Maaperän kosteuden ja lämpötilan vaihtelu kasvukauden aikana arktis-alpiinisessa ympäristössä

• Main Author: Lammi, Panu
• Other Authors: Helsingin yliopisto, Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, University of Helsinki, Faculty of Science, Helsingfors universitet, Matematisk-naturvetenskapliga fakulteten
• Format: Master Thesis
• Language: Finnish
• Published: Helsingin yliopisto 2020
• Subjects: Maaperän kosteus; maaperän lämpötila; biotoopit; arktis-alpiininen ympäristö; monimuuttujamallinnus; Maantiede; Gam; Jota; Korkea; Korkea-Jehkas; Paljakka; Saana; Arktis; Arktis*
• Online Access: http://hdl.handle.net/10138/323284

Arktis-alpiininen ympäristö, eli korkeilla leveysasteilla sijaitseva metsänrajan yläpuolinen paljakka, on äärevien ja ankarien ympäristöolosuhteiden muokkaama, hyvin pienipiirteisesti vaihteleva mosaiikkimainen ympäristö, jossa esiintyy monia eri biotooppeja. Keskeisessä osassa ympäristön toimintaprosesseja ovat maaperän kosteus ja lämpötila, jotka säätelevät varsinkin kasvillisuutta ja maaperän mikrobitoimintaa. Maaperän kosteuden ja lämpötilan on havaittu vaihtelevan voimakkaasti niin alueellisesti kuin ajallisesti jo pienellä mittakaavatasolla. Silti niihin vaikuttavia mekanismeja on tutkittu kattavasti varsin vähän. Tässä tutkielmassa tutkittiin maaperän kosteuden ja lämpötilan vaihtelua arktis-alpiinisen ympäristön eri biotoopeissa. Tutkimusalue sijaitsee Kilpisjärvellä Saana- ja Korkea-Jehkas -tuntureiden rinteillä ja niiden välisessä laaksossa, jonne sijoitettiin systemaattisesti 1 200 yhden neliömetrin kokoista tutkimuspistettä 50 metrin etäisyyksille toisistaan. Maaperän kosteus ja lämpötila mitattiin tutkimuspisteiltä kolme kertaa kasvukauden aikana: kesä-, heinä ja elokuussa. Tutkimuspisteiltä kerättiin myös kattava kenttäaineisto, jota täydennettiin digitaalisesta korkeusmallista laskettavilla muuttujilla. Tutkimuksessa mallinnettiin tilastollisilla mallinnusmenetelmillä, miten topografia-, maaperä- ja kasvillisuusmuuttujat vaikuttavat maaperän kosteuden ja lämpötilan alueelliseen vaihteluun eri vaiheissa kasvukautta. Käytetyt mallinnusmenetelmät olivat yleistetyt additiiviset mallit (GAM), yleistetyt luokittelupuumenetelmät (GBM) ja satunnainen metsä (RF). Muuttujien vaikutusta havainnoitiin tarkastelemalla, miten muuttujaryhmien lisääminen vaikutti mallien selitys- ja ennustekykyihin. Lisäksi yksittäisten muuttujien vaikutusta maaperän kosteuteen ja lämpötilaan tutkittiin tarkastelemalla muuttujien suhteellisten merkitysosuuksia GBM-malleilla. Maaperän kosteus ja lämpötila vaihtelivat huomattavasti koko kasvukauden aikana, paitsi koko tutkimusalueella myös biotooppien sisällä. Maaperän ...