Metsien lahopuulla on suuri vaikutus maapallon hiilen kiertokulkuun

Metsien kuolleet puut ylläpitävät rikasta eliölajistoa, mutta lahotessaan ne vaikuttavat myös hiilen kiertoon metsissä ja ilmakehässä. Puiden lahoamiseen vaikuttavat ilmaston lisäksi lahottajasienet ja hyönteiset. Kuolleiden puiden vuosittainen vaikutus globaaliin hiilen kiertoon ja hyönteisten merkitys puun lahoamiselle on nyt selvitetty ensimmäistä kertaa. Kansainvälisen tutkijaryhmän tulokset julkaistiin arvostetussa Nature-tiedelehdessä 1.9.2021.



Järeät puunrungot lahoavat metsissä hyvin hitaasti. Isokokoisen mäntykelon lahoaminen voi kestää satoja vuosia. Tällaiset puut varastoivat hiiltä pitkään.

Elävät puut sitovat itseensä merkittäviä määriä ilmakehän hiilidioksidia ja niillä on tärkeä rooli ilmaston sääntelyssä. Kuolleiden puiden vaikutuksesta globaaliin hiilen kiertoon tiedetään kuitenkin vähän, vaikka puiden lahoaminen ja niiden sisältämien ravinteiden kierto ovat tärkeimpiä metsissä tapahtuvia prosesseja.

Kuinka paljon maailmassa vapautuu hiiltä ilmakehään puiden lahoamisen seurauksena? Entä mikä on hyönteisten rooli siinä? Näihin kysymyksiin etsittiin vastauksia laajassa kansainvälisessä tutkimushankkeessa, johon myös Itä-Suomen yliopiston metsätieteiden osasto osallistui.

Tutkimusta tehtiin kymmenissä kohteissa kuudella eri mantereella

Tutkijat työskentelivät kaikkiaan 55 metsäkohteessa kuudella eri mantereella. Kolmivuotiseen kokeeseen osallistui 50 tutkimusryhmää kaikkialta maailmasta. Osa ryhmistä työskenteli erittäin haastavissa olosuhteissa: esimerkiksi eräällä alueella kohdetta piti suojella elefanteilta. Lisäksi yksi tutkimuskohde tuhoutui metsäpalossa ja se piti rakentaa uudelleen, ja yksi puolestaan jäi tulvan alle. Suomalainen tutkimuskohde sijaitsi Pohjois-Karjalassa.

Tutkijat tarkastelivat yli 140 eri puulajia arvioidakseen ilmaston vaikutusta niiden lahoamisnopeuteen. Puolet tutkittavista puista suljettiin verkkohäkkeihin, jotka estivät hyönteisten osallistumisen lahottamiseen. Näin voitiin määritellä hyönteisten vaikutus puun lahoamiseen.

Tulokset osoittavat, että puiden lahoamisnopeus ja hyönteisten rooli lahoamisessa ovat pitkälti riippuvaisia ilmastosta, ja niiden merkitys kasvaa, mitä lämpimämmäksi ilmasto muuttuu. Korkeat sademäärät kiihdyttivät lahoamista lämpimillä alueilla ja vastaavasti hidastivat sitä viileämmillä.

Maapallon metsistä vapautuu hiiltä hyvin eri tavoin

– Kokeen avulla pystyimme määrittelemään kuolleiden puiden roolin globaalissa hiilen kierrossa. Kuolleista puista vapautuu vuosittain noin 10,9 gigatonnin verran hiiltä. Osa tästä hiilestä sitoutuu ja varastoituu takaisin maahan, osa puolestaan vapautuu ilmakehään. Havainto korostaa metsien ja myös niiden kuolleiden puiden merkitystä luontaisessa ekosysteemien globaalissa hiilen kierrossa. Puiden lahoaminen ei kuitenkaan etene samalla lailla maapallon kaikissa metsissä, metsäekologian professori Jari Kouki Itä-Suomen yliopistosta kertoo.

– Pohjoisissa boreaalisissa havumetsissä, kuten Suomessa, sekä lauhkean vyöhykkeen metsissä kuollut puu hajoaa tulosten mukaan selvästi hitaammin kuin tropiikissa. Kuollut puuaines voi Suomen oloissa varastoida hiiltä jopa sadoiksi vuosiksi. Tämän johdosta pohjoisten metsien kuolleet puut voivat olla globaalisti merkittävä ja pitkäikäinen hiilen varasto, Kouki huomauttaa.

Trooppisista metsistä vapautuu yli 90 prosenttia maapallon kuolleesta puusta peräisin olevasta hiilestä, sillä niissä on paljon metsäbiomassaa ja lahoaminen tapahtuu nopeasti. Hyönteiset lahottavat liki kolmasosan puusta, mutta lähes yksinomaan trooppisilla alueilla. Boreaalisen ja lauhkean vyöhykkeen metsissä hyönteisten merkitys jää vähäiseksi, mutta ilmastonmuutos voi muuttaa tilannetta.

Globaalimuutos voi vaikuttaa hiilen ja ravinteiden kiertoon

Tutkimus korostaa sekä kuolleiden puiden merkitystä globaalille hiilen kierrolle että hyönteisten roolia puun lahoamisessa. Tutkimus tuo myös tärkeää lisävaloa globaaleihin hiilenkiertomalleihin.

 – Meneillään on globaalimuutos, johon kuuluu biodiversiteetin köyhtyminen, lajiston muuttuminen ja muutokset ilmastossa. Tutkimuksemme osoittaa, että ilmastonmuutos ja metsien biodiversiteetin muutokset voivat muuttaa puun lahoamista ja sen seurauksena hiilen ja ravinteiden globaaleja kiertoja, toteaa tutkimusartikkelin pääkirjoittaja tohtori Sebastian Seibold Münchenin teknillisestä yliopistosta.

Tutkimusartikkeli:

Seibold et al (2021): The contribution of insects to global forest deadwood decomposition. - Nature. Julkaistu 1.9.2021, DOI: 10.1038/s41586-021-03740-8


Monet hyönteislajit elävät kuolleessa puussa ja vapauttavat samalla hiiltä. Koko maapallolla hyönteiset osuus puun lahoamisesta on noin kolmannes. Kuvassa alppijäärä, jonka levinneisyysalue on Keski- ja Etelä-Euroopassa.

Lähde: UEF  Kuvat: Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0