perjantai 10. elokuuta 2012

Arkkitehtuuri ja ilmastonmuutos


Varhaisin muistoni ilmastonmuutoksesta on lapsuudesta 1980-luvulta. Olin käymässä mummolassa, ja nurkkakammarin TV oli laitettu lastenvahdikseni. Ohjelma kertoi kasvihuoneilmiöstä ja otsonikadosta, millä termeillä ilmastonmuutoksesta siihen aikaan puhuttiin. Säikähdin tietysti kuulemaani ja kiirehdin kysymään mummolta, onko moinen todella totta. Siihen mummo vastasi, ettei minun tarvitsisi huolehtia asiasta, koska elinaikanani ei ehtisi tapahtua vielä mitään pahaa. Eipä olisi mummo voinut olla enempää väärässä, sillä nyt 20 vuotta myöhemmin ilmastonmuutos on eri tavoin läsnä arkipäivässäni, eikä vähiten ammattini - arkkitehtuurin - kautta. Se on tullut mukaan niin yhdyskunta- kuin rakennussuunniteluunkin.

Yhdyskuntasuunnittelussa (kaavoituksessa) yksi keskeisiä valtakunnallisia tavoitteita on yhdyskuntarakenteen hajautumisen pysäyttäminen ja sitä kautta myös henkilöautoliikenteen vähentäminen. Lähes 20% Suomen kasvihuonekaasupäästöistä aiheutuu liikenteestä, ja kaavoituksella voidaan joko aiheuttaa liikkumistarvetta tai pyrkiä vähentämään sitä ja samalla tukemaan joukkoliikennettä sekä päästöttömiä kulkumuotoja - siis ihmisten omien kinttujen käyttöä. Keskeistä siinä on asumisen, työpaikkojen, kaupan ja vapaa-ajan huvitusten keskinäinen - mieluiten läheinen - sijainti.

KUVATEKSTI: New Jersey, USA. Autoliikenne tuottaa maailmanlaajuisesti 10% kasvihuonekaasupäästöistä. Eurooppalaisessa kaupunkisuunnittelussa on perinteisesti pyritty suosimaan joukko- ja kevyttä liikennettä, mutta USAssa on rakennettu henkilöautoilun varaan. Washingtonissa opiskellut kollega kertoi, että hänen asuinalueeltaan ei edes päässyt kävellen mihinkään, silä väylät oli suunniteltu vain autoille, joiden joukossa käveleminen oli liian vaarallista. Usein ilmastoystävälliset kaupunkisuunnitteluratkaisut ovatkin edullisia myös elämänlaadun ja arjen sujuvuuden kannalta.

Koska Suomen kasvihuonekaasupäästöistä yli 80% syntyy energian käytöstä, on rakentamisenkin kehitystyössä pyritty energian käytön vähentämiseen. Energiatehokkuus on tullut rakennusmääräysten kautta erityisesti rakennussuunnitteluun, mutta se voidaan ottaa huomioon myös kaavoituksessa. Esimerkkinä tästä on Porvoon Skaftskärrin energiakaava - uuden 6000 asukkaan asuinalueen suunnitelma, jossa huomioidaan erityisesti energiankulutukseen vaikuttavat tekijät liikenteestä lämmitysmuotoihin ja alueen omaan energiantuotantoon.

KUVATEKSTI: Vauban Freiburgissa, Saksassa, on kestävän kehityksen näkökulmasta suunniteltu asuinalue. Rolf Dischin arkkitehtitoimiston korttelisuunnitelmassa kauppa-, toimisto- ja pysäköintitalon katolla on n. 200 asukkaan vehreä, autoton, puinen pientaloalue, jonka katot tuottavat aurinkoenergiaa enemmän kuin rakennukset käyttävät.

Rakennussuunnittelussa energiatehokkuutta parantavat ratkaisut ovat yleensä teknisiä, mutta ne heijastuvat suoraan rakennusten arkkitehtuuriin. Ulkoseinät paksuuntuvat lämmöneristeiden lisäämisen vuoksi, mitä voidaan hyödyntää myös arkkitehtonisesti - syvät ikkunalaudat voivat palata takaisin kerrostaloasuintoihin, joista ne katosivat 1960-luvulla, kun tiilimuurirungoista siirryttiin betonielementteihin.



 KUVATEKSTI: Arkkitehti Le Corbusierin Ronchampin kappeli Ranskassa ei liity energiatehokkuuteen, mutta sen mielenkiintoiset ikkunat osoittavat paksujen ulkoseinien suomia mahdollisuuksia ikkunoiden arkkitehtuurille.

Parantunut eristävyys merkitsee jäähdytystarpeen lisääntymistä kesäisin, mikä puolestaan vaikuttaa rakennusten ikkunoiden suuntaamiseen - jotta talvella saavutettua lämmitysenergiansäästöä ei jouduttaisi haaskaamaan jäähdyttämiseen kesällä, suuria etelään suuntautuvia ikkunoita joudutaan välttämään. Samasta syystä myös erilaiset kiinteät tai liikulteltavat ikkunoiden varjostusratkaisut tekevät tuloaan julkisivuihin, millä on suuri vaikutus rakennusten arkkitehtuuriin.

KUVATEKSTI: Arkkitehtitoimisto Studio Bellecourin suunnittelema toimistotalo Tolousessa kääriytyy orgaanisen muotoiseen, liialliselta auringolta suojaavaan puusäleikköön.

Ja kun auringolta kerran joudutaan suojautumaan, on järkeenkäypää kerätä saman tien ilmainen energia talteen. Rakennusten julkisivuihin voidaan integroida aurinkokennoja, tai lämpöä voidaan varastoida suoraan rakennuksen massiivisiin rakenteisiin, jolloin julkisivun ulkonäkö ei välttämättä juuri poikkea tavanomaisesta. Jopa aurinkosähkömaalia kehitetään - tällöin rakennuksen kaikki pinnat voisi valjastaa energiantuotantoon. LBAYSin ympäristölounaalla puhuneen Petteri Taalaksen mukaan ilmastonmuutoksen eteneminen näkyy mm. äärimmäisten sääolosuhteiden - myrskyjen ja tulvien - lisääntymisenä. Keskitetyt järjestelmät, kuten valtakunnan sähköverkko, ovat haavoittuvaisia näille ilmiöille. Maailmalla trendiksi ovat nousemassa hajautetut energiaratkaisut - esimerkiksi Saksassa aurinkosähkökennot ovat tavanomaisia pientaloissa, sillä maassa on käytössä kaksoistariffijärjestelmä, jossa sähkölaitos ostaa asiakkaiden verkkoon tuottaman ylimääräisen aurinkoenergian. Off grid -taloilla puolestaan tarkoitetaan täysin verkostoista omavaraisia yksiköitä.


KUVATEKSTI: Solar Decathlon -kilpailussa arkkitehtikoulut pyrkivät rakentamaan mahdollisimman energiatehokkaan aurinkoenergiatalon. Saksalaisen Darmstadtin yliopiston talossa vuodelta 2007 on liikuteltavat aurinkosuojat, joiden säleihin on integroitu auringosta energiaa tuottavat piikennot.

Energiatehokkuuteen eli teknisiin ratkaisuihin keskittymistä on arvosteltu siitä, ettei se ota huomioon ihmisten käyttäytymistä. Energiatehokastakin taloa voi käyttää tuhlailevasti - kokeissa eri perheiden elintavoista aiheutuvat erot samanlaisen talon energiankulutuksessa ovat olleet jopa viisinkertaisia. Myös asumisväljyys vaikuttaa suoraan energiankulutukseen - mitä enemmän neliöitä, sitä enemmän lämmitettävää tai jäähdytettävää. Nuoret arkkitehdit ovatkin jo pitkään olleet kiinnostuneita minimiasumisesta, jossa suunnitellaan mahdollisimman pieniä asuntoja, jotka kuitenkin täyttävät iloisesti kaikki inhimillisen elämän perustarpeet.

KUVATEKSTI: Myös Aalto-yliopisto on osallistunut Solar Decathlon -kilpailuun Luukku-talolla vuonna 2010. 50-neliöinen Luukku on minimikoti pienelle perheelle.

Eri rakennusmateriaalien välistä kilpailua käydään nykyään myös ilmastoargumentein. Esimerkiksi uuteen betoniin tarvittavan sementin valmistus tuottaa maailmanlaajuisesti kolme kertaa niin paljon hiilidioksidipäästöjä kuin lentoliikenne, kun taas puurakentaminen on hiilineutraalia tai jopa hiilidioksidia sitovaa. Maailmalla on kehitteillä mielenkiintoisia ekologisia rakennusmateriaaleja, kuten Ecovative-yhtiön Greensulate-eristelevy, jota kasvatetaan oljesta osterivinokkaiden avulla. Myös rakennusmateriaalien kierrätyksen tutkimus nostaa päätään niin meillä kuin maailmalla. Itse tutkin rakennusmateriaalien ja -osien kierrätystä diplomityössäni "Kierrätys arkkitehtuurissa".

Joka tapauksessa uudisrakentaminen vaikuttaa hitaasti, sillä rakennuskanta uusiutuu vain noin prosentin verran vuosittain. Petteri Taalas kertoi esityksessään, että tulevat kaksi vuosikymmentä 2010-2030 ovat ratkaisevat ilmastonmuutoksen hidastamisen onnistumisessa. Tämä merkitsee sitä, että uudisrakentamisen sijasta olemassa olevan rakennuskannan energiatehokkaalla korjausrakentamisella voisi on suuri merkitys rakennusten ilmastopäästöjen vähentämisessä. Korjaus- ja täydennysrakentaminen eivät hajauta yhdyskuntarakennetta, vaan hyödyntävät jo olemassa olevaa infrastruktuuria. Samalla saamme kuitenkin olla varovaisia, ettei vanhan rakennuskannan rakennustaiteellisia arvoja pilata energiatehokkuuden nimissä. Rintamamiestalot ja vanhemmat jätettäköön rauhaan. Sen sijaan 1970-luvun lähiöissä on niiden suuren volyymin vuoksi myös suuri energiansäästöpotentiaali ja arkkitehtuurikin kaipaisi kohentamista.
Raahen Kummatin lähiö on korjattu energiatehokkaaksi Arkkitehtitoimisto Harri Haganin suunnitelmien mukaan. Muuttotappiopaikkakunnalla ylimääräisiä asuntoja on vähennetty purkamalla rakennukset osittain. Autokatoksia on rakennettu kerrostaloista puretuista elementeistä. Rakennusten julkisivuihin ja katoille on sijoitettu energiaa tuottavia aurinkokennoja ja tuulimyllyjä.

Satu Huuhka

Kirjoittaja on Kehittämiskeskus Oy Hämeen kyläkaavoitushanketta vuosina 2010-2012 vetänyt arkkitehti, joka jatkaa kestävän kehityksen mukaista lähiökorjaamista ja asuinkerrostalojen betonielementtien kierrätystä käsitteleviä tohtoriopintojaan Tampereen teknillisessä yliopistossa.

maanantai 6. elokuuta 2012

Ympäristölounas: Ilmastonmuutos on pysäytettävä nyt eikä kohta


Lammin biologisen aseman Ympäristöntutkimuksen Säätiön Verkatehtaalla järjestämällä ympäristölounaalla kuultiin europarlamentaarikko Sirpa Pietikäisen ja Ilmatieteen laitoksen pääjohtaja Petteri Taalaksen painavat puheenvuorot ilmastomuutoksen tilasta. Pietikäinen on Euroopan parlamentin jäsen ja kuuluu parlamentin ympäristö- ja kansanterveysvaliokuntaan. Lisäksi hän on kansainvälisen lainsäätäjien ympäristöjärjestö GLOBE EU:n puheenjohtaja. Suomessa hänen luottamustoimiinsa kuuluu mm. Viherympäristöliiton puheenjohtajuus.

Taalas on muun muassa Suomen kansallisen IPCC- ilmastonmuutospaneelin jäsen ja puheenjohtaja sekä toiminut Euroopan komission ilmakehätieteiden komitean varapuheenjohtajana. Hän valaisi yleisölle sään ääri-ilmiöitä ja niiden yhteyttä ilmastonmuutokseen. Vaikka Taalaksen luento oli karua kuultavaa tulevasta, oli mukana myös viesti, että asioihin voidaan vaikuttaa; otsonikato on todellakin poistumassa freonin käytön vähenemisen vuoksi.

Tavoitteena ollut kahden asteen ilmaston keskilämpötilan nousu ei ole enää Taalaksen mukaan mahdollista, vaan nyt voidaan pyrkiä noin neljän asteen nousuun – ja sekin vain jos toimenpiteisiin ryhdytään heti.
Ilmaston lämpeneminen lisää nimenomaan sään ääri-ilmiöitä. Tulvat ja myrskyt lisääntyvät, lämpöennätyksiä rikotaan tasaiseen tahtiin. Ilmastonmuutos vaikuttaa nimenomaan esimerkiksi erittäin lämpimien kesien toistuvuuteen. Kun aiemmin vuoden 2010 kaltaisia hellekesiä nähtiin muutaman sadan vuoden välein, tulevat ne toistumaan jatkossa yhä useammin. Kylmät talvet taas päinvastoin harvenevat samaan tahtiin. Arktisella alueella muutokset ovat vahvimmillaan.

Suomessa ilmastonmuutos tuo jopa positiivisia muutoksia, mutta muualla maailmassa tapahtuvat katastrofit vaikuttavat välillisesti myös Suomeen. Suomessa kuitenkin esimerkiksi metsät kasvavat paremmin, mutta myrskyjen myötä hyöty saattaa jäädä pieneksi. Suomalainen arktinen osaaminen mm. merenkulussa luo myös bisnesmahdollisuuksia.

EU-parlamentti on hyväksynyt vähähiilisen tiekartan mietinnön, joka tarkoittaisi 60 prosentin ilmastopäästöjen laskua vuoteen 2040 mennessä. Päätöksiä asiasta ei ole kuitenkaan vielä tehty. EUn osuus päästöistä on vain noin 7 prosenttia. Pietikäinen pitää kuitenkin tärkeänä, että EU näyttää muille esimerkkiä siitä, mitä ilmastonmuutoksen hyväksi voidaan tehdä.

EU:ssa ekodirektiivit ovat yksi keino hillitä ilmastonmuutosta. Nykyistä ekologista suunnittelua koskevaa direktiiviä pitäisi Pietikäisen mukaan kehittää niin että tuotteen kierrätettävyys huomioitaisiin tietyn suuruisilla velvoitteilla ja vastuu olisi valmistajalla. Tuotteille tulisi määritellä maksimi hiilijalanjälki ja tuotteiden käyttöhierarkiaan tulisi kiinnittää huomiota – koskematonta luonnonresurssia ei pitäisi päästää tuotantoketjuun, jos saatavilla on kierrätettyä materiaalia. Elektroniikkajätteestä jää hyödyntämättä edelleen 70 prosenttia. Pietikäinen väläyttää puheessaan kaatopaikkojen avaamista tulevaisuudessa, jolloin arvokkaat jätteet voitaisiin ottaa talteen.

Myös verotuksella voitaisin vaikuttaa yritysten käyttäytymiseen. Painopisteen muutos työn verotuksesta haitallisten toimien verottamiseen toisi vauhtia muutokseen. Ympäristöjalanjäljen tulisi näkyä kirjanpidossa ja resurssikirjanpito tulisi pakolliseksi (energia, vesi, metsät, jätevirrat). Tietojen tulisi olla myös sijoittajien ja luottoluokittajien tiedossa.

Pietikäinen esittää laskelman, jossa EU:n energiatehokkuusdirektiivin toimeenpano säästäisi vuosittain keskimäärin tuhat euroa jokaisessa taloudessa. 20 prosentin pudotus hiilidioksidipäästöissä saisi aikaan 52 miljardin euron vuosittaisen säästön terveydenhoitokuluissa.
– Kenen mielestä se olisi huono investointi? Pietikäinen kysyi.

(Teksti: Jenni Mankonen)

Apurahan saajat

LBAYSin tilaisuus järjestettiin edistämään Lammin biologisella asemalla tehtävää ympäristöntutkimusta. Aseman toimintaa tukeva säätiö myöntää apurahoja tutkimushankkeisiin ja asemalla tapahtuvaan tieteelliseen toimintaan.
Lammin biologisen aseman Ympäristötutkimuksen Säätiön hallitus on myöntänyt 23.4.2012 kokouksessaan seuraaville henkilöille ja heidän tutkimuksilleen tuhannen euron apurahan. Stipendit jaettiin ympäristölounaan yhteydessä:

Satish Basnet: Measuring anaerobic production in humic lakes. Pro Gradu
Aku Korhonen: Rustokääpien (Skeletocutis) systematiikan ongelmia, esimerkkinä lehtoludekääpä. Pro Gradu
Jussi Vesterinen: Spatial and temporal variation in biomass productivity of algae and bacteria in highly humic Lake Mekkojärvi. Pro Gradu
Niko Björkell: Minkin ja hillerin ravinnonkäyttö Suomessa. Pro Gradu
Hanna Susi: Härmän vaikutus heinäratamon kasvuun, härmän epidemiologia. Väitöskirja

maanantai 16. heinäkuuta 2012

Jäteveden jäljillä


Sain LBAYS:n apurahan 2011 Pro Gradu –työhöni geofysiikassa. Graduni aiheen sain Lauri Arvolalta. Hän ehdotti, että tulisin mukaan heidän projektiinsa, jossa tutkitaan jäteveden typen poistumista vesistössä denitrifikaatio-prosessilla. Tavoitteena on kehittää menetelmä vesistöjen luonnollisen typenpoiston tehostamiseen niin, että jäteveden typpikuormitus vähenisi niissä. Tällä hetkellä kolmesta suurimmasta jätevesien mukana tulevasta kuormittajasta fosfori ja orgaaninen aines saadaan puhdistettua erittäin hyvin, mutta typen kohdalla poistaminen on hankalampaa. Oma osuuteni on tehdä taustaselvitystä siitä, miten vesi tarkalleen virtaa tutkittavilla alueilla ja etenkin, miten jätevesi leviää niillä. Ykköstutkimuskohteemme Vanajavesi oli minulle tuttu jo kandintutkielmastani, kun taas Keurusselkä, Petäjävesi ja Kuuhankavesi olivat uusia tuttavuuksia.

Kesällä 2011 tärkein tehtäväni oli kerätä mittausaineistoa. Työ oli haastavaa, mutta opettavaista ja kiinnostavaa. Eniten mittauksia tehtiin CTD90M-laitteella (kuvassa), jossa on tavallinen CTD ja lisäantureita. Otimme myös vesinäytteitä, jotka Lammin laboratorio analysoi, sekä teimme merkkiainekokeen, jossa seurasimme väriaineen leviämistä järvessä.

Minulle ei ollut kertynyt vielä paljonkaan kokemusta kenttämittausten teosta, kun huomasin päätyneeni suunnittelemaan ihan ensimmäistä omaa reissuani. Kokeneemmalle tutkijalle tämä ei olisi isokaan tehtävä, mutta minulle siinä oli monta asiaa, jotka piti vain tajuta huomioida. Kartat piti hankkia ja mittauspisteet sijoittaa. Päivät piti sopia ja veneenlaskupaikatkin tuntuivat välillä suurelta salatiedolta tässä tuhansien järvien maassa. Onneksi ohjaajani Matti Leppäranta ja Lauri Arvola neuvoivat minua ja työkaveritkin vastasivat tyhmimpiinkin kysymyksiini. Itse mittaukset menivät hyvin ja sääkin oli kohtuullinen. Veneessä oli joka kerralla mukana mukavia ihmisiä, joiden apua ja neuvoja ei voi jättää huomiotta.

Kesän vaihtuessa syksyyn, oli kenttäkannettava jo pullollaan dataa. Tiedostot piti ensin muuttaa luettavaan muotoon ja lajitella, mikä oli välillä hyvinkin monotonista ”klik, klik, klik, enter, enter” –näpyttelyn toistoa. Sitten datasta piti karsia kaikki ylimääräinen, kuten se osa, jonka laite on heilunut ilmassa valmiina sukellukseen tai se mittaus, jonka magneetti suussaan uiskennellut kala kävi varmaankin keskeyttämässä (vai mikä muu olisi saanut laitteen sammumaan veden alla?). Innostuin datan käsittelystä niin, että uppouduin pitkäksi ajaksi räpläämään Matlabilla erilaisia kuvaajia. Sekin oli pitkälti uusien asioiden opettelua, sillä en ole ennen näin laajalti käsitellyt oikeaa mittausdataa.

Syksyn myötä myös luennot alkoivat viedä aikaani ja itse kirjoittaminen alkoi. Kirjoittaminen on yhä kesken, mutta etenee koko ajan. Innostuin myös yleisesti jätevesien käsittelystä niin, että kun kurssin yhteydessä on käyty vierailulla jätevedenpuhdistamolla, olen ollut aivan innoissani mukana ja päätynyt esittämään monia kysymyksiä. Miten joku viemäristä alas menevä voikin olla niin mielenkiintoista?

Anni Jokiniemi sai Lammin biologisen aseman Ympäristötutkimuksen Säätiön apurahan vuonna 2011.

keskiviikko 23. toukokuuta 2012

Myyräjahdissa Lammilla



Vuosi sitten keväällä oli aika laittaa sukset lopullisesti naulaan ja keskittyä suorittamaan opinnot loppuun Jyväskylän yliopistossa. Kolmen vuoden opintovapaan ja täysipäiväisen hiihtämisen ohella alkoi kypsyä vihdoin ajatus siitä, että minusta tulee ehkä sittenkin isona opettaja, eikä ekologi. Ennen soveltuvuuskokeiden tuloksia päädyin kuitenkin hankkimaan gradupaikan Lammin biologiselta asemalta, sillä halusin varmistaa pitkän hiihtouran jälkeen itselleni mahdollisimman paljon tekemistä, jotta entisen elämän jättämä tyhjyys ei aiheuttaisi hankaluuksia ja takaisinpaluuaikeita kilpaladuille. Soveltuvuuskokeiden tulokset kertoivat hyvää ja myös opettajan pedagogiset opinnot alkoivat viime keväänä ja jatkuivat läpi tämän lukuvuoden Jyväskylässä. Takana on siis erittäin kiireinen ja työntäyteinen vuosi, mutta nyt kuitenkin gradu on kansissa ja maisterin paperit takataskussa hyvin vaiherikkaiden tapahtumien jälkeen.

Gradunprojekti pyörähti käyntiin toukokuun 2011 lopussa Lammin biologisella asemalla, jossa pääsin mukaan tutkija Lenka Trebatickan metsämyyrätutkimukseen. Lenka oli jo talven ajan seurannut Lammilla Puumala-viruksen (Puumala-virus aiheuttaa ihmisissä ns. myyräkuumetta) vaikutusta metsämyyrien aineenvaihduntaan ja sama projekti jatkui läpi kesän. Lenkan myyräprojektista saatiin lohkaistua minulle hyvä graduaihe, kun seurasin samaa myyräpopulaatiota kesän ajan jatkaen Lenkan tekemiä mittauksia myyrille. Alkukesän laitteiden ja mittausten opastuksen jälkeen Lenka häipyi Slovakiaan ansaitulle kesälomalleen ja myyräjahti ja mittaukset olivat minun vastuullani.

Lammin biologisen aseman läheisyydessä sijaitsevaan metsikköön oli sijoitettu myyrien pyydystämistä varten yli 100 loukkua. Loukut piti kiertää aamuin illoin tuoden kaikki uudet kiinnijäädyt myyräyksilöt laboratorioon erilaisia mittauksia varten. Myyrät piti ensin yksilöidä ja tarkistaa sukupuoli, sekä mitata paino ja ottaa verikoe. Verikokeen ottaminen tuntui aluksi aika rankalta, mutta hyvän näytteenottotekniikan oppimisen jälkeen sekin alkoi sujua ja loppukesästä verikokeen ottaminen onnistui jo metsässä, jolloin kaikkia myyriä ei ollut enää pakko raahata laboratorioon perusmittauksia varten.

Metaboliamittauksia varten myyrien piti viettää laboratoriossa kaksi päivää. Ensimmäisenä päivänä myyrien metaboliaa mitattiin juoksupyörän avulla ja toisena päivänä uimalla. Metaboliamittauksia varten oli rakennettu hieno juoksupyörälaatikko, jossa myyrien lepo- ja rasitusmetabolia pystyttiin mittaamaan. Rasitusmetaboliaa mitattaessa myyrien tuli juosta reilu 12 minuuttia juoksupyörän pyöriessä. Toisena päivänä rasitusmetaboliaa mitattiin laittamalla myyrät uimaan suureen kannelliseen lasipurkkiin, joka osoittautui itse asiassa paremmaksi menetelmäksi mitata rasitusmetaboliaa kuin juoksupyörä, koska myyrien oli pakko uida pysyäkseen pinnalla ja suoritukset olivat huomattavasti tasaisempia eri yksilöiden välillä.

Sama blues jatkui läpi kesän. Metsästä myyrät laboratorioon juoksemaan ja uimaan, myyrät takaisin luontoon ja uusia myyriä labraan mittauksiin. Loppukesästä myyräpopulaatio oli kasvanut jo moninkertaiseksi alkukesään verrattuna ja myyriä oli loukuissa parhaimmillaan (pahimmillaan) jopa yli 50. Onneksi Lenka tuli loppukesästä takaisin ja minun aikani Lammilla tuli täyteen ja aineiston analysointi ja gradun kirjoittaminen alkoi. Aineistosta saatiin tuloksia, mutta mitään tilastollisesti merkitsevää vaikutusta Puumala- tai lehmärokkoviruksella ei ollut metsämyyrien metaboliaan minun keräämän aineiston perusteella.

Lenkan laajempien tutkimustulosten valmistumista odotellessa suuri kiitos hänelle sekä ohjaajalleni Janne Sundellille sekä Lammin biologiselle säätiölle taloudellisesta tuesta.

Kirsi Perälä sai Lammin biologisen aseman Ympäristötutkiuksen Säätiön apurahan vuonna 2011.

maanantai 14. toukokuuta 2012

Härmätutkimusta hämäläisen pellon pientareella


Kasvitaudit vähentävät maataloudessa satoa ja niiden torjunta lisää työtä ja kustannuksia.  Maataloudessa taudinaiheuttajan epidemia voi kasvukauden aikana tuhota suuren osan kasvustosta. Luonnonpopulaatioissa ei yleensä tapahdu yhtä tuhoisia epidemioita vaan esimerkiksi heinäratamoa infektoiva härmää esiintyy Ahvenanmaalla vain 2-5 % luonnonpopulaatioissa. Heinäratamo-härmä – vuorovaikutuksen tutkiminen auttaa meitä ymmärtämään taudinaiheuttajan ja isäntäkasvin luontaista ko-evoluutiota.

Eri taudinaiheuttajia tutkittaessa luonnon populaatioissa on havaittu että taudinaiheuttajat voivat esiintyä yhteisinfektiona saman lajin eri genotyyppien infektoidessa yhtä aikaa samaa isäntää. Tutkimustietoa yhteisinfektion yleisyydestä ja sen vaikutuksista taudinaiheuttajan epidemiaan luonnonpopulaatioissa on kuitenkin vähän.  Aiemmissa tutkimuksissa Ahvenanmaan härmäpopulaatioista on löydetty ilmiasultaan erilaisia härmälinjoja. Molekylääristen menetelmien kehittyessä voidaan erotella samassa isäntäkasvissa ja – populaatiossa esiintyvät saman lajin geneettisesti erilaiset yksilöt. Heinäratamon härmän genomista on sekvensoitu itiöissä ekspressoituvat geenit ja niiden perusteella löydetty geenimerkkejä, joilla voidaan erotella ahvenanmaalaisten populaatioiden härmiä toisistaan.  Geneettisten analyysien perusteella tiedämme nyt että suurin osa härmäpopulaatioista koostuu geneettisesti erilaisista härmäyksilöistä ja että nämä ovat läheisessä kontaktissa toisiinsa. Voidaan siis olettaa että tämä yhteiselo vaikuttaa härmän toimintaan mutta onko se taudinaiheuttajan kannalta hyödyllistä vai haitallista? Entä kasville? Näihin kysymyksiin haen vastausta hämäläisen pellon pientareelta. Lammilla voin tutkia tätä Suomessa Ahvenanmaalle rajoittuvaa taudinaiheuttajaa ikään kuin luonnon laboratoriossa. Ahvenanmaalta kerätyistä sieni näytteistä valitsin kaksi, jotka olen tartuttanut heinäratamoihin yhdessä ja erikseen sekä seurannut niiden epidemiaa tutkimus ruuduissa. 

Toinen puoli tässä kiehtovassa kamppailussa on kasvin mekanismit reagoida härmäsienen infektioon.  Luonnonpopulaatioissa nähdään kasvin puolustusmekanismien monimuotoisuus ja kuinka hienosyistä perimältään vaihtelevien kasvi-sieni yhdistelmien vuorovaikutus on. Härmäsienen hyökkäys kasvin puolustusta vastaan etenee vaiheittain, ja osa kasveista pystyy estämään härmän tunkeutumisen kokonaan, osa voi hidastaa tai rajata sitä ja osa jää alttiiksi hyökkäykselle. Kuitenkin puolustusmekanismit reagoivat perimäänsä kirjoitetun kaavan mukaan eri tavoin eri härmäyksilöihin.

Kokeessani Lammilla halusin testata miten näiden puolustusmekanismien ylläpito vaikuttaa kasvin muihin ominaisuuksiin, kasvuun ja lisääntymiseen.  Jaoin kasvit eri ruutuihin ja seuraan kolmen kesän verran kasvin demografiaa, eli kasvien kasvua ja kuihtumista sekä uusien taimien syntyä. Valitsin kasveja, joilla on hallussaan resistenssigeenejä useita härmägenotyyppejä vastaan sekä kasveja jotka pystyvät rajaamaan härmän kasvua että alttiita kasveja. Erityisesti minua kiinnostaa kuinka tehokkaasti laboratoriossa mitatut puolustusmekanismit toimivat ja voivatko kasvit luonnonoloissa hillitä epidemiaa rajaamalla ja hidastamalla yksittäisten sienten itiöinnin kasvua.

Kokeen tuloksia voidaan hyödyntää taudinaiheuttajien epidemioiden ennustamisessa ja kasvien resistenssijalostuksessa.

Hanna Susi on saanut säätiön apurahan 2011 väitöskirjatutkimukseen.

Rahkasammal rakentaa ojitetun korven uudestaan suoksi


Luonnontilaiset korvet, kuusivaltaiset suot, ovat merkittäviä biologisen monimuotoisuuden keskittymiä, joiden määrä on Suomessa vähentynyt 60–80 % 1950-luvun jälkeen, ennen kaikkea ojitusten vuoksi. Aiemmin yleiset korvet on hiljattain ilmestyneessä luontotyyppien uhanalaisuuden arvioinnissa (Suomen ympäristökeskus 2009) luokiteltu vaarantuneiksi tai uhanalaisiksi. Metsäojitettuja korpia on ennallistettu valtion suojelualueilla 1990-luvun puolivälistä lähtien tukkimalla ojat, tavoitteena luonnontilaisen kaltainen ekosysteemi.

Teen väitöskirjatyötä metsäojitettujen korpien ennallistamisesta Helsingin yliopiston Metsätieteiden laitoksella (2009-). Sain LBAYS:n apurahan 2011 rahkasammalen yhteyttämistehon ja kasvun tutkimiseksi ennallistetuissa, ojitetuissa ja luonnontilaisissa korpiekosysteemeissä. Yhteyttämistehoa mittasi ja analysoi Laura Kangas, joka tekee aiheesta gradunsa. Laura on kotoisin Pohjois-Michiganin suomalaisalueilta Yhdysvalloista, ja gradutyössä ovat mukana sekä Helsingin yliopisto että Michiganin teknillinen yliopisto.

Huomattavin korven ojituksen myötä tapahtuva muutos on, että aiemmin vain mättäillä, puiden juurilla ja kannoilla vallinneet metsäsammalet syrjäyttävät rahkasammalet korven välipinnalta. Rahkasammalet ovat suon toiminnassa avainasemassa: ne luovat happamat olosuhteet, jotka estävät muiden kasvien kasvua ja muuttavat ekosysteemin fysikaaliset olot muodostamalla turvetta. Siksi rahkasammalten palauttaminen korven välipintaan on avain onnistuneeseen ennallistamiseen.


Yhteyttämisteho

Kangas, L., Maanavilja, L., Hájek, T., Juurola, E., Chimner, R., Tuittila, E.-S., 2012.  Sphagnum ecophysiology of restored, drained, and pristine boreal spruce swamp forests. Julkaisussa: Proceedings of the 14th International Peat Congress. International Peat Society. Ilmestyy kesäkuussa 2012.

Yhteyttämistehoa mitattiin tuoreista rahkasammalista ja seinäsammalesta Lammin biologisella asemalla kesällä 2011. Mittaukset toteutettiin neljänä viikon mittaisena jaksona aikavälillä toukokuu-elokuu, jotta tutkimukseen saatiin mukaan kasvukauden aikainen vaihtelu. Ekofysiologisissa mittauksissa tutkimuskohteina käytettiin 9 korpea (3 ennallistettua, 3 ojitettua ja 3 luonnontilaista), joista 6 sijaitsi Evon retkeilyalueella ja sen tuntumassa, loput 3 sijaitsivat Hyytiälän metsäaseman lähellä Juupajoella ja Orivedellä.

Mitattuun fotosynteesitehokkuuteen vaikutti eniten sammalen laji. Fotosynteesitehokkuus oli suurin märkien ympäristöjen lajeilla, kuten haprarahkasammalella (Sphagnum riparium). Suurin ero fotosynteesitehokkuudessa näkyi, rahkasammalten hyväksi, rahkasammalten ja seinäsammalen välillä.

Ennallistamisen jälkeen rahkasammalet pystyvät korkean vedenpinnan tason ansiosta levittäytymään ojista muualle korpeen ja lisäämään pinta-alaansa. Ennallistetuilla kohteilla oli paljon märkien ympäristöjen lajeja ja fotosynteesi oli tehokasta. Tällainen nopea tuotanto on tyypillistä häiriösysteemien lajeille. Luonnontilaiset kohteet käyttäytyivät sukkession myöhäisvaiheen ekosysteemien tapaan: maksimifotosynteesi oli alhaisempi, mutta valosaturaatio saavutettiin alemmilla valotasoilla. Kohteet jakautuivat siis märkiin ja häirittyihin (ennallistetut) ja kuiviin, vakaampiin (luonnontilaiset ja ojitetut)


Rahkasammalen kasvu

Rahkasammalten kasvua mitattiin korpikohteisiin asennetuilla verkoilla, joiden läpi sammalen annettiin kasvaa. Kasvun laskemiseksi verkon yläpuolinen sammal leikattiin, kerättiin ja punnittiin. Ensimmäiset verkot (9 kpl/korpi) asennettiin 12 tutkimuskorpeen keväällä 2010. Näistä kerättiin tuotto toukokuussa 2011. Silloin asennettiin myös, kasvukauden ja koko vuoden rahkasammaltuoton mittaamiseksi, kaksi erää verkkoja kaikkiin 36 tutkimuskorpeen. Sammaltuotto kerättiin ensimmäisestä erästä syyskuussa 2011, toinen erä kerätään toukokuussa 2012.

Kasvukauden 2011 tulokset näyttävät samankaltaisia tuloksia kuin rahkasammalen ekofysiologiset mittaukset: rahkasammal kasvoi eniten ennallistetuissa korpikohteissa. Toiseksi suurinta kasvu oli luonnontilaisissa kohteissa. Ojitetuissa kohteissa rahkasammal kasvoi vain vähän; ojitettujen kohteiden ojissa kasvu oli kuitenkin luonnontilaisten kohteiden tasoa.


Yhteyttämistehon ja kasvuvauhdin mittareilla tarkasteltuina ennallistetut kohteet ovat vielä varsin kaukana luonnontilaisista. Suuri tuotanto kuitenkin kerryttää ripeään tahtiin turvetta, joka muodostaa ennallistettuihin korpiin uudestaan ekosysteemin toiminnalle tärkeän suon pintakerroksen.

Liisa Maanavilja tekee väitöskirjaansa Helsingin yliopistossa aiheenaan metsäojitettujen korpien ennallistaminen. Hän sai Lammin biologisen aseman Ympäristötutkimuksen Säätiön apurahan vuonna 2011.

keskiviikko 9. toukokuuta 2012

Enjoying Finnish summer while studying!


Coming from Uganda where only the dry and wet seasons are experienced to Finland with four seasons was a great change for me and adapting to the cold weather was not that easy. Autumn 2010 was the beginning of the long journey of research in aquatic sciences from the University of Jyväskylä. Research in water sciences has always been my main interest and through the research group headed by Hannu Nykänen, I was introduced to the world of using stable isotopes in environmental research. Towards the end of the winter that had been so long and cold, an opportunity to do a master’s thesis on lake Lovojärvi was advertised. Work had to start during spring through summer to autumn of 2011. I had read and heard a lot about the beauty of the Finnish environment but now was the time to experience it.

I must say that the experience was one of my best ever. Lammi Biological Research stations is well equipped with all the essentials that we needed for field work, laboratory work, library services not mentioning the confortable accommodation and welcoming people that I met there. I had sampled lakes and rivers before but this was my first time to row a boat, it was amazing. The weather wasn’t always in our favor because it rained almost on all occasions that we did field work but may be that was a blessing because the research was successful. It was nice to navigate the hidden forest lakes Nimetön and Horkkajärvi. Some days were really long but fun because luckily for us Hannu had portable grill so we would barbecue some sausages just anywhere when we felt hungry. Can’t forget that big brown snake with black spots that we found under the boat on the shores of Nimetön.

I was so lucky to shoot two birds with one stone that is enjoying the summer time in the forests and lakes with fresh air and beautify environment and at the same time fulfilling the obligation of doing a master thesis. The major aims of the study were to find out the sources of extremely high gas concentration: dissolved inorganic carbon and methane contained in the anaerobic bottom of Lovojärvi, gas retention as well as the significance of methanotrophy in the lake food web. Stable isotopes of water were used to reveal stratification and mixing dynamics and well water balance in the lake while the stable isotope of carbon for DIC and methane revealed chemical and biological processes. Some of the most interesting findings were that in the hydrological cycle as results from our study suggest there is subsurface inflow of ground water from the mire behind the esker and the lake was subject to evaporation.   Methanotrophy is a major energy source in the lake food web and that the lake is still meromixis.

I am so grateful to Lammi Biological Station Research Foundation for supporting my master thesis work.

Colline Mutyaba

-Colline Mutyaba is a MSc student at the University of Jyväskylä and received one of the Foundation's  grants in 2011. 


maanantai 2. tammikuuta 2012

Stipendistä Nobeliin

Lähes tasan 7 kuukautta sitten Lammin biologisen aseman Ympäristötutkimuksen Säätiö järjesti Hämeenlinnan Verkatehtaalla ensimmäisen ympäristölounaan. Ruoan lisäksi tilaisuudessa jaettiin ympäristötietoutta ja tehtiin tunnetuksi nuorta säätiötä ja sen toimintaa, sekä kerättiin varoja säätiölle (kts. Janne Sundellin 31.5.2011 päivätty blogi).


Säätiö on tukenut tänäkin vuonna useita Lammin biologisella asemalla käynnistyneitä pro-gradu-töitä myöntämällä opiskelijoille stipendejä (kts. alla oleva lista myönnetyistä stipendeistä). Vaikka stipendit ovat määrältään pieniä, ne ovat tärkeitä opiskeijoille ja tietenkin myös Lammin biologiselle asemalle ja yliopistolle. Stipendi helpottaa opiskelijan kireää taloutta ja mahdollistaa työn tekemisen asemalla, useinkin kaukana kotoa. Stipendit edistävät siten opiskelijoiden valmistumista ja myös Lammin alueella tehtävää tutkimusta, säätiön tavoitteiden mukaisesti.


Vaikka monien säätiöiden, ml. Lammin biologisen aseman Ympäristötutkimuksen Säätiö, apurahat  ovat hyvin pieniä, niiden merkitys apurahan saajan kannalta voi olla suuri. Joissakin tapauksissa myös kauaskantoinen. Apurahan saaminen edellyttää paneutumista tutkimusaiheeseen siinä määrin, että hakija pystyy laatimaan säätiölle osoitettavan hakemuksen. Se lienee useimmille enimmäinen kokemus tutkimusrahoituksen hankinnasta. Näin se valmistaa tulevia tutkijoita rahoituksen hankintaan ja antaa muille käsityksen siitä, miten tutkimusrahoitusta hankitaan ja mihin tutkijoiden aika paljolti kuluu.  Stipendi voi olla erityisen tärkeä sellaiselle opiskelijalle, jolla on oma tutkimusidea, jonka hän haluaa toteuttaa itsenäisesti. Tällaisiakin opiskelijoita on, vaikka nykyään suuri osa opinnäytetöistä tehdään ryhmissä ja osana laajempia tutkimushankkeita. Jälkimmäinen on varmasti hyvä ja suositeltava vaihtoehto monestakin syystä, mutta ei todellakaan ainoa. Kevään Ympäristölounaalla esitelmöinyt akatemiaprofessori Ilkka Hanski on tässä suhteessa erinomainen esimerkki. Hänellä oli jo yliopistoon kirjoittautessaan monta tutkimusideaa mielessään, joita hän lähti lähes samantien myös toteuttamaan. Uran alkuvaiheessa saatu rahoitus, vaikkakin pieni, vahvistaa itseluottamusta ja luo uutta intoa sen lisäksi, että rahoitus mahdollistaa keskittymisen omaan aiheeseen.  Näin tapahtui myös Ilkan kohdalla, onneksi.

Kuten tunnettua Suomeen odotetaan tiedenobelia kuin nousevaa kuuta. Hyviä ehdokkaitakin on tarjoilla mm. omassa yliopistossamme. Osuuko valinta, ja milloin, suomalaiseen tutkijaan on jo toinen asia. Kaikilla tieteenaloilla ei edes jaeta Nobel-palkintoa, asia joka monasti unohdetaan.  Niinpä Ilkka Hanskin aiemmin kesällä Tukholmassa vastaanottamaa Crafoord-palkintoa kutsutaankin pikku-Nobeliksi, ekologeille kun sitä isoa ei ole tarjolla.

Sateen piiskatessa pihamaata ja muodostaessa alati suurenevaa lammikkoa on helppo nähdä todeksi vanha kulunut sanonta – pienistä puroista syntyy suuria virtoja. Niin on tutkimuksen rahoituksessakin.

Stipendin saajat 2011: 
  • Mutyaba Colline (1000 €): Isotope and mass balance analyses as a tool to solve abnormal high methane (CH4) and inorganic carbon  (DIC) concentrations and circulation of CH4 and DIC in meromictic lake bottom. Pro Gradu
  • Anni Jokiniemi (1000 €): Veden kierto ja aineiden kuljetus Vanajan reitillä. Pro Gradu
  • Liisa Maanavilja (1000 €): Rahkasammalten kasvu, yhteyttämisteho ja fysiologinen tila luonnontilaisissa, ennallistetuissa ja ojitetuissa korpiekosysteemeissä. Väitöskirja
  • Kirsi Perälä (1000 €): Puumala-viruksen ja kelpoisuuden suhde metsämyyrällä (Myodes glareolus). Pro Gradu
  • Hanna Susi (1000 €): Sieni-infektion vaikutus isännän demografiaan ja resistenssin kustannukset. Väitöskirja


Lauri Arvola 

Lauri Arvola on Lammin biologisen aseman ympäristötutkimuksen professori