Maaperätutkimus auttaa kirjanpainajatuhojen ymmärtämisessä

Kirjanpainajakaarnakuoriainen on ekologisessa mielessä tärkeä laji metsille, mutta metsänomistajalle hyönteinen aiheuttaa usein harmaita hiuksia. Kirjanpainaja on noussut otsikoihin viime vuosina ympäri Eurooppaa ja hyönteisen muovaama metsä tulee olemaan yleisempi näky myös tulevaisuuden Suomessa. Kirjanpainajan aiheuttamat tuhot kuusikoissa ovat runsastuneet kuivien ja lämpimien kesien sekä myrskytuhojen seurauksena, mutta monia metsätuhojen taustalla vaikuttavia tekijöitä tunnetaan kuitenkin vielä puutteellisesti. Esimerkiksi maan pinnan alla olevilla tekijöillä voi olla yllättäviäkin yhteyksiä metsikön kirjanpainajatuhoihin.

Huolena taloudelliset tappiot ja hiilinielujen aleneminen

Vaikka kirjanpainaja on metsätalouden kannalta harmillinen, luontaisesti lajilla on tärkeä ja kiehtova rooli eurooppalaisissa metsäekosysteemeissä. Metsän häiriöt, kuten kirjanpainajan aiheuttamat puustokuolemat, kuuluvat metsän luontaiseen kehitykseen ja tapahtuessaan vapauttavat resursseja jäljelle jääville puille ja tuleville puusukupolville. Tutkimusten mukaan kirjanpainajalla voi olla moninaisia vaikutuksia metsäekosysteemiin: puustokuolemien seuraukset voivat näkyä esimerkiksi metsän kasvi-, eläin- ja mikrobiyhteisöjen koostumuksessa, mikroilmastossa sekä veden, hiilen ja ravinteiden kierrossa. Vaikutukset heijastuvat myös metsämaan ominaisuuksiin, mutta seurauksia tunnetaan vielä puutteellisesti. Talousmetsissä metsänhoidollisilla toimenpiteillä on luultavasti myös osavaikutuksensa kokonaisuudessa, sillä ne voivat vaikuttaa sekä metsikön alttiuteen kirjanpainajalle että kirjanpainajahäiriötä seuraaviin ekosysteemin muutoksiin.

Suurin osa kaarnakuoriaisista ei aiheuta puille harmia, mutta jotkut lajit pystyvät joukkoesiintymätilanteissa tappamaan puita laajoiltakin alueilta. Pohjois-Amerikassa muun muassa etelän-, vuoristo- ja kuusenniluri ja Euroopassa kirjanpainaja ovat tällaisia lajeja. Joukkoesiintymätilanteessa tietyn kaarnakuoriaislajin yksilömäärä alueella kasvaa nopeasti olosuhteiden muuttuessa niille suotuisammiksi. Syy voi olla vaikkapa puolustuskyvyltään heikentyneen puuston määrän äkillinen lisääntyminen myrskyn tai kuivuuden seurauksena, mikä tarjoaa kaarnakuoriaisille oivaa lisääntymismateriaalia.

Kaarnakuoriaisten aiheuttamat metsätuhot ovat lisääntyneet ilmastonmuutoksen myötä ja niiden ennustetaan lisääntyvän tulevaisuudessa entisestään. Suomessa tilanne on muuttunut merkittävästi vuoden 2021 kuivan ja kuuman kesän jälkeen ja kirjanpainajan aiheuttamia tuhoja on havaittu yhä pohjoisemmassa ja laajemmilla alueilla. Taloudellisten tappioiden lisäksi kaarnakuoriaisten aiheuttamien metsätuhojen lisääntyminen on herättänyt huolen muun muassa puustokuolemien vaikutuksista metsäalueiden hiilinieluun.

Maaperän veden saatavuus on yhteydessä puuston alttiuteen kirjanpainajalle

Maaperä tarjoaa kasvualustan metsillemme ja monipuoliselle maaperäeliöstölle. Maaperä toimii kasvihuonekaasujen säätelijänä ja se on pohjoisissa metsissä ylivoimaisesti suurin pitkäaikainen hiilivarasto. Maaperässä tapahtuvan orgaanisen aineksen hajotustyön ja mineraaliaineksen rapautumisen kautta turvataan puuston ravinteiden saantia, kun taas muun muassa maaperän raekoostumus vaikuttaa puuston veden saantiin.

Maaperän ominaisuudet vaikuttavat puiden elinvoimaisuuteen ja puolustuskykyyn ja sitä kautta ne voivat olla yhteydessä puiden houkuttelevuuteen ja alttiuteen kirjanpainajille. Veden saatavuus maaperässä voi heijastua puun puolustusyhdisteiden pitoisuuksiin ja pihkan määrään, joiden avulla puut estävät kaarnakuoriaisten pyrkimyksiä kaarnan alle. Esimerkiksi kuusen kaarnan terpeeni- ja fenolipitoisuudet sekä kaarnakuoriaisille tahmean esteen aiheuttavan pihkan määrä ovat yhteydessä kirjanpainajan puunvaltauksen onnistumiseen.

Kuusen tapauksessa pintamaan vedenpidätyskyvyllä on erityisen suuri merkitys, sillä kuusen juuristo sijaitsee pintamaassa. Ohuen maakerroksen päällä, savikoilla ja soilla kasvavat kuuset ovat riskialttiimpia kirjanpainajatuhoille pidempien kuivuuskausien aikana. Lienee näistä syistä kasvupaikan veden puutetta kuvaavat tekijät ovat yhteydessä kirjanpainajatuhoihin. Myös kasvupaikan ravinteikkuuden vaikutuksista metsikön kirjanpainajatuhojen voimakkuuteen on viitteitä, mikä voi liittyä esimerkiksi isäntäpuiden optimaalisempiin ravinnepitoisuuksiin ja houkuttelevuuteen tietyillä kasvupaikoilla.

Maaperän ominaisuudet vaikuttavat myös metsikön tuulituhoriskiin. Esimerkiksi maaperän raekoostumuksen, syvyyden ja kosteuden on havaittu olevan yhteydessä metsikön myrskytuhoalttiuteen. Tuulenkaadoilla lisääntyvien kirjanpainajien joukkoesiintymäriski puolestaan kasvaa suoraan myös tuulituhoriskialueilla.

Osa kirjanpainajista talvehtii puissa ja osa maan karike- ja humuskerroksissa. Voisi olettaa, että maaperän orgaanisen kerroksen fysikaalisilla, kemiallisilla tai biologisilla ominaisuuksilla olisi vaikutuksia niissä talvehtivien kirjanpainajien menestymiseen. Kuoriaisen talvehtimisesta tai maaperän tarjoaman talvehtimisympäristön vaikutuksesta on kuitenkin hyvin vähän tutkittua tietoa.

Tarkempi maaperätieto auttaisi kirjanpainajatuhojen hallintaan

Maaperän yhteydestä kirjanpainajaan tiedetään vielä melko vähän, joten uudelle tutkimukselle on tarve. Kattavampi tieto aiheesta lisäisi ymmärrystä siitä, mitkä maaperän ominaisuudet altistavat metsiköitä kirjanpainajatuhoille ja toisivat tärkeän lisän kirjanpainajalle alttiiden kohteiden arvioinnissa. Erilaisia maaperätunnuksia voidaan arvioida maastossa ja laboratorioanalyyseillä, mutta tietoja Suomen maaperän ominaisuuksista on saatavilla muun muassa myös Maanmittauslaitoksen ja Geologian Tutkimuskeskuksen avoimista tietokannoista. Näitä aineistoja on mahdollista hyödyntää kirjanpainajalle alttiiden kohteiden mallintamiseen ja kartoitukseen. Avointen aineistojen hyödyntäminen on kustannustehokasta, mutta niiden toimivuutta tulisi verrata myös paikallisesti maastoinventointien tuottamaan tietoon kirjanpainajatuhoalueilta. Koska kaarnakuoriaisten aiheuttamat puustokuolemat tulevat luultavimmin entisestään lisääntymään, olisi tärkeä ymmärtää paremmin myös niiden moninaisia vaikutuksia metsämaahan ja sen tarjoamiin ekosysteemipalveluihin.

Minna Blomqvist
väitöskirjatutkija, Helsingin yliopisto
metsän terveyden asiantuntija, KOKO Forest

Maiju Kosunen
tutkija ja opettaja, Helsingin yliopisto

Tiina Törmänen
metsänhoidon ilmastoasiantuntija, Tapio