarenmaa 1979, Korpijaakko et al. 1981), vaikkakin myös vastakkaisia käsityksiä on esitetty (Scott et al. 1980). Turvesaannon arvioinnin täytyy perustua joko tilavuusnäytteisiin tai turpeen maastokosteuden tietämiseen, sillä edellinen voidaan varsin luotettavasti laskea jälkimmäisen avulla (esim. Korpijaakko et al. 1981).
Tässä kirjoituksessa verrataan kahta tilavuusnäytteiden ottoon turvekerrostumista käytettyä kairamallia ns. tilavuustarkkaa putkikairaa (Korpijaakko 1981) ja venäläisen turvekairan (ks. Tolonen 1968) parannettua muunnosta (sisähalkaisija 10 cm, pituus 50 cm) (kuvat 1 ja2).
Tutkimus tehtiin viidellä suolla Keski-Suomessa, jotka valittiin edustamaan erilaisia suotyyppejä ja turvekerrostumia (taulukot 1 ja 2). Vertailu perustuu 86 putkikairanäytteen kairaamiseen mahdollisimman läheltä kairauspisteitä, joista näytteet oli otettu pohjasta pintaan venäläisellä turvekairalla. Käytännössä kairausreiät olivat halkaisijaltaan yhden metrin laajuisen ympyrän sisällä. Kahdessa tutkimuspisteessä kaivettiin lopuksi n. 2 metrin syvyinen kuoppa ja vertailunäytteitä otettiin kuopan seinämistä erilaisilla terävillä sylintereillä.
Tulokset on laskettu + 105oC:ssa kuivatuista näytteistä, eikä turpeen tiheysarvoihin ole tehty tuhkakorjausta. Aineistoon ei kuitenkaan sisälly turpeita, joiden tuhkapitoisuus olisi yli 10 % (havainnot lähipisteistä samoilta soilta ja päätelmät turvelajin perusteella).
Maastohavainnot tutkimuskohteissa venäläisen kairan näytteistä, kokemuksemme avointen turveleikkausten parissa ja turvegeologinen kirjallisuus pakotti tekemään vertailut turvepatsaiden keskiarvotulosten pohjalla. Näin siksi, että kerrosrajat turpeessa usein ovat vinoja eikä samalta syvyydeltä vieri vierestäkään otetun kahden näytteen samanlaisuudesta osoittautunut valitsemillamme soilla olevan mitään takeita.
Kahdella kairalla saadut todelliset turpeen tiheydet (ent. tilavuuspaino) eivät viidessä koeprofiilissamme poikenneet tilastollisesti merkitsevästi toisistaan. Sekä keskiarvot että hajontaluvut olivat varsin lähellä toisiaan (taulukko 3). Vastaavasti vain yhdessä profiilissa oli näytteiden kosteuspitoisuus (painoprosenttina) tilastollisesti merkittävästi (5 % riskitasolla) suurempi putkikairanäytteissä kuin venäläisen kairan näytteissä. Tosin putkikairan näytteiden kosteussadannekset olivat kautta linjan hiukan korkeampia (taulukko 4). Enemmän toisistaan poikkesivat eräissä kohteissa kahden kairatyypin antamat regressioyhtälöt vesipitoisuuden ja turpeen tiheyden väliselle riippuvuudelle samassa turvepatjassa, vaikkakin tämä ero vain muutamassa kohdassa oli tilastollisesti merkitsevä tehdyn kovarianssianalyysin valossa (taulukko 6).
Siellä missä eroja oli, putkikairan antaman yhtälön regressiosuora oli jyrkempi kuin venäläisen kairan tullen lähelle vedenkyllästämän turpeen teoreettista (maksimi) regressiosuoraa (vrt. Scott et al. 1980). Alustavana tulkintana esitämme, että putkityyppinen verrattain paksuseinäinen (n. 8 mm) ja alaspäin lyömällä (ei kiertämällä) työnnettävä kaira työnsi kasaan tietyissä turvekerroksissa esiintyviä onkaloita. Tätä vahvistavat maastohavaintomme etenkin Suolamminnevalta ja eräät kirjallisuudessa esitetyt tulokset. Joka tapauksessa molemmat kairat antavat oikeaa suuruusluokkaa olevat tiedot turpeen saannosta luonnossa tavattavalla kosteusalueella ja sopivat siten tätä tarvetta varten kerättävän tiedoston hankintaan.
Käytännön näkökohdat eivät aseta putkikairaa venäläisen kairan edelle sikäli, mikä koskee kairan kestävyyttä, kairauksen helppoutta, nopeutta ja vaadittavaa henkilökuntaa. Käytännön kokemuksemme mukaan putkikaira vaatii noin kaksinkertaisen miehistön ja jopa viisi tai kaksitoista kertaa niin paljon aikaa kuin venäläinen kaira saman kerrostuman näytteenottoon. Venäläisen kairan parissa ilmennyt ainut todellinen epäkohta, (kun käytetään asianmukaista lujaa kalustoa ja nostovarsia sekä näytteen käsittelytekniikkaa) on, että kairan periaatteesta johtuen aivan pohjimmaisista tiukoista kerroksista on toisinaan vaikeaa saada näytettä.
-
Tolonen,
Sähköposti:
ei.tietoa@nn.oo
- Ijäs, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
Luonnontilaisten turvekerrostumien energiasisällöm ennustamisesta turpeen vesipitoisuuden ja tilavuuspainon perusteella.
English title: Predicting energy content of in situ peats by means of their moisture content and bulk density.
Tiivistelmä |
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijät
Polttoturvekäyttöön sopivat suot on vanhastaan totuttu rajaamaan maastossa suoritettujen turvelaji- ja maatumisastemääritysten perusteella. Niitä on täydennetty tuhkapitoisuus- ja lämpöarvomäärityksin laboratoriossa. Varsinkin viimeksi mainitut ovat kuitenkin suuritöisiä, hitaita ja kalliita (yksi määritys voi maksaa n. 650 mk). Edellä mainittujen turpeen ominaisuuksien osuutta Suomen soiden lämpöarvoihin selvitti 1940-luvun lopulta lähtien mm. Salmi (1947, 1949, 1954, 1961).
Myöhemmistä töistä, joissa myös tutkittiin miten suuri osa suon energiasisällön vaihtelusta voitiin turpeen maatumisasteella ennustaa, mainittakoon ennenkaikkea Mäkilän (1980) julkaisema. Hänen aineistonsa käsitti 481 näytettä Toholammilta. Vaikkakin sekä koko aineistossa että useimmissa turvelajiryhmissä löydettiin erittäin merkitsevä positiivinen riippuvuus v. Postin menetelmällä määritetyn maatumisasteen ja turpeen lämpöarvon välillä, selitysasteet jäivät suhteellisen alhaisiksi (kaikissa ryhmissäkin alle 50 %).
Tämän artikkelin kirjoittajat huomasivat Pohjois-Amerikan itäosien soilta kerätyssä aineistossa varsin selvän riippuvuussuhteen turpeen vesipitoisuuden ja energiasisällön välillä. Edellytyksenä oli, että näyte on ojittamattomalta suolta ja suopohjavesipinnan alapuolelta. Siellä turpeen veden määrä ilmeisesti mittaa turpeen todellista maatuneisuuden astetta: mitä maatuneempi turve, sitä pienempi huokostilavuus (mm. Boelter 1969, Päivänen 1969, 1973) ja sitä vähemmän vettä.
Valitettavasti tarkasteluumme ei ole käytettävissä varta vasten kosteussadanneksen tarkkaa määrittämistä varten kerättyä aineistoa. Mainen soilta kerätyt näytteet (Davis ja muut 1980) oli otettu noin 2.5 cm läpimittaisella Davis mäntäkairalla ja n. 4 cm läpimittaisella pienellä venäläisellä kairalla. Kanadan soilta näytteet oli otettu suomalaisella putkikairalla (läpim. 5 cm) ja toisena vuonna venäläisellä turvekairalla. Näistä puutteista huolimatta turpeen kosteuden havaittiin Great Heath-keidassuolla selittävän lähes 70 % lämpöarvon vaihtelusta (kuva 1). Samalla suolla turpeen hiilipitoisuus selitti 87 9o lämpöarvon vaihtelusta, minkä tulkitsimme luotettavien määritysten todisteeksi. Yleensä näytti siltä, että turpeen vesipitoisuus ennusti lämpöarvoa hyvin Kanadan soilla, joissa von Postin nyrkkimenetelmän maatumisastekin teki saman (taulukot 1 ja 2). Ero näiden kahden ennustajan välille syntyi, kun eri soista kootut tiedostot yhdistettiin. Vesipitoisuus nousi tällöin selvästi paremmaksi lämpöarvon selittäjäksi kuin v. postin maatumisaste.
Suomalaisessa aineistossa huomattiin rahkaturpeiden lämpöarvon ja hiilipitoisuuden olevan tiukassa riippuvuussuhteessa turpeen maastokosteuteen (kuva 2, taul. 3). Vähintäänkin tämä riippuvuus lienee suuruusluokkaa n. 80 % kokonaisvaihtelusta, sillä kotoisiltakaan rahkasoiltamme ei käytettävissämme ollut veden suhteen huolella kerättyjä näytteitä. Siitä huolimatta meikäläisissäkin aineistossa vesipitoisuus ja kuivatilavuuspaino selvisivät voittajina vertailussa erilaisiin kenttä- ja laboratoriomenetelmiin, joita on kehitetty maatumisasteiden määrittämiseen (taulukko 3).
Päinvastoin kuin rahkasoissa, ei vesipitoisuus eikä tilavuuspaino ainakaan esimerkkinä olleissa märissä saroissamme pystyneet ennustamaan missään määrin luotettavasti suon energiapitoisuutta. Mutta eivät siihen pystyneet myöskään muut käytetyistä menetelmistä (taulukko 4). Tämän katsoimme johtuvan veden erilaisesta esiintymistavasta märissä aapasoissamme (vesitaskut, vesisuonet jne.), joista meillä on kenttähavaintoja, mutta myös sara- ja rahkaturpeen muodostajakasvien erilaisesta anatomisesta rakenteesta.
Eri suokasvien alkuperäiset energiapitoisuuserot kuvastuvat eri turvelajien energiaeroina niin kuin Salmi (mm. 1961) on osoittanut. Tästä johtuen turpeen vesipitoisuudella tai tilavuuspainolla ei päästäne ennustamaan juurikaan yli 80 % turpeen lämpöarvosta edes rahkasoissa.
Ojitusta seuraava turpeen kokoonpuristuminen ja kuivuminen hävittää mahdollisuudet arvioida kerrostuman maatuneisuutta ja sitä kautta suon energiasisältöä vesipitoisuuden tai tilavuuspainon avulla. Tämä tuli selväksi sekä Ahtärin Suolamminnevalla ja Muurlan Pukkilan suolla että Toivosen (1980) aineistossa ojitetulta Pulkkilan Kaivosnevalta. Kehitystyön alla olevat, mutta jo nyt lupaavia tuloksia antaneet sähköaaltotutkat suon vesipitoisuuden tarkaksi määräämiseksi maastossa (ks. Varteva 1981) loisivat edellytykset sekä turpeen määrän (vrt. mm. Tolonen et al. 1981, Korpijaakko 1981) että rahkasoissa ehkä myös laadun nopealle ja kustannuksiltaan erittäin alhaiselle arvioinnille. Jälkimmäinen tehtävä kuitenkin edellyttää edellä esittämiemme riippuvuussuhteiden yleispätevyyden selvittämistä.
-
Tolonen,
Sähköposti:
ei.tietoa@nn.oo
- Keys, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
- Klementti, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
Rikin huuhtoutuminen pintaturpeesta.
English title: Leaching of Sulphur from surface peat.
Tiivistelmä |
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijät
Four ombrotrophic Sphagnum fuscum peat profiles (0—50 cm) were analyzed for total sulphur. The study sites include two bogs from southern Finland (Munasuo and Suurisuo, 60—61 °N) plus two bogs from northern Finland (Jänkävuopaja and Ah-venjärvenvuoma, 67°N). Sulphur was determined gravimetrically with BaSO4- method (Horwitz 1965).
Sulphur concentrations and their vertical distributions are indicated in Figs. 2—3. In the top layer (0—20 cm) the S content is low, between 0.5 and 1.0 mg/g dry weight. In the southern Finnish sites, higher values were found near the transition from aerobic to anaerobic conditions: in Munasuo at ca. 30 cm level and in Suurisuo at 45—50 cm level (Fig. 2). In northern Finnish sites, especially in Ahvenjärvenvuoma, the S concentrations of Sphagnum peat seem to be related to the dry volume weight (degree of humification) (Fig. 3), but further material will be needed to
establish the commonness of "enrichment layer" of sulphur in these peats.
The sulphur amounts per square meter for 0—20 cm and 20—50 cm layers are indicated in Table 1. In the 0—20 cm layer, which was in all sites weakly humified, it was possible to apply the moss dating method (Pakarinen & Tolonen 1977). Using the ages obtained for the top 20 cm layer (23 to 68 years), the annual accumulation rates of sulphur were found to range from 59 to 163 mg/m2 (Table 1). The estimated atmospheric sulphur deposition rates in the corresponding areas varied from 280 to 650 mg/m2 (according to data of Buch 1960, Haapala 1977, Järvi-nen 1978). Thus the retention % of S was estimated at 19 to 25 for the surface peat layer (0—20 cm), and it was concluded that the main part of the atmospheric S deposition is leached to deeper peat layers or more probably outside the mire ecosystem.
-
Pakarinen,
Sähköposti:
ei.tietoa@nn.oo
- Tolonen, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
Pintaturpeen kasvunopeudesta ja ajoittamisesta.
English title: On the growth-rate and dating of surface peat.
Tiivistelmä |
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijät
Sphagnum f uscum hummocks have been studied in a southern Finnish ombrotrophic bog in Kuhmoinen (62°N). The annual increments of Sphagnum have been distinguished by means of cyclic pigmentation (cf. Bellamy & Rieley 1967), branching pattern (cf. Maimer 1962) and changes in growth-direction due to pressure of snow-cover. These «innate markers» (cf. Clymo 1970) can be found in scattered individuals of S. fuscum particularly in the less compact parts of hummocks. In addition, Polytrichum affine (= strictum) growing mixed with Sphagnum was utilised as a re-ference mark for the increments (cf. Long-ton 1972). With the combination of these methods it was possible to date a Sphagnum fuscum hummoc down to ca. 50 years old layers (Fig. 3).
In the same site, volume samples were taken and analyzed in a vertical profile (Fig 4). It appears that the growth rate of surface peat decreases with depth (maximum gradient in the top 10 cm layer) indicating a progress of humification process and autocompaction (Aaby & Tauber 1975). It is concluded that the pine method used earlier (Borggreve 1889, Saarinen 1933) gives not comparable values of growth-rate of surface peat particularly if pines of different age are used. It is also suggested that the long-term growth curves of peat accumulation (cf. Tolonen 1973, Zurek 1976) should not be extended to the surface but instead to the level where compaction process has terminated, i.e. often at 30—50 cm below surface.
The «moss dating method» was also applied to Sphagnum fuscum hummocks in several other bogs in southern Finland. The preliminary results indicate a considerable variability in the vertical distribution of growth rates, even within one hummock, but the overall picture is similar as in Fig. 4.
From the profile dated with moss method the peat samples were also analysed for cesium-137 and potassium. As illustrated by Fig. 5, 137Cs has become enriched to the Sphagnum layer (as also potassium) supposedly by an active uptake mechanism. Thus the peak of 137Cs fallout in 1963 (see Fig. 5) cannot be used as a dating method in peat profiles in contrast to lake sediments (cf. Pennington et al. 1973).
-
Pakarinen,
Sähköposti:
ei.tietoa@nn.oo
- Tolonen, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
Turvekertymistä ja turpeen tilavuuspainoista kolmessa eteläsuomalaisessa keidassuossa.
English title: On dry matter accumulation and bulk density values in three South Finnish raised bogs.
Tiivistelmä |
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijä
The annual deposition of peat (dry matter accumulation) was investigated in three South Finnish raised bogs on the basis of bulk density determinations combined with datings of peat layers by pollen analysis, radiocarbon age measurements and by moss increment dating method (see Pakarinen & Tolonen 1977). The range of accumulation rates varied in Kaurastensuo, Lammi (61° 02° N) from 25 to 43 g/m2, yr (Table 2); in the same site the current primary production was estimated to be about 420 g/m2 (Table 1). In an other bog (Munasuo, 60° 37'N) the average long-term dry matter accumulation ranged from 40 to 48 g/m2 (Table 3). Preliminary results in these bogs show that some 6—16 percent of annually produced organic matter was accumulated as peat (vegetation type: Dwarf shrub rich S. fuscum community). The bulk density in virgin Sphagnum peats, which are only slightly decomposed, was very low in the bogs investigated (20—50 g/dm3). This value can be often low (only a little greater than above mentioned) in special cases in highly humified peats, too. The high water content of peat and a low autocompaction degree can explain this feature. — After the drainage of the peat-lands a compression obviously very soon results a distinct increase in the bulk density. In natural conditions peat layers originated from hollows have much greater autocompaction (cf. Aaby & Tauber 1974) than the peats of hummock and intermediate surface (lawn). This difference comes still clearer when one compares the bulk density values of living Sphagnum layers with corresponding peat (Table 4). When estimating the peat resources in terms of dry matter, the great variation in «real bulk density» values in virgin peatlands, and factors determining it should be considered.
-
Tolonen,
Sähköposti:
ei.tietoa@nn.oo
Raskasmetallianalyysejä kahdelta tienvarsisuolta.
English title: Analyses of heavy metals on two roadside bogs in Finland.
Suomen keidassuovesien ravinteista.
English title: On the nutrient content of surface water in ombrotrophic mire complexes in Finland.
Soiden kasvunopeuden ja kasvutavan vaihteluista jääkauden jälkeisenä aikana.
English title: On the rate and pattern of peat formation during the postglacial time.
Rahkaturpeen maatumisasteen määritysmenetelmistä.
English title: Comparison between some methods of determining the degree of decomposition of Sphagnum peat.
Näytä lisätiedot
|
Artikkeli PDF-muodossa |
Tekijät
-
Pakarinen,
Sähköposti:
ei.tietoa@nn.oo
- Tolonen, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
Pohjois-Karjalan metsien, soiden ja järvien kehityksestä.
Soiden kehityshistorian tutkimusmenetelmistä.
English title: On methdos used in studies of the peatland development.
Pohjois-Karjalan soiden kehityksestä.
English title: On the development of the bogs in northern Carelia.
Eräs suoprofiili ja najas flexilis-subfossiililöytö Tohmajärven Valkeasuosta Pohjois-Karjalasta.
English title: A peat profil from Valkasuo of Tohmajärvi.
Click this link to register to Suo - Mires and peat.
Jos olet rekisteröitynyt käyttäjä, kirjaudu sisään tallentaaksesi valitsemasi artikkelit myöhempää käyttöä varten.
Valitsemasi artikkelit
Suo - Mires & Peat
