Viisi vuotta seurantaa paljasti puiden yksilölliset erot stressinsietokyvyssä

Ilmastonmuutoksen myötä helleaallot, kuivuusjaksot, tuhohyönteiset ja tautiperäiset metsätuhot lisääntyvät. Ne aiheuttavat vuosittain maailmanlaajuisesti satojen miljoonien eurojen taloudelliset menetykset metsänomistajille ja heikentävät metsien tarjoamia ekosysteemipalveluja.

Suomen Akatemian rahoittamassa uudessa hankkeessa Helsingin yliopiston, Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskus FGI:n ja Oulun yliopiston tutkijat yhdistävät metsien seurantamenetelmiä, tekoälyä ja puiden ekofysiologian tutkimusta selvittääkseen metsien kestävyyden taustalla olevia tekijöitä. Tavoitteena on tunnistaa puiden stressitekijöiden varhaisimmat merkit ja kehittää uusia keinoja havaita riskejä jo ennen näkyvien vaurioiden syntymistä.

Tutkimustulosten odotetaan tuovan merkittäviä käytännön hyötyjä metsätaloudelle, ympäristön seurannalle ja ilmastonmuutokseen sopeutumiselle. Stressitekijöiden aikaisempi tunnistaminen antaisi metsänhoitajille enemmän aikaa reagoida kuivuuteen, hyönteistuhoihin ja metsäsairauksiin. Lisäksi tieto siitä, miksi jotkut puut kykenevät puolustautumaan onnistuneesti ja toiset eivät, auttaa kehittämään metsänhoitomenetelmiä, jotka vahvistavat metsäekosysteemien kestävyyttä tulevaisuudessa.

Puiden selviytymisessä yksilöllisiä eroja

Hyytiälän tutkimusasemalla sijaitsevalla Paikkatietokeskuksen laserkeilausasemalla on viiden vuoden aikana seurattu metsän tilaa ja tuotettu yksityiskohtainen aineisto puiden reagoinnista ympäristön muutoksiin. Seurantajaksoon sisältyy muun muassa vuoden 2021 poikkeuksellisen voimakas helleaalto sekä tuhohyönteisten ja muiden stressitekijöiden vaikutuksia. Aineisto sisältää havaintoja yli tuhannesta yksittäisestä puusta.

Havainnot osoittavat, että saman puulajin yksilöt eivät näennäisesti samanlaisista kasvuolosuhteista huolimatta reagoi stressiin samalla tavalla. Kuumuuden, kuivuuden tai tuholaisten rasittamista puista osa heikkenee ja kuolee, kun taas osa kestää stressin tai toipuu siitä.

– Kerätyn aineiston avulla selvitämme, mitä puussa tapahtui ennen kuin sen kunto alkoi heiketä, kertoo tutkimuspäällikkö Yunsheng Wang Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskus FGI:stä.

Tutkijat analysoivat laserkeilaimien tuottamia kolmiulotteisia pistepilviaikasarjoja ja selvittävät, voivatko puiden rakenteessa, kasvussa tai oksien liikkeissä tapahtuvat muutokset paljastaa stressin ensimmäisiä merkkejä. Tekoäly on avainasemassa yli 500 teratavun suuruisen, jatkuvasti kasvavan 3D-pistepilviaineiston käsittelyssä ja tulkinnassa. Projektin ensimmäisiä tuloksia odotetaan kesällä 2027.

Laserkeilauksella havaittavien ulkoisten muutosten lisäksi tavoitteena on ymmärtää, mitä puiden sisällä tapahtuu niiden kohdatessa ympäristöstressiä. Tutkijat selvittävät, miten puiden sisäisissä ekofysiologisissa prosesseissa tapahtuvat muutokset heijastuvat ulkoisesti havaittaviin rakenteellisiin muutoksiin. Ekofysiologisten mittausten, laserkeilausaineiston ja tekoälykäsittelyn yhdistelmällä tutkimusryhmä pyrkii selvittämään, miten sisäiset prosessit näkyvät puiden rakenteellisina muutoksina sekä löytämään helpommin todennettavia merkkejä puiden elinvoimaisuuden mittaamiseen.

Lisätietoja:

Tutkimuspäällikkö Yunsheng Wang
Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskus FGI 
050 347 8903, etunimi.sukunimi@maanmittauslaitos.fi

Tutkimus on osa metsien, ihmisten ja koneiden vuorovaikutusta tutkivaa lippulaiva UNITE:a, jota rahoittaa Suomen Akatemia.