Tulokset ja vaikuttavuus

Hankkeessa valmistettiin satelliittikuviin perustuva maankäyttöä ja habitaatteja kuvaava aineisto Usa-joen valuma-alueelle (93500 km2), joka sijaitsee pääosin Komin ja osaksi Nenetsian alueella. Alueen kasvillisuusvyöhykkeet kattavat boreaaliset havumetsät etelässä (taiga), tundra-taiga vaihettumisvyöhykkeen alueen keskiosissa ja tundran alueen pohjoisosassa. Satellittikuva aineisto koostuu useista eri satelliittikuvista, jotka sovitettiin spektrisesti yhteen ennen luokitusta. Aineiston spatiaalinen erotuskyky on 30 m. Luokituksessa käytettiin sekä ohjattua luokitusta että visuaalisiin, eri aineistojen tarkasteluihin perustuvaa manuaalista luokitusta. Satelliittikuvien luokitukseen oli käytettävissä vain rajoitettu määrä maastossa kerättyä referenssiaineistoa (kerätty vuosina 1998, 1999 ja 2000), joten luokituksessa tukeuduttiin myös alueelta saatavissa oleviin digitaalisiin kartta-aineistoihin sekä helikopterilentojen aikana otettuihin valokuviin. Luokituksen tarkkuutta testattiin helikopterista otettujen valokuvien avulla, joilta paikannettiin 1328 eri habitattityypejä edustavaa kohdetta. Satelliittikuvat luokiteltiin 21 erilaiseen maankäyttöä tai habitaatteja kuvaavaan luokkaan. Aineiston tarkkuustarkasteluiden mukaan pääkasvillisuutyypit (metsät, pajuvaltaiset metsät ja niityt, suot, tundranummet, paljas maanpinta ja vesistöt voidaan erottaa satelliittikuvilta suhteellisen tarkasti (n. 84% testipisteistä osui oikeaan luokkaan). Pienialaisen suokasvillisuuden ja vesistöjen vaihtelun tuottamat heijastukset sekoittuivat helposti joidenkin muiden habitaattiluokkien tuottamaan heijasteeseen. Tutkimuksen päätuloksena voidaan pitää sitä, että alueen koko huomioon ottaen ja pienestä maastoaineistosta huolimatta, käytetyllä menetelmällä voidaan tuottaa erilaisiin maisema-analyyseihin ja prosessimalleihin käyttökelpoisia aineistoja sellaisillekin alueille, joihin pääsy on hankalaa. Luokituksen tuloksena saadun aineiston käyttökelpoisuutta erilaisiin käyttötarkoituksiin verrattiin myös ns. globaaleihin maanpintaa kuvaaviin aineistoihin (yleisimmin 1 km resoluutiolla). Vertailuista saatu johtopäätös on, että ns. globaalien aineistojen koostaminen ilman alueelta peräisin olevaa maasto- tai muuta vertailuaineistoa voi tuottaa harhaisia tuloksia. Siksi yleisten aineistojen tarkkuus kullakin alueella tulisi arvioida ennen tällaisten aineistojen käyttöä tutkimuksiin.Metsänrajan sijainti Usa-joen valuma-alueella (n. 7,9 milj. ha) mallitettiin käyttäen satellittikuvatulkintaan perustuvaa maankäyttö- ja puustoaineistoa, sekä eri lähteistä koottuja lämpötila-, maaperä-, korkeusaineistoja sekä korkeusmallin perustella laskettua maaperän kosteusindeksiä. Mallit tehtiin otostaen alue 1, 3, 6, 9, 12 ja 25 km ruutukoilla ja käyttäen logistista regressiota. Ruudut jaettiin vastemuuttujan suhteen kahteen ryhmään sen mukaan, esiintyikö niissä yli 10 % metsää (metsä) vai alle 10 % (tundra, muu). Metsänraja Usa-joen valuma-alueella sijaitsee kohdalla, jossa heinäkuun keskilämpötila on n. 13.9 ºC. Saatu keskilämpötila-arvo on korkeampi kuin muissa vastaavissa tutkimuksissa saadut +10-12 ºC, mikä selittynee sillä, että metsänrajan muodostava kuusi ei ole sopeutunut kasvamaan ikiroudan päällä. Metsän esiintymistä kuvaavien mallien selitysaste nousi ruutukoon kasvaessa 1 km:n n. 43%:sta 25 km:n n. 73%:iin. Mallituksessa käytetyistä muuttujista heinäkuun keskilämpötila oli voimakkain metsänrajan sijaintia sellittävä muuttuja kaikissa mittakaavoissa. Sen selitysosuus mallin selitysasteesta kasvoi aina 9 km ruutukokoon saakka, mutta laski tämän jälkeen hieman. Maaperän läpötila oli toiseksi voimakkain selittäjä, mutta sen selitysouus laski tasaisesti pienimmistä käytetyistä ruutukoista aina 9 km saakka. Tämän jälkeen maaperän lämpötilan selitysosuus alkoi jälleen nousta. Minimiläpötila oli kolmanneksi voimakkain selittäjä, ja sen merkitys malleissa kasvoi tasaisesti pienimpien ruutukokojen malleista jokseenkin tasaisesti aina suurimpaan ruutukokoon. Minimilämpötila liittyy mallissa lähinnä lounais-koillis -suunnassa olevaan lämpötilagradienttiin. Maaperän kosteusindeksi selitti merkitsevästi metsien esiintymistä ainoastaan 1 ja 3 km ruutukokoihin perustuvissa malleissa. Kosteuden voidaan siten katsoa määrittävän metsämosaiikin rakennetta ainoastaan pienimmissä mittakaavoissa. Mallien perusteella alueelle laskettiin myös ennustetun ilmastonmuutoksen mahdollistama metsien esiintymisalue. Yhden asteen nousu heinäkuun keskilämpötiloissa mahdollistaisi metsien kasvun n. 70 km nykyistä pohjoisempana, ja Hadley Centerin skenaariomallin (HadCM2S750) mukainen 2.8 ºC lämpötilan nousu mahdollistaisi metsien kasvun jo koko Usa joen valuma-alueella korkeimpia vuoristoja lukuunottamatta. Jälkimmäinen skenaario tarkoittaisi siis metsänrajan ilmastollista potentiaalia jopa 150 km nykyistä pohjoisempana.