Tekijä: Sampo Smolander
Työn nimi: Päivänsäde ja metsä - tutkimus verson rakenteesta sekä
valon ja typen jakaumasta purppurapihtametsikössä
Oppiaine: Kasvitiede, systemaattis-ekologinen
Työn laji: Pro Gradu
Aika: Joulukuu 1999
Sivumäärä: 46
Avainsanat: verso, latvusto, rakenne, säteily, valo, typpi, pihdat,
Abies amabilis
Säilytyspaikka: Kasvitieteen kirjasto
Tiivistelmä:
Tässä työssä on kehitetty menetelmä havupuun verson kasvukauden aikana
sitoman säteilyn arvioimiseksi. Menetelmän avulla tutkittiin verson ja
neulasten morfologian vaikutusta valon ja typen jakaumaan havumetsikön
latvustossa. Erityisesti tutkittiin varjostukseen mukautumisen yhteyttä
resurssienkäytön tehokkuuteen. Neulasten fotosynteesiresurssien mittana
käytettiin niiden typpipitoisuutta. Tutkimuskohteena oli
purppurapihtametsikkö Kalliovuorilla. Verson sitoman säteilyn määrä
riippuu taivaalta tulevasta säteilystä, ympäröivän kasvuston
varjostuksesta ja verson muodosta. Näiden kaikkien tunteminen kaikissa
suunnissa on tarpeen kasvin sitomaa säteilyä arvioitaessa. Taivaalta
tuleva säteily koostuu suorasta ja diffuusista säteilystä. Suoran säteilyn
suuntajakaumaa simuloitiin käyttäen Auringon liikeyhtälöitä ja Beerin
lakia säteilyn sammumisesta ilmakehässä. Diffuusin säteilyn suuntajakauma
oletettiin tasaiseksi. Suoran ja diffuusin säteilyn absoluuttiset arvot
kalibroitiin meteorologisten kenttämittausten mukaisiksi. Verson kohdalta
katsoen tietyssä suunnassa näkyvä avoimen taivaan osuus, aukkoisuus,
analysoitiin kuvankäsittelyohjelmistolla versojen kohdalta otetuista
ylöspäin suunnatuista kalansilmäkuvista. Versojen silhuettialat
analysoitiin kuvaamalla versoja monista eri suunnista, ja interpoloimalla
mitattuja arvoja trigonometrisellä interpoloinnilla. Yhdistämällä tieto
verson silhuettialasta eri suunnista katsottuna ja verson alkuperäisestä
asennosta kasvustossa, verson kohdalta otetusta kalansilmäkuvasta
analysoitu aukkoisuus sekä säteilyn suuntajakauma kasvuston yllä
kasvukauden aikana, saatiin arviot versojen kasvukauden aikana sitomasta
säteilystä. 47 versoa kerättiin tasaisesti latvuston eri korkeuksilta.
Keskimääräinen säteilykentän voimakkuus aineiston viiden valoisimman
verson ympärillä oli 43-kertainen viiden varjoisimman verson keskiarvoon
verrattuna. Tuuheiden valoversojen itsevarjostus oli lähes kaksinkertainen
litteiden varjoversojen itsevarjostukseen nähden. Tämä tasoitti
43-kertaisen vaihtelyn säteilykentän voimakkuudessa 24-kertaiseksi
vaihteluksi projisoitua neulasalaa kohti sidotussa säteilyssä. Lisäksi
valoversojen neulaset olivat varjoversojen neulasia paksumpia. Tämä
vaihtelu neulasten ominaispinta-alassa oli yli kaksinkertaista. Verson
kuivapainoyksikköä kohti sidotun säteilyn määrä vaihteli enää
10-kertaisesti. Valtapuiden valoversojen typpipitoisuus kuivapainoyksikköä
kohden oli noin 1,6-kertainen valtapuiden varjoversojen typpipitoisuuteen
nähden. Kuitenkin suurin typpipitoisuuden vaihtelu havaittiin aluspuiden
varjoversojen kesken. Täten koko aineistossa typpipitoisuus ei vaihdellut
säteilyn saatavuuden kanssa samansuuntaisesti. Valaistusoloihin
mukautumisen pääasiallinen mekanismi näyttää olevan versojen ja neulasten
morfologinen mukautuminen.