+12. Metsän tutkimusmenetelmiä
Luvun sisällys
1 Tutkimalla oppii2 Mitä tutkijat tekevät?
3 Välineitä ja menetelmiä metsien ja soiden tutkimiseen
4 Kasvata kasveja
5 Puun iän määrittäminen
6 Metsikön puumäärän arviointi
7 Kasvillisuusruutuja ja -linjoja
8 Metsän selkärangattomat
9 Mikroskopointeja
10 Luontokuvausta
11 Tehdään eliökokoelmaa
12 Sieninäyttely
13 Ekosysteemit luokkaan
14 Suotutkimusta
15 Lintulautaprojekti
1 Tutkimalla oppii
Kun koulussa opiskellaan esimerkiksi matemaattisten yhtälöiden ratkaisua, opiskelu on valtaosin matematiikan oppimateriaalien varassa. Suomen luonnon opiskelussa tilanne on toinen. Luonto ekosysteemeineen ja lajeineen ympäröi meitä. Suurin osa tämänkin kurssin aiheista on sellaisia, että niitä on mahdollista tutkia konkreettisesti paikan päällä. Tämä mahdollisuus meidän on syytä hyödyntää.
Oma tutkiminen on oppimista parhaimmillaan. Siinä teoreettiseen tietopohjaan yhdistyvät omat kokemukset, havainnot ja pohdinnat. Minkä itse tutkii, sen myös muistaa jatkossa. Oma tutkiminen ja havaintojen tekeminen luonnossa opettaa myös näkemään ympärillämme elämää, joka muuten on voinut jäädä huomaamatta. Uudet yksityiskohdat havaintomaailmassamme tekevät elämästä rikkaampaa.
Tähän lukuun on koottu tutkimustehtäviä yksin, pareittain tai ryhmissä suoritettaviksi. Osa tehtävävaihtoehdoista on suunniteltu tehtäviksi pääosin omalla ajalla ja omatoimisesti kurssin aikana, osa tehdään yhdessä oppitunneilla.
Jos et tunnista kasvia luonnossa, siitä kannattaa ottaa kuvia. Oppilas kuvaa riidenliekoa, joka on metsien melko yleinen itiökasvi.
Oma tutkiminen on oppimista parhaimmillaan. Siinä teoreettiseen tietopohjaan yhdistyvät omat kokemukset, havainnot ja pohdinnat. Minkä itse tutkii, sen myös muistaa jatkossa. Oma tutkiminen ja havaintojen tekeminen luonnossa opettaa myös näkemään ympärillämme elämää, joka muuten on voinut jäädä huomaamatta. Uudet yksityiskohdat havaintomaailmassamme tekevät elämästä rikkaampaa.
Tähän lukuun on koottu tutkimustehtäviä yksin, pareittain tai ryhmissä suoritettaviksi. Osa tehtävävaihtoehdoista on suunniteltu tehtäviksi pääosin omalla ajalla ja omatoimisesti kurssin aikana, osa tehdään yhdessä oppitunneilla.
Jos et tunnista kasvia luonnossa, siitä kannattaa ottaa kuvia. Oppilas kuvaa riidenliekoa, joka on metsien melko yleinen itiökasvi.
2 Mitä tutkijat tekevät?
Suomessa työskentelee suuri joukko biologeja soiden ja erityisesti metsien luonnon tutkijoina. Heidän työpaikkansa löytyy esimerkiksi yliopistoilta, Luonnonvarakeskukselta tai Metsähallitukselta.
Biologin työ on usein perustutkimusta. Siinä hankitaan tietoa maailmasta ilman, että tavoiteltaisiin välitöntä hyötyä. "Mitä lajeja elää alueella?", "Miten lajit vaikuttavat toisiinsa?" ovat esimerkkejä perustutkimuksesta.
Lintujen rengastamisella saadaan tietoa lintujen liikkeistä. Mustapääkerttu.
Tutkimus voi olla havainnoivaa tai kokeellista.
Havainnoivassa tutkimuksessa tutkija kerää tietoa tutkimuskohteestaan tekemällä järjestelmällisiä havaintoja ja mittauksia. Esimerkiksi lintulajien levinneisyyden ja kantojen muutokset tai puutiaisten runsaus selviää vain tekemällä havaintoja.
Kokeellisessa tutkimuksessa pyritään vastaamaan tutkimusongelmiin luomalla yksinkertaistettuja, virhelähteistä karsittuja koejärjestelyitä. Esimerkiksi happamien sateiden vaikutuksia metsämaan sienien ja selkärangattomien lajistoon voitaisiin tutkia kokeellisen tutkimuksen menetelmin. Kokeellisessa tutkimuksessa pyritään saamaan selville, onko väittämä eli hypoteesi oikein. Esimerkiksi "hapan sade on haitallista jäkälien kasvulle" on hypoteesi.
Koejärjestelyissä tutkimusaineisto jaetaan erilaisiin käsittely- ja kontrolliryhmiin. Esimerkiksi edellä happaman sateen tutkimuksen koeasetelmassa voisi olla joukko tutkimusaloja, joita altistetaan erilaiselle happamalle sateelle. Kontrolliryhmän muodostavat tutkimusalat, joille ei tehdä mitään käsittelyä.
Perustutkimuksessa työn tavoitteena on tuottaa tieteellinen julkaisu. Se on useimmiten tutkimusartikkeli alan aikakauslehdessä, jota muut tutkijat seuraavat. Tieteellisissä artikkeleissa on aina tarkkaan kuvailtava, kuinka tutkimus on toteutettu, ja mitä tuloksia on saatu. Näin toiset tutkijat voivat toistaa tutkimuksen ja verrata saamiaan tuloksia. Tieteellisen artikkelin osat ovat yleesä johdanto, aineisto ja menetelmät, tulokset ja päätelmät.
Monet biologit tekevät soveltavaa tutkimusta. Siinä perustutkimuksen avulla saatua tietoa hyödynnetään taloudelliseen tai muuten käytännölliseen sovellukseen. Esimerkiksi metsätutkimus puun tuotannon näkökulmasta on soveltavaa tutkimusta. Monet biologit tekevät luontokartoituksia, joita tarvitaan aluesuunnittelussa.
Uusia asuin- tai teollisuusalueita ei voi perustaa ennen kuin alueiden luontoarvot on selvitetty. Tämäkin on soveltavaa, biologista tutkimusta. Myös soveltava tutkimustyö voi tuottaa tieteellisiä julkaisuja, mutta usein tiedon käyttö on käytännönläheisempää.
Biologin työ on usein perustutkimusta. Siinä hankitaan tietoa maailmasta ilman, että tavoiteltaisiin välitöntä hyötyä. "Mitä lajeja elää alueella?", "Miten lajit vaikuttavat toisiinsa?" ovat esimerkkejä perustutkimuksesta.
Lintujen rengastamisella saadaan tietoa lintujen liikkeistä. Mustapääkerttu.
Tutkimus voi olla havainnoivaa tai kokeellista.
Havainnoivassa tutkimuksessa tutkija kerää tietoa tutkimuskohteestaan tekemällä järjestelmällisiä havaintoja ja mittauksia. Esimerkiksi lintulajien levinneisyyden ja kantojen muutokset tai puutiaisten runsaus selviää vain tekemällä havaintoja.
Kokeellisessa tutkimuksessa pyritään vastaamaan tutkimusongelmiin luomalla yksinkertaistettuja, virhelähteistä karsittuja koejärjestelyitä. Esimerkiksi happamien sateiden vaikutuksia metsämaan sienien ja selkärangattomien lajistoon voitaisiin tutkia kokeellisen tutkimuksen menetelmin. Kokeellisessa tutkimuksessa pyritään saamaan selville, onko väittämä eli hypoteesi oikein. Esimerkiksi "hapan sade on haitallista jäkälien kasvulle" on hypoteesi.Koejärjestelyissä tutkimusaineisto jaetaan erilaisiin käsittely- ja kontrolliryhmiin. Esimerkiksi edellä happaman sateen tutkimuksen koeasetelmassa voisi olla joukko tutkimusaloja, joita altistetaan erilaiselle happamalle sateelle. Kontrolliryhmän muodostavat tutkimusalat, joille ei tehdä mitään käsittelyä.
Perustutkimuksessa työn tavoitteena on tuottaa tieteellinen julkaisu. Se on useimmiten tutkimusartikkeli alan aikakauslehdessä, jota muut tutkijat seuraavat. Tieteellisissä artikkeleissa on aina tarkkaan kuvailtava, kuinka tutkimus on toteutettu, ja mitä tuloksia on saatu. Näin toiset tutkijat voivat toistaa tutkimuksen ja verrata saamiaan tuloksia. Tieteellisen artikkelin osat ovat yleesä johdanto, aineisto ja menetelmät, tulokset ja päätelmät.
Monet biologit tekevät soveltavaa tutkimusta. Siinä perustutkimuksen avulla saatua tietoa hyödynnetään taloudelliseen tai muuten käytännölliseen sovellukseen. Esimerkiksi metsätutkimus puun tuotannon näkökulmasta on soveltavaa tutkimusta. Monet biologit tekevät luontokartoituksia, joita tarvitaan aluesuunnittelussa.
Uusia asuin- tai teollisuusalueita ei voi perustaa ennen kuin alueiden luontoarvot on selvitetty. Tämäkin on soveltavaa, biologista tutkimusta. Myös soveltava tutkimustyö voi tuottaa tieteellisiä julkaisuja, mutta usein tiedon käyttö on käytännönläheisempää.
3 Välineitä ja menetelmiä metsien ja soiden tutkimiseen
Metsien ja soiden biologia sisältää lukemattoman määrän toisistaan poikkeavia tutkimuskohteita. On eläimiä, kasveja, sieniä ja mikro-organismeja. Tutkimus voi kohdistua ekosysteemeistä lajeihin tai jopa yksittäisiin geeneihin ja proteiineihin. Tutkimuksiin tarvittavat välineet ja menetelmät ovat siis lukemattomat.
Tavallisia metsä- ja suokasvillisuuden tutkimusmenetelmiä ovat kasvillisuusruudut ja -linjat. Niiden avulla suuresta kasvillisuusalasta otetaan sopiva, tutkittavissa ja laskettavissa oleva otos, josta kaikki kasvit lasketaan. Useimmiten tämä tarkoittaa jokaisen lajin peittävyysprosentin arviointia näytealalla. Tiedot kootaan taulukoiksi, joissa tuloksia voidaan laskea ja vertailla. Luontokartoitusten maastolomakkeisiin voidaan sisällyttää muitakin luontoarvoja, kuten lahopuun määrä, purot ja lähteiköt.
Eläinekologisissa tutkimuksissa eläimen havaitseminen ja joissakin tapauksissa kiinnisaaminen on haastavampaa kuin kasvitutkimuksissa. Lintujen havaitsemiseksi tarvitaan kiikareita, kaukoputkia ja pitkin objektiivein varustettuja kameroita. Lintuja voidaan pyydystää verkoilla esimerkiksi rengastusta varten. Pikkunisäkkäitä voidaan pyytää sellaisilla loukuilla, jotka eivät vahingoita eläimiä.
Selkärangattomia eläimiä pyydetään mm. haaveilla, valorysillä sekä maahan upotetuilla kuoppapyydyksillä.
Tavallisia metsä- ja suokasvillisuuden tutkimusmenetelmiä ovat kasvillisuusruudut ja -linjat. Niiden avulla suuresta kasvillisuusalasta otetaan sopiva, tutkittavissa ja laskettavissa oleva otos, josta kaikki kasvit lasketaan. Useimmiten tämä tarkoittaa jokaisen lajin peittävyysprosentin arviointia näytealalla. Tiedot kootaan taulukoiksi, joissa tuloksia voidaan laskea ja vertailla. Luontokartoitusten maastolomakkeisiin voidaan sisällyttää muitakin luontoarvoja, kuten lahopuun määrä, purot ja lähteiköt.
Eläinekologisissa tutkimuksissa eläimen havaitseminen ja joissakin tapauksissa kiinnisaaminen on haastavampaa kuin kasvitutkimuksissa. Lintujen havaitsemiseksi tarvitaan kiikareita, kaukoputkia ja pitkin objektiivein varustettuja kameroita. Lintuja voidaan pyydystää verkoilla esimerkiksi rengastusta varten. Pikkunisäkkäitä voidaan pyytää sellaisilla loukuilla, jotka eivät vahingoita eläimiä.
Selkärangattomia eläimiä pyydetään mm. haaveilla, valorysillä sekä maahan upotetuilla kuoppapyydyksillä.