Subarktisten soiden sammalpunkkien lajisto muuttuu, kun ilmasto lämpenee ja ikirouta sulaa. FM Inkeri Markkulan väitöstutkimuksen mukaan sammalpunkit voivat kuitenkin auttaa historiallisten ympäristönmuutosten tutkimisessa.

Subarktiset
ikiroutasuot, eli palsasuot, ovat vaarassa kadota, kun ilmasto lämpenee.
Samaan aikaan niiden lajisto tunnetaan vielä puutteellisesti. FM
Inkeri Markkula selvitti väitöstutkimuksessaan ilmaston
lämpenemisen ja ikiroudan sulamisen vaikutuksia subarktisten soiden
hajottajaeliöiden, sammalpunkkien, eliöyhteisöihin.

Markkula on
tehnyt väitöksensä Turun yliopistoon mutta hän on ollut aiemmin Lapin
yliopiston Arktisen keskuksen tutkijana, viimeksi BuSK -projektissa
2016-2019.

Yhteisöekologian,
kokeellisen ekologian ja paleoekologian menetelmiä yhdistelevä tutkimus toi
ilmi, että soiden sammalpunkkilajisto muuttuu lämpötilojen noustessa ja
ikiroudan sulaessa, mutta samaan aikaan sammalpunkkien yhteisöjä tutkimalla
voidaan saada tärkeää tietoa historiallisesta ikiroudan sulamisen ja synnyn
dynamiikasta. Se taas auttaa ennustamaan tämänhetkisen ilmaston lämpenemisen
seurauksia.


Pohjoiset
palsasuot kertovat ilmaston muuttumisesta

Markkulan
tutkimuskohteena olivat palsasuot. Palsasuo on pohjoinen suoyhdistymätyyppi,
joille tunnusomainen piirre on turpeesta muodostuneiden palsojen sisältämä
ikirouta. Ilmaston lämpeneminen sulattaa palsojen ikiroutaa, mikä aiheuttaa
muutoksia soiden kosteusoloissa, kasvillisuuden rakenteissa ja
mikroelinympäristöjen monimuotoisuudessa.

– Palsasuot ovat
yksi Euroopan uhanalaisimmista ekosysteemeistä. Koska ilmastonmuutoksen
vaikutukset näkyvät palsasoilla hyvin konkreettisesti, ne toimivat
eräänlaisena ”early warning”- eli ennakkovaroitusekosysteeminä. Palsasoita
tutkimalla voidaan saada tietoa siitä, miten ilmastonmuutos vaikuttaa
pohjoisten alueiden lajikirjoon, Markkula kertoo.

Markkulan mukaan
palsasuot ovat paleoekologisia arkistoja: ne säilövät turvekerroksiinsa
tietoa menneisyyden ilmasto-oloista, eliöistä ja ihmisen toiminnasta.

Pohjoisella
pallonpuoliskon suoekosysteemeihin on sitoutunut yksi kolmasosa maapallon
hiilestä. Arktisen ja subarktisen alueiden soilla ikiroutadynamiikka liittyy
kiinteästi hiilen kertymiseen ja ilmakehään vapautumiseen, ja ikiroudan
sulamisen myötä ilmakehään vapautuva hiili kiihdyttää ilmaston lämpenemistä.


Sulava
ikirouta ja korkeammat lämpötilat muuttavat soiden lajistoa

Väitöskirjatyöllä
oli kaksi tavoitetta: ensiksi tutkia, miten ilmaston lämpeneminen ja
ikiroudan sulaminen vaikuttavat subarktisilla ikiroutasoilla elävien
sammalpunkkien eliöyhteisöihin, ja toiseksi selvittää, voivatko
suoturpeeseen varastoituneet sammalpunkkien subfossiilit eli osittain
fossiloituneet jäänteet olla avuksi historiallisen ikiroutadynamiikan
tutkimuksessa.

– Sammalpunkit
ovat pieniä (0,1–1mm) selkärangattomia, jotka ovat runsaita ja
monimuotoisia: maailmasta tunnetaan 11 000 lajia, ja yhdellä neliömetrillä
voi elää 200 000 sammalpunkkia. Sammalpunkit reagoivat nopeasti muutoksiin
elinympäristössään, ja niiden kovan kitiinikuoren ansioista niiden jäänteet
säilyvät ikiroudassa tuhansia vuosia. Siksi ne sopivat erityisen hyvin
ekosysteemien muutosten tutkimiseen, Markkula sanoo.

Tutkimuksen
aineisto kerättiin Pohjois-Fennoskandian, Siperian ja Kanadan
ikiroutasoilta. Tutkimuksissa kartoitettiin soiden sammalpunkkilajistoa 6000
vuoden aikajänteellä ja selvitettiin ilmastonmuutoksen vaikutuksia
sammalpunkkien yhteisöihin lämmityskokeita käyttäen.

Tutkimukset
toivat ilmi, että jotkut sammalpunkkilajeista suosivat elinympäristönään
palsakumpuja, ja nämä lajit ovat vaarassa hävitä, kun ikirouta sulaa.
Lämmityskokeet osoittivat, että korkeammat talvilämpötilat vähentävät
sammalpunkkien määrää pohjoisilla soilla. Koealueella sammalpunkkien
lajiston monimuotoisuus väheni, kun ympärivuotiset lämpötilat kohosivat
kaksi astetta.


Sammalpunkit
hyödyttävät ilmastonmuutostutkimusta

Sammalpunkit
eivät ainoastaan kärsi ilmastonmuutoksen seurauksista, vaan ne voivat
hyödyttää ilmastonmuutostutkimusta ilmentämällä historiallista
ikiroutadynamiikkaa. Markkula löysi tutkimuksissaan kolme sammalpunkkilajia,
jotka ilmentävät vahvasti ikiroudan esiintymistä. Näitä lajeja voidaan
käyttää apuna historiallisen ikiroutadynamiikan tutkimisessa.

Historiallisen
ikiroudan muodostumisen ja sulamisen dynamiikan tutkiminen taas on tärkeää,
sillä se auttaa ennustamaan tämänhetkisen ilmaston lämpenemisen vaikutuksia.
Menneisyyden tarkka mallintaminen on kuitenkin Markkulan mukaan
haastavaa. 

– Kasvien
jäänteitä eli kasvimakrofossiileja on käytetty paljon historiallisen
ikiroutadynamiikan tutkimisessa, mutta koska kasveista ei ole löytynyt
yhtään varsinaista ikiroudan läsnäoloa osoittavaa, positiivista
indikaattorilajia, on ikiroudan synnyn ja sulamisen tarkka ajoittaminen
toisinaan hankalaa. 

Joissakin
tapauksissa ikiroudan läsnäoloa paleoekologisissa aineistoissa on vaikea
osoittaa pelkästään kasvijäänteisiin perustuen. 

– Ikiroutaa
ilmentävät sammalpunkit tuovat historiallisen ikiroutadynamiikan tutkimiseen
yhden työkalun lisää ja auttavat näin ilmaston lämpenemisen vaikutusten
mallintamisessa.

***

FM Inkeri
Markkula esittää väitöskirjansa ”Oribatid mites (Acari: Oribatida) in
sub-Arctic peatlands: a multidisciplinary investigation into climate change,
permafrost dynamics and indicator values of subfossils” julkisesti
tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 8.5.2020 klo 12.00.

Turun yliopiston
väitöstilaisuuksia ei koronavirustilanteen vuoksi järjestetä
yleisötilaisuuksina. Väittelijä, vastaväittäjä ja kustos ovat vähintään
ääniyhteydessä. Yleisön on mahdollista seurata väitöstä etäyhteyden kautta:
https://utu.zoom.us/j/65913902642

Vastaväittäjänä
toimii professori
Stephen Coulson

(Sveriges lantbruksuniversitet (SLU), Ruotsi) ja kustoksena professori
Ilari Sääksjärvi

(Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on
biologia.

Väittelijän
yhteystiedot: p. 050 3393077, piinma@utu.fi
  
Väitöskirja on julkaistu sähköisenä:
http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-29-8052-9