Kenttäasemat ovat oivallisia ikkunoita yliopistollisen tutkimuksen maailmaan. Asemilla tehdään arvokasta työtä tuomalla tutkimusta lähemmäksi tavallisia ihmisiä. Näin etenkin yliopistokaupunkien ulkopuolella, jossa tutkimusasemat ovat emoyliopistojensa lähettiläitä.
Kenttäasemilla mm. kerätään ympäristöntilan seurannan pitkiä aikasarjoja, jotka ovat jo osoittaneet tarpeellisuutensa ympäristönmuutoksen havainnoimisessa, siihen sopeutumisessa ja seurauksien ennustamisessa. Yliopistollisilta tutkimusasemilta löytyvät kaikkein pisimmät, yhä aktiivisesti jatkuvat ympäristönseurannan datasarjat.
Tutkimusasemilla tehdään monitieteistä huippututkimusta, joka tarvitsee luonnonmukaista ympäristöä ja kokeellisen tutkimuksen järjestelyjä. Asemien palveluiden ympärille on ajan myötä muodostunut ympäristötiedon keskuksia useiden organisaatioiden tuodessa samalle alueelle tutkimuksiaan. Näin kenttäasemat ovat eturintamassa, kun pyritään vastaamaan tutkimuksellisesti globaaleihin ilmastonmuutoksen ja biodiversiteettikriisin asettamiin haasteisiin. Ilmasto lämpenee arktisilla alueilla nopeammin kuin muualla maapallolla. Vallitsevasta geopoliittisesta tilanteesta, johtuen tundran ja pohjoisen havumetsävyöhykkeen tutkimus ja seuranta nojaa yhä voimakkaammin muiden pohjoisten valtioiden kuin Venäjän tutkimusasemiin.
Tutkimuksen lisäksi moni kenttäasema on syntynyt opetuksen tarpeista. Ensimmäiset tutkimusasemat Tvärminne ja Hyytiälä perustettiin jo 1900-luvun alussa. Melkeinpä kaikki biologian ja maantiedon opettajat sekä metsänhoitajat ovat saaneet perusoppinsa jollain maamme yliopistollisista tutkimusasemista.
Helsingin yliopiston tutkimusasemat toimivat ekologisen ja ympäristötutkimuksen keskipisteessä. Niiden fokuksessa ovat pitkäaikaiset ekosysteemimuutokset ja niihin liittyvä kokeellinen tutkimus. Asemilla seurataan niin elollista kuin elotonta ympäristöä lukuisten pitkäaikaisseurantojen avulla. Tutkimusaineistot ja -tehtävät ulottuvat subarktisista luontokohteista Itämeren syvyyksiin saakka.
Tiedekulman näyttely 15.8.–27.11.2024 esittelee Helsingin yliopiston kahdeksan tutkimusaseman pitkäaikaisia datasarjoja, jotka tarjoavat ainutlaatuisen katsauksen tutkimuksen ytimeen. Kenttäasemilla muun muassa kerätään ympäristöntilan seurannan pitkiä aikasarjoja, jotka ovat jo osoittaneet tarpeellisuutensa ympäristönmuutoksen havainnoimisessa, siihen sopeutumisessa ja seurauksien ennustamisessa. Yliopistollisilta tutkimusasemilta löytyvät kaikkein pisimmät, yhä aktiivisesti jatkuvat ympäristönseurannan datasarjat.
Näyttely avattiin Taiteiden yönä 15.8., ja se on esillä 27.11.2024 saakka. Näyttelyssä voi vierailla Tiedekulman aukioloaikojen puitteissa. Näyttely on maksuton.
Kilpisjärvellä tehdään yhtä maailman pitkäaikaisimmista jyrsijätutkimuksista. Aineiston keruu aloitettiin vuonna 1946, ja tutkimus vakinaistui 1950-luvun alussa. Tutkimuksen keskeisimpiä tavoitteita on selvittää myyrä- ja sopulipopulaatioiden kannanvaihteluiden syitä. Kilpisjärvellä tutkitaan jyrsijäkannan vakiolinjat vuosittain, joka kevät ja syksy. Vakiolinjat sijaitsevat Pikku-Mallalla, Saanalla ja Jehkats-tunturilla.
Myyrät ja sopulit ovat olennainen osa pohjoista eliöyhteisöä. Ne ovat elintärkeää ravintoa monelle petolajille, ja niillä on merkittävä rooli kasvillisuuden muokkaajana. Myyräkannat vaihtelevat pohjoisessa syklisesti noin 4-5 vuoden välein johtuen muun muassa petojen saalistuksesta ja talviravinnon puutteesta. Voimakkaimmat myyräsyklit tavataan alueilla, joilla vallitsee pitkä ja runsasluminen talvi.
Tyypilliseen myyräsykliin kuuluu nousu- ja huippuvuosi sekä kannanvaihtelun huippua seuraava romahdus- ja pohjavaihe. Kannanvaihtelun voimakkuus vaihtelee sekä ajallisesti että maantieteellisesti. Välillä on voimakkaampia jaksoja, ja joskus taas vaimeampaa vaihtelua. Tunnettu esimerkki kannanvaihtelun huippuvuosista on tunturisopuleiden vaellukset, jolloin lajin levinneisyysalue voi laajentua pitkälle Metsä-Lappiin. Vaellusten taustalla on sopulien vuodenaikainen elinympäristönvaihto, mikä suurissa tiheyksissä johtaa näkyviin liikehtimisiin.
Pikkunisäkkäiden kannanvaihtelut ovat yksi populaatioekologian keskeisiä tutkimusaiheita. Pitkäaikaisseurannat tarjoavat tärkeää taustatietoa tutkimukselle.Esimerkiksi ilmastotutkimuksessa pitkät aikasarjat auttavat hahmottamaan tapahtunutta muutosta ja ennustamaan myös tulevaisuutta.
Yhdeksänkymmentä vuotta rannikkoseurantaa paljastaa, että meren lämpötilat nousevat Suomen rannikolla. Merilämpöjen arvioinneissa luotetaan usein satelliittien määrittämiin merenpinnan lämpötiloihin. Nämä tiedot ovat rannikkoalueilla epätarkkoja, eivätkä satelliitit pysty mittaamaan vedenalaista lämpötilaa. Tvärminnessä on tutkittu 90 vuoden ajan paikan päällä kerättyjä pintavesien ja pohjan (30 m) lämpötiloja. Vesien lämpötilat olivat merkittävästi korkeampia vuosien 1991–2020 välillä verrattuna vuosiin 1931– 1960 ja 1961–1990. Satelliittijohdettujen ja paikan päällä mitattujen lämpötilojen välillä havaittiin suuria eroja, paikan päällä mitatut lämpötilat olivat syksyllä ja talvella alhaisempia ja keväällä korkeampia.
Pohjasta tehdyt mittaukset osoittavat, että merilämpöaaltoja esiintyi kaikkina vuodenaikoina vuosina 2016–2020, ja niiden voimakkuudet ja kestot ylittivät aiemmat ennätykset. 1990-luvulta alkaen on havaittu, että keskimääräinen lämpötila on kohonnut, ja äärimmäiset lämpötilat, jotka aiemmin olivat harvinaisia, ovat yleistyneet. Löydökset korostavat pitkäaikaisten paikan päällä kerättyjen tietojen ja ilmastollisten vertailujaksojen valinnan tärkeyttä muutosten arvioinnissa.
Energiantuotannosta ja muusta fossiilisten polttoaineiden käytöstä vapautuu ilmaan epäpuhtauksia, kuten rikkidioksidia (SO2) ja typen oksideita (NOx). Takavuosikymmeninä käytössä ollut teknologia oli niin heikkotasoista, että ilmaan päätyi näitä epäpuhtauksia hyvin suuria määriä. Sittemmin teknologinen kehitys, energiankäytön tehostuminen sekä polttoaineita ja päästöjä koskeva sääntely ovat johtaneet siihen, että niin Hyytiälässä kuin muuallakin pohjoisen Euroopan alueella ilma on aiempaa selvästi puhtaampaa. Esimerkiksi rikkidioksidin pitoisuudet ovat nykyään vain noin sadasosa siitä, mitä ne olivat puoli vuosisataa sitten.
Ilman puhdistumista on tavoiteltu ennen muuta siksi, että puhtaammassa ilmassa ihmisille kertyy enemmän terveitä elinvuosia.
Ilmakehä ja ekosysteemi ovat kuitenkin monimutkaisten vuorovaikutusten muodostama, toiminnaltaan jopa arvaamaton verkosto: Siinä missä ilman epäpuhtauksien väheneminen on vähentänyt saastekuolemia sekä parantanut luonnon tilaa monin tavoin, johtaa se myös epätoivottuihin vaikutuksiin ilmakehän dynamiikassa. Ihmisperäisistä päästöistä lähtöisin olevat ilman epäpuhtaudet ovat pitkään olleet tärkeässä roolissa ilmakehän pienhiukkasten muodostumisessa.
Näillä pienhiukkasilla puolestaan on viilentäviä vaikutuksia ilmastoon. Kun ilmakehää puhdistetaan ihmisperäisistä epäpuhtauksista kuten rikkidioksidista, voi tämä vähentää myös ilmastoa viilentävien pienhiukkasten määrä, jolloin ilmasto lämpenee aiempaa enemmän. Lämpimämpi ilmasto taas puolestaan verottaa niin ihmisten terveitä elinvuosia kuin luonnon kantokykyä, eli vaikutukset voivat olla samansuuntaisia kuin ilman epäpuhtauksien aiheuttamat.
Kyseessä on oiva esimerkki siitä, että ihmiskunnan kohtaamia kestävyysongelmia ei kannata ratkaista yksi kerrallaan, vaan olisi pyrittävä kokonaisvaltaisesti päteviin ratkaisuihin – päätöstukena tähän vaaditaan laaja-alaista ympäristön ja ilmakehän tutkimusta.
Naavat ja lupot saavat ravinteensa suoraan sadevedestä ja ilmasta, ja niitä pidetäänkin ilmansaasteille herkkinä bioindikaattorilajeina. Ilman epäpuhtauksien runsastuminen hävitti nämä lajit hyvin vähiin laajoilta alueilta viime vuosisadan ajaksi, etenkin eteläisen Suomen taajaan asutuilta alueilta, mutta tämän vuosituhannen aikana naavat ja lupot ovat silminnähden runsastuneet metsissämme, jopa aivan asutuksen liepeillä.
Suomen järvien ja jokien veden väri on muuttunut kohti keltaisenruskeita sävyjä. Tämä liittyy veden liuenneen orgaanisen hiilen ja raudan pitoisuuden lisääntymiseen. Tummuminen aiheutuu pääasiassa ihmisen toiminnasta: ilmastonmuutoksesta, happosateen vähenemisestä ja maankäytön muutoksista. Voidaan myös olettaa, että osa tummumisesta tapahtuu luonnosta itsestään johtuvista syistä, mutta ilmiötä tulee tutkia lisää.
Vesien tummumisen tutkimisessa tulee ottaa huomioon erilaiset elinympäristötyypit. Järvien lisäksi tilapäisten kosteikkojen veden tummuminen tulisi sisällyttää biologisen monimuotoisuuden seurantaan.
Jatkossa olisi tärkeää tutkia vesien tummumisen vaikutuksia esimerkiksi sammakkoeläimiin, kaloihin ja vesilintuihin sekä tummumisen muita ekologisia seurauksia.
Suurin osa Värriön julkaisuista on nykyään peräisin SMEAR I -mittausasemalla tehtävistä tutkimuksista. Moninaisia biosfääri-ilmakehävuorovaikutuksia on tutkittu SMEAR I -asemalla vuodesta 1991 lähtien. Niihin sisältyvät mm. tutkimukset biogeokemiallisista kierroista, biosfääri–aerosoli–pilvi–ilmasto -vuorovaikutuksista sekä saastumisen leviämisestä.
Värriön tutkimuksen olennainen osa on jatkaa pitkien aikasarjojen keräämistä erilaisista ympäristöparametreistä. Niihin sisältyvät esimerkiksi lintujen pesiminen, koiperhosten runsaus, marjasato, meteorologiset muuttujat, fenologiset havainnot ja paljon muuta. Kaikki nämä heijastavat ympäristön muutoksia vuosikymmenten aikana ja ovat arvokas osa ympäristön seurantaa subarktisella alueella.
Tutkimusaseman ympäröivä luonnonmetsä on tarjonnut optimaalisia tutkimuskohteita monille projekteille viime vuosina. Lähimetsissä on ollut useita metsäpaloja, joiden arvet näkyvät vanhoissa puunrungoissa ja alue on arvokas metsäpalojen tutkimukselle. Koska SMEAR I -aseman lähellä ja rajan tuntumassa on porottomia alueita, poronhoidon vaikutuksia voidaan myös tutkia. Lisäksi koskematon maisema tarjoaa geologeille hyvät mahdollisuudet tutkia maaperän muodostumia.
Värriön subarktisella tutkimusasemalla sijaitseva seismografiaseuranta havaitsee ja tallentaa seismisiä tapahtumia Fennoskandian kallioperässä. Se on osa Helsingin yliopiston Seismologian instituutin ylläpitämää 16 aseman verkostoa.
Taita Hills Wildlife Sanctuary (THWS) perustettiin suojelualueeksi metsästysalueille 1970-luvun alussa. Tuolloin alue oli pääosin metsää ja pensaikkoa, mutta nykyään se on peittynyt pensaikko- ja ruohomaaksi ilmastonmuutoksen ja suuren nisäkäskannan takia.
Helsingin yliopiston Taitan tutkimusasemalla on tutkittu monin tavoin maanpeitteen muutoksen seurauksia, erityisesti puuston vähenemisen vaikutuksia. Puut ja pensaat sitovat hiilidioksidia ilmasta ja varastoivat sen puumateriaalina.
Metsät ja pensaikot luovat viileämmän mikroilmaston ja ovat tärkeitä elinympäristöjä kasvi- ja eläinlajien monimuotoisuudelle.
On myös havaittu, että kasvihuonekaasupäästöt akaasiapensaikkoa kasvavilla alueilla ovat vähäisemmät kuin ruohomaisilla alueillaz ja viljelysmailla. Puuston väheneminen saa myös termiitit siirtymään pois, sillä ne käyttävät ravinnokseen puuta. Tämän seurauksena puiden vähentyminen lisää paikallista ja globaalia lämpenemistä.
Kasvihuonekaasujen vaihtoa mittaava, kansainvälisestikin ainutlaatuinen SMEAR-Agri -mittausasema sijaitsee Viikin tutkimustilan pellolla. Se mittaa kaikkien kolmen kasvihuonekaasun – hiilidioksidin, metaanin ja dityppioksidin – päästöjä ja nieluja. Mittausaseman avulla selvitetään, miten nurmi ja vilja sitovat hiiltä, ja miten sääolot ja nurmen käytön toimenpiteet kuten niitto, laidunnus, mahdollinen lannoitus tai viljeltävät nurmilajit vaikuttavat hiilensidontaan ja samalla kaikkien kasvihuonekaasujen vaihtoon.
COVERE²-projektissa lasketaan Viikin tutkimustilan maidon hiilijalanjälkeä ja tutkitaan siihen vaikuttavia tekijöitä. Kansainvälisessä projektissa kehitetään kasvihuonekaasupäästöjen seurantaa ja raportointia, ja uuden tekniikan avulla voidaan esimerkiksi tunnistaa käytetyn sähkön lähde. Tuloksia voidaan hyödyntää raportoinnissa ja muutoksissa kohti kestävämpää energiankulutusta.