Liekovarpio lämpömittarina

Arktisilta alueilta on vähän lämpötilasarjoja ja lisäksi alueelta on ollut vaikea saada luotettavia prokseihin perustuvia lämpötilarekonstruktioita. Juuri julkaistussa tutkimuksessa on tehty 131 vuoden liekovarpion kasvumuutoksiin perustuva lämpötilarekonstruktio Huippuvuorilta.


Liekovarpio ja sen vuotuinen kasvu. Kuva: Callaghan ja muut (1989).

Ilmastonmuutoksen on arvioitu vaikuttavan voimakkaimmin arktisiin alueisiin ja siksi olisikin tärkeää tuntea alueen nykyiset ja menneet ilmastolliset olot hyvin. Arktisilta alueilta on hyvin vähän lämpötilamittauksia ja ne vähätkään mittaukset eivät ulotu kovin kauas menneisyyteen. Alueelta tarvitaan siis muita tarkkoja lämpötilan indikaattoreita, joista voitaisiin tulkita myös menneisyyden lämpötiloja. Tässä tulee vastaan toinen ongelma. Arktisilla alueilla ei oikeastaan kasva puita ja alueen puuvartisilla pensailla on hyvin ohuet vuosirenkaat, eivätkä välttämättä tuota uutta kasvurengasta joka vuosi. Niinpä puiden vuosirenkaisiin perustuvat menetelmät eivät voi auttaa ongelmassa.

Vuonna 1989 esiteltiin yksi menetelmä määritellä lämpötiloja kasvillisuuden muutoksista arktisilta alueilta (Callaghan ja muut, 1989). Menetelmä perustuu liekovarpion (Cassiope tetragona) vuosikasvun pituuteen.

Liekovarpio on ikivihreä kasvi, jolla on valkoiset kellomaiset kukat ja vastakkain kasvavat suomumaiset lehdet. Liekovarpio kuuluu kanervakasveihin, joihin myös kuuluvat useimmille tutut kasvit kanerva, mustikka, puolukka ja suopursu. Liekovarpio on monivuotinen kasvi ja sitä löytää Euroopan, Pohjois-Amerikan ja Aasian arktisilta alueilta. Suomesta liekovarpion löytää ainoastaan Käsivarren Lapista.

Liekovarpio kasvattaa runsaasti lehtiä. Niitä voi olla yli 230 kahdenkymmenen vuoden ikäisessä kasvustossa. Lehdet säilyvät vihreänä pitkään ja ne yhteyttävät vähintään neljän vuoden ajan. Tämän jälkeen lehdet muuttuvat ensin keltaisiksi tai punaisiksi ja parin lisävuoden jälkeen ne muuttuvat ruskeiksi.

Liekovarpion uudet lehdet kasvavat keväällä ja syksyllä lyhyemmiksi kuin kesällä. Tästä syntyy lehtiin aaltomainen kuvio. Tästä kuviosta on mahdollista tunnistaa yhden vuoden aikana tapahtunut kasvu ja se siten tarjoaa mahdollisuuden tutkia yhden vuoden aikaisen kasvun pituuden ja uusien lehtien määrän yhteyttä ilmastollisiin olosuhteisiin.

Aiemmat tutkimukset ovat keskittyneet pääasiassa liekovarpion vuosikasvun ja ilmaston yhteyden yksityiskohtien selvittelyyn. Näissä tutkimuksissa on selvinnyt, että liekovarpion avulla on mahdollista tehdä lämpötilarekonstruktioita. Varsinaisia lämpötilarekonstruktioita liekovarpioon perustuen on toistaiseksi tehty kuitenkin vain vähän. Aiemmat rekonstruktiot ovat enimmillään olleet sadan vuoden mittaisia (Rayback & Henry, 2006).

Uudessa tutkimuksessa Huippuvuorilta on muodostettu 131 vuoden mittainen lämpötilarekonstruktio liekovarpion vuosittaiseen pituuskasvuun perustuen (Weijers ja muut, 2010). Vuotuinen pituuskasvu mitattiin 32:sta kasvinäytteestä. Tästä tuloksena syntyi 169 vuoden vuotuisen pituuskasvun kronologia. Kyseessä on tähän mennessä pisin kronologia ja siitä tehty lämpötilarekonstruktio on myös pisin tähän mennessä.

Tutkimuksessa selviteltiin kronologian yhteyttä lämpötilaan ja muihin ilmasto-olosuhteisiin erilaisia tilastollisia menetelmiä käyttäen. Selvisi, että heinäkuun lämpötila kuvaa vuotuista pituuskasvua parhaiten. Tämän jälkeen tärkeitä vuotuiseen kasvuun vaikuttavia ilmastollisia tekijöitä olivat edellisen vuoden syyskuun sateisuus ja keskimääräinen ilman lämpötila.

Kronologiasta tehtiin heinäkuun lämpötiloja kuvaava rekonstruktio, joka kattoi ajanjakson vuodesta 1876 vuoteen 2007. Rekonstruktio kalibroitiin alueelta mitattujen lämpötilojen kanssa (joita löytyy ajanjaksolle 1912-2007). Rekonstruktio korreloi melko hyvin mitatun heinäkuun lämpötilan kanssa (R2 = 0,34 kalibrointiajanjaksolle 1912-1959 ja R2 = 0,47 vertailuajanjaksolle 1960-2007). Lämpötilarekonstruktio yhdessä mitattujen lämpötilojen kanssa paljastaa, että Huippuvuorilla on tapahtunut merkittävää lämpenemistä vuoden 1876 jälkeen. Lämpeneminen on ollut suuruudeltaan keskimäärin 0,07 celsiusastetta per vuosikymmen.

Liekovarpiosta tehdyt lämpötilarekonstruktiot näyttävät siis tarjoavan hiukan helpotusta arktisia alueita vaivaavaan ilmastollisen tiedon vähyyteen. Erityisen hyviä seikkoja ovat liekovarpion saatavuus arktisilla alueilla myös fossilisoituneena tundran maaperässä ja liekovarpion laaja levinneisyys koko arktisella alueella. Nämä seikat liekovarpion vuotuisen kasvun hyvän ilmastollisuuden vastaavuuden lisäksi merkitsevät, että tulevaisuudessa on odotettavissa melko pitkälle menneisyyteen ulottuvia lämpötilarekonstruktioita, jotka kattavat koko arktisen kasvillisuusalueen.

Lähteet:

Stef Weijers, Rob Broekman and Jelte Rozema, Quaternary Science Reviews, 2010, Dendrochronology in the High Arctic: July air temperatures reconstructed from annual shoot length growth of the circumarctic dwarf shrub Cassiope tetragona, doi:10.1016/j.quascirev.2010.09.003. [tiivistelmä]

T. V. Callaghan, B. A. Carlsson and N. J. C. Tyler, Journal of Ecology, Vol. 77, No. 3 (Sep., 1989), pp. 823-837. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Shelly A. Rayback, Gregory H. R. Henry, Reconstruction of Summer Temperature for a Canadian High Arctic Site from Retrospective Analysis of the Dwarf Shrub, Cassiope tetragona, Arctic, Antarctic, and Alpine Research, Volume 38, Number 2 / May 2006, Pages 228-238, DOI 10.1657/1523-0430(2006)38[228:ROSTFA]2.0.CO;2. [tiivistelmä]

Mainokset

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: