Mikroskoobi all

Dendrokronoloogia ja puiduanatoomia

Dendrokronoloogia, aastarõngaste uurimine, on väga spetsiifiline valdkond, kus on vaja valdkondlikke teadmisi ja oskusi, et uurida detailselt puude aastast kasvu muutuvates kliimatingimustes ning erinevate faktorite (põud, kuivendus, raie jm) mõju puude kasvule. Puud reageerivad keskkonnamuutustele üsna kiiresti, seega saab aastarõngaste andmeid rakendada erinevates valdkonnaülestes uuringutes. 

EMÜ MIMP õppetooli laboris teostakse puude aastarõngaste laiuste mõõtmisi kalendriaasta täpsusega Lintab mõõtmislaual (Pilt 1.) ja  rakutasemel puidu anatoomilisi uuringuid (Pilt 2.). 2018. aastast alustati dendrokronoloogia laboris puidu anatoomia ja puidu moodustamise (ksülogeneesi) uurimistega.  

  • Muutuvad kliimatingimused: leida lühi- või pikaajalisi seoseid radiaalse kasvu ja kliimafaktorite (peamiselt temperatuur, sademed) vahel, mis aitab mõista pikaajalisi kasvumustreid ja puude reaktsiooni ilmastikule.  

  • Kasvureaktsioon looduslikele ja inimtekkelistele häiringutele: aastarõngaste analüüsimine aitab mõista, kuidas puud reageerivad looduslikele (üleujutused, putukrüüste) ja inimtekkelistele häiringutele nagu õhusaaste, põlengud, majandustegevus sh erinevad raied, vee režiimi muutus sh kuivendus, langatuse mõju puude radiaalkasvule (põlevkivikarjääri aladel) jne.  

  • Liigiline või geneetiline (päritolu) sobivus hemiboreaalses kliimavööndis: aastarõngaste (aastase juurdekasvupõhjal) uurimine võimaldab hinnata uuritava puuliigi sobivust konkreetsele kasvukohatüübile ja keskkonnatingimustele. 

  • Konkurents ja keskkonnamuutused: dendrokronoloogilised uuringud aitavad hinnata puude reaktsiooni konkurentsile ja keskkonnamuutustele, sealhulgas erinevate majandamisviiside mõju. 

  • Puude tervis, suremuse indikaatorid: radiaalsed kasvumustrid annavad infot puude tervise ja suremuse kohta ning võimaldavad dateerida kalendriaasta täpsusega puude kahjustusi ja surma. 

  • Puidu anatoomia ja ksülogeneesi uurimine: aitab selgitada, kuidas kliimamuutused mõjutavad puude kasvufunktsioone ja puidu kvaliteeti väga detailselt.  

  • Puidu moodustumise uurimine: Aitab paremini mõista aastaringsete tegurite mõju puidu moodustumisele ja kvaliteedile. Võib aidata hinnata puude ja metsade kohanemist kliimamuutustega, modelleerimine.  

  • Kaugseire: kaugseire andmeid (nt NDVI) koos puude aastarõngaste seeriatega on võimalik kasutada puistu tootlikkuse, biomassi ja süsinikuvarude hindamiseks.  

  • Kasvu aastaringne monitoorimine dendromeetrite abil: pidev puude läbimõõdu muutuste jälgimine, puude radiaalse kasvu aastase muutuse kirjeldamiseks.  

Proovi ristlõige
Foto autor: Aleksei Potapov

A) Aastarõngalaiuste mõõtmiseks ettevalmistatud hariliku männi proov (ristlõige). Aastarõngastes on eristatavad varapuit (heledam osa) ja hilispuit (tumedam osa). Tegemist on männiga, mis kasvas kuivendatud alalkitsamad aastarõngad iseloomustavad perioodi enne maaparandussüsteemi rajamist. Aastarõnga laiuse muutuse järgi on tuvastatav kuivenduse mõju männi juurdekasvule (vt C). Kuivenduse ajaks oli puu 108-aastane, keskmine jämeduskasv oli 0,7 mm aastas. Kuivendusjärgsel perioodil, 61 aasta jooksul, on puu rinnasdiameeter suurenenud keskmiselt ligi 3 mm aastas. 

 

B) Säsi ja esmas- ehk juveniilpuit. Säsi on puutüve keskosas asetsev kobe kude, mis kulgeb piki tüve ja mille tipp lõpeb ladvas pungaga. Juveniilpuit koosneb harilikult 10-20 esimesest (sisemisest) aastarõngast. Rakud on juveniilpuidus lühikesed ja õhukeseseinalised, aastarõngad laiad, hilispuidu osakaal väga väike ning puidu tihedus on madal. 

 

C) Okaspuudel moodustuvad kasvuperioodi alguses õhukeste seintega rakud (kevad- ehk varapuit), mille kaudu toimub puu juurdekasvuks vajalike vedelike transport. Suve lõpu poole kasv aeglustub ning moodustuvad paksuseinalised rakud (sügis- ehk hilispuit), mis annavad tüvele tugevuse. 

 


sisemus
Säsi Foto autor: Aleksei Potapov

Säsi koosneb õhukeseseinalistest rakkudest, mis sisaldavad toitainete tagavarasid. Säsi võib olla ümmargune või hulknurkne ning selle kuju võib olla lisatunnuseks puuliigi määramisel. 

 


 

Frost ring
Frost ring ehk külmarõngas Foto autor: Aleksei Potapov

Frost ring hariliku männi varapuidus (vt säsist kolmas aastarõngas). Frost ring ehk külmarõngas tekib kasvuperioodil külmakahjustuse tagajärjel ning ilmneb anomaalsete, ebakorrapäraselt arenenud rakkude tsoonina aastarõngastes (deformeerunud rakud ja kõverdunud säsikiired). 

 


 

Blue ring
Blue ring Foto autor: Aleksei Potapov

Blue ring anomaalia hariliku männi hilispuidus (vt säsist teine aastarõngas). Pildil on mikrotoomiga lõigatud ja värvainetega töödeldud 12 μm paksune puurproovi ristlõige. Puiduanatoomia uuringutes kasutatakse proovide värvimiseks sageli Astra Blue ja safraniini värvaineid. Astra Blue värvib tselluloosirikkad alad siniseks, safraniin aga lignifitseerunud rakud punaseks. Lignifitseerumine on viimane etapp rakkude moodustumise protsessis. Kui see protsess katkeb (nt kui kasvuperioodi lõpus temperatuur järsult langeb) ja rakud (okaspuudel trahheiidid) ei lignifitseeru täielikult, siis paistavad need töödeldud mikroskoopilistes slaidides sinisena. 

Labori külastamine 

Ettebroneerimisel väiksematele gruppidele, koolilastele jt. Kontakt: [email protected] või [email protected] 

 

Labortöödeks aja planeerimine (EMÜ metsanduse õppekavade tudengitele).  

  • Ilma väljaõppeta (iseseisvalt) ja aega broneerimata ei saa labori seadmeid kasutada! 

  • Hea tava järgi juhendab üliõpilast laboris põhi- või kaasjuhendaja, kes on  dendrokronoloogia rühma liige. 

Bakalaureusetööd 

 

  • Jaan Markus Järva, 2023. 

  • Laura Reimann, 2023. 

  • Gert Lõhmus, 2023. 

  • Kaira Kurvits, 2022. 

  • Raimond Press, 2021. 

  • Joel Arujõe, 2021. 

  • Siim Laur, 2020. 

  • Kaisa Paulson, 2019. 

  • Maaris Varrik, 2017. 

  • Sandra Kaasiku, 2017. Raiete mõju männipuude radiaalkasvule Järvselja harvendusraie katseala andmeil. 

  • Olga Nikolenko, 2017. Lehiste radiaalkasvu analüüs Järvselja Õppe- ja Katsemetskonna puistutes. 

  • Kärolin Kiis, 2016. Lehise radiaalkasvude varieeruvuse analüüs tüve erinevatel kõrgustel. 

  • Katariin Keerd, 2016. Piusa koobaste looduskaitseala puistute metsahäiringute tuvastamine 

  • Indrek Niidu, 2015. Arukase, hariliku kuuse ja hariliku männi radiaalse juurdekasvu ja kliima mõju analüüs laanemetsade andmeil. 

  • Doris Silm, 2015. Kliima mõju analüüs arukase, hariliku kuuse ja hariliku männi radiaalkasvule loometsades. 

  • Lehar Savikink, 2014. Hariliku kuuse radiaalse juurdekasvu võrdlus jänesekapsa ja sinilille kasvukohatüübis. 

  • Aleksei Potapov, 2014. Hüdromelioratsiooni mõju hariliku männi (Pinus sylvestris L.) radiaalsele juurdekasvule sõltuvalt kuivenduskraavi kaugusest. 

  • Taavi Kannimäe, 2013. Hariliku männi erinevate kasvuaastate aastasisese vara- ja hilispuidu varieeruvuse analüüs  

  • Henri Kivimaa, 2013. Häiringute mõju puude radiaalsele juurdekasvule Põhja-Eesti männikutes. 

  • Helen Vaikre, 2013. Hariliku männi radiaalse juurdekasvu ja kliima võrdlus erinevates kasvukohatüüpides Hiiumaal. 

  • Marietta Pruuli, 2012. Dendroökoloogiline uurimustöö Käsmu poolsaarel. 

  • Evar Dubolazov, 2012. Ilmastiku mõju kase radiaalsele juurdekasvule naadi kasvukohatüübis. 

  • Heiki Valdaru, 2012. Kliima mõju puude radiaalsele juurdekasvule Järvselja harvendusraie proovialal. 

  • Jüri Promet, 2012 

  • Sander Pikkur, 2011. Hariliku kuuse (Picea abies (L.) Kast) radiaaljuurdekasvu sõltuvus kliimamuutujatest 

Magistritööd 

 

  • Virkeli Viiberg, 2023. Põua mõju hariliku kuuse (Picea abies) ja arukase (Betula pendula) juurdekasvule puht- ja segapuistutes. 

  • Neeme Lõhmus, 2018. Harvendusraie mõju puude jämeduskasvule ning süsinikuvarudele ja -voogudele palumännikus. 

  • Indrek Niidu, 2017. Lehiste juurdekasvude analüüs Järvselja Õppe- ja Katsemetskonna kahe erivanuselise puistu andmetel. 

  • Aleksei Potapov, 2016. Kuivendussüsteemi rajamise ja rekonstrueerimise mõju puude radiaalsele juurdekasvule. 

  • Lehar Savikink, 2016. Kase, kuuse, männi- ja haavapuude rinnasdiameetri sesoonne kasv dendromeetrite andmeil. 

  • Taavi Kannimäe, 2015. Kliima mõju analüüs Järvselja lehisepuistutes. 

  • Henri Kivimaa, 2015. Radiaalse juurdekasvu analüüs endise Sagadi metskonna männikutes. 

  • Taavi Krusenvald, 2015. Hariliku kuuse rinnasdiameetri juurdekasvu modelleerimine jänesekapsa kasvukohatüübis. 

  • Marietta Pruuli, 2014. Hariliku männi kasv ja häiringute mõju analüüs Käsmu poolsaarel. 

  • Evar Dubolazov, 2014. Lehiste kasvu analüüs Sirgala tasandatud põlevkivikarjääri puistangul. 

  • Taavi Kajaste, 2013. Siberi lehise (Larix sibirica Ledeb.) kasvukäik Aidu karjääris ja kliima analüüs. 

Juhendatud loov- ja uurimistööd 

 

  • Karl-Martin Vahejõe, 2016. Puude aastarõngaste uurimine. Tartu Kivilinna Kool, 8.klass. 

  • Karl-Martin Vahejõe, 2020. Sademete hulga ja temperatuuri mõju puude radiaalkasvule Järvselja looduskaitseala näitel. Tartu Jaan Poska gümnaasiumi uurimistöö. 

  • Tüvelõhede tekkimine erineva päritoluga kuuskedel ja nende kasvureaktsioon põuale 

  • Erinevate puuliikide kasv muutuvates kliimatingimustes ja kasvureaktsioon põuale 

  • Kuivenduse ja kuiv endus süsteemi rekonstrueerimise mõju männi kasvule 

  • Võõrliikide kasv ja sobivus Eestis kliimatingimustes 

 

 

Eestis 

 

  • Tartu Ülikooli geograafia osakond emeriit dotsent  Alar Läänelaid, (PhD), teadur Kristina Sohar, (PhD), doktorant Kärt Erikson, (PhD) 

  • ökofüsioloogia õppetool: kaasprofessor Arvo Tullus 

  • Tartu observatoorium: taimkatte kaugseire teadur Jan-Peter George  

 

 

Välismaal / International collaboration 

 

  • Senior researcher, PhD Roberts Matisons, Latvian State Forest Research Institute “Silava”, Latvia, 2022-2023 

  • Researcher/Postdoc PhD Jernej Jevšenak, Department for Forest and Landscape Planning and Monitoring, Slovenian Forestry Institute, Slovenia 

  • Research Prof. Lauri Mehtätalo, Natural Resources Institute Finland (Luke), Joensuu, Finland 

  • Prof. Marco Carrer, Department of Land, Environment, Agriculture and Forestry (TESAF), University of Padova, Italy 

  • Prof. assoc. Marcin Klisz, Forest Research Institute, Poland, 2018-2023 

  • Prof. of Wood Science Alan Crivellaro, University of Torino, Italy, 2018-2023 

  • PhD student, Ciara Greaves, Department of Geography at the University of Cambridge, UK, 2022-2023 

  • PhD student Karolina Janecka, Institute of Botany and Landscape Ecology, University of Greifswald, Germany, 2018-2022 

  • Researcher, PhD Johannes Edvardsson, Department of Geology, Lund University, Sweden, 2018-2019 

  • Senior researcher PhD. Maxim Yermokhin, Institute of Experimental Botany of the National Academy of Science of Belarus, Belarus , 2018-2019 

Puude aastarõngaste analüüs, konsultatsioon

Puude aastarõngaste analüüs, konsultatsioon.

Kontaktisik: Sandra Metslaidlink opens in new pagelink opens in new page

Dendrokronoloogiline analüüs

- Kasvuprognooside koostamine; 

- üksikpuu vanuse dateerimine; 

- produktiivsuse hindamine; 

- häiringute analüüsimine; 

- kliimamõjude analüüsimine; 

- metsade kuivendusefektiivsuse hindamine;

 - raiete mõju hindamine. 

Aastarõngaste laiuste muutumine annab informatsiooni pikkade ajaperioodide jooksul toimunud muutustest puude kasvukeskkonnas. Mitme aastarõngalaiuste rea kõrvutamisel on võimalik kindlaks teha puude iga aastarõnga moodustumise täpne kalendriaasta või määrata puude geograafilist päritolu. Puistu taastumine ja areng seoses suurema või väiksema häiringuga (raie, tulekahju, kuivendus, putukarüüste, põud jms) on võimalik rekonstrueerida dendrokronoloogiliste meetoditega. Okaspuude ja mitmete lehtpuude juurdekasvu on võimalik uurida aastarõngaste alusel. Aastarõngaste laiuse mõõtmine võimaldab määrata aastase juurdekasvu ühel puul ja koos puistu seisundi andmetega arvutada ka puistu juurdekasvu. Puistu juurdekasvu alusel planeeritakse harvendus- ja uuendusraied. 

Kontaktisik: Maris Hordolink opens in new page

Dendrokronoloogia ja puiduanatoomia töörühma kontaktid

Sandra Metslaid

dendrokronoloogia teadur

Metsanduse ja inseneeria instituut

Metsakorralduse ja metsatööstuse õppetool

+372 7313145

+372 7313145
Aleksei Potapov

dendrokronoloogia peaspetsialist

Metsanduse ja inseneeria instituut

Metsakorralduse ja metsatööstuse õppetool

Maria Cristina Ferreira Marques

metsakorralduse ja metsatööstuse nooremteadur

Metsanduse ja inseneeria instituut

Metsakorralduse ja metsatööstuse õppetool

Laura Reimann

metsakorralduse nooremteadur

Metsanduse ja inseneeria instituut

Metsakorralduse ja metsatööstuse õppetool