Lumimanipulaatiokoe: varpujen talvehtiminen

Lumipeitteen paksuus ja kesto voivat vaikuttaa paitsi kasvien talvehtimiseen, myös kasvuunlähdön ja kukkimiseen ajoittumiseen kasvukauden aikana. Myös lumen fysikaaliset ominaisuudet ovat tärkeitä: tiheä ja jäinen lumi on huonompi eriste kuin löyhä, paljon ilmaa sisältävä lumi.

Tutkimme lumen vaikutuksia lumimanipulaatiokokeessa, jossa muokattiin sekä hangen paksuutta että fysikaalisia ominaisuuksia mustikka- ja puolukkavaltaisilla koealoilla Etelä-Hämeessä (Lammi). Kokeessa oli neljä käsittelyä ja näiden kontrollina luontainen lumipeite. Manipulaatioaloilla:

  • osa lumesta poistettiin toistuvasti talven aikana, siten että n. 10 cm hanki jäi suojaamaan varpuja
  • lisättiin lunta toistuvasti talven aikana
  • lumen tiheyttä kasvatettiin puristamalla hankea puulevyllä kasaan
  • hankeen tehtiin keinotekoisesti jäisiä kerroksia sumuttamalla tislattua vettä hangen pintaan.

Lumen tihentäminen ja osittainen poisto heikensivät hangen erityskykyä, mikä näkyi muita käsittelyjä alhaisempina lämpötiloina. Ainavihanta puolukka kuitenkin yhteytti lumen alla kaikissa käsittelyissä. Lumen osittaisen poiston ja kokeellisesti tehtyjen jäisten kerrosten seurauksena hanki läpäisi enemmän valoa, ja näissä käsittelyissä mitattiinkin suurimmat fotosynteesinopeudet.

Koska lumen alla on melko ”lämmintä”, solukoissa jatkuva soluhengitys kuluttaa kasvin sokerivarastoja talven aikana. Tutkimuksemme mukaan talviaikainen fotosynteesi kompensoi merkittävän osan soluhengitykseen kuluvista sokereista, ja siten fotosynteesi lumen alla voi edistää ainavihantien lajien menestyksekästä talvehtimista.

Huonosti pakkasilta eristävä ohut lumipeite voi lisätä talven aiheuttamaa stressiä. Tämä todettiin tutkimuksessamme puolukan lehtien klorofyllin fluoresenssimittauksien avulla. Klorofyllin fluoresenssi avulla saadaan tietoa yhteyttämisen valoreaktioista, jotka reagoivat herkästi erilaisiin stressitekijöihin. Pakkasvaurioita emme havainneet kummassakaan tutkitussa lajissa.

Keväällä lumi suli ensimmäisenä osittaisen poiston aloilta huhtikuun puolivälissä, ja viimeisenä lumesta vapautuiva lisäysalat 11 päivää myöhemmin. Lumen sulamisen ajankohdan vaikutukset kevään fenologiaan olivat vähäisiä. Mustikan lehtien puhkeaminen ja kukkimisen alku tapahtuivat kuitenkin ensimmäisenä lumen lisäysaloilla. Mustikka siis hyötyi paksusta, myöhään sulavasta lumipeitteestä. Puolukan fenologiassa ei havaittu tilastollisesti merkitseviä eroja käsittelyjen välillä.

Ilmaston lämpenemisen ja siihen liittyvien talven lauhojen jaksojen myötä lumipeitteen odotetaan ohenevan ja tihenevän, ja jäisten kerrosten määrän odotetaan lisääntyvän. Lumimanipulaatiokokeemme tulokset auttavat siten ymmärtämään, millä tavoin ilmaston lämpeneminen voi vaikuttaa kasveihin Suomessa.

KIRJALLISUUS

Saarinen T., Rasmus S., Lundell R., Kauppinen O.-K. & Hänninen H. 2016. Photosynthetic and phenological responses of dwarf shrubs to the depth and properties of snow. –Oikos, 125:364-373.

Snow manipulation experiment, photo: Robin Lundell.