Ilmassa on alkavan aarrejahdin tuntua, kun astun pois pitkospuulta polvia hipovien sarojen peittämälle suolle. Minä, innokas noviisi, ja kokenut tutkija Minna Väliranta rämmimme etsimään sopivaa rahkasammalmattoa, johon voisimme iskeä turvekairan. Olemme Länsi-Lapissa, Pallasjärven kupeessa sijaitsevalla Lompolojänkkä-suolla ja haluamme selvittää, miten suon kasvillisuus on muuttunut. Ja soiden erityispiirre on, että ne muistavat tällaiset asiat jopa kymmenen tuhannen vuoden takaa.

Suo varastoi hiiltä ja tietoa

Lompolojänkkä on sarakasvillisuuden vallitsema aapasuo, mutta pienen etsiskelyn jälkeen löydämme kullanruskeita ruskorahkasammalmättäitä ja kirkkaan punaisena helottavia heterahkasammalikkoja. Sellaisen kohdalla pysähdymme. Kohotan kairan niin korkealle kuin pystyn ja isken sen voimalla turpeeseen. Sinne se uppoaa, puolen metrin syvyyteen. Suljemme kairan kannen ja kiskomme sen ylös.

Suohon ilmestynyt ammottava reikä täyttyy pian vedellä. Suolla maaperä on veden kyllästämä. Se on suon syntymisen ja olemassaolon edellytys, sillä korkea vedenpinta ylläpitää hapettomia olosuhteita, joissa hajotus on hidasta. Kun suokasvit kuoltuaan joutuvat veden varaan, ne eivät hajoa kokonaan vaan kerrostuvat turpeeksi uuden kasvisukupolven alle.

Olivia Kuuri-Riutta kairaamassa turvenäytettä Lompolojänkältä. Kuva: Minna Väliranta

Lompolojänkällä tätä on jatkunut kymmenisen tuhatta vuotta, ja allamme on parhaimmillaan kahden metrin kerros turvetta. Monilla eteläsuomalaisilla soilla sitä on vieläkin enemmän, jopa yli kymmenen metriä! Turpeesta noin puolet on hiiltä, jonka kasvit ovat eläessään sitoneet ilmakehästä. Vaikka suot peittävät maapallon pinta-alasta vain kolme prosenttia, on pelkästään pohjoisiin soihin varastoitunut noin kolmannes kaikesta maaperän eloperäisestä hiilestä.

Määrä on enemmän kuin esimerkiksi kaikkien maapallon puiden varastoima hiili, ja noin puolet ilmakehän hiilen määrästä.

Kun olemme avanneet kairan kannen, kumarrumme ihailemaan aarretta: tuhansien vuosien taakse ulottuvia kerrostumia, joista voisimme selvittää suon historiaa ja ehkä myös tulevaisuutta.

“Past is the key to the future”, sanoo Minna. Menneisyys on avain tulevaisuuteen.

Minna tutkii menneisyyden muutoksia yliopistotutkijana Helsingin yliopistossa. Itse olen Itä-Suomen yliopiston väitöskirjatutkija.

Osittain hajonneet kasvit toimivat viestintuojina menneisyydestä. Mikroskoopin avulla on mahdollista tunnistaa, mistä kasvilajeista turve koostuu. Eri kasvilajit ovat sopeutuneet erilaisiin olosuhteisiin – esimerkiksi tällä hetkellä Lompolojänkkää täplittävät kurjenjalat ja raatteet kertovat meille, että suo saa ravinteita ympäröivältä kivennäismaalta.

Kun tutkimme menneisyydessä eläneitä kasviyhteisöjä, voimmekin saada selville esimerkiksi miten paljon vettä ja ravinteita kasveille on ollut tarjolla. Luonnonhistoriaa tutkiville paleoekologeille, kuten Minnalle, suot ovat kuin valtava arkisto, josta voi selvittää, minkälaiset olot suolla ovat vallinneet ennen ensimmäistäkään tieteellistä mittausta tai kartoitusta.

Aihe kiinnostaa tutkijoita myös siksi, että kasvit osallistuvat suon hiilenkiertoon: ne sitovat ilmakehän hiilidioksidia ja säätelevät suosta ilmakehään poistuvia kasvihuonekaasuja. Niistä merkittävimpiä ovat hiilidioksidi ja metaani.

Ilmaston lämpenemisen myötä maapallon pohjoiset alueet, joilla soita esiintyy runsaasti, ovat muuttumassa olosuhteiltaan erityisen nopeasti: tuoreen suomalaistutkimuksen mukaan lämpötila nousee pohjoisessa jopa nelinkertaista tahtia maapallon keskiarvoon verrattuna. Lämpeneminen puolestaan lisää veden haihtumista, mutta toisaalta myös sademäärät ovat lisääntymässä.

Kukaan ei vielä tiedä, mitä soiden hiilivarastolle tapahtuu ilmaston lämmetessä.

Kukaan ei vielä tiedä, mitä soiden hiilivarastolle tapahtuu muuttuvissa oloissa. Oleellinen kysymys on, kumpi kiihtyy enemmän: turpeen hajotus vai hiilen sidonta?

Kun turve hajoaa, siihen varastoitunut hiili vapautuu ilmakehään. Pahimmissa skenaarioissa tämä voisi synnyttää itseään ruokkivan kehän, jossa lämpeneminen kiihdyttäisi turpeen hajotusta, mistä vapautuvat kasvihuonekaasut taas kiihdyttäisivät lämpenemistä. Toisaalta soilla on myös potentiaalia auttaa ihmiskuntaa ilmastonmuutoksen hillinnässä: vuonna 2018 arvostetussa Nature Climate Change -tiedelehdessä julkaistiin tutkimus, jonka mallinnustulokset ennustavat hiilen sidonnan lisääntyvän pohjoisilla soilla.

Mallinnuksiin liittyy kuitenkin vielä paljon epävarmuutta. Pohjoisilla alueilla on esimerkiksi useita eri suotyyppejä, jotka toimivat ja reagoivat muutoksiin eri tavoilla, mikä tekee muutosten ennustamisesta haastavampaa.

”Saraiset aapasuot näyttäisivät olevan herkempiä [kuin rahkasammalvaltaiset keidassuot] lämpötilan ja veden kierron muutoksille, ja nyt vaikuttaisi siltä, että pohjoisten aapasoiden kasvillisuus on muuttumassa”, Minna selittää.

Lompolojänkkä on sarainen suo Lommoltunturien kupeessa.

Rahkasammal valtaa alaa

Asetamme avatun kairan viereen mittanauhan, ja kirjaamme ylös kaiken, mitä pystymme silmämääräisesti havainnoimaan turpeesta. Ensisilmäyksellä näyttää siltä, että pinnassa on elävää sammalta ja alempana tummaa mönjää – sellaista, jota levitellään asiakkaiden kasvoille kalliissa kylpylähoidoissa.

Minna tulkitsee, mitä havainto tarkoittaa: pinnassa runsaat rahkasammalet vaihtuvat hieman alempana hajonneemmaksi saraturpeeksi kuin veitsellä leikaten. Tulos varmistuu myöhemmin mikroskoopin alla, ja kun näytteet vielä ajoitetaan radiohiili- ja lyijymenetelmillä, saamme tietää, että rahkasammalet ovat runsastuneet Lompolojänkällä vasta 1900- ja 2000-luvulla. 10 000 vuotta vanhan suon näkökulmasta muutos on siis tapahtunut aivan hiljattain!

Lompolojänkkä ei ole ainut suo, jolla rahkasammalten runsastumista on havaittu. Saman havainnon on tehnyt Itä-Suomen yliopiston äskettäin väitellyt tutkija Tiina Kolari. Hän tiivistää väitöskirjansa tulokset seuraavasti: ”23 suon otoksessa havaittiin, että rahkasammalet olivat viime vuosikymmeninä runsastuneet erityisesti keskiboreaalisilla aapasoilla. Tulokset viittaavat siihen, että tulevaisuudessa aapasuot kehittyvät keidassoiksi kehitysvaiheen kautta, jossa rahkasammalkasvustot täyttävät vetisiä rimpiä.”

Samanlaisia havaintoja on saatu sekä kairaamalla että toistamalla kasvillisuuskartoituksia Kanadasta, Ruotsista ja Venäjältä. Muutosten ajankohta osuu yksiin nykyisen lämpenemisen kanssa, ja ne vaikuttavat vain kiihtyneen 1900-luvun loppupuolella ja 2000-luvulla.

Ilmastonmuutoksen torjunnan kannalta tämä ei välttämättä ole huono juttu, sillä runsas sarakasvillisuus liittyy yleensä suuriin metaanipäästöihin, kun taas rahkasammalvaltaiset suot päästävät vähemmän metaania ja kerryttävät tehokkaasti hiiltä.

Luonnon monimuotoisuuden kannalta skenaario ei ole yhtä lupaava. ”Jos aapasuot korvautuvat keidassoilla, tämä tarkoittaa luonnon monimuotoisuuden köyhtymistä”, tiivistää Minna.

Erityisesti ravinnerikkaisiin sarasoihin, kuten lettoihin, on aikojen saatossa kohdistunut paljon painetta, koska ihmiset ovat halunneet ottaa niitä käyttöönsä – Jussi tiesi kuokkaan tarttuessaan, että ravinteikkaalla suolla on mahdollista kasvattaa ruokakasveja. Suuri osa letoista onkin aikanaan raivattu pelloksi tai kuivatettu metsäksi. Ravinteikkaiden soiden lajisto on pitkälle erikoistunutta ja vaateliasta, ja siksi herkkää ympäristössä tapahtuville muutoksille. Rahkasammalten voittokulku saattaa siis tarkoittaa vielä lisää painetta näille lajeille.

Rahkasammaloitumisen taustalla vaikuttavat mekanismit eivät ole täysin selvillä, mutta se tiedetään, että rahkasammal hyötyy lämmöstä, kunhan kosteutta on riittävästi. Toisaalta on myös havaittu, että veden pinnan lasku voi estää ravinteiden virtaamisen kivennäismaalta suolle, mikä antaa kilpailuedun karuihin oloihin erikoistuneille rahkasammalille.

Suotutkijoiden aarre: kairattu turvenäyte.

Viesti kuoriameboilta: kuivuvatko suot?

Soiden tulevaisuutta pohdittaessa on erityisen oleellista huomioida muutokset vedenkierrossa – onhan korkea vedenpinta turpeen muodostumisen ja siten suon olemassaolon edellytys. Ilmastomallit viittaavat siihen suuntaan, että lämpenevässä ilmastossa haihdunta lisääntyy monilla alueilla enemmän kuin sadanta. Tämä tarkoittaisi soiden kuivumista. Jos suot laajoilla alueilla ovat todella kuivumassa, siitä voisi seurata suuriakin muutoksia kasvillisuudessa ja hiilen kierrossa.

Pitkäaikaiset veden pinnan syvyysmittaukset soilla ovat kuitenkin harvassa, ja ne ulottuvat parhaissakin tapauksissa joidenkin vuosikymmenten taakse. Jotta saisimme vertailukohtaa kauemmas menneeseen, on turvauduttava jälleen suon muistiin. Turpeesta on nimittäin mahdollista löytää mikroskooppisen pieniä kuoriameboja, joiden lajikoostumus kertoo soiden vesiolosuhteista menneisyydessä.

Kuoriamebat ovat suon pinnassa eläviä alkueliöitä. Osa kuoriamebalajeista suosii märkiä, osa taas kuivia oloja. Kuoriamebojen kova kuori säilyy turpeessa jopa tuhansia vuosia, ja kunkin lajin kuori on omannäköisensä, joten lajeja on mahdollista tunnistaa mikroskoopin alla.

Kun kuoriameboja tunnistetaan turveprofiilista järjestelmällisesti kerros kerrokselta, ja kerrosten iät tiedetään, on mahdollista rekonstruoida menneitä muutoksia suon veden pinnan tasossa. Kuoriamebat siis kertovat, onko suo muuttunut kuivemmaksi vai märemmäksi.

Viimeaikaisten tutkimusten perusteella kuoriamebojen viesti on, että kuivumista on tapahtunut, vaikka päinvastaisiakin tuloksia löytyy, varsinkin ikiroutasoilta. On myös mahdollista, että joillain soilla kuivumisen taustalla on muita tekijöitä kuin lisääntynyt veden haihtuminen. Soita on aktiivisesti kuivatettu ja niitä ympäröiviä alueita muokattu. Myös rahkasammalen kiihtynyt korkeuskasvu voi saada suon pinnan kuivumaan, vaikka veden määrä pysyisikin samana: rahkasammal saattaa kasvattaa korkean mättään, ja veden pinta jää matalammalle suhteessa sammalen pintaan. Tutkijat jatkavat edelleen työtään selvittääkseen, miten laaja-alaisesta ilmiöstä todella on kysymys ja mitkä mekanismit sen taustalla vaikuttavat.

Kun veden pinta laskee, turpeen pinnan hapellinen kerros kasvaa ja turvetta alkaa hajota nopeammin. Tämän seurauksena hiiltä karkaa ilmakehään. Toisaalta varsinkin ravinteikkaille soille voi ilmestyä kuivumisen seurauksena puita ja muuta metsälajistoa, tai vaihtoehtoisesti rahkasammalia. Puusto ja rahkasammalet taas sitovat itseensä tehokkaasti hiiltä, ja rahkasammaleiden runsastuminen vähentää suon metaanipäästöjä. Nettovaikutus suon hiilivarastolle riippuu siitä, mitkä muutokset tapahtuvat nopeimmin ja laajimmilla alueilla. Samalla soiden muuttuminen puustoisiksi on jälleen yksi potentiaalinen uhkakuva ravinteikkaiden soiden lajistolle.

Turpeen muodostavien kasvien jäänteitä tutkitaan stereomikroskoopilla.

Mitä opimme Lompolojänkältä?

Palataan vielä Lompolojänkälle. Nyt tiedämme, että suolle on ilmaantunut hiljattain uusia rahkasammallaikkuja, ja että vastaavaa kehitystä on havaittu muuallakin pohjoisilla alueilla. Tämä herättää sekä toivoa kasvavasta hiilinielusta että huolta aapasoiden lajiston tulevaisuudesta.

Kairaukseen perustuvan tutkimuksen heikkous on, että tutkimamme näyte ei suinkaan edusta koko suota. Kun Lompolojänkällä kävelee, on helppo huomata, että kokonaisuutena se on edelleen sarojen vallitsema aapasuo. Tällaiset suot tuottavat lämpimällä kelillä paljon metaania: vuoden 2018 ennätyskuumana kesänä Ilmatieteenlaitoksen mittaukset todistivat, että Lompolojänkkä päästi sisuksistaan hurjasti metaania.

Lompolojänkän tapaus havainnollistaa, miten monimutkaisia ekosysteemejä suot ovat. Yhden suon sisälläkin on meneillään useita muutoksia, joilla voi olla päinvastaisia vaikutuksia ilmastoon. Voimme vain spekuloida, miltä suolla näyttää vuosikymmenien päästä. Ovatko rahkasammalet runsastuneet entisestään? Onko suo edelleen sarainen aapasuo, vai onko se ottanut lisää askelia kohti rahkasammalvaltaista keidassuota? Onko sinne alkanut ilmestyä merkkejä puuston levittäytymisestä?

Tulevaisuuden ennustaminen mutkistuu entisestään, kun otetaan huomioon eri suotyypit ja se, mitä kaikkea ilmastonmuutos voi sään ja ilmasto-olosuhteidenkin kannalta tarkoittaa.

”Jos tulee ääreviä sääilmiötä, palot voivat lisääntyä. Varsinkin kuivatut suot voivat palaa”, Minna kertoo.

Oman lukunsa muodostavat esimerkiksi ikiroutasuot, joiden ennustetaan sulavan ilmaston lämpenemisen myötä. Niiden muutoksia Minna kuvailee seuraavasti:

”Jää suon sisältä sulaa ja niistä (ikiroutasoista) tulee nykyistä kosteampia ympäristöjä, eli ne muuttuvat pikkuhiljaa tavallisiksi aapasoiksi. Ainakin väliaikaisesti metaanipäästöt kasvavat, mutta samalla turpeen kertyminen alkaa.”

Lisäksi me ihmiset muokkaamme soita jatkuvasti omalla toiminnallamme paljon suoremminkin kuin ilmastonmuutoksen kautta: soita kuivatetaan ja turvetta nostetaan Suomessakin edelleen. Ilmastonmuutoksen torjunnan ja luonnon monimuotoisuuden turvaamisen kannalta soiden kannattaisi kuitenkin antaa olla mahdollisimman muuttumattomina. Silloin ne jatkavat hidasta työtään turpeen kerryttäjinä, hiilen varastoijina, paleoekologisina arkistoina ja elävien olentojen kotina.

Lähdekirjallisuus:

Gallego-Sala, A. ym. (2018). Latitudinal limits to the predicted increase of the peatland carbon sink with warming. Nature climate change, 8(10), 907–913.

*Granlund, L., ym. (2022) Recent Lateral Expansion of Sphagnum Bogs Over Central Fen Areas of Boreal Aapa Mire Complexes. Ecosystems (New York), 25(7), 1455–1475.
https://doi.org/10.1007/s10021-021-00726-5

*Kolari, T.H.M. (2023). Recent and potential future trends in vegetation changes in northern and middle boreal mires. Publications of the University of Eastern Finland. Dissertations in Science, Forestry and Technology, No 14.

Kuuri-Riutta, O. 2021, “Recent changes in the vegetation of a subarctic fen – implications for carbon dynamics”, Helsingin yliopisto, Helsinki

*Magnan, G., ym. (2022) Widespread recent ecosystem state shifts in high‐latitude peatlands of northeastern Canada and implications for carbon sequestration. Global Change Biology, 28(5), 1919–1934. https://doi.org/10.1111/gcb.16032 ja sisältyvät viitteet

*Pedrotti, ym.. (2014) Fine-scale dynamics and community stability in boreal peatlands: Revisiting a fen and a bog in Sweden after 50 years. Ecosphere, 5(10), 1–24. https://doi.org/10.1890/ES14-00202.1

*Piilo, S., ym. (2023) Consistent centennial‐scale change in European sub‐Arctic peatland vegetation toward Sphagnum dominance—Implications for carbon sink capacity. Global Change Biology, 29(6), 1530–1544. https://doi.org/10.1111/gcb.16554

Piilo, S. & Väliranta, M. 2023. Subarktisten soiden turvetta muodostava kasvillisuus muuttuvissa ilmasto-olosuhteissa – vaikutukset hiilen sidontaan. Geologi 4

Rantanen, M. ym. (2022) The Arctic has warmed nearly four times faster than the globe since 1979. Communications Earth & Environment, 3(1), 1–10. https://doi.org/10.1038/s43247-022-00498-3

Rinne, J., ym. (2020) Effect of the 2018 European drought on methane and carbon dioxide exchange of northern mire ecosystems. Philosophical Transactions of the Royal Society. Biological Sciences, 375(1810), 20190517–20190517 https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0517

Roulet, N., ym. (1992) Northern fens: methane flux and climatic change. Tellus. Series B, Chemical and Physical Meteorology, 44(2), 100–105. https://doi.org/10.1034/j.1600-0889.1992.t01-1-00002.x

*Swindles, G. T., ym. (2019). Widespread drying of European peatlands in recent centuries. Nature Geoscience, 12(11), 922–928. https://doi.org/10.1038/s41561-019-0462-z ja sisältyvät viitteet

*Zhang, H. ym. (2020). Decreased carbon accumulation feedback driven by climate‐induced drying of two southern boreal bogs over recent centuries. Global Change Biology, 26(4), 2435–2448. https://doi.org/10.1111/gcb.15005

*Zhang, H. ym. (2022). Recent climate change has driven divergent hydrological shifts in high-latitude peatlands. Nature Communications, 13(1), 4959–4959. https://doi.org/10.1038/s41467-022-32711-4 ja sisältyvät viitteet

*Infografiikan data on tähdellä merkityistä tutkimuksista