Lupiinitutkimus

Komealupiinin vaikutus kasvuympäristönsä lajistoon ja maaperään

Ville Selonen & Josefiina Ruponen
ville.selonen@helsinki.fi, josefiina.ruponen@helsinki.fi
Ympäristötieteiden laitos, Helsingin yliopisto

Tehtävän ideana on suunnitella ja toteuttaa tutkimus komealupiinin (Lupinus polyphyllus) vaikutuksista kasvuympäristönsä maaperän koostumukseen sekä kasvillisuuteen ja selkärangattomaan eläinlajistoon. Harjoituksen avulla oppii hyödyntämään ja soveltamaan maaperätutkimuksessa tavallisesti käytettyjä menetelmiä sekä tunnistamaan kasveja ja selkärangattomia eläimiä. Työssä voi harjoitella esimerkiksi maan ravinne- ja vesipitoisuuden sekä orgaanisen aineksen määritystä kasvillisuuskartoituksen ja selkärangattomien tutkimisen lisäksi. Myös yleiset tieteellisen tutkimuksen suunnitteluun ja toteuttamiseen tarvittavat tiedot ja taidot sekä kriittinen ajattelu kehittyvät. Harjoitus on ongelmalähtöinen ja laajalti muokattavissa eri tarkoituksiin. 

Avainsanat: komealupiini, lajimääritys, maaperä, monimuuttuja-analyysit, typpipitoisuus, vieraslajit

PDF: Komealupiinitutkimus

Opiskelijoita maastossa komealupiinikasvuston äärellä.
Lupiinitutkimuksen toteutus Helsingin yliopiston Ympäristöekologian kenttäkurssilla. Kuva: Ville Selonen, CC SA-BY (4.0)

Johdanto

Hernekasveihin kuuluva komealupiini (Lupinus polyphyllus) on yksi Suomessa laajalle levinneistä vieraslajeista. Komealupiini tuotiin Pohjois-Amerikasta Eurooppaan 1800-luvun alkupuolella koriste- ja rehukasviksi. Suomessa tätä helposti itävää kasvia on levitetty koristekasviksi puutarhoihin ja mökeille, joista se on levinnyt räjähdysmäisesti tienvarsia pitkin ympäri Suomea. Lupiini lisää maaperän typpipitoisuutta juurinystyröiden typensitojabakteerien ansiosta, syrjäyttäen täten tehokkaasti niukkaravinteisessa maassa viihtyviä perinteisiä niittylajeja.

Työn tavoitteena on suunnitella ja toteuttaa tutkimus, jossa selvitetään vaikuttaako komealupiini maaperän ravinnekoostumukseen ja habitaattinsa kasviyhteisöön ja selkärangattomaan lajistoon. Oletuksena on, että komealupiini lisää maaperän typpipitoisuutta ja valtaa pinta-alaa karuilla kasvupaikoilla viihtyviltä niittylajeilta.

Ajankohta

Harjoitus on mahdollista suorittaa kasvukauden aikaan lähes milloin tahansa, mutta paras ajankohta on kesä-heinäkuussa, jolloin komealupiini ja monet muut kasvilajit kukkivat. Tämä helpottaa kasvillisuuden tunnistamista. Harjoitukseen tarvittava aika riippuu suunnitellusta tutkimuksesta. Harjoitukseen olisi hyvä varata aikaa yksi työviikko. Jos tutkimuksessa haluaa selvittää komealupiinin vaikutusta karikkeen hajoamiseen, harjoitus täytyy toteuttaa kahdessa osassa, koska karikepussien tulee olla maastossa 2-3 kuukautta.

Menetelmät

Tutkimuskohteeksi valitaan alue, jolla kasvaa sekä komealupiinia että perinteisiä niittylajeja. Tutkimuksessa on mahdollista vertailla myös kolmenlaista aluetta: 1) vanhojen (yli 3 vuotiaat) lupiinien kasvusto, 2) nuorten (alle 3 vuotiaat) lupiinien kasvusto, ja 3) lupiiniton alue, missä kasvaa perinteisiä niittylajeja. Vanhat ja nuoret lupiinit erottaa toisistaan kukinnan perusteella, sillä lupiini kukkii vasta kolmantena vuonna itämisestä.

Käytettävät menetelmät ja työn suoritustapa riippuu harjoituksessa tehtävästä tutkimussuunnitelmasta ja siinä esitetyistä tutkimuskysymyksistä. Tutkimusongelman ratkaisemiseksi on vähintään määritettävä kahden erilaisen maaperän typpipitoisuus, kartoitettava kasvillisuutta sekä pyydystettävä ja määritettävä hyönteislajistoa. Tutkimuksen ja harjoituksen kannalta hyödyllistä on määrittää lisäksi maaperän pH ja fosforipitoisuus, vesipitoisuus sekä maan orgaanisen aineksen pitoisuus. Lisäksi voi tutkia esimerkiksi kasvien aiheuttaman varjostuksen ja karikkeen hajoamisnopeuksien eroja vertailualueilla. Tarkemmat menetelmäkuvaukset ovat esitetty työohjeen pdf-version Liitteessä 1.

Aineiston analysointi

Aineiston analysointiin voidaan käyttää esimerkiksi IBM SPSS Statistics- ja PAST-ohjelmaa. Maaperän ominaisuuksia (ravinnepitoisuus mukaan lukien) ja varjostusta kuvaavia parametreja voidaan testata yksisuuntaisella varianssianalyysilla tai tarvittaessa vastaavalla ei-parametrisella testillä (Kruskall-Wallis). Kasvillisuuden ja selkärangattomien kartoitustulokset voidaan käsitellä esimerkiksi PAST-ohjelmalla käyttämällä monimuuttuja-analyyseja. Katso esimerkkikuvat 1. ja 2. Helsingin yliopiston ympäristöekologian kurssilta vuodelta 2013. 

Harjoituksen muokkausmahdollisuudet

Harjoitusta voi soveltaa myös muihin typensitojakasveihin, kuten apiloihin tai palkokasveihin. Tällöin näkökulmaa voi muuttaa niin, että tutkitaan, onko typensitojakasveista hyötyä maataloudessa.

Harjoitusta on mahdollista yksinkertaistaa niin, että tutkitaan pelkästään lupiinittoman ja lupiineja kasvavan maaperän typpipitoisuuden eroavaisuutta. Tällöin harjoituksen suorittamiseen riittää yksi työpäivä.

Jos harjoitus toistetaan vuosittain toteutettavalla kurssilla, edellisen vuosien tuloksia voi hyödyntää harjoituksen tukena, etenkin jos tutkimusalue pysyy samana.

Lähteet

Myrold, D., & Huss-Daniel, K. 2002: Alder and lupine enhance nitrogen cycling in a degraded forest soil in Northern Sweden. — Plant and Soil 254: 47–56.

Valtonen, A., Jantunen, J. & Saarinen, K. 2006: Flora and lepidoptera fauna adversely affected by invasive Lupinus polyphyllus along road verges. — Biological Conservation 133: 389-396.

Vilà, M., Espinar, J. L., Hejda, M., Hulme, P. E., Jarošík, V., Maron, J. L., … & Pyšek, P. 2011:. Ecological impacts of invasive alien plants: a meta‐analysis of their effects on species, communities and ecosystems — Ecology letters, 14(7): 702-708.

Tietoa vieraslajeista Suomessa: http://www.ymparisto.fi/vieraslajit

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *