Analyzing spatial variation and change in the structure of boreal old-growth forests
Kulha N. (2020). Analyzing spatial variation and change in the structure of boreal old-growth forests. https://doi.org/10.14214/df.286
Tiivistelmä
Globaalimuutos muuttaa jäljellä olevien luonnontilaisten boreaalisten metsien rakennetta ja dynamiikkaa. Näiden metsäekosysteemien muutoksilla on suuria vaikutuksia esimerkiksi luonnon monimuotoisuuteen ja hiilen kiertoon. Siksi on keskeistä ymmärtää miten luonnontilaisten metsien rakenne ja dynamiikka muuttuvat.
Väitöskirjassani tarkastelen luonnontilaisten boreaalisten metsien rakenteen vaihtelua tilassa ja muutosta ajassa kolmella Pohjois-Fennoskandiassa ja kahdella itäisessä Pohjois-Amerikassa sijaitsevalla tutkimusalueella. Hyödynnän ilmakuvilta visuaalisesti tulkittua latvuspeittävyyttä, maastomittauksia sekä puiden vuosilustoista saatavia kasvuhistoriatietoja metsärakenteen vaihtelun ja muutoksen tarkastelussa. Kolmelta ajanhetkeltä vuosien 1959 ja 2011 väliltä tehdystä visuaalisesta tulkinnasta laskettiin systemaattinen ja satunnainen tulkintavirhe, ja niitä hyödynnettiin Bayes-päättelyssä erotettaessa uskottavaa ekologista vaihtelua tai muutosta ilmakuvatulkinnan virheestä.
Väitöskirjassani kuvaan uuden menetelmän ja käytän sitä metsärakenteen spatiaalisen vaihtelun ja muutoksen tarkasteluun. Menetelmää hyödyntäen havaitsimme uskottavaa spatiaalista vaihtelua ja muutosta jokaisen tutkimusalueen metsien rakenteessa. Sekä muutos, että vaihtelu ilmenivät useilla mittakaavatasoilla, jotka olivat samankaltaisia eri tutkimusalueilla. Vaikka eri prosessien havaittiin aiheuttavan metsärakenteen vaihtelua eri mittakaavatasoilla, vaihtelun mittakaavatasojen samankaltaisuus tutkimusalueiden välillä osoittaa, että boreaalisista luonnonmetsistä saatetaan tunnistaa luonteenomaisia metsärakenteen vaihtelun mittakaavatasoja, jotka ovat riippumattomia esimerkiksi erilaisista valtapuulajeista tai häiriökierroista. Metsärakenteen muutoksen monimittakaavainen tarkastelu osoitti huomattavimpien muutosten tapahtuneen suurilla, neliökilometrien mittakaavatasoilla.
Väitöskirjani osoittaa historiallisten kaukokartoitusaineistojen käyttökelpoisuuden sekä käytön haasteet metsätutkimuksessa. Havaintoni luonnonmetsien rakenteen monimittakaavaisesta vaihtelusta ja muutoksesta, näiden mittakaavatasojen tunnistettavuudesta, erotettavuudesta ja laskennallisesta määrityksestä sopivat hierarkiateorian ja hierakkisen laikkudynamiikan viitekehykseen. Toisaalta havaitsemani laaja-alainen muutos on ristiriidassa vallitsevan boreaalisten luonnonmetsien muutosta kuvaavan teorian, pienaukkodynamiikan, kanssa. Väitöskirjani tuloksista voidaan päätellä tutkimieni metsien muuttuneen ensisijaisesti laaja-alaisten kasvuympäristön muutosten, esimerkiksi häiriökierron tai kasvuolosuhteiden muutosten, vuoksi. Nämä laaja-alaiset muutokset ovat kasvattaneet tutkimieni metsien puuston biomassaa viimeisten vuosikymmenten aikana.
Avainsanat
Latvuspeittävyys;
metsädynamiikka;
ilmakuvaus;
Bayes-päättely;
mittakaavariippuvuus
-
Kulha,
University of Helsinki, Department of Forest Sciences
Sähköposti
niko.kulha@helsinki.fi
Julkaistu 2.1.2020
Katselukerrat 4170
Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.286 | Lataa PDF
Osajulkaisut
Kulha N., Pasanen L., Aakala T. (2018). How to calibrate historical aerial photographs: A change analysis of naturally dynamic boreal forest landscapes. Forests 9(10), 631.
https://doi.org/10.3390/f9100631
Kulha N., Pasanen L., Holmström L., De Grandpré L., Kuuluvainen T., Aakala T. (2019a). At what scales and why does forest structure vary in naturally dynamic boreal forests? An analysis of forest landscapes on two continents. Ecosystems 22(4): 709–724.
https://doi.org/10.1007/s10021-018-0297-2
Kulha N., Pasanen L., Holmström L., De Grandpré L., Gauthier S., Kuuluvainen T., Aakala T. (2019b). Decadal-scale analysis reveals structural changes at multiple spatial scales in boreal old-growth forests. (Manuscript).
