Luonnonmaantietelijä Pekka Niittynen tutki väitöskirjassaan kuinka moninaisilla tavoilla lumiolosuhteet vaikuttavat tunturiluontoon ja miten lumipeitteen hupeneminen tulee niihin seuraavina vuosikymmeninä vaikuttamaan.
Niittysen tutkimuksissa selvisi, kuinka ehdottoman tärkeää lumi on pohjoisen luonnon monimuotoisuuden kannalta. Lumi osaltaan ylläpitää sitä elonkirjoa, joka ilahduttaa kairan kulkijaa mitä monipuolisimmalla kukkaloistollaan.
Lumi kerrostuu tuntureilla epätasaisesti. Tuuli puhaltaa sen pois harjanteilta ja kumpareilta ja kasaa suojaisiin notkoihin ja rinteille paksuiksi kinoksiksi. Siksi myös sulaminen on eriaikaista. Lumenviipymiä voi Suomenkin tuntureilta löytää vielä syyskuussa. Tämä luo kasvupaikkojen kirjon, jonka jokaiseen kolkkaan on muodostunut omanlaisensa eliöyhteisö. Nyt tämän kirjo on kuitenkin uhattuna.
Lapin ja lumen lumo
– Lapin luonto lumosi minut jo kymmenvuotiaana nassikkana, kun isäni vei minut ensimmäiselle vaellukselleni Utsjoen erämaahan, kertoo Pekka Niittynen. Kun hän aloitti maantieteen yliopisto-opinnot, niin samoihin aikoihin laitoksen professorina aloitti paljon pohjoisen luonnon piirteitä tutkinut Miska Luoto, josta tuli myös Niittysen väitöskirjan ohjaaja. Nyt Luoto ja Niittynen työskentelevät BioGeoClimate Modelling Lab-tutkimusryhmässä.
– Jo opintojen alkuvaiheesta lähtien tiesin, minkä aiheen parissa haluaisin tutkimusuraa aurata, sanoo Niittynen, joka jatkaa Nesslingin säätiön antaman rahoituksen turvin tutkimustaan lumesta ja sen kytköksistä tunturikasvillisuuden rakenteeseen ja levinneisyyteen.
Lumen ja talviolojen parissa riittää yhä tutkittavaa, sillä ilmastonmuutoksen vaikutuksia arktiseen kasvillisuuteen on tähän asti tutkittu ja mallinnettu erityisesti kesän olosuhteiden kautta.
– Lumen yleinen merkitys on toki tunnustettu jo ties kuinka ja kauan, joten turha tällaisen etelän variksen on opettaa vaikkapa Lapin asukkaille sitä, miten moneen asiaan se olennaisesti liittyy, toteaa paljon Kilpisjärven biologisen aseman ympäristössä kenttätöitä tehnyt Niittynen. - Mutta tieteelle tutkimuksillani on selvästi ollut uutta tarjottavaa. Lumi on monissa mallinnuksissa kokonaan sivuutettu, Niittynen jatkaa.
Arktinen tutkimus intohimona
Lumi on hankala tutkijoille, sillä sen mittaaminen on kovin työlästä. Jo muutaman metrin matkalla suuresti vaihtelevan lumipeitteen tarkka mallintaminen on ollut haastavaa. Omissa töissään Niittynen on hyödyntänyt tarkkoja satelliittikuvia seuraamaan lumen tuloa, pysymistä ja häviämistä tunturimaastossa. Näin jokaista tutkimusalueen neliömetriä ei ole tarvinnut käydä talvella mittaamassa.
Kesällä tutkijat ovat menneet tunturiin ja kontanneet läpi tuhansia kasviruutuja, joista he ovat kartoittaneet paikalla kasvavat lajit selvittääkseen millaisia lumioloja mikäkin laji suosii.
–Kun tiedämme paikan koordinaatit, pystymme liittämään sen satelliittikuvista laskettuun lumitietoon ja esimerkiksi siihen, kuinka suuren osan vuodesta paikka pysyy keskimäärin lumipeitteisenä, sanoo Niittynen.
Monet arktiset alueet ovat tutkijalle hankalasti saavutettavissa ja vaihtelevat olosuhteet haastavat kärsivällisyyttä ja kylmänkestoa. Niittysen tutkimus vei Pohjois-Suomen ja -Norjan tunturien lisäksi myös Grönlantiin ja Huippuvuorille.
– Halusimme saada tutkimuksillemme alueellista kattavuutta, jotta ne voisi mahdollisimman hyvin yleistää läpi Arktiksen. Havaitsimme, että kasvillisuuden piirteitä ajavat varsin samanlaiset ympäristötekijät Lapista Huippuvuorille, Niittynen kertoo.
Arktinen alue on siitä suotuisa kasveja tutkivalle, että monet lajit esiintyvät ympäri pohjoista Jäämerta kiertävän tundran. Kilpisjärven tunturikasvit opetellut pärjää varsin hyvin Grönlannissakin. Arktisten luonnon tulevaisuuden kannalta onkin hyvä asia, että suurin osa lajeista ei ole yksittäisten populaatioiden varassa.
Tutkimuksen tavoite ymmärtää nykyistä ja ennustaa tulevaa
Tulevaisuuteen näkeminen on vaikea laji, mutta Niittynen on luonut erilaisia skenaarioita siitä, miten lumipeite saattaa tulevaisuudessa kehittyä ja käyttänyt nykytiedoin luotoja kasvillisuusmalleja ennustamaan missä millekin lajille suotuisat lumiolot säilyvät tai onko sellaisia enää tulevaisuudessa tarjolla.
– Luomamme mallit perustuvat sille, että ymmärrämme kasvien nykyisiä kasvupaikkavaatimuksia ja ekologiaa riittävän hyvin, jotta voimme ennustaa mitä lajeille saattaa tapahtua muuttuvassa ilmastossa, Niittynen jatkaa.
– Yksi päätuloksistamme on, että myöhään sulavien lumenviipymien lajit ovat selvästi suurimmassa vaarassa hävitä, jos ilmastonmuutos etenee ikävimpien skenaarioiden mukaan. Sellaiset hyvin kylmiin oloihin sopeutuneet lajit ovat vaarassa, kuten jääleinikki, yksi maailman pohjoisimpana kasvava kukkakasvi.
Toisaalta Niittynen ei halua olla pelkkä pessimisti.
– Näen, että lumipeite voi olla myös pelastava tekijä lämpimämmässä ilmastossa monille lajeille. Pohjoisille alueille nimittäin ennustetaan korkeampia sademääriä, ja jos edes osa siitä tulee vastaisuudessakin lumena, voivat nietokset pysyä pohjoisessa paksuina myös tulevaisuudessa. Lumikauden pituus tulee toki melko varmasti lyhenemään reilusti, sanoo Niittynen.
– Eteläisessä Suomessa tosin, missä talven lämpötilat ovat jo nyt lähellä nollaa tai jopa sen yli, lämpeneminen vie ne vähäisetkin lumet, mutta toisaalta meillä ei ole vastaavaa paksulumisiin oloihin erikoistunutta lajistoakaan samassa määrin, Niittynen jatkaa.
Tutkimusta on tehty tiiviissä yhteistyössä Helsingin yliopiston ja Suomen ympäristökeskuksen kanssa.
Pekka Niittynen kiittää Syken tutkijaa Risto Heikkistä, jolla on ollut ohjaajan ohella korvaamaton merkitys hänen väitöskirjalleen.
FM Pekka Niittynen väittelee torstaina 10.9.2020 kello 12 Helsingin yliopiston matemaatti-luonnontieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Arctic vegetation, snow and the global change". Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Auditorium (P673), Porthania building (Yliopistonkatu 3). Väitöstä voi seurata myös etäyhteyksin osoitteessa: https://helsinki.zoom.us/j/64232217510?pwd=ekVPNHZvL3hvMkVmV2RQZ0xPWUxt… SALASANA: 577577
Kolme väitöskirjan osatutkimuksista on jo julkaistu:
Niittynen P. & Luoto M. (2018). The importance of snow in species distribution models of Arctic vegetation. Ecography. https://doi.org/10.1111/ecog.03348
Niittynen P., Heikkinen R. & Luoto M. (2018). Snow cover is a neglected driver of Arctic biodiversity loss. Nature Climate Change. https://doi.org/10.1038/s41558-018-0311-x
Niittynen P., Heikkinen R. & Luoto M. (2020). Decreasing snow cover alters functional composition and diversity of Arctic tundra. Proceedings of the National Academy of Sciences. https://doi.org/10.1073/pnas.2001254117
Lisätietoja: