Silvicultural decisions based on simulation-optimization systems
Cao T. (2010). Silvicultural decisions based on simulation-optimization systems. https://doi.org/10.14214/df.103
Tiivistelmä
Metsänkäsittelyn päätökset simulointi-optimointijärjestelmiin perustuen Metsien hoito kohtaa uusia haasteita ilmastonmuutoksesta johtuen. Muokkaamaalla harvennusohjelmia perinteinen metsänhoito voidaan mukauttaa metsävarojen käytön erilaisiin tavoitteisiin, kuten puuaineen laatu, metsäbioenergia ja hiilen sidonta. Tässä väitöskirjassa kehitetään optimointi-simulointijärjestelmä, jolla voidaan saavuttaa monitieteinen ymmärrys puutieteen, metsäekologian ja metsäekonomian vuorovaikutuksista. Työssä kehitettiin OptiFor-sovellus metsänkäsittelyä varten. OptiFor-simulointi-optimointijärjestelmä yhdistää prosessipohjaisen PipeQual-kasvumallin, puuaineen laadun mallit, biomassan tuotannon ja hiilipäästöjen mallit sekä energiapuu- ja korjuukustannusmallit yhdeksi optimointimalliksi. Optimointialgoritmina päätösmuuttujien optimiarvojen määrittämiseksi käytettiin Osyczkan suora- ja satunnaishakualgoritmia. Tämän väitöskirjan numeeriset tutkimukset laajensivat nykytietämystä ja ymmärrystä puutieteen, metsäekologian ja metsäekonomian suhteista. Puuntuotantoa koskevat tulokset osoittavat, että optimaalinen harvennusohjelma riippuu kasvupaikasta ja nuoren metsikön ominaisuuksista. Puun laadun kohdalla tulokset osoittivat, että kasvava harvennusvoimakkuus johti alempaan puun tiheyteen ja lyhyempiin kuituihin. Ravinteiden lisääminen kiihdytti tilavuuskasvua mutta alensi puun laatua kuusella. Kun energiapuuharvennusta tarkasteltiin yhdessä perinteisen metsänkasvatuksen kanssa, todettiin, että perinteinen metsänkasvatus ilman energiapuun korjuuta oli edullisin tapa alhaisen tiheyden männiköissä. Energiapuun korjuu ensiharvennuksissa oli sen sijaan edullista tiheissä metsiköissä. Kun metsän hiilitasapaino otetaan huomioon, tulosten mukaan eri hiililaskennan menetelmät johtavat hyvin poikkeaviin optimaalisiin harvennusohjelmiin ja keskimääräisiin hiilivarantoihin. Hiilen hinnan nostaminen johti pidempiin kiertoaikoihin ja korkeampaan keskikasvuun sekä huomattavasti korkeampaan hiilivarantoon kiertoajan kuluessa.
Avainsanat
hiililaskenta;
taloudellinen tuotto;
lannoitus;
metsäbioenergia;
optimiharvennus;
puunaineen laatu
-
Cao,
Helsingin yliopisto, Metsätieteiden laitos
Sähköposti
tianjian.cao@helsinki.fi
Julkaistu 26.4.2010
Katselukerrat 4327
Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.103 | Lataa PDF
Osajulkaisut
Cao T., Hyytiäinen K., Tahvonen O., Valsta L., 2006. Effects of initial stand states on optimal thinning and rotation of Picea abies stands. Scandinavian Journal of Forest Research 21:388-398.
https://doi.org/10.1080/02827580600951915
Cao T., Valsta, L., Härkönen S., Saranpää, P., Mäkelä, A., 2008. Effects of thinning and fertilization on wood properties and economic returns for Norway spruce. Forest Ecology and Management 256: 1280-1289.
https://doi.org/10.1016/j.foreco.2008.06.025
Cao T., Hyytiäinen, K., Lyhykäinen, H., Valsta, L., 2009. Integrating bioenergy production into forest management optimization: energy wood from young Scots pine stands. Manuscript.
Cao T., Valsta, L., Mäkelä, A., 2010. A comparison of carbon assessment methods for optimizing timber production and carbon sequestration in Scots pine stands. Manuscript.
