Vastaväittäjä: Ph.D. Almut Arneth, Lundin yliopisto, Ruotsi
Kustos: Professori Jarmo Holopainen, Kuopion yliopisto
Aika ja paikka: Lauantai 13.12.2008 klo 12, Snellmanian auditorio L21

Väitöstiedote:

Muuttuva ilmasto lisää isopreenipäästöjä pohjoisista ekosysteemeistä

Tämä tutkimus osoitti boreaalisten ja arktisten ekosysteemien olevan merkittäviä isopreeninlähteitä. Ilmastonmuutoksen myötä isopreenipäästöt näissä ekosysteemeissä tulevat pääasiallisesti lisääntymään suoraan, tai isopreeninä vapautuu suurempi osuus kasvillisuuden juuri sitomasta hiilestä. Lisääntyvät isopreenipäästöt boreaalisella ja arktisella vyöhykkeellä voivat useiden reaktioidensa kautta vaikuttaa ilmakehän koostumukseen ja ilmastonmuutoksen etenemiseen. Lisäksi muutokset kasvillisuuden sitoman hiilen määrissä voivat vaikuttaa hiilen kertymiseen tutkituissa ekosysteemeissä, jotka kaikki ovat maailmanlaajuistesti merkittäviä hiilivarastoja.

Väitöskirjatyössä tutkittiin, miten ilmastonmuutoksen eri tekijät (kohonnut otsonipitoisuus, lisääntyvä UV-B-säteily, lämpötilan kohoaminen tai vedenpinnan aleneminen) vaikuttavat suo- ja tunturiekosysteemien isopreenipäästöön. Työssä keskityttiin tutkimaan isopreenipäästöjä erilaisilla boreaalisilla soilla, subarktisella suolla sekä subarktisella tunturikankaalla. Mittaukset toteutettiin pitkäkestoisissa kenttäkokeissa luonnontilaisissa ekosysteemeissä sekä häiriintymättömillä suomikrokosmoksilla koekentällä ja kontrolloiduissa kasvatuskammioissa.

Tutkimuksessa havaittiin, että lämpötilan kohoaminen ja UV-B-säteily lisäävät isopreenipäästöjä subarktisilta tunturikankailta ja soilta. Lämpötilan kohotessa isopreenipäästönä myös vapautui ilmakehään suurempi osuus kasvillisuuden juuri sitomasta hiilestä. Kohoava otsonipitoisuus sen sijaan ei selkeästi vaikuttanut boreaalisen suon isopreenipäästöön, mutta lämpiminä kausina myös kohonnut otsonipitoisuus voi lisätä päästöä. Vedenpinnan aleneminen vähensi isopreenipäästöä boreaaliselta suolta, mutta isopreenipäästönä vapautuva osuus kasvillisuuden sitomasta hiilestä kasvoi huomattavasti, sillä hiilen nettosidonta romahti vedenpinnan alentumisen seurauksena. Tutkimuksessa havaittiin, että putkilokasvit, erityisesti sarakasvit (Carex sp., Eriophorum sp.), olivat tärkeä isopreenin lähde soilla ja tunturikankaalla.

Isopreeni on hyvin herkästi haihtuva ja reaktiivinen terpeeniyhdiste, jonka pääasiallinen lähde on kasvillisuus. Isopreeni on yleisin kasvillisuuden ilmakehään päästämä hiilivety, jonka päästöt voivat olla merkittävä osa kasvillisuuden sitomasta hiilestä varsinkin erilaisissa stressitilanteissa.

Ilmastonmuutos, jonka ennustetaan olevan voimakkaimmillaan juuri pohjoisilla alueilla, altistaa ekosysteemejä erilaisille stressitekijöille ja voi siten muuttaa isopreenipäästöjä ekosysteemeistä. Isopreenin vaikutukset ilmakehässä ovat moninaiset ja perustuvat yhdisteen reaktiivisuuteen sekä usein suuriin päästömääriin verrattuna muihin haihtuviin hiilivetyihin, metaania lukuun ottamatta. Isopreenin tiedetään osallistuvan pienhiukkasten muodostumiseen, ilmakehän hapetuskyvyn muutoksiin sekä alailmakehän otsonin muodostumiseen ja hajoamiseen, joten sillä on useita vuorovaikutuksia ilmastonmuutoksen kanssa.

Isopreenipäästöjä on tutkittu eniten trooppisen ja subtrooppisen vyöhykkeen kasveilla. Boreaalisen vyöhykkeen isopreenipäästöjä on tutkittu eri puulajeilla ja hiukan ekosysteemitasolla. Arktisten ekosysteemien ja lajien isopreenipäästöistä ei ole aikaisempaa tietoa.

Väitöskirja on julkaistu sarjassa Kuopion yliopiston julkaisuja C. Luonnontieteet ja ympäristötieteet, ISBN 978-951-27-1185-7. Sitä voi tilata yliopiston kirjaston julkaisumyynnistä, sähköposti: yrjo.valtanen@uku.fi tai verkko-osoitteesta http://www.uku.fi/kirjasto/julkaisutoiminta/julkmyyn.shtml

Lisätietoja:
Päivi Tiiva
Kuopion yliopisto, ympäristötieteen laitos
p. 040 355 3807
paivi.tiiva@uku.fi