Artikkelit kirjoittajalta Jukka Laine

Should the frequency of drought increase in boreal forests due to climate change, seedlings planted in prepared peat mounds could become more susceptible to soil desiccation. The resistance of Scots pine (Pinus sylvestris L.) seedlings to drought will thus be a key factor in the regeneration success of pine-dominated, forestry-drained peatlands. In this study, we evaluated the physiological, metabolic, and morphological responses of year-old seedlings gradually exposed to extreme drought in highly decomposed Sphagnum-Carex peat blocks. Drought clearly suppressed root and shoot growth as well as fractional colonization of ectomycorrhizal fungi. Sustained declines in photochemical efficiency (Fv/Fm) of previous-year and current-year needles did not occur until the volumetric soil water content had dropped to 30% and 10%, respectively. Polyamine analysis revealed that new needles are preferred in protecting the different parts of the seedlings against drought stress. Despite growth losses, the maintenance of rather high photochemical efficiency in current-year needles under severe water stress would appear to indicate a potential for seedling recovery if water availability in the peat improved. Given the high tolerance exhibited by Scots pine seedlings, death by drought seems a lesser concern.

• Pearson, Finnish Forest Research Institute, Parkano Research Unit, Kaironiementie 15, FI-39700 Parkano, Finland Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
• Saarinen, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
• Heiskanen, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
• Sarjala, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
• Laine, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo

We investigated long-term dynamics of phosphorus (P) in ground vegetation, tree stand biomass and litterf all in two undrained and four drained oligotrophic pine fens in southern Finland. The study sites, which encompassed observation periods up to six decades after drainage, were chosen to form a chronosequcncc of sites initially similar floristically, showing different stages of the forest succession induced by drainage. The pattern of P allocation to above- and below-ground plant biomass followed the changes in growth form dominance from mosses, graminoids and shrubs to trees. Overall, net vascular plant uptake of P increased after drainage and remained on a higher level compared to that in the pristine fen. The amount of P in the drained ecosystem seems to remain high enough to support the uptake and continuing forest succession.

• Laiho, Peatland Ecology Group, Department of Forest Ecology, University of Helsinki, P.O. Box 27, FI-00014 Helsinki University, Finland Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
• Penttilä, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
• Vasander, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
• Laine, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo

Before large-scale drainage, the outflowing water from forests was naturally filtered through peatlands. The even topography, dense moss cover and the favourable physical, chemical and biological properties of surface peat facilitate versatile buffering functions in these systems. In addition to retaining suspended solids, peatlands may act as traps for nutrients or harmful metals. Major part of these buffering systems have been lost as a result of forestry drainage. Restoring drained peatlands, being potentially well suited to act as a buffer zone between forestry land and a watercourse, is the major reason for rewetting outside nature reserves. Potentially each drainage area should include a restored part through which waters both from the drainage area itself and from the surrounding upland forest catchment would be filtered. Preliminary results from three experimental catchments show that buffer zones restored from drained peatlands may be succesfully used in decreasing the detrimental impacts forestry operations may have on adjacent water courses. Long-term monitoring is, however, required for the quantitative assessment of the buffer efficiency.

• Sallantaus, Pirkanmaa Regional Environment Centre, P.O.Box 297, FIN-33101 Tampere, Finland Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
• Vasander, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
• Laine, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo

Mires are sinks for carbon. Drainage enhances the aerobic microbial decomposition of the surface peat, which may transform mires into net sources of carbon to the atmosphere. However, the increase in the growth of the tree stand and consequent fixation of carbon after drainage may be expected to have a compensating effect. The effects of drainage on the carbon stores of a mire are not easy to establish. This paper discusses a method that can be used to assess the changes in cases where part of the mire has been left in the virgin condition. The method is based on bulk density and carbon content profiles measured along a transect running from the undrained part to the drained part of the mire. The carbon store of the peat in each case is calculated for the peat depth in which drainage is considered to have caused changes. The subsidence at each measuring point on the drained side is subtracted from the original peat depth before carbon store calculations. Keywords: Boreal zone, carbon stores, peatland forestry

• Laine, Department of Forest Ecology, P.O. Box 24, FIN-00014 University of Helsinki, Finland Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
• Vasander, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
• Puhalainen, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo

Total fine root biomass was 397 g/m2 at an afforested and fertilized tall sedge fen (VSN), and 529 g/m2 at a tall sedge pine fen (VSR). The studied sites were located on the Lakkasuo mire complex in central Finland. The greater biomass on the VSR site could be a result of its lower nutrient status compared to that of the fertilized VSN site. Total root production during May-September 1991 was 178 g/m2 at the VSN site and 242 g/m2 at the VSR site when all significant increments in the living and dead root biomasses were summed up. Almost half of the fine root biomass was renewed during the summer. Keywords: Biomass, drainage, ground vegetation, necromass, Pinus sylvestris, production

• Finér, Finnish Forest Research Institute, Joensuu Research Station, P.O. Box 68, FIN-80101 Joensuu, Finland Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
• Laine, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
• Halko, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo

In the Finnish classification of drained peatlands in practical forestry, the post-drainage successional plant communities of recently drained areas have been traditionally classified according to their original mire site type (33 different types in forestry use), whereas the more stable communities of older drainage areas have been classified into so called "drained peat-land forest types" (4 types). This system is not firmly based on ecological factors or forestry requirements. The classification would be more logical and operational in forestry, if the successional plant communities of younger drainage areas already were classified into the drained peatland forest types. The paper describes seven such drained peatland forest types: herb-rich type, Vaccinium myrtillus type (I) and (II), Vaccinium vitis-idaea type (I) and (II), dwarf-shrub type and the Cladina type, which have their parallels in the series of upland forest types. The traditional V. myrtillus and V. vitis-idaea types have each been divided into two types; type (I) develops from genuine, forested mire types and type (II) from treeless and sparsely forested composite types. The proposed classification is supported by tree stand and peat property data presented in the paper. Keywords: Classification, drained peatlands, vegetation

• Laine, Department of Peatland Forestry, University of Helsinki, SF-00170 Helsinki, Finland Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo

Factors affecting the accuracy of air photo interpretation are summarily dealt with in the paper as well as results of the rather few research projects concerned with the drained peatland forest surveys in Finland. Use of small-scale black and white photography for interpretation has not proved to be sufficiently accurate, whereas experiences on the use of large-scale colour transparencies have been more promising.

• Laine, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo

The paper gives preliminary results of the initial development of lodgepole pine (P. contorta var. latifolia, provenance: Wono-won, British Columbia, Canada, 56°10'N; 121°30'W; 800—1000 m above sea level), compared with that of native Scots pine (P. sylvestris) in a planting experiment on a drained small-sedge bog nine years after planting in 1969. The experimental field is situated in Central Finland (61°50'N; 24°14'E; about 165 m above sea level). The annual rainfall is about 600 mm and that of the summer months (June-September) about 280 mm. Annual evapotranspiration is approximately 300 mm. The experimental field is divided into three areas (blocks), in which different drainage systems (ditch types) were used. In each area there are 8 sample plots, with 300 transplants in each, making a total of 24 plots and 7200 transplants of both pine species in the experiment. Area A is drained using ordinary open ditches, area B using plastic pipe drains and area C using narrow, vertical-walled ditches. Hyd-rological measurements were carried out in the areas in the years 1968—72 and the results have been previously published by Päivänen (1976). According to the results it was found out that the drainage effect of the plastic pipe drains was clearly smaller than that of the other ditch types, i.e. the water table in area B remained some 10 cm nearer the peat surface than in the two other areas. This affected the growth of the transplants so that the growth rate of both tree species studied, especially that of Scots pine, was in area B clearly slower (statistically significantly) than in areas A and C (Fig. 1). The height development of Pinus contorta during the first nine years since planting clearly exceeded that of P. sylvestris, except for area C (deep, narrow, vertical-walled ditches and seemingly slight-ly better nutrient status, because the amount of Sphagnum fuscum hummocks in this area was smaller) where Scots pine grew significantly better than in other areas (Fig. 1, Table 1). Lodgepole pine was 9 years after planting, on the average, in area A 31 %, in area B 24 % and in area C 5 % taller than Scots pine. This is in accordance with the results obtained in other studies with similar provenances (Hahl 1978). The mortality of transplants was also inventoried in summer 1978. The mortality of lodgepole pine turned out to be signi-ficantly smaller than that of Scots pine in all areas (Table 2). The proportion of dead Scots pine transplants was significantly higher in the poorly drained area B than in other areas, whereas Pinus contorta does not seem as susceptible to poor drainage. A new planting of both pine species took place in spring 1977 with the same experimental design and the mortality was inventoried in summer 1978. Table 2 shows that dying-off has been very small in both species confirming the results of the earlier planting (data group a in Table 2). The mortality of Pinus sylvestris was significantly bigger also in the latter planting (data group b in Table 2). The results of this experiment show that the early growth of suitable Pinus contorta provenances is somewhat better than that of Pinus sylvestris also in peatlands at least in circumstances described in this paper. It is also indicated (Fig. 1) that the requirements of lodgepole pine for drainage and nutrients may be smaller than those of Scots pine in peatlands.

• Laine, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo

Kirjoitus selostaa metsäojituksen seurausvaikutuksia koskevia tutkimuksia, joita Helsingin yliopiston suometsätieteen laitoksessa on tehty vuodesta 1972 alkaen. Vesien laatua koskevat tutkimukset on tehty yh-teistyössä Vesihallituksen vesientutkimus-laitoksen kanssa. Kirjoittajat ovat esitelleet tässä julkaistavia tuloksia Suoseuran kokouksessa 18. huhtikuuta 1978. Julkaisua on syytä pitää edeltävän tiedonannon luontoisena. Yksityiskohtaiset tutkimusjulkaisut tulevat ilmestymään myöhemmin. Tutkimukset osoittivat, että metsäojitus ei aiheuta ojitusaluetta lähellä olevilla kangasmailla kasvavien metsien kasvussa haitallisia vaikutuksia. Ojien lähettyvillä vaikutus on metsien kasvua lisäävä, eräissä tapauksissa samaa havaittiin kauempanakin ojasta. Pelko siitä, että ojituksen vaikutuksesta kasvuolosuhteet huonontuisivat ympä-röivillä kankailla näyttää siis aiheettomalta (vrt. Laine ja Seppälä 1977). Metsäojituksella sinänsä ei näytä olevan selviä pysyviä vaikutuksia alueelta purkautuvien vesien laatuun. Orgaanisen hiilen pitoisuuksissa ei ole merkitseviä eroja yli kaksikymmentä vuotta vanhojen, jo metsittyneiden ojitusalueiden ja luonnontilaisten suoalueiden välillä. Samoin on asian laita kaliumpermanganaatin kulutuksen ja kokonaistypen suhteen. Ojituksen aikana ja jonkin aikaa sen jälkeen lisääntyy vesien mukana huuhtoutuva orgaaninen aines merkittävästi, mutta jo parissa kuukaudessa näiden epäpuhtauksien määrä laskee. Onkin ilmeistä, että liuenneen orgaanisen aineen huuhtoutuman kasvu rajoittuu nopeaan vesivaraston muutoskauteeni Sen sijaan lähinnä ojaeroosiosta johtuva kiintoainehuuhtoutuma jatkuu pitempään keskittyen ylivirtaamakausiin. Tämä tutkimus antaa selviä viitteitä siitä, että ojituksen haitalliset vaikutukset veden laatuun ovat ajallisesti rajoittuneita. Ojituksen vesistövaikutukset tulisivat siis vähitellen pienenemään nykyisestä tasosta uudisojitusten vähentyessä ratkaisevasti ja 1980-luvulla. Ojituksen välitön vaikutus hydrologisissa olosuhteissa näkyy kesän alivalumien erittäin voimakkaana kasvuna, myös sateiden aiheuttamat ylivalumat suurenivat. Valumien suureneminen on osittain suon vesivaraston pienenemisen seurausta, joka tapahtuu valtaosaltaan parin ensimmäisen ojituksen jälkeisen kuukauden aikana. Ojituksen pitkäaikaiset hydrologiset vaikutukset näyttävät yleisesti ottaen olevan vaihteluita tasoittavia, maksimivalumat pienenevät ja kesän kuivien kausien minimivalumat suurenevat. Kuivina kausina vähintä jatkuu ojitetuilta alueilta pitempään kuin luonnontilaisilta alueilta. Kevään lumensu-lamiskauden aineisto on pieni, eikä siten anna aihetta pitkälle meneviin yleistyksiin. Näiden lähinnä edullisina pidettävien muutoksien syyt ovat ilmeisesti seuraavanlaiset: Ojituksen vaikutuksesta valuntakynnys alenee, josta seuraa veden varastoimis-kyvyn lisääntyminen. Toinen vaikuttava tekijä lienee pidännän voimakas kasvu ojituksen vaikutuksesta lisääntyneen puuston ansiosta. Ilmeisesti myös evaporaation pieneneminen ojituksen vaikutuksesta on merkittävä tekijä. Näyttää siis siltä, että metsäojitus, ainakin sellaisena kuin sitä Suomessa ja Suomen ilmasto-oloissa harjoitetaan, on omiaan aiheuttamaan lähinnä positiivisia hydrologisia seurausvaikutuksia. Tällaisiin tuloksiin ovat aikaisemmin päätyneet useat muutkin tutkijat (esim. Baden ja Eggelsmann 1964, Ferda 1966, Bay 1971, Pyavtsenko 1976). Päinvastaisiakin käsityksiä on esitetty (esim. Masing 1976, Shaposhnikov 1976), osaksi kuitenkin enemmän tai vähemmän aridisilla alueilla saatujen tulosten perusteella (Klueva 1973). Ojituksen aikaiset ja välittömästi sitä seuraavan lyhyen aikajakson vaikutukset ovat sen sijaan haitallisia. Vesien mukana kulkeutuvalla orgaanisella ai-neksella saattaa olla ainakin tilapäisesti vesien laatua laajemmaltikin pilaava vaiktus. Lopuksi on syytä todeta, että ojitusalueiden jatkuva hoito ja käyttö tuovat omat erikoispiirteensä edellä tarkasteltuihin tekijöihin. Voidaan päätellä, että ojitusalueilla suoritettavat hakkuut lisäävät valuntaa (esim. Heikurainen & Päivänen 1970) ja ojien perkaukset sekä ojituksen uusiminen vaikuttavat vesien laatuun saman suuntaisesti kuin uudisojitus. Varsinaisia tutkimuksia näistä seikoista ei ole riittävästi olemassa, eivätkä nyt selostetut tutkimustulokset ole sellaisenaan sovellettavissa näihin ongelmiin.

• Heikurainen, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
• Kenttämies, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
• Laine, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo

Artikkelissa tarkastellaan yhteensä noin 700 koepuuta käsittävän aineiston perusteella, miten ojitus on vaikuttanut vallitsevan latvuskerroksen puiden sädekasvun kehitykseen ojitusalueeseen rajoittuvissa kangasmaametsiköissä. Aineisto on kerätty vv. 1973—76 kahdelta erilliseltä osa-alueelta, joista toinen sijaitsee Pohjois-Hämeen ja Keski-Suomen rajamailla, toinen käsittää puolestaan Pohjoispohjanmaan rannikkoalueen. Aineiston perusjoukkona pidettiin Kml Tapion ja Metsähallituksen toteuttamia ojitushankkeita, joista peruskarttojen avulla poimittiin ojas-toiltaan ja kaltevuussuhteiltaan soveliaat kohteet. Niistä puolestaan maastossa mitattiin koealat häiriöttä kehittyneihin, joko harventamattomiin tai lievin harvennuksin käsiteltyihin havupuuvaltaisiin varttuneisiin kasvatusmetsiköihin. Koealan sijoitus maastoon esitetään kuvassa 1 (s. 69). Aineistosta saadut päätulokset nähdään kuvista 2, 3 ja 4 (ss. 71 ja 72), joissa on esitetty koepuiden sädekasvun keskiarvoinen kehitys ennen ojitusta ja sen jälkeen viisivuotiskausin laskettuina summina ja jaettuna aineisto kasvupaikkaryhmien, ojaetäisyyden ja ojan reunasta määritetyn korkeusaseman perusteella muodostettuihin ositteisiin. Tulokset osoittavat, että koepuiden säde-kasvu on suoksi luokitetulla niskaojan ja kankaan välivyöhykkeellä kaikissa osa-aineistoissa selvästi suurentunut. Varsinaisiksi kangasmaiksi luokitetuilla kohdin ei myöskään missään ryhmässä näy ojituksen aiheuttamaa sädekasvun pienentymistä, vaan usein lievää suurenemista, erityisesti, jos otetaan huomioon puiden sädekasvun normaali iänmukainen kehitys (kuva 5). Vaikuttaa siis mahdolliselta, että joissakin tapauksissa suon ojitus jopa parantaa kasvuolosuhteita ympäröivillä kangasmailla. Vastaavissa suurilmastollisissa oloissa on Neuvostoliitossa saatu jokseenkin edellisten kanssa yhdenmukaisia tuloksia (esim. Cabo 1974).

• Laine, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
• Seppälä, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo

The article presents results of tensiometer measurements in peat soils. Measurements have been taken both in the field and in the greenhouse. The plots in the field experiment represented different stages of drainage in ordinary sedge bog. Plot 5 was in a virgin state, plot 6 had been drained in 1967, and plot 3, in the 1930's. Each plot had one tensiometer at each of the three measuring depths. (5, 20 and 40 cm). In the field the depth of the ground water table was also measured using self-registering gauges. In the greenhouse experiment the water table in the soil samples was artifically regulated by raising it straight from the deepest level to the topmost level, and lowering it after every 2-3 days (see Fig. 3). The results are presented in figures 1-4. The soil water tension and hydrostatic pressure values obtained with tensiometers show a close correlation with those concerning the ground water table in case when the measuring unit has been near the water table or below it. Evapo-transpiration and rainfall caused a variation to the relationship between the water table and soil water tension at the depth of 5 cm, particularly when the water table was deep (30-40 cm) (Fig. 2). The effect of evapotranspiration can be seen also in the results of the greenhouse experiment (Fig. 4). In this experiment the effect of the rise of the water table was not as great as expected. The reason for this may be too short a time for levelling (2 days). The results show that tensiometers can be used also for measurements on the depth of the ground water table if it has a sufficiently assu-rate manometer and if the measuring unit is kept near or below the ground water table.

• Laine, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo
• Mannerkoski, Sähköposti: ei.tietoa@nn.oo