Artikkelit jotka sisältävät avainsanan 'kasvu'.

Sampo Pihlainen. (2017). On the economics of boreal Scots pine management under climate change. https://doi.org/10.14214/df.246

Tässä väitöskirjassa tutkitaan taloudellisesti kannattavinta tapaa hyödyntää mäntymetsiköitä. Laskennassa määritetään optimaalinen metsikön alkutiheys, harvennushakkuiden optimaalinen ajoitus, lukumäärä, intensiteetti ja tyyppi (ylä- vai alaharvennus), sekä päätehakkuun ajankohta. Työssä käytetään tarkkoja uudistamis- ja hakkuukustannuksia sekä puutavaran laadusta riippuvia hintoja. Metsänomistaja saa tuloja paitsi puun myynnistä, myös hakkuutähteiden myynnistä bioenergiaksi sekä hiilen sitomisesta kasvavaan metsään. Jälkimmäinen tulo perustuu Uudessa-Seelannissa jo käytössä olevaan hiilitukijärjestelmään, jollaista on ehdotettu Suomeenkin. Väitöskirjan viimeisessä osassa otetaan huomioon muuttuvan ilmaston vaikutus puiden kasvuun.

Väitöskirjan optimointitulokset on ratkaistu monitieteisellä ekologis-taloudellisella mallilla. Mäntymetsiköiden kasvua yksityiskohtaisesti kuvaava prosessipohjainen ekologinen malli yhdistetään taloudelliseen kuvaukseen mäntypuustojen hoidon yksityiskohdista. Prosessipohjaisessa mallissa metsikön kasvu lasketaan hyödyntäen ekologista tietämystä puun yhteytystuotoksen jakaantumisesta puun eri toimintojen välillä. Tällainen malli tuottaa luotettavampia tuloksia kuin metsäkoealojen kasvun perusteella rakennetut tilastollis-empiiriset mallit, kun metsän kasvua arvioidaan ennen kokemattomissa metsän kasvuolosuhteissa tai kun metsää käsitellään uusilla käsittelyketjuilla ja toimenpiteillä.

Tulokset on määritetty erikseen kaikille Fennoskandian puuntuotannon kannalta olennaisille männyn kasvuolosuhteille. Tulosten perusteella vaikuttaa välttämättömältä, että käytössä on riittävän yksityiskohtainen malli, ja että kaikki metsänkäsittelyä määrittävät muuttujat (puuston alkutiheys ja hakkuuvalinnat) optimoidaan samanaikaisesti. Taloudellisiin optimiratkaisuihin vaikuttavat tulosten mukaan puuston kasvuolosuhteet, käytetty diskonttokorko, ja käytössä olevan hiilitukijärjestelmän tyyppi sekä tuen taso.

Hiilitukijärjestelmä muuttaa taloudellista optimiratkaisua hiilensidontaa lisäävään suuntaan mutta samalla puunmyyntitulot alenevat. Näitä hiilensidonnan kustannuksia tarkastellaan väitöskirjassa myös kansallisella tasolla mäntyvaltaisissa metsiköissä ja niitä verrataan hiilipäästöjen vähentämiskustannuksiin energiantuotannossa. Vertailusta käy ilmi, että Suomen mäntyvaltaisten metsiköiden hiilensidonnan lisääminen esimerkiksi hiilitukijärjestelmän avulla näyttää kustannustehokkaalta verrattuna päästöjen vähentämiseen talouden muilla sektoreilla.

Ilmastonmuutoksen myötä muuttuvat sekä metsiköiden kasvuolosuhteet että metsien taloudellisesti kannattavin käsittely. Metsänkäsittelyn sopeuttaminen muuttuvaan ilmastoon tuo merkittävän lisän metsänomistajan tuloihin.

  • Pihlainen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti sampo.pihlainen@helsinki.fi (email)
Pauliina Schiestl-Aalto. (2017). Modelling intra- and inter-annual growth dynamics of Scots pine in the whole-tree carbon balance framework. https://doi.org/10.14214/df.234

Ympäristötekijät vaikuttavat puiden kasvuun kahta kautta; ne säätelevät sekä hetkellistä kasvunopeutta (suora vaikutus) että puun sisäisen tilan kehittymistä (epäsuora vaikutus). Fotosynteesi puolestaan on kasvuun, hengitykseen ja muihin elintoimintoihin tarvittavan hiilen lähde. Kahden vastakkaisen teorian mukaan kasvunopeuden määrittävä tekijä on joko 1) rajoitteet käytettävissä olevan hiilen määrässä (lähdeteoria) tai 2) ympäristötekijöiden aiheuttama rajoite kudosten kasvuedellytyksissä (nieluteoria). Jotta voisimme ymmärtää, miten muuttuvat ilmasto-olosuhteet vaikuttavat puiden kasvuun ja hiilitaseeseen, on välttämätöntä tietää, miten puun eri osien (puuaine, neulaset, juuret) kasvu reagoi ympäristö- ja muiden tekijöiden vaihteluun.

Tämän tutkimuksen tarkoitus oli 1) kvantifioida lämpötilan vaikutusta männyn kasvuun eri aikaskaaloilla ja 2) estimoida hiilen saatavuuden ja lämpötilan aiheuttamien rajoitteiden suhteellisia merkityksiä kasvua määrittelevänä tekijänä.

Näitä tarkoituksia varten muodostettiin dynaaminen kasvumalli CASSIA (Carbon Allocation Sink Source InterAction). Malli kuvaa vuorokausitasolla yksittäisen männyn hiilitaseen, jonka osia ovat fotosynteesi, hengitys, varastoidun hiilen määrä sekä neulasten, puuaineen ja juurten kasvu.

CASSIA ennusti puuaineen primääri- ja sekundäärikasvunopeuden sekä neulasten kasvunopeuden päivittäisen vaihtelun lämpötilan suorien ja epäsuorien vaikutusten perusteella. Lisäksi edellisen vuoden loppukesän lämpötilan ja verson kasvujakson pituuden (lämpösummayksiköissä) välillä havaittiin positiivinen yhteys. Kasvun käynnistyminen keväällä oli pitkäaikainen prosessi, joka selittyi lämpökertymällä hetkellisten lämpötilojen sijaan.

Lyhytaikaisten kasvunvaihtelujen todettiin olevan nielurajoitteisia, koska CASSIA ennusti vuodensisäisen kasvunvaihtelun lämpötilan perusteella ilman fotosynteesin tai varastoidun hiilen suoraa vaikutusta. Toisaalta vuosienvälinen kasvunvaihtelu saatiin ennustettua hiilen lähteen (GPP, bruttoprimäärituotos) perusteella.

Tämän tutkimuksen tulosten mukaan lähde- ja nieluvaikutusten monimutkainen yhdistelmä rajoittaa kasvua. Lisäksi ympäristötekijät vaikuttavat kasvuun useilla aikaskaaloilla, jotka vaihtelevat tunneista vuosiin. Lisää tutkimusta tarvitaan, jotta saadaan tunnistettua tekijät, jotka määräävät eri prosessien nopeudet ja hiilitaseen kehittymisen.

  • Schiestl-Aalto, University of Helsinki, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti piia.schiestl@helsinki.fi (email)
Tommy Chan. (2016). Dynamic variations in bark hydraulics – understanding whole tree processes and its linkage to bark hydraulic function and structure. https://doi.org/10.14214/df.229

Täysikasvuisen puun runko koostuu vuosirenkaisiin jakautuneesta puuaineesta ja sitä suojaavasta kuoresta. Kuoren dynaamiset variaatiot ovat sen rakenteesta ja funktiosta johtuen monimutkaisia: paksu ulkokuori toimii suojana ulkopuolista bioottista ja abioottista ympäristöä vastaan. Puun sokerinkuljetus tapahtuu puun sisäkuoressa, nilassa. Suuri osa kuoren läpimitanmuutoksesta johtuu sokerinkuljetuksesta ja siihen liittyvistä prosesseista. Ksylemi, joka kuljettaa vettä päinvastaiseen suuntaan on yhteydessä nilaan puun koko rungon matkalta. Nilan ja ksylemin läheinen yhteys indikoi toiminnallista yhteyttä.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on tutkia dynaamisia prosesseja jotka tapahtuvat puun kuoressa ja kuoren interaktioita puun muiden prosessien ja ulkoympäristön kanssa. Näitä interaktioita ei ole tähän mennessä kvantifoitu yhtä tarkasti kuin nyt, etenkään päivittäisellä aika-askeleella.

Tämä väitöskirja koostuu neljästä artikkelista joista yksi on mallinnustutkimus ja kolme on kokeellisia tutkimuksia. Puun rungon kasvua arvioidaan mallilla joka erottaa puiden kuoren mitatuista läpimitanmuutoksista puiden vesitilanteesta johtuvat ja paksuuskasvusta johtuvat muutokset. Tästä saatuja tuloksia verrataan ulkoisiin ympäristöolosuhteisiin yhdessä artikkelissa, ja kasvuhengitykseen toisessa artikkelissa. Kahdessa muussa artikkelissa tutkitaan yhteyttämisen ja hengityksen vuodenaikaisvaihteluita, sekä puun kuoren dynamiikka kevään aikana.

Väitöskirjan johtopäätöksenä todetaan miten tiiviisti puiden eri fysiologiset prosessit ja ympäristöolosuhteet ovat yhteydessä kuoren läpimitanmuutoksiin. Väitöskirjan tulokset avaavat uusia mahdollisuuksia kuoren hydrauliikan dynamiikan ja ekofysiologisten prosessien ymmärtämiseen implementoimalla kenttämittauksia ja mallinnusta.

  • Chan, University of Helsinki, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti tommy.chan@helsinki.fi (email)
Parvathy Venugopal. (2016). Effects of climate, wood quality and fungal diversity on coarse wood decomposition of Scots pine. https://doi.org/10.14214/df.226

Puita lahottavat sienet ovat keskeisiä metsien puuainekseen sitoutuneen hiilen kierrättäjiä. Niiden roolia ei kuitenkaan kovin hyvin tunneta eikä lahottajasienien merkitystä esimerkiksi metsiin liittyvissä ilmastomalleissa tai metsien kyvyssä vastata ilmastonmuutokseen ole kattavasti tutkittu. Tätä varten tulee aiempaa paremmin selvittää lahottajasienien toimintaan ja vuorovaikutuksiin liittyviä tekijöitä. Tässä tutkimuksessa selvitettiin lämpötilan, ilman kosteuden, sienilajiston monipuolisuuden (lajimäärän ja lajiston koostumuksen) sekä puuaineksen laadun (talousmetsän ja vanhan luonnonmetsän puut) vaikutuksia lahottajasienen aiheuttamaan puuaineksen hajoamiseen männyllä. Puuaineksen laatua mitattiin myös puun fenolipitoisuuksilla käyttäen kaasukromatografiaa (HPLC). Puuaineksen hajoamista tutkittiin kahdessa lämpötilassa ja kosteudessa. Kokeissa vertailtiin kolmea vanhoista luonnometsistä ja talousmetsistä peräisin olevaa puuainesta. Sienilajisto koostui 1-4 lajin sieniyhteisöistä. Hajoamista seurattiin kontrolloiduissa olosuhteissa yhdeksän kuukautta kestäneissä laboratoriokokeissa.

Tulosten mukaan puuaineksen laadulla – jota mitattiin sydänpuun fenoliaineiden koostumuksella ja pitoisuuksilla – ja lahottajasienilajiston koostumuksella on suurempi merkitys lahoamiseen kuin ilmastollisilla tekijöillä tai sienilajiston lajimäärällä. Ilmastollisten tekijöiden merkitys oli lisäksi selvästi riippuvainen lahottajasienilajista, ja yksittäiset lajit olivat avainasemassa eri tilanteissa. Tämän vuoksi lajien ekologiset ominaisuudet ja lajien vaihteleva suhde ilmastotekijöihin tulee ottaa huomioon, kun lahottajasienien merkitystä arvioidaan osana metsäekosysteemin toiminnallisia prosesseja. Tulosten mukaan kelopuut lahoavat hitaammin kuin muut puun laadut myös ilmastotekijöiden muuttuessa. Kelopuu onkin ilmeisen pysyvä puuaineksen muoto metsäekosysteemissä, koska sienet kykenevät lahottamaan sitä varsin hitaasti.

Tulokset korostavat erilaisten ekologisten vuorovaikutustekijöiden merkitystä puuaineksen lahoamiseen vaikuttavina tekijöinä. Lisäksi tuloksissa korostuu, että eri lahottajasienilajien toiminnallinen asema ja merkitys puun lahoamisessa vaihtelee merkittävästi. Osalla lajeista on hyvin suuri merkitys, mikä tulisi aiempaa paremmin ottaa huomioon, kun arvioidaan puuhun sitoutuneen hiilen kiertoa metsissä. Metsien monimuotoisuuden säilyttämisen kannalta harvinaiset lahopuun muodot – kuten kelopuut – ovat tulosten mukaan lahottajasienille merkittäviä ja muusta puuaineksesta poikkeavia kasvualustoja, mutta niiden ekologisista ominaisuuksista kaivataan vielä enemmän tietoa muun muassa metsien ennallistamisen tarpeisiin.

  • Venugopal, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti parvathy.venugopal@uef.fi (email)
Panu Kunttu. (2016). Dead-wood-associated aphyllophoroid fungi: perspectives on the diversity, ecology and conservation biology of species and their habitats. https://doi.org/10.14214/df.225

Väitöskirjassa tutkittiin lahopuulla elävien kääväkkäiden monimuotoisuutta ja lajiston esiintymistä erilaisilla kasvualustoilla. Erityisesti selvitettiin, minkälaisilla lahopuilla eri lajit esiintyvät, ja minkälaisia eroja kääväkäsryhmien – kääpien ja orvakoiden – välillä on. Työssä selvitettiin ja verrattiin myös metsien luonnontilaisuuden arviointimenetelmiä, joita on käytetty myös sienilajiston ja sienten elinympäristöjen monimuotoisuuden arvioinnissa. Lisäksi väitöskirjassa esitetään toimintamalli sienten esiintymisen dokumentointiin ja populaatioiden seurantaan. Tutkimuksen päätulokset ovat:

1) Pääosa aineistosta kerättiin Saaristomeren kansallispuistosta, josta löytyi yhteensä 303 kääväkäslajia. Havaintoja kerättiin myös lähialueilta, ja koko aineisto sisältää yhteensä 331 lajia. Näiden joukossa on kahdeksan Suomelle uutta lajia, 30 Suomessa hyvin harvinaista lajia ja seitsemän vielä tieteelle kuvaamatonta lajia.

2) Viidestä lahopuuhun perustuvasta metsien luonnontilaisuusmittarista lahopuun määrä oli yleispätevin mittari. Kaikki luonnontilaisuuden mittarit eivät korreloineet keskenään, joten lahopuuhun perustuvan mittarin valinta voi merkittävästi vaikuttaa luonnontilaisuuden arvioinnin lopputulokseen.

3) Kääväkkäitä havaittiin hyvin erityyppisissä lahopuissa. Kääväkkäiden esiintyminen ei ollut suorassa suhteessa erilaisten lahopuutyyppien yleisyyteen. Tämä kertoo harvinaisten tai muuten erityisten kasvualustojen tärkeästä merkityksestä lajistolle. Käävät ja orvakat erosivat toisistaan vertailtaessa näiden ryhmien suosimia kasvualustatyyppejä. Lahopuun laadun vaihtelu on tärkeää puulla elävän sienilajiston monimuotoisuuden kannalta.

4) Tervalepältä (Alnus glutinosa) löytyi 138 lajia, joista 27 lajia kasvoi vain tervalepällä. Moni tervalepälle erikoistunut laji on harvinainen. Tuloksen perusteella harvalukuinen puulaji voi ylläpitää korkeaa monimuotoisuutta ja erikoistuneita sieniyhteisöjä. Myös yksittäisen puulajin sisäinen erityyppisten kasvualustojen vaihtelu on ekologisesti tärkeää lahopuun sienilajeille.

5) Nykyistä tehokkaampi ja systemaattinen kansalaistieteen (citizen science) hyödyntäminen, digitaaliset tietokannat, nykyaikaiset molekyylitunnistuksen menetelmät ja maastotyötietojen tallentaminen julkisiin tietokantoihin tarjoaisivat merkittäviä uusia mahdollisuuksia huonosti tunnettujen sienilajien seurannalle ja suojelulle.

Tutkimuksen yleispäätelminä voidaan todeta, että lahopuun monipuolisuus on erittäin tärkeää myös lahottajasienten monimuotoisuudelle. Tämä päätulos koskee sekä kääpiä että orvakoita. Useat metsien luonnontilaisuuden arvioinnissa käytettävät järeään lahopuuhun perustuvat arviointimenetelmät eivät ole tuloksiltaan yhteneväisiä. Siksi on epätodennäköistä, että ne tarjoaisivat yleispäteviä tuloksia lahottajasienilajiston monimuotoisuuden arviointiin. Jos tavoitteena on selvittää jonkin metsäalueen arvo lahottajasienilajistolle, tulosten mukaan ei ole suositeltavaa korvata maastossa suoritettuja, eri kasvualustat kattavia sienitutkimuksia järeään lahopuuhun perustuvilla metsien luonnontilaisuuden arvioinneilla.

  • Kunttu, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti panu.kunttu@uef.fi (email)
Cristobal Delgado-matas. (2015). Optimal management of the Umbundu traditional land use system in the central Highlands of Angola. https://doi.org/10.14214/df.178

Maankäytön suunnittelu, Pinus spp., Eucalyptus spp., Lineaarinen ohjelmointi, kasvumallit, Umbundu-maankäyttösysteemi (ULUS)

Väitöskirjan tutkimuskokonaisuus kattaa yhden julkaisun perinteisestä maankäyttösysteemistä Angolan ylänkömailla, kolme julkaisua yhdeksän trooppisen mäntylajin ja kuuden eukalyptuslajin kasvusta ja tuotoksesta, sekä yhden julkaisun maankäytön optimoimisesta Angolan ylänkömailla. Maankäyttösysteemien analyysin aineisto on peräisin kahden vuoden kenttätyöstä ja kirjallisuuskatsauksesta, joka ulottuu aina siirtomaa-aikoihin. Kasvumallit perustuivat 19 388 läpimitankasvuhavaintoon 1 059:sta männystä ja 10 499 läpimitankasvuhavaintoon 803 eukalyptuksesta. Vaihtoehtoisten maankäyttömuotojen optimaalinen kombinaatio haettiin lineaarisella ohjelmoinnilla (LO). LO-ongelmat muodostettiin tämänhetkistä ruokavaliota tavoittelevalle maankäytölle, parannetulle ruokavaliolle sekä vaihtoehdolle, jossa maksimoidaan puuntuotosta niin, että ruoan tuotanto paikalliselle väestölle on samalla riittävää.

Väitöskirjan ensimmäisellä tutkimuksella on vaikutuksia maankäytön suunnitteluun (esim. kesannointiajan pituus) ja konfliktien hallintaan Angolassa ja muualla. Kehitetty kasvumallisarja sisältää mallit metsikön valtapituuden ja puun läpimitan kasvulle, puun pituudelle sekä puiden kuolleisuudelle. Mallisarja mahdollistaa metsikön kehittymisen simuloinnin puukohtaisesti. Mallien havaittiin antavan tarkkoja ennusteita, kun simuloitua puuston kehitystä verrattiin havaittuun kehitykseen. Näin ollen malleja voidaan käyttää metsäsuunnittelun työkaluina trooppisten mänty- ja eukalyptuslajien viljelmillä Angolassa. Kehitettyjä malleja käytettiin tämän työn viimeisessä tutkimuksessa puutavaran tuotannon laskemiseen lyhyen ja pitkän kiertoajan metsätaloudessa. Työn viimeinen tutkimus osoitti, että parhaan taloudellisen tuloksen tuotti maankäyttö, jossa vuorottelivat puiden kasvatus lyhyellä kiertoajalla ja myytävien viljelykasvien (cash crops) kasvatus. Ruokavalion muuttaminen monipuolistamalla hiilihydraatti- ja proteiinilähteitä paransi tuotannon kannattavuutta ja vähensi kausittaista naistyövoiman tarvetta. Puutavaran maksimaalista tuotantoa tavoiteltaessa optimaalinen osuus puuviljelmien maa-alasta oli 57 %, kun samalla tuotettiin riittävä määrä ravintoa paikalliselle väestölle.

  • Delgado-matas, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti cristobal.delgado-matas@uef.fi (email)
Yohama Puentes Rodriguez. (2013). Heterobasidion annosum s.l. and wood degradation of Norway spruce (Picea abies): the effects of sectioning, crown type and wood properties. https://doi.org/10.14214/df.163

Juurikääpä (Heterobasidion annosum s.l) aiheuttaa merkittäviä taloudellisia tappioita erityisesti pohjoisen pallonpuoliskon metsätaloudessa. Suomessa sekä männynjuurikääpä (H. annosum) että kuusenjuurikääpä (H. parviporum) lahottaa kuusen puuainesta ja haittaa puuaineksen teollisuuskäyttöä. Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin eri kuusigenotyyppien puuaineen sekä puun eri osien hajoamista juurikäävällä sekä puuta hajottavilla entsyymeillä laboratorio-oloissa. Lisäksi selvitettiin kuusen latvusmuodon, puun kasvun ja iän sekä puun kemiallisten ominaisuuksien vaikutusta puun lahoamiseen ja pelkistävien sokereiden vapautumiseen puuaineksesta.

Kapealatvaiset kuusigenotyypit ja tavalliset kuusigenotyypit lahosivat samalla tavoin, mutta tavallisten kuusialkuperien välillä oli eroja lahon syntymisessä. Männyn juurikääpä lahotti kuusta nopeammin kuin kuusen juurikääpä. Vanhemmissa puissa rungon keskiosa lahosi nopeammin kuin rungon pintapuu, kun taas nuoremmissa puissa pintapuu lahosi nopeammin kuin rungon keskiosa. Nuorissa puissa puuaineksen tiheys korreloi negatiivisesti lahoamisnopeuden kanssa. Lisäksi todettiin, että kuusten pelkistävien sokereiden tuoton ja lahomaisen välillä oli positiivinen korrelaatio - eli mitä helpommin puusta irtosi pelkistäviä sokereita laboratoriossa, sitä nopeammin puu lahosi myös juurikäävällä. Johtopäätöksenä todettiin, että kuusten genotyyppinen vaihtelu lahoamisessa antaa mahdollisuuksia puiden kestävyysjalostukseen muiden jalostettavien ominaisuuksien rinnalla erityisesti silloin, kun otetaan huomioon metsänhoidon käytännöt, kuten harvennusten ajoitus ja kiertoajan pituus.

  • Puentes Rodriguez, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences ORCID ID:(email)
Zhang Chao. (2013). Seasonal response of biomass growth and allocation of a boreal bioenergy crop (Phalaris arundinacea L.) to climate change. https://doi.org/10.14214/df.162

Ilmastonmuutoksen vaikutus ruokohelven (Phalaris arundinacea L.) kasvun ajoittumiseen ja kasvun suuruuteen boreaalisissa olosuhteissa Ruokohelpeä (Phalaris arundinacea L.) on viime vuosina viljelty energiabiomassaksi turvetuotannosta vapautuneilla soilla. Tutkimuksessa analysointiin, miten ilmastonmuutos ja veden saatavuus tällaisissa olosuhteissa vaikuttavat ruokohelven kasvusykliin sekä kokonaiskasvuun ja sen jakautumiseen kasvin eri osiin. Kasvihuoneessa tehdyssä faktorikokeessa ruokohelpeä kasvatettiin kohotetussa lämpötilassa (+3,5 °C korkeampi kuin kontrolliolosuhteissa) sekä kohotetussa hiilidioksidipitoisuudessa (700 ppm). Myös veden saatavuus vaihteli siten, että pohjaveden pinta osassa käsittelyitä oli 40 cm ja 20 cm syvyydessä sekä osassa maanpinnan tasalla.

Kaikki käsittelyt toistettiin neljä kertaa vuosina 2009 ja 2010. Lämpötilan kohottaminen aikaisti kasvun alkua sekä lisäsi kasvua nopeuttamalla fotosynteesiä ja lisäämällä lehtipinta-alan kasvua alkukesällä. Samalla kasvusykli nopeutui siten, että kasvu päättyi aikaisemmin kuin muissa käsittelyissä. Kasvujakson lyhentymisen vuoksi koko kasvukauden sato jäi pienemmksi kuin kohotetussa hiilidioksidipitoisuudessa tai olosuhteissa, jossa hiilidioksipitoisuuttta ja lämpötilaa kohotettiin samanaikaisesti. Lämpötilan kohottaminen nopeutti kasvua erityisesti silloin, kun pohjaveden pinta oli alhaalla. Hiilidioksidipitoisuuden kohottaminen vähensi kuitenkin alhaisen pohjaveden vaikutusta. Vastaavasti korkea pohjavesi yhdessä kohotetun hiilidioksipitoisuuden kanssa lisäsi kokonaiskasvua. Tällaisissa olosuhteissa kasvukausi pidentyi ja lehtipinta-ala kasvoi suuriksi. Myös fotysynteesinopeus oli pitempään suurempi kuin muissa käsittelyissä. Kaiken kaikkiaan pohjaveden syvyys vaikutti ruokohelven kehitykseen ja kasvuun enemmän kuin kohotettu lämpötila ja hiilidioksidipitoisuus yksin tai yhdessä. Ruokohelpiviljelmän iällä ei ollut vaikutusta vuotuisen kasvun etenemiseen tai kasvun kokonaismäärään.

Ruokohelven lehtien kasvu oli alkukesästä suurempi kuin juurten, kun taas varsi kasvoi nopeimmin kasvukauden keskivaiheilla. Juurten kasvu oli puolestaan suurimmillaan kasvukauden loppupuolella. Hiilidioksidipitoisuuden kohottaminen lisäsi juurten kasvua suhteellisesti enemmän kuin lehtien ja varren kasvua pohjaveden syvyydestä riippumatta. Korkean pohjavesipinnan vallitessa juurten kasvu jäi suhteellisesti pienemmäksi kuin lehtien ja varren kasvu. Pohjavesipinnan syvyys vaikutti biomassan jakautumiseen kasvin eri osiin enemmän kuin kohotettu lämpötila ja hiilidioksidi yksin tai yhdessä. Ruokohelven viljelyssä pohjaveden syvyyden säätely näytti olevan ratkaisevassa asemassa pyrittäessä lisäämään ruokohelven kasvua.

  • Chao, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti Chao.zhang@uef.fi (email)
Sanna Härkönen. (2012). Estimating forest growth and carbon balance based on climate-sensitive forest growth model and remote sensing data. https://doi.org/10.14214/df.138

Metsän kasvun ja hiilitaseen ennustaminen ilmastoon reagoivan kasvumallin ja kaukokartoitusaineiston avulla

Tutkimuksessa kehitettiin uusi menetelmä metsien kasvun ja hiilitaseen ennustamiseen pohjoisilla alueilla. Menetelmässä metsän kasvu ennustetaan tiivistelmämallilla, joka huomioi metsikön rakenteen ja ilmaston vaikutuksen puuston kehitykseen. Tutkimuksessa tarkasteltiin tiivistelmämallin hyödyntämistä sekä maastosta että laserkeilaimella lentokoneesta kerätyillä metsikkötason lähtötiedoilla. Lisäksi testattiin hiilitase-ennusteiden yleistämistä koealatasolta suuraluetasolle satelliittikuvien avulla. Menetelmän luotettavuutta arvioitiin vertailemalla malliennusteita maastossa mitattuihin kasvuihin, jotka olivat suurimmaksi osaksi peräisin Metsäntutkimuslaitoksen valtakunnan metsien inventoinneista. Vertailun vuoksi tutkimuksessa ennustettiin metsän kasvua myös perinteisillä empiirisillä kasvumalleilla, joita käytetään tällä hetkellä käytännön metsäsuunnittelussa Suomessa.

Lyhyellä aikavälillä kasvuennusteiden luotettavuus oli samalla tasolla kuin perinteisten kasvumallienkin. Prosessi/hybridipohjaisten menetelmien etuna on se, että niitä voidaan soveltaa myös muuttuvissa ilmasto-olosuhteissa sekä uudenlaisten metsänkäsittelyvaihtoehtojen simuloinnissa, joista nykyisten empiiristen mallien laadinta-aineistoissa ei ole riittävästi tietoa. Menetelmä vaatii kuitenkin vielä testausta kattavammalla aineistolla, jotta sen luotettavuudesta laajassa mittakaavassa voidaan tehdä johtopäätöksiä. Malliennusteiden luotettavuutta varsinkin sekametsiköissä ja eri-ikäisrakenteisissa metsiköissä sekä pidemmillä kasvujaksoilla tulisi tarkastella lisää. Tiivistelmämallia sovellettiin tässä tutkimuksessa vain lyhyisiin kasvatusjaksoihin. Pidempiä aikoja simuloitaessa mukaan tulisi liittää uusien puiden syntymistä ja vanhojen kuolemista kuvaavat mallit. Muita jatkokehityskohteita ovat esimerkiksi puiden veden ja typen oton prosessit sekä kasvumallin parametrisointi turvemaille.

Kehitetty menetelmä tarjoaa monipuolisia työkaluja metsäsuunnittelun päätöksenteon, tutkimuksen ja metsäpolitiikan apuvälineeksi. Sitä voidaan soveltaa esimerkiksi metsikkökohtaisten hiilitase-ennusteiden laatimiseen laserkeilaustiedon perusteella ja hiilitase-ennusteiden yleistämiseen koko Suomelle ja sen lähialueille. Metsäsuunnitteluohjelmistoon yhdistettynä menetelmä tarjoaisi entistä helpomman välineen sekä arvioida käytännön metsänhoidon vaikutusta metsien hiilitaseisiin että hakea hiilinielujen kannalta optimaalisia metsänkäsittelyvaihtoehtoja.

  • Härkönen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti sanna.harkonen@metla.fi (email)
Zhen-Ming Ge. (2011). Effects of climate change and management on growth of Norway spruce in boreal conditions – an approach based on ecosystem model. https://doi.org/10.14214/df.122

Ilmastonmuutoksen ja metsänhoidon vaikutus kuusen kasvuun boreaaliisssa olosuhteissa - mallilaskelmiin perustuva analyysi

Väitöskirjatyössä tutkittiin, miten ilmastonmuutos ja metsänhoito vaikuttavat kuusen (Picea abies Karst L.) kasvuun boreaalisissa olosuhteissa. Tutkimuksessa käytettiin hyväksi prosessipohjaista ekosysteemimallia, jossa puiden kasvu ja kehitys perustuvat puiden ekofysiologiaan. Mallissa ekofysiologiset prosessit ovat kiinteässä yhteydessä ilmasto-oloihin (säteily, ilman lämpötila, sadanta, ilman kosteus, ilman hiilidioksidipitoisuus) ja maaperäoloihin (veden ja typen saatavuus, maan lämpötila). Ilmaston oletettiin muuttuvan siten, että 2000-luvun lopulla hiilidioksidipitoisuus oli 840 ppm (nyt 351 ppm) sekä vuotuisen keskilämpötila 4o C ja vuotuinen sadanta 6–37 % (pohjoisessa enemmän kuin etelässä) suurempia kuin nykyilmastossa.

Mallilaskelmat osoittivat, että Etelä-Suomessa ilmaston lämpeneminen voi lisätä veden haihtumista enemmän kuin sadanta lisääntyy, jolloin vettä virtaisi maaperään nykyistä vähemmän. Tämän seurauksena veden puute rajoittaisi vuosisadan loppupuolella (2050 eteenpäin) kuusen yhteyttämistä ja kasvu nykyistä useammin verrattuna nykyilmastolle tehtyihin laskelmiin.

Mallilaskelmat osoittivat, että Etelä-Suomessa kuusen kasvu voi vähentyä 5–20 %, vaikka kasvu voi vielä lähivuosikymmeninä lisääntyä kohoavan lämpötilan ja hiilidioksidipitoisuuden seurauksen. Myös Pohjois-Suomessa ilmaston lämpeneminen vaikututti veden saatavuuteen vuosisadan loppupuolella, mutta veden saatavuudessa tapahtuvat muutokset vaikuttivat vain vähän tai ei lainkaan kuusen kasvuun näissä olosuhteissa. Päinvastoin: ilmastonmuutos voi Pohjois-Suomessa lisätä kuusen kasvua 5–38% verrattuna nykyilmastolle tehtyihin laskelmiin. Mallilaskelmat osoittivat, että vedensaatavuutta voitiin Etelä-Suomessa lisätä tekemällä harvennukset nykyistä voimakkaampina ja kasvattamalla puustoja nykyistä harvempina. Myös Pohjois-Suomessa harvennusvoimakkuus vaikututti veden saatavuuteen, mutta siellä harvennusvoimakkuuden valinnalla ei ollut samaa merkitystä kuin Etelä-Suomessa ilmastonmuutoksen vaikutusten hillinnässä.

  • Ge, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti zhenming.ge@uef.fi (email)
Jaume Gort-Oromi. (2010). Effects of genetic entry and spacing on growth and wood properties in Scots pine. https://doi.org/10.14214/df.110

Alkuperän ja kasvatustiheyden vaikutus männyn kasvuun ja puuaineen ominaisuuksiin

Tutkimuksessa havaittiin puuaineen tiheys- ja kuituominaisuuksissa eri alkuperillä (perhe) huomattavasti vähäisempää fenotyyppistä eli ilmiasuun liittyvää vaihtelua kuin kasvuominaisuuksissa kuten puun pituudessa, rinnankorkeusläpimitassa ja runkotilavuudessa. Puuaineen eri tiheysominaisuudet (kevät- ja kesäpuun tiheys ja vuosiluston keskitiheys) korreloivat myös vahvasti keskenään (fenotyyppinen korrelaatio). Kasvatustiheys vaikutti merkittävästi puun pituuteen, rinnankorkeusläpimittaan, runkotilavuuteen, oksan paksuuteen sekä puuaineen tiheyteen ja kuituominaisuuksiin. Myös alkuperä vaikutti jossain määrin puun pituuteen, puuaineen tiheysominaisuuksiin ja kuidun pituuteen. Pohjoisimmilla alkuperillä (joilla Kanervan mänty oli isänä) oli myös keskimäärin suurempi rinnankorkeusläpimitta ja puuaineen tiheys, kun taas vastaavilla keskisuomalaisilla alkuperillä oli suurempi pituus. Puun luston leveys ja tiheys selittyivät molemmat luston iällä ja kasvatustiheydellä, jälkimmäiseen vaikutti jossain määrin myös kasvukauden säätekijät ja alkuperän (äidin) maantieteellinen sijainti. Eri kasvu- ja puuaineen tiheys- sekä kuituominaisuuksien välillä vallitsi myös negatiivinen korrelaatio, mikä merkitsee sitä että valinta yhden ominaisuuden hyväksi vaikuttaa samalla myös muihin ominaisuuksiin. Myös eri kuituominaisuudet korreloivat vahvasti keskenään, mutta eivät yhtä lailla muiden ominaisuuksien kanssa.

Yhteenvetona todettakoon, että suuremmassa kasvatustiheydessä (4000 puuta/ha) sekä puiden läpimitan että oksien kasvu oli alhaisempi ja puuaineen tiheys korkeampi riippumatta alkuperästä. Käytännön metsänjalostuksen kannalta mielenkiintoinen tutkimustulos oli myös se, että männyllä erot puiden kasvussa ja eri ominaisuuksissa selittyivät lähinnä kasvatustiheydellä, ei niinkään alkuperien välisillä eroilla. Tosin lähes 80 %:lla tutkituista puista oli isänä Kanervanmänty, mikä selittää ainakin osin saatua tulosta. Tämän tutkimuksen tuottama tieto on hyödyllistä myös käytännön metsänjalostajille arvioitaessa eri ominaisuuksien käyttökelpoisuutta alkuperien valintakriteerinä.

  • Gort-Oromi, University of Eastern Finland , School of Forest Science ORCID ID:Sähköposti Jaume.gort@uef.fi (email)
Antti Mäkinen. (2010). Uncertainty in forest simulators and forest planning systems. https://doi.org/10.14214/df.97

Metsäsimulaattori on tietokoneistettu malli, jolla ennustetaan metsän kasvua ja tulevaa kehitystä, sekä hakkuiden ja käsittelyiden vaikutuksia metsiin. Metsäsuunnittelujärjestelmä on päätöstukijärjestelmä, joka yleisesti koostuu metsäsimulaattorista ja optimointimallista ja jonka avulla metsien käsittelyitä voidaan optimoida.

Metsäsimulaattoreilla ja metsäsuunnittelujärjestelmillä tuotettua tietoa käytetään monenlaisiin analyyseihin sekä metsien käyttöä koskevan päätöksenteon perustaksi. Tiedon laatu ja luotettavuus on kuitenkin usein kyseenalaista. Esimerkiksi metsien kasvun luontainen vaihtelu sekä virheet metsien nykytilaa koskevissa tiedoissa aiheuttavat metsien tulevan kehityksen ennusteissa epävarmuutta. Epävarmuudella, tai tiedon puutteella on monia epäedullisia seurauksia. Epävarmalle tiedolle perustuvat päätökset johtavat usein ei-toivottuun lopputulokseen.

Tämän väitöskirjan tarkoituksen oli tarkastella erilaisia epävarmuuden lähteitä sekä niiden vaikutuksia metsäsimulaattoreissa ja metsäsuunnittelujärjestelmissä. Tutkimuksessa tarkasteltiin pääasiassa kolmea merkittävää epävarmuuden lähdettä: metsien kasvuennusteiden virheitä, metsien nykytilaa kuvaavan tiedon virheitä sekä puutavaralajien hintojen satunnaisvaihtelua. Epävarmuuden seurauksia tarkasteltiin sekä yksittäisten puiden että metsikkötason kasvumalleilla ja käyttäen erilaisia virheiden simulointimenetelmiä. Tutkimuksessa kehitettiin uusi menetelmä entistä realistisempien metsien inventointivirheiden simulointiin. Lisäksi työssä tarkasteltiin kolmen merkittävän epävarmuustekijän yhteisvaikutuksia metsikkötason nettonykyarvojen ennustamisessa.

Tutkimuksen tärkeimmät tulokset osoittivat eri epävarmuuden lähteiden vaikuttavan selvästi eri tavoin eri metsäsimulaattoreissa. Työssä esitetyllä inventointivirheiden simulointimenetelmällä voidaan jatkossa tuottaa selvästi realistisempia virhejakaumia. Eri epävarmuustekijöiden yhteisvaikutusten tarkastelu syvensi tietämystä epävarmuuden vaikutuksista metsäsimulaattoreissa.

  • Mäkinen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti antti.makinen@helsinki.fi (email)
Susanna Sironen. (2009). Estimating individual tree growth using non-parametric methods. https://doi.org/10.14214/df.94

Metsien tulevan kehityksen ennustamisessa tarvitaan informaatiota sekä metsien nykytilasta että metsän kasvun mallinnusta. Luotettavat ennusteet metsävarojen kehityksestä ovat tärkeitä niin metsäsuunnittelussa, arvioitaessa metsänhoidollisten toimenpiteiden vaikutuksia kuin varmistettaessa metsien käyttöä kestävän kehityksen mukaan. Suomessa käytettävät kasvumallit ovat yleisesti valtakunnallisia, jotka tuottavat harhattomia ennusteita suuremmilla alueilla, mutta pienemmillä alueilla ja metsikkötasolla kasvumallien ennusteet voivat olla suuriakin yli- tai aliarvoita. Ei-parametriset menetelmät tarjoavat vaihtoehdon perinteisille regressiomalleille, joita kasvun ennustamisessa on yleisesti käytetty. Ei-parametrisissa menetelmissä kasvuja ei ennusteta koko aineiston perusteella kuten regressiomalleilla, vaan kunkin kohdehavainnon ennustettu kasvu saadaan yleensä sitä selittävien muuttujien suhteen läheisesti muistuttavien havaintojen eli lähimpien naapureiden kasvujen painotettuna keskiarvona. Ei-parametrisilla menetelmillä paikallisuutta voidaan kuvata helposti, mikäli paikallista aineistoa on saatavilla. Tämän väitöskirjatyön tarkoituksena oli tutkia ei-parametristen menetelmien soveltuvutta puukohtaisen kasvun ennustamiseen. Yhtenä keskeisimmistä tavoitteista oli kyetä vähentämään kasvuennusteisiin liittyviä aluekohtaisia harhoja, ja saada metsiköittäin ja alueittain mahdollisimman tarkkoja kasvuennusteita.

Tutkimusaineisto koostui kahdesta erillisestä aineistosta: paikallisesta kertakoeala-aineistosta, joka oli kerätty Kuusamon alueelta Koillis-Suomesta, sekä valtakunnallisesta kasvatusmetsien pysyvien koealojen INKA-aineistosta. Kasvuennusteet laadittiin männylle ja kuuselle. Tutkimuksessa käytetyt ei-parametriset menetelmät olivat k-lähimmän naapurin menetelmä sekä yleistetyt additiiviset mallit. Tutkimuksessa käsiteltyihin aiheisiin kuuluivat paikalliset ei-parametriset kasvunennustamismenetelmät, ei-parametristen kasvuennusteiden lokalisointi, läpimitan kasvun ja pituuskasvun yhtäaikainen ennustaminen sekä korreloivien havaintojen vaikutus ei-parametrisiin kasvunennustamismenetelmiin.

Tulosten mukaan ei-parametriset menetelmät soveltuivat kasvun ennustamiseen. Yksikään tutkituista ei-parametrista menetelmistä ei osoittautunut ylivertaisesti paremmaksi, vaan menetelmien toimivuus riippui käytetystä aineistosta ja sovelluksesta. Ei-parametrisin menetelmin saatiin vähennettyä kasvuennusteiden aluekohtaista harhaa. Ei-parametrisin menetelmin saatiin vähintään yhtä tarkkoja kasvuennusteita kuin vertailuissa käytetyillä parametrisilla menetelmillä sekä puu-, metsikkö- että aluetasolla. Tässä tutkimuksessa esitettyjä menetelmiä voidaan käyttää käytännön metsäsuunnittelujärjestelmissä, vaikkakin erityisesti metsänhoidollisten toimenpiteiden sisällyttäminen ei-parametrisiin kasvunennustamismenetelmiin vaatii vielä lisää tutkimista.

  • Sironen, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti susanna.sironen@joensuu.fi (email)
Susanna Sironen. (2009). Estimating individual tree growth using non-parametric methods. https://doi.org/10.14214/df.94

Metsien tulevan kehityksen ennustamisessa tarvitaan informaatiota sekä metsien nykytilasta että metsän kasvun mallinnusta. Luotettavat ennusteet metsävarojen kehityksestä ovat tärkeitä niin metsäsuunnittelussa, arvioitaessa metsänhoidollisten toimenpiteiden vaikutuksia kuin varmistettaessa metsien käyttöä kestävän kehityksen mukaan. Suomessa käytettävät kasvumallit ovat yleisesti valtakunnallisia, jotka tuottavat harhattomia ennusteita suuremmilla alueilla, mutta pienemmillä alueilla ja metsikkötasolla kasvumallien ennusteet voivat olla suuriakin yli- tai aliarvoita. Ei-parametriset menetelmät tarjoavat vaihtoehdon perinteisille regressiomalleille, joita kasvun ennustamisessa on yleisesti käytetty. Ei-parametrisissa menetelmissä kasvuja ei ennusteta koko aineiston perusteella kuten regressiomalleilla, vaan kunkin kohdehavainnon ennustettu kasvu saadaan yleensä sitä selittävien muuttujien suhteen läheisesti muistuttavien havaintojen eli lähimpien naapureiden kasvujen painotettuna keskiarvona. Ei-parametrisilla menetelmillä paikallisuutta voidaan kuvata helposti, mikäli paikallista aineistoa on saatavilla. Tämän väitöskirjatyön tarkoituksena oli tutkia ei-parametristen menetelmien soveltuvutta puukohtaisen kasvun ennustamiseen. Yhtenä keskeisimmistä tavoitteista oli kyetä vähentämään kasvuennusteisiin liittyviä aluekohtaisia harhoja, ja saada metsiköittäin ja alueittain mahdollisimman tarkkoja kasvuennusteita.

Tutkimusaineisto koostui kahdesta erillisestä aineistosta: paikallisesta kertakoeala-aineistosta, joka oli kerätty Kuusamon alueelta Koillis-Suomesta, sekä valtakunnallisesta kasvatusmetsien pysyvien koealojen INKA-aineistosta. Kasvuennusteet laadittiin männylle ja kuuselle. Tutkimuksessa käytetyt ei-parametriset menetelmät olivat k-lähimmän naapurin menetelmä sekä yleistetyt additiiviset mallit. Tutkimuksessa käsiteltyihin aiheisiin kuuluivat paikalliset ei-parametriset kasvunennustamismenetelmät, ei-parametristen kasvuennusteiden lokalisointi, läpimitan kasvun ja pituuskasvun yhtäaikainen ennustaminen sekä korreloivien havaintojen vaikutus ei-parametrisiin kasvunennustamismenetelmiin.

Tulosten mukaan ei-parametriset menetelmät soveltuivat kasvun ennustamiseen. Yksikään tutkituista ei-parametrista menetelmistä ei osoittautunut ylivertaisesti paremmaksi, vaan menetelmien toimivuus riippui käytetystä aineistosta ja sovelluksesta. Ei-parametrisin menetelmin saatiin vähennettyä kasvuennusteiden aluekohtaista harhaa. Ei-parametrisin menetelmin saatiin vähintään yhtä tarkkoja kasvuennusteita kuin vertailuissa käytetyillä parametrisilla menetelmillä sekä puu-, metsikkö- että aluetasolla. Tässä tutkimuksessa esitettyjä menetelmiä voidaan käyttää käytännön metsäsuunnittelujärjestelmissä, vaikkakin erityisesti metsänhoidollisten toimenpiteiden sisällyttäminen ei-parametrisiin kasvunennustamismenetelmiin vaatii vielä lisää tutkimista.

  • Sironen, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti susanna.sironen@joensuu.fi (email)
Blas Mola-Yudego. (2009). Wood biomass production potential on agricultural lands in Northern Europe – achieving the goals of energy policy. https://doi.org/10.14214/df.84

Puiden lyhytkiertoviljely tarjoaa hyviä mahdollisuuksia pyrittäessä saavuttamaan EU:n uuden energiantuotantomallin tavoitteita. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan pajujen lyhytkiertoviljelyn laajenemisen mahdollisuuksia Pohjois-Euroopan pelloilla. Kuudesta osajulkaisusta muodostuva tutkimus perustuu laajaan ruotsalaisilta kaupallisilta viljelmiltä kerättyyn empiiriseen aineistoon. Ensimmäinen julkaisu käsittelee kolmea ensimmäistä korjuukiertoa ja toinen julkaisu satotason muutostrendiä vuosina 1986–2000. Kolmannessa artikkelissa tarkastellaan mahdollisuuksia käyttää kaukokartoitusta pajukasvustojen tuotospotentiaalin arvioimiseen sekä neljännessä julkaisussa pajun kasvattamisen maantieteellistä levinneisyyttä ja viidennessä julkaisussa Ruotsin politiikkatoimien vaikutuksia energiaviljelyn lisääntymiseen vuosina 1986–2006. Viimeisessä artikkelissa arvioidaan pajujen energiaviljelyn tuotantopotentiaalia kuudessa Euroopan Unionin pohjoisessa jäsenmaassa.

Tulokset osoittavat, että tuotokset vaihtelevat huomattavasti eri tuottajien energiaviljelmillä, mikä osoittaa tuotanto-osaamisen eli ennen muuta viljelmien kunnollisen perustamisen ja hoitamisen merkityksen. Satotasot olivat keskimäärin matalampia kuin aikaisemmin on esitetty, mutta keskimääräinen hehtaarituotos lisääntyi vuosittain 0,20 ja parhaimmilla viljelmillä 0,27 kuiva-ainetonnia. Todennäköisesti kasvavat sadot olivat seurausta viljelymateriaalin sekä kasvatusmenetelmien kehittymisestä. Viljelmiltä kerättyyn aineistoon perustuva ja alueellista tuotostarkastelua täydentämään kehitetty kaukokartoitusmenetelmä osoittautui varsin käyttökelpoiseksi ja luotettavaksi.

Tulokset osoittavat politiikkatoimien ratkaisevan merkityksen pyrittäessä lisäämään energiaviljelyä. Tutkimuksessa kehitettiin menetelmä, jolla arvioidaan politiikkatoimien vaikutuksia ja kuluttajien merkitystä varmistettaessa pitkän aikajänteen kysyntää. Kehitettyjä malleja voidaan käyttää tehtäessä Ruotsin ja Ruotsia lähellä olevien maiden kuten Suomen, Tanskan, Eestin sekä Latvian energiaviljelyyn liittyviä skenaarioita.

Loppupäätelminä tutkimuksessa esitetään, että energiaviljelyn menestyksellinen kehittäminen edellyttää tutkimukseen perustuvaa arvoketjuosaamista, erityisesti tuottajataitojen lisäämistä, infrastruktuuripalveluja sekä onnistuneita politiikkatoimia. Tuotosennusteet, jotka eivät perustu empiiriseen aineistoon saattavat huomattavasti yliarvioida uusien energiaviljelmien kasvua. Kehitetyt mallit ja tutkimusmenetelmät ovat käyttökelpoisia energiaviljelyn suunnitteluun ja hallinnointiin sekä taloudelliseen arviointiin ja uusien tutkimusten tarkoituksenmukaiseen suuntaamiseen.

  • Mola-Yudego, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti blas.mola@joensuu.fi (email)
Soili Kojola. (2009). Kohti hyvää suometsien hoitoa – harvennusten ja kunnostusojitusten vaikutus ojitusaluemänniköiden puuntuotokseen ja metsänkasvatuksen taloustulokseen. https://doi.org/10.14214/df.83

Tutkimuksessa tarkasteltiin ojitettujen mäntyvaltaisten suometsien metsänkasvatuksen tuloksen muodostumista. Simulointilaskelmien avulla selvitettiin kunnostusojitusten sekä ajoitukseltaan ja voimakkuudeltaan erilaisten harvennusten vaikutuksia puuston kehitykseen, kasvatusajan kokonaistuotokseen sekä metsänkasvatuksen taloudelliseen tulokseen. Kasvupaikan, ilmastoalueen ja puuston metsänhoidollisen tilan suhteen erilaisille metsille määritettiin kasvatusketjut, jotka tuottivat parhaat tulokset joko puuntuotoksen tai metsänkasvatuksen taloudellisen kannattavuuden näkökulmasta.

Metsänkasvatuksen tulokseen vaikuttavia osatekijöitä, kuten ensiharvennuksen ajoitusta, tarkasteltiin harvennuskokeiden avulla. Päätehakkuuseen saakka ulottuvissa tarkasteluissa tutkittiin alueittain ja kasvupaikoittain edustavia inventointiaineistoihin perustuvia puustoja. Puustojen kehitysennusteet tuotettiin MOTTI-simulaattorilla, joka mahdollisti pitkän aikavälin metsikkökohtaisen tarkastelun ojitusaluemetsien kasvumallien avulla. Mallit kuvaavat puuston luontaisen dynamiikan lisäksi myös toimenpiteiden vaikutuksia puuston määrän ja rakenteen kehitykseen. Kasvatusketjujen tuotoksia vertailtiin keskimääräisen vuotuisen käyttöpuun kasvun avulla ja toimenpiteiden taloudellista kannattavuutta nettotulojen nykyarvon avulla.

Metsänhoidon keinoin ja valitsemalla kullekin kohteelle sopivimmat toimenpiteet voitiin oleellisesti parantaa metsänkasvatuksen tulosta. Kunnostusojitukset tuottivat pienehkön lisäyksen keskimääräiseen vuotuiseen kasvuun. Kun kasvatusaikana tehtiin kunnostusojituksen lisäksi harvennus, oli tulos selkeästi parempi kuin kasvatusketjussa, johon ei sisältynyt kumpaakaan toimenpidettä. Pääsääntöisesti kunnostusojitus toteutetaan harvennusten yhteydessä, mutta pohjoisilla tai karuilla kasvupaikoilla se olisi joskus tarpeen jo ennen harvennusta. Taloustuloksessa harvennustulojen merkitys oli keskeinen. Harvennusten voimistaminen ja kohtuullinen viivästäminen lisäsivät yleensä kasvatusketjun kannattavuutta. Riittävän ensiharvennuskertymän saavuttamiseksi oli tärkeää välttää liian aikaisia hakkuita. Kuitenkin metsänhoidolliselta tilaltaan heikon nuoren metsän ensiharvennus, joka sinällään saattoi jäädä heikkotuottoiseksi, oli usein hyödyllinen koko kasvatusketjun taloustuloksen kannalta. Parhaita taloustuloksia tuottaviin kasvatusketjuihin sisältyi yleensä voimakkaampia harvennuksia ja vähemmän harvennus- ja kunnostusojituskertoja kuin tuotoksen näkökulmasta parhaisiin kasvatusketjuihin.

Tulosten mukaan ojitettujen soiden mäntyvaltaisissa metsissä on tuotospotentiaalia, joka mahdollistaa metsätalouden kannattavan harjoittamisen haasteellisista olosuhteista ja verraten pitkistä kasvatusajoista huolimatta. Hoidon puute heikentää kuitenkin metsien potentiaalin hyödyntämistä. Tutkimuksen tuloksista voidaan johtaa entistä tarkempia toimenpidesuosituksia kasvupaikan ja maantieteellisen sijainnin suhteen erilaisille ojitusalueiden metsille.

  • Kojola, Helsingin yliopisto, Metsäekologian laitos ORCID ID:Sähköposti soili.kojola@metla.fi (email)
Liisa Huttunen. (2008). Effects of climate change and simulated herbivory on growth responses and leaf characteristics of silver birch (Betula pendula) seedlings. https://doi.org/10.14214/df.76

Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin ilmastomuutoksen ja typpilannoituksen vaikutusta rauduskoivun taimien (Betula pendula) kykyyn toipua lehtibiomassan menetyksestä korvaavan- eli kompensaatiokasvun avulla. Työssä tarkasteltiin mekaanisesti vaurioitettujen taimien pituus- ja biomassan kasvua, sekä vaurioituksen jälkeen puhjenneiden lehtien rakenteellisten ja kemiallisten ominaisuuksien muutoksia (esim. kelpaavuutta aikuiselle idänlehtikuoriaiselle, Agelastica alni). Lisäksi tutkittiin muuttuvan ilmaston vaikutusta lehtikarikkeen ominaisuuksiin ja niistä johtuvaan hajoamisnopeuteen. Eri tavoin lannoitetut koivuntaimet altistettiin kohotetulle ilman hiilidioksidipitoisuudelle (CO2) ja lämpötilalle kahden kasvukauden ajan. Ensimmäisellä kasvukaudella taimien lehtiä vaurioitettiin (defoliaatio; tasot 0, 25, 50 tai 75 % kokonaislehtipinta-alasta), jolloin pyrittiin jäljittelemään metsäluonnossa esiintyvää hyönteisten aiheuttamaa lehvästötuhoa. Karikkeen hajoamisnopeuden määrittämiseksi eri ilmasto- ja lannoitekäsiteltyjen koivuntaimien lehtien annettiin maatua luonnonolosuhteissa neljän vuoden ajan. Tutkimuksessa havaittiin, että kohotetussa CO2-pitoisuudessa ja lämpötilassa kasvaneet yksivuotiaat rauduskoivun taimet toipuivat lievästä lehvästövauriosta nopeammin ja jopa ylikompensoivat pituus- ja biomassan kasvua verrattuna nykyisissä ilmasto-olosuhteissa kasvaneisiin kontrollitaimiin. Myös lehtien fenolisten yhdisteiden pitoisuudet olivat alhaisempia vaurioitetuissa taimissa kaikissa ilmastokäsittelyissä. Nämä yhdisteet eivät kuitenkaan vaikuttaneet lehtien kelpaavuuteen idänlehtikuoriaisille. Sen sijaan lehtien rakenteelliset ominaisuudet, kuten esimerkiksi matala vesi- ja korkea kuitupitoisuus, vähensivät idänlehtikuoriaisen syöntiä. Lehtien kelpaavuuden todettiin olevan alhaisin kohotetussa lämpötilassa kasvaneilla lannoitetuilla taimilla. Lehvästömenetystä seuraavan kasvukauden aikana lievimmin vaurioitetut rauduskoivun taimet eivät kyenneet samankaltaiseen vuotuiseen biomassan ja pituuskasvun lisäykseen kuin ensimmäisellä kasvukaudella. Sen sijaan edellisvuotena voimakkaimmin vaurioitettujen taimien pituuskasvun lisäys saattoi olla jopa kaksinkertainen edellisvuotiseen kasvuun verrattuna. Tämänkaltainen vuosikasvu oli havaittavissa etenkin kohotetussa lämpötilassa lannoitetuilla taimilla. Tutkimustulokset osoittivat myös, että kohotetulle lämpötilalle altistettujen rauduskoivun taimien lehdet hajosivat hitaammin kuin kontrollitaimien. Syy hitaampaan hajoamiseen voi olla korkeampi kuitupitoisuus tai lisääntynyt hiilipitoisten yhdisteiden (esim. ligniini) määrä lehtien soluseinämissä. Kohonnut ilmakehän CO2-pitoisuus ja lämpötila sekä lisääntynyt ravinteiden saatavuus näyttäisivät kiihdyttävän vaurioitettujen rauduskoivun taimien pituus- ja biomassan kasvua. Toisaalta lehtien rakenteellisissa ominaisuuksissa tapahtuva muutos näyttäisi heikentävän niiden kelpaavuutta hyönteisille ja toisaalta hidastavan niiden hajoamisnopeutta heikentäen ravinteiden saatavuutta ja kiertoa boreaalisissa lehtimetsissä tulevaisuudessa.

  • Huttunen, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti liisa.huttunen@joensuu.fi (email)
Mikko Räisänen. (2008). Kuusen karaistuminen boorinpuutoksessa. https://doi.org/10.14214/df.75

Kärkikasvaimien kuoleminen boorinpuutoksessa on kiinnostanut tutkijoita usean vuosikymmenen ajan. Vaikka heikentynyt pakkaskestävyys liitetään usein latvakuolemiin boorinpuutoksessa, pakkaskestävyyttä boorinpuutoksessa ei ole aiemmin tutkittu perusteellisesti.

Tutkimusta varten perustettiin maastoon lannoituskoeala, jossa matalassa booritilassa kasvaneita kuusia (Picea abies L. Karst) lannoitettiin typellä ja boorilla. Koepuiden pakkaskestävyyttä mitattiin yhden, kolme ja viiden kasvukauden jälkeen lannoituksista. Maastosta kerättiin myös näytteitä metsiköistä, joissa kasvuhäiriöisten puiden osuus vaihteli. Lisäksi kuusen taimia kasvatettiin siemenestä kaksi kasvukautta kolmella eri booritasolla ja tutkittiin boorinpuutoksen vaikutus karaistumiseen. Pakkaskestävyys tutkittiin pakkasaltistamalla näytteitä ja arvioimalla syntyvät vauriot näytteissä ionivuototestillä tai visuaalisen vauriotarkastelun avulla sekä silmun eksotermimittauksilla. Taimikokeessa rangan karaistumista seurattiin myös mittaamalla rangan sähköistä impedanssia.

Taimikokeessa rangan ja silmun pakkaskestävyys, ja todennäköisesti myös niiden kestävyys pakkaskuivumista vastaan, oli heikompi booripuutoksessa. Booripuutoksella oli myös lievä vaikutus taimien neulasten kasvukauden aikaiseen pakkaskestävyyteen. Maastokokeessa pakkaskestävyys ei parantunut merkitsevästi boori- tai typpilannoituksella verrattuna puihin, joiden booritila vaihteli puutoksesta suboptimaaliseen. Kasvuhäiriöisten puiden epämuodostuneet silmut eivät kuitenkaan alijäähtyneet kuten terveen näköiset silmut, vaan silmun tuhoava jäätyminen tapahtui jo alhaisissa pakkaslämpötiloissa. Puiden booritasolla oli myös lievä vaikutus karaistuneiden silmujen nopeisiin pakkaskestävyyden muutoksiin.

Booripuutos vaikuttaa kuusen rangan ja silmun pakkaskestävyyteen, kun booritila on selvästi puutosrajan alapuolella. Koska boorinpuutos vaikutti pakkaskestävyyteen vain pienessä osassa aineistoa ja hyvin matalalla booritasolla, ei boorinpuutoksen lisäämä pakkasvaurioriski ole todennäköisesti tärkein tai ainoa kasvuhäiriöille altistava tekijä.

  • Räisänen, University of Joensuu, Faculty of Forestry ORCID ID:Sähköposti mikko.raisanen@faforest.fi (email)
Harri Hautala. (2008). Disturbance in boreal spruce forest – immediate dynamics from stand to understorey level. https://doi.org/10.14214/df.74

Tässä väitöskirjassa tarkastellaan kahden ihmisperäisen häiriön; (1) säästöpuuhakkuun ja äestyksen sekä (2) aluskasvillisuuskerrosten kokeellisen poiston välittömiä vaikutuksia boreaalisten metsiköiden kasvillisuusrakenteiden palautumiseen Suomessa. Ensimmäinen koesarja toteuttiin tyypillisessä talousmetsässä, kun taas jälkimmäistä tarkasteltiin suojellussa vanhassa metsässä. Säästöpuuhakkuun ympäristövaikutukset ovat yhä laajalta osin tuntemattomia. Kontrolloidun aluskasvillisuuskerrosten poistokokeen avulla taas on mahdollista havainnollistaa esimerkiksi tallauksen ja eläinten tuottamien pienipiirteisten häiriöiden eri voimakkuustasoja.

Säästöpuuhakkuun ja äestyksen vaikutuksia tarkasteltiin tuulenkaatojen (I), maalahopuun (II) ja sillä elävän epiksyylikasvillisuuden näkökulmista kahdella eri kuusimetsätyypillä; vallitsevalla tuoreella sekä soistuneella biotoopilla. Tuulenkaatojen määrä lisääntyi merkittävästi 2-3 vuoden kuluessa hakkuiden jälkeen. Tuulenkaatoja esiintyi enemmän soistuneella (47%) kuin vallitsevalla tuoreella (13%) biotoopilla. Pelkkä hakkuu vähensi maalahopuun tilavuudesta 8%, kun taas äestämisen jälkeen 68% maalahopuusta oli hävinnyt hakkuualueella. Säästöpuuryhmistä hävisi kahden vuoden aikana 20% alkuperäisestä maalahopuusta. Epiksyylikasvillisuuden (pääasiassa lehtisammalten) peittävyysprosentti ja erityisesti lajimäärä laskivat merkittävästi sekä hakkuualueella että säästöpuuryhmissä vuoden kuluessa hakkuusta. Kahden vuoden kuluttua peittävyysprosentti kääntyi nousuun, kun taas lajimäärät jatkoivat laskuaan. Säästöpuuryhmän koon kasvu korreloi positiivisesti epiksyylien lajimäärän kanssa.

Metsänpohjan aluskasvillisuusyhteisö (IV), ja mustikka (Vaccinium myrtillus) sekä puolukka (Vaccinium vitis-idaea) palautuivat poistokäsittelyistä neljässä vuodessa. Palautuminen tapahtui pääasiallisesti kasvullisesti, ja oli nopeampaa lajimäärissä kuin peittävyyksissä. Kaikkein voimakkaimmalla käsittelyllä, jossa kasvillisuus poistettiin mineraalimaakerrokseen asti, palautuminen käynnistyi pelkästään suvullisesti. Mustikka palautui pääasiallisesti kasvattamalla uusia versoja, kun taas puolukka palautui edellistä lajia nopeammin ja lisäten pääasiassa versojen pituuskasvua.

Nykyistä käytäntöä suurempien säästöpuuryhmien jättäminen soistuneelle kuusimetsätyypille voisi olla ekologisesti ajateltuna suositeltavaa, koska tällöin olisi mahdollista taata paremmin lahopuusta riippuvaisen eliöstön jatkumo metsän uudistumisvaiheen aikana. Hakkuualueiden äestämisen voisi korvata jollain pistemuokkausmenetelmällä, jolloin suurempi määrä lahopuuta säilyisi hakkuualueilla.

Keskivoimakkaan häiriön jälkeen metsänpohjan kasvillisuuden palautuminen ilmenee pääasiallisesti valtalajien kasvullisena lisääntymisenä. Voimakas häiriö taas voi viivästyttää kasvillisuuden palautumista vuosilla, toisaalta samalla valtalajien suvullisen lisääntymisen mahdollisuudet paranevat.

Paikalliset ihmisperäiset häiriöt ovat nykyisin voimakkaasti yleistymässä ja niiden välillä voi olla lyhyelläkin aikavälillä vuorovaikutuksia, mikä pitäisi ottaa huomioon suunniteltaessa metsätaloudellisia toimenpiteitä.

  • Hautala, University of Helsinki, Department of Biological and Environmental Sciences ORCID ID:Sähköposti harri.hautala@metla.fi (email)
Sanni Raiskila. (2008). The effect of lignin content and lignin modification on Norway spruce wood properties and decay resistance. https://doi.org/10.14214/df.68

Työssä tutkittiin kolmea erilaista kuusipistokaskloonia, jotka kasvavat kolmella maaperä- ja ilmasto-olosuhteiltaan erilaisella kasvupaikalla. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää sädekasvunopeuden, puun ominaisuuksien ja ligniinipitoisuuden vaihtelua sekä modifioida ligniiniä luonnollisella monomeerilla, koniferyylialkoholilla, käyttäen hyväksi puussa olevia peroksidaasientsyymejä. Työssä tutkittiin myös torjunta-aineiden hajoamistuotteiden, kloorattujen aniliinien, sitoutumista ligniinipolymeeriin synteettisten malliaineiden ja synteettisen ligniinin avulla.

Sydän-, pinta- ja kevätpuun ligniinipitoisuus määritettiin infrapunaspektroskopian (FTIR) ja pääkomponenttiregression (PCR) avulla. Puunäytteet käsiteltiin koniferyylialkoholilla alipainekyllästysmenetelmää käyttäen. Käsittelyn vaikutus arvioitiin FTIR:llä ja puun kestävyys testattiin lahotuskokeen avulla.

Viljavalla kasvupaikalla kuusen kasvunopeus ja pintapuun ligniinipitoisuus olivat suurimmat mutta kesäpuuosuus, tiheys ja murtolujuus pienimmät. Kasvunopeus oli pienin karulla kasvupaikalla, kun taas kesäpuuosuus ja tiheys olivat suurimmat ja lujuusominaisuudet parhaimmat. Nopeimmin kasvaneen kloonin kesäpuuosuus ja tiheys olivat pienimmät ja lujuusominaisuudet heikoimmat. Hitaimmin kasvaneen kloonin pintapuun ligniinipitoisuus oli pienin, kesäpuuosuus ja tiheys suurimmat ja lujuusominaisuudet parhaimmat. Kasvupaikkojen ja kloonien väliset erot olivat pieniä, kun taas yksittäisten puiden ja kasvukausien välinen vaihtelu oli melko suurta.

Koniferyylialkoholi-käsittely lisäsi puun ligniinin kaltaisten fenolisten yhdisteiden pitoisuutta ja kestävyyttä valkolahottajasientä (Coriolus versicolor) vastaan. 3,4-dikloorianiliini sitoutui synteettisen ligniinin β-O-4 rakenteisiin bentsyyliamiinisidoksella.

Havainnot osoittivat, että pistokaskloonien ominaisuudet säilyivät eri kasvupaikoilla, vaikka puiden välinen vaihtelu oli suurta ja ilmastotekijät vaikuttivat kasvuun. Luonnollista monomeeria, koniferyylialkoholia, ja kloorattuja aniliineja voitiin sitoa ligniinipolymeeriin in vivo ja in vitro. Koniferyylialkoholi-käsittely paransi puun kestävyyttä lahottajasientä vastaan. Klooratut aniliinit sitoutuivat ligniiniin kovalenttisesti ja muodostunut sidos kesti happohydrolyysin.

  • Raiskila, University of Helsinki, Department of Biological and Environmental Sciences ORCID ID:(email)
Veli-Pekka Ikonen. (2008). Modelling the growth and properties of stem and wood of Scots pine (Pinus sylvestris L.) as related to silvicultural management with implications for sawing yield and properties of sawn pieces. https://doi.org/10.14214/df.65

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli mallintaa männyn (Pinus sylvestris L.) kasvua sekä rungon ja puuaineen ominaisuuksien kehitystä. Lisäksi tavoitteena oli tutkia, miten metsänhoito vaikuttaa rungon oksikkuuteen ja muihin puuaineen ominaisuuksiin sekä sahatavaran saantoon ja ominaisuuksiin. Tutkimuksessa kehitettiin edelleen olemassa olevaa kolmiulotteista männyn kasvumallia, joka ennustaa rungon ja puuaineen ominaisuuksia (osajulkaisu I). Kolmiulotteista kasvumallia käytettiin myös yhdessä sahaussimulaattorin (osajulkaisu II) kanssa, kun tutkittiin miten metsänhoito (puuston alkutiheys, harvennus ja oksien pystykarsinta) vaikuttaa sahatavaran laatuun ja saantoon (osajulkaisu III). Lisäksi kehitettiin empiirisiä malleja rungon paksuuskasvun (osajulkaisu IV) ja puuaineen ominaisuuksien, kuten kevätpuun osuuden, puuaineen tiheyden ja kuidun pituuden (osajulkaisu V) ennustamiseksi rungon eri osissa. Näitä empiirisiä malleja hyödynnettiin edelleen prosessipohjaisella kasvu- ja tuotosmallilla tehtävissä simuloinneissa (osajulkaisut IV ja V). Työssä havaittiin, että sahatavaran laadun maksimoimiseksi tulisi kiertoajan alussa metsikköä kasvattaa tiheässä (jopa 5 000 runkoa hehtaarilla), jotta oksien kasvua saataisiin hillittyä, ja vastaavasti kiertoajan lopussa metsikön tulisi olla suhteellisen harva (esimerkiksi 500 runkoa hehtaarilla), jotta kuolleiden oksien luontainen karsiutuminen ja oksien kylestyminen nopeutuisivat ja rungon tilavuuskasvu olisi mahdollisimman suuri (osajulkaisu III). Lisäksi havaittiin, että rungon paksuuskasvu ja puuaineen ominaisuudet rungon eri osissa vaihtelivat suuresti johtuen metsikön kehitysvaiheesta (nuoresta varttuneeseen metsikköön), metsänkäsittelystä (puuston alkutiheydestä ja harvennushakkuista) sekä puiden metsikköasemasta (vallitussa asemat olevat puut ja valtapuut). Lisäksi kyseiset ominaisuudet vaihtelivat huomattavasti tarkastelun kohteena olevan rungon osan mukaan (koko runko keskimäärin, rungon sisä-, pinta- tai latvaosa) (osajulkaisut IV ja V). Johtopäätöksenä todettakoon, että tässä työssä kehitetyt integroidut mallit mahdollistavat tutkia, miten metsänhoito vaikuttaa samanaikaisesti sekä puiden kasvuun että ominaisuuksiin.

  • Ikonen, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences ORCID ID:(email)
Saija Huuskonen. (2008). Nuorten männiköiden kehitys - taimikonhoito ja ensiharvennus. https://doi.org/10.14214/df.62

Tutkimuksessa tarkastellaan metsikön sijainnin, kasvupaikan, syntytavan ja taimikonhoidon vaikutusta nuorten tasaisten ja puhtaiden männiköiden metsänhoidolliseen tilaan ja kehitykseen. Lisäksi työssä arvioidaan ensiharvennuksen ajoituksen ja voimakkuuden tuotos- ja tuottovaikutuksia aina kiertoajan loppuun asti.

Nuorten männiköiden tiheys, ulkoinen laatu ja metsikkötason kasvumallien laadinta perustuvat Metsäntutkimuslaitoksen talousmetsien taimikoiden inventointikokeisiin (TINKA) (kolme mittauskertaa, 192 metsikköä). Taimikonhoidon vaikutus metsikön kehitykseen pohjautuu Metsäntutkimuslaitoksen järjestettyihin taimikkokokeisiin (13 metsikköä, 169 koealaa). Ensiharvennuksen ajoituksen ja voimakkuuden vaikutus metsikön tuotokseen ja tuottoon perustuu Metsähallituksen 27 ensiharvennusmetsikön mittauksiin ja metsikön jatkokehityksen ennusteisiin MOTTI-ohjelmistolla. Työ koostuu neljästä osajulkaisusta ja niiden yhdistelmästä.

Tutkimuksessa laadittiin koko maan kattavat metsikkötason kasvumallit, joilla pystytään kuvaamaan luotettavasti nuorten, kasvatuskelpoisten mäntyjen kehitys ensiharvennusvaiheeseen saakka.

Nuorten, 1970–1980-luvulla perustettujen, männiköiden tiheys on kohtalaisen alhainen. Lisäksi nuorissa männiköissä on paljon ulkoisia laatuvikoja. Heikko laatu yhdistettynä kohtalaisen alhaiseen tiheyteen johtaa laatuharvennustarpeeseen, mikäli halutaan kasvattaa laatupuuta. Pohjois-Suomessa metsikön valtapuista vain 20 % on hyvälaatuisia. Tämä tarkoittaa sitä, että hyvälaatuisia valtapuita ei ole tarpeeksi kasvatettavaksi kiertoajan loppuun asti.

Aikainen ja lievä taimikonhoito (valtapituus 3 metriä, tiheys 3000 puuta hehtaarilla taimikonhoidon jälkeen) lisää ensiharvennuskertymää 40 % verrattuna myöhäiseen ja voimakkaampaan taimikonhoitoon (valtapituus 7 metriä, tiheys 2000 puuta hehtaarilla taimikonhoidon jälkeen). Taimikonhoidon ajoituksen ja voimakkuuden vaikutusta ensiharvennuksen ainespuukertymään voidaan tarkastella työssä laadituilla malleilla käytännön metsäsuunnittelutilanteissa.

Ensiharvennuksen ainespuukertymä kaksinkertaistuu, kun ensiharvennusta viivästetään 12 metrin valtapituusvaiheesta 16 metrin valtapituusvaiheeseen tai vastaavasti 10 vuodella. Ensiharvennuksen viivästäminen 10 vuodella lisää ensiharvennuksen kantorahatuloja 65 % (330 €/ha, 4 %:n laskentakorkokannalla). Kantohintojen vaihtelu tai laskentakorkokannan muutokset eivät heikennä ensiharvennuksen viivästämisen kannattavuutta hoidetuissa nuorissa metsissä. Ensiharvennuksen viivästäminen edellyttää, että taimikonhoito on tehty ajallaan eikä metsikön laatunäkökohtiin tarvitse kiinnittää erityistä huomiota. Ensiharvennuksen viivästämisellä 10 vuodella ei ole merkittävää vaikutusta koko kiertoajan tuotokseen (m3/ha) tai kantorahatulojen nykyarvoon (€/ha) 0–4 %:n laskentakorkokannoilla.

  • Huuskonen, Helsingin yliopisto, Metsäekologian laitos ORCID ID:Sähköposti saija.huuskonen@helsinki.fi (email)
Saija Huuskonen. (2008). Nuorten männiköiden kehitys - taimikonhoito ja ensiharvennus. https://doi.org/10.14214/df.62

Tutkimuksessa tarkastellaan metsikön sijainnin, kasvupaikan, syntytavan ja taimikonhoidon vaikutusta nuorten tasaisten ja puhtaiden männiköiden metsänhoidolliseen tilaan ja kehitykseen. Lisäksi työssä arvioidaan ensiharvennuksen ajoituksen ja voimakkuuden tuotos- ja tuottovaikutuksia aina kiertoajan loppuun asti.

Nuorten männiköiden tiheys, ulkoinen laatu ja metsikkötason kasvumallien laadinta perustuvat Metsäntutkimuslaitoksen talousmetsien taimikoiden inventointikokeisiin (TINKA) (kolme mittauskertaa, 192 metsikköä). Taimikonhoidon vaikutus metsikön kehitykseen pohjautuu Metsäntutkimuslaitoksen järjestettyihin taimikkokokeisiin (13 metsikköä, 169 koealaa). Ensiharvennuksen ajoituksen ja voimakkuuden vaikutus metsikön tuotokseen ja tuottoon perustuu Metsähallituksen 27 ensiharvennusmetsikön mittauksiin ja metsikön jatkokehityksen ennusteisiin MOTTI-ohjelmistolla. Työ koostuu neljästä osajulkaisusta ja niiden yhdistelmästä.

Tutkimuksessa laadittiin koko maan kattavat metsikkötason kasvumallit, joilla pystytään kuvaamaan luotettavasti nuorten, kasvatuskelpoisten mäntyjen kehitys ensiharvennusvaiheeseen saakka.

Nuorten, 1970–1980-luvulla perustettujen, männiköiden tiheys on kohtalaisen alhainen. Lisäksi nuorissa männiköissä on paljon ulkoisia laatuvikoja. Heikko laatu yhdistettynä kohtalaisen alhaiseen tiheyteen johtaa laatuharvennustarpeeseen, mikäli halutaan kasvattaa laatupuuta. Pohjois-Suomessa metsikön valtapuista vain 20 % on hyvälaatuisia. Tämä tarkoittaa sitä, että hyvälaatuisia valtapuita ei ole tarpeeksi kasvatettavaksi kiertoajan loppuun asti.

Aikainen ja lievä taimikonhoito (valtapituus 3 metriä, tiheys 3000 puuta hehtaarilla taimikonhoidon jälkeen) lisää ensiharvennuskertymää 40 % verrattuna myöhäiseen ja voimakkaampaan taimikonhoitoon (valtapituus 7 metriä, tiheys 2000 puuta hehtaarilla taimikonhoidon jälkeen). Taimikonhoidon ajoituksen ja voimakkuuden vaikutusta ensiharvennuksen ainespuukertymään voidaan tarkastella työssä laadituilla malleilla käytännön metsäsuunnittelutilanteissa.

Ensiharvennuksen ainespuukertymä kaksinkertaistuu, kun ensiharvennusta viivästetään 12 metrin valtapituusvaiheesta 16 metrin valtapituusvaiheeseen tai vastaavasti 10 vuodella. Ensiharvennuksen viivästäminen 10 vuodella lisää ensiharvennuksen kantorahatuloja 65 % (330 €/ha, 4 %:n laskentakorkokannalla). Kantohintojen vaihtelu tai laskentakorkokannan muutokset eivät heikennä ensiharvennuksen viivästämisen kannattavuutta hoidetuissa nuorissa metsissä. Ensiharvennuksen viivästäminen edellyttää, että taimikonhoito on tehty ajallaan eikä metsikön laatunäkökohtiin tarvitse kiinnittää erityistä huomiota. Ensiharvennuksen viivästämisellä 10 vuodella ei ole merkittävää vaikutusta koko kiertoajan tuotokseen (m3/ha) tai kantorahatulojen nykyarvoon (€/ha) 0–4 %:n laskentakorkokannoilla.

  • Huuskonen, Helsingin yliopisto, Metsäekologian laitos ORCID ID:Sähköposti saija.huuskonen@helsinki.fi (email)
Tiina Rajala. (2008). Responses of soil microbial communities to clonal variation of Norway spruce. https://doi.org/10.14214/df.58

Maaperän mikro-organismit ovat avainasemassa boreaalisten metsiemme kasvun ja hyvinvoinnin kannalta, sillä ne edistävät puiden ravinteiden ja veden saantia ja hajottavat kuollutta orgaanista ainesta vastaten siten ravinteiden vapautumisesta. Vaikka maaperän mikrobiyhteisö on hyvin monimuotoinen, on mikrobien kanssa vuorovaikutussuhteessa elävien puulajien lukumäärä pohjoisen boreaalisissa metsissä pieni. Syitä maaperän mikrobiyhteisön monimuotoisuuteen ja laikuittaisuuteen jopa yhden puulajin metsiköissä ei ole täysin osattu selittää. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, vaikuttavatko saman puulajin eri yksilöt maaperän mikrobiyhteisöön sekä, onko puiden kasvu yhteydessä mikrobiyhteisön rakenteeseen ja aktiivisuuteen.

Tutkimus tehtiin 1994 perustetulla kuusikloonikokeella, joka sijaitsee Pieksänmaalla Keski-Suomessa. Kuusikloonipistokkaat oli istutettu 1991 avohakatulle alueelle satunnaisesti kolmeen lohkoon. Nyt tutkittujen kahdeksan eri kuusikloonin pituuserot ovat keskimäärin kaksinkertaisia. Tutkimuksessa havaittiin, että nopeakasvuisilla kuusiklooneilla oli suhteellisesti enemmän symbionttisia mykorritsasienilajeja kuin hidaskasvuisilla klooneilla. Myös mykorritsalajisto erosi nopea- ja hidaskasvuisilla kuusiklooneilla. Lisäksi kasvunopeudeltaan poikkeavat kuusikloonit erosivat maan mykorritsasienirihmaston määrän ja siihen liittyvän bakteeriston, sekä humuksen mikrobiyhteisön rakenteen suhteen. Mikrobibiomassassa ja mikrobiaktiivisuuksissa ei havaittu merkitseviä eroja kuusikloonien välillä, kuten ei myöskään neulaskariketta hajottavan sieniyhteisön rakenteessa ja hajotusnopeudessa. Laboratoriokokeessa tutkittiin endofyyttisienten neulaskarikkeen hajotusta. Hidaskasvuisten kuusikloonien neulasissa eli runsaammin endofyyttisieniä kahden vuoden kasvatuksen päätteeksi. Tulokset myös osoittivat, että endofyyttisienet pystyvät tehokkaasti hajottamaan neulaskariketta ja että ne ovat mahdollisesti luonnossakin tärkeitä hajottajia.

Tämä tutkimus osoitti yhteyden kuusikloonien kasvun ja maaperämikrobiston rakenteen välillä. Koska eri kuusikloonit vaikuttivat eri tavalla maaperän mikrobiyhteisön rakenteeseen, saattaa puulajin sisäinen vaihtelu osittain selittää mikrobien laikuittaisuutta ja lajirunsautta metsämaassa. Lisätutkimuksia kuitenkin tarvittaisiin, jotta voitaisiin arvioida syy-seuraussuhteita kuusien kasvun ja mykorritsamonimuotoisuuden välillä.

  • Rajala, University of Helsinki, Department of Applied Chemistry and Microbiology ORCID ID:Sähköposti tiina.rajala@metla.fi (email)
Tuula Jyske. (2008). The effects of thinning and fertilisation on wood and tracheid properties of Norway spruce (Picea abies) – the results of long-term experiments. https://doi.org/10.14214/df.55

Puuaineen ja kuitujen ominaisuuksilla on suuri merkitys puun käyttömahdollisuuksiin raaka-aineena ja puutuotteiden laatuun. Puuaineen ominaisuuksiin vaikuttavat sekä perintö- että ympäristötekijät. Ympäristötekijöistä tärkeimpiä ovat kasvupaikka sekä puiden välinen kilpailu ravinteista, vedestä ja valosta, jotka säätelevät puiden kasvunopeutta. Metsänhoidolla, kuten erilaisilla harvennuksilla ja lannoituksilla, voidaan vaikuttaa puiden kasvunopeuteen ja siten muodostuvan puuaineen ominaisuuksiin. Tässä tutkimuksessa selvitettiin harvennuksen ja lannoituksen vaikutuksia kuusen (Picea abies (L.) Karst.) puuaineen ominaisuuksiin, kuten tiheyteen, kuidunpituuteen, kuituseinän paksuuteen, soluontelon läpimittaan ja ligniinipitoisuuteen. Puuaineen ominaisuuksia tutkittiin puun tyveltä latvaan sekä ytimestä pintaan. Aineisto (109 puuta) kerättiin Metsäntutkimuslaitoksen ylläpitämistä, pitkään seuratuista harvennuskokeista Heinolassa ja Punkaharjulla sekä harvennus-lannoituskokeista Parikkalassa ja Suonenjoella. Heinolassa ja Punkaharjulla käsittelyt olivat harventamaton, lievästi tai voimakkaasti harvennettu. Parikkalassa ja Suonenjoella lannoituskäsittelyt olivat lannoittamaton, 150 kg typpeä (N)/ha joka viides vuosi tai 300 kg N/ha joka viides vuosi ja harvennuskäsittelyt viivästetty ensiharvennus, normaali ensiharvennus sekä voimakas ensiharvennus. Lievä ja voimakas harvennus lisäsivät koepuiden läpimitan kasvua 24–64 % harventamattomaan koealaan verrattuna. Puuaineen tiheys pieneni muutaman prosentin molemmissa käsittelyissä. Voimakkaasti harvennetun koealan puissa kuidut olivat 4–9 % lyhyempiä kuin harventamattoman koealan. Kuituseinän paksuudessa ja kuidun läpimitassa oli vain pieniä eroja eri harvennusvoimakkuuksien välillä. Harvennus-lannoituskokeissa lannoitus lisäsi koepuiden kasvua noin 40 % verrattuna lannoittamattomaan koealaan. Normaali ensiharvennus lisäsi koepuiden kasvua 8 % ja voimakas ensiharvennus 29 % verrattuna viivästettyyn ensiharvennukseen. Lannoitus laski puuaineen tiheyttä noin 7 % verrattuna lannoittamattomiin koepuihin. Erot puuaineen tiheydessä eri harvennuskäsittelyiden välillä olivat pieniä. Harvennus- ja lannoituskäsittelyiden vaikutukset kuitujen kokoon ja ligniinipitoisuuteen olivat vähäisiä. Tulokset osoittavat, että nykyisten harvennus- ja lannoituskäsittelyiden vaikutukset puuaineen tiheyteen, kuidunpituuteen, kuituseinän paksuuteen, soluontelon läpimittaan ja ligniinipitoisuuteen ovat vähäisiä. Puuaineen ja kuitujen ominaisuudet vaihtelevat kuitenkin suuresti puiden ja kasvukausien välillä.

  • Jyske, University of Helsinki, Department of Forest Resource Management ORCID ID:Sähköposti tuula.jyske@metla.fi (email)
Eugene Lopatin. (2007). Long-term dynamics in growth of Scots pine and Siberian spruce in Komi Republic (European part of Russia). https://doi.org/10.14214/df.53

Työn tavoitteena oli tutkia männyn (Pinus sylvestris L.) ja kuusen (Picea obovata Lebed.) pitkäaikaista kasvunvaihtelua Komin tasavallassa Luoteis-Venäjällä muuttuvissa ympäristöolosuhteissa.

Pitkäaikainen nouseva kasvutrendi havaittiin sekä männyllä että kuusella empiirisissä lustoaineistoissa ja pituuskasvuaineistoissa boreaalisen havumetsävyöhykkeen etelä-, keski- ja pohjoisosissa sekä vaihettumisvyöhykkeellä tundraan.

Pituuskasvussa tilastollisesti merkitsevä lisäys oli kuusella 40 % ja männyllä 30 % koko Komin alueella. Havumetsävyöhykkeen keskiosissa kuusen pituuskasvun lisäys oli 240 % ja männyn 140 %. Pohjoisosissa kuusen pituuskasvun lisäys oli 164 %. Läpimitan kasvussa (sädekasvussa) kasvunlisäys oli kuusella 134 % vaihettumisvyöhykkeellä tundraan ja havumetsävyöhykkeen pohjoisosissa se oli 35 % kahden viimeisen 50 vuoden ajanjakson aikana (periodit 1901 – 1950 ja 1951 – 2000). Havumetsävyöhykkeen keskiosissa kuusen sädekasvussa havaittiin 76 % lisäys viimeisen sadan vuoden aikana mutta vastaavaa tilastollisesti merkitsevää kasvunmuutosta ei vyöhykkeen eteläosissa havaittu. Männyn sädekasvussa havaitut kasvunlisäykset olivat pohjoisosissa 32 % ja keskiosissa 55 %. Havumetsävyöhykkeen eteläosissa ei myöskään männyllä havaittu tilastollisesti merkitsevää kasvunmuutosta.

Viimeisen 20 vuoden aikana ilman lämpötilan nousu on rekisteröity Komin tasavallan kaikilla ilmastoasemilla ja vastaavasti sademäärät ovat nousseet viimeisen 40 vuoden aikana. Nämä muutokset ovat nähtävissä kuusen ja männyn sädekasvussa. Muutos ilmastossa osin selittää lisääntynyttä kasvupaikan tuottokykyä. Lämpötila selitti 22 – 42 % kokonaisvaihtelusta ja sademäärä 19 – 28 %.

  • Lopatin, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti eugene.lopatin@joensuu.fi (email)
Eugene Lopatin. (2007). Long-term dynamics in growth of Scots pine and Siberian spruce in Komi Republic (European part of Russia). https://doi.org/10.14214/df.53

Työn tavoitteena oli tutkia männyn (Pinus sylvestris L.) ja kuusen (Picea obovata Lebed.) pitkäaikaista kasvunvaihtelua Komin tasavallassa Luoteis-Venäjällä muuttuvissa ympäristöolosuhteissa.

Pitkäaikainen nouseva kasvutrendi havaittiin sekä männyllä että kuusella empiirisissä lustoaineistoissa ja pituuskasvuaineistoissa boreaalisen havumetsävyöhykkeen etelä-, keski- ja pohjoisosissa sekä vaihettumisvyöhykkeellä tundraan.

Pituuskasvussa tilastollisesti merkitsevä lisäys oli kuusella 40 % ja männyllä 30 % koko Komin alueella. Havumetsävyöhykkeen keskiosissa kuusen pituuskasvun lisäys oli 240 % ja männyn 140 %. Pohjoisosissa kuusen pituuskasvun lisäys oli 164 %. Läpimitan kasvussa (sädekasvussa) kasvunlisäys oli kuusella 134 % vaihettumisvyöhykkeellä tundraan ja havumetsävyöhykkeen pohjoisosissa se oli 35 % kahden viimeisen 50 vuoden ajanjakson aikana (periodit 1901 – 1950 ja 1951 – 2000). Havumetsävyöhykkeen keskiosissa kuusen sädekasvussa havaittiin 76 % lisäys viimeisen sadan vuoden aikana mutta vastaavaa tilastollisesti merkitsevää kasvunmuutosta ei vyöhykkeen eteläosissa havaittu. Männyn sädekasvussa havaitut kasvunlisäykset olivat pohjoisosissa 32 % ja keskiosissa 55 %. Havumetsävyöhykkeen eteläosissa ei myöskään männyllä havaittu tilastollisesti merkitsevää kasvunmuutosta.

Viimeisen 20 vuoden aikana ilman lämpötilan nousu on rekisteröity Komin tasavallan kaikilla ilmastoasemilla ja vastaavasti sademäärät ovat nousseet viimeisen 40 vuoden aikana. Nämä muutokset ovat nähtävissä kuusen ja männyn sädekasvussa. Muutos ilmastossa osin selittää lisääntynyttä kasvupaikan tuottokykyä. Lämpötila selitti 22 – 42 % kokonaisvaihtelusta ja sademäärä 19 – 28 %.

  • Lopatin, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti eugene.lopatin@joensuu.fi (email)
Eugene Lopatin. (2007). Long-term dynamics in growth of Scots pine and Siberian spruce in Komi Republic (European part of Russia). https://doi.org/10.14214/df.53

Työn tavoitteena oli tutkia männyn (Pinus sylvestris L.) ja kuusen (Picea obovata Lebed.) pitkäaikaista kasvunvaihtelua Komin tasavallassa Luoteis-Venäjällä muuttuvissa ympäristöolosuhteissa.

Pitkäaikainen nouseva kasvutrendi havaittiin sekä männyllä että kuusella empiirisissä lustoaineistoissa ja pituuskasvuaineistoissa boreaalisen havumetsävyöhykkeen etelä-, keski- ja pohjoisosissa sekä vaihettumisvyöhykkeellä tundraan.

Pituuskasvussa tilastollisesti merkitsevä lisäys oli kuusella 40 % ja männyllä 30 % koko Komin alueella. Havumetsävyöhykkeen keskiosissa kuusen pituuskasvun lisäys oli 240 % ja männyn 140 %. Pohjoisosissa kuusen pituuskasvun lisäys oli 164 %. Läpimitan kasvussa (sädekasvussa) kasvunlisäys oli kuusella 134 % vaihettumisvyöhykkeellä tundraan ja havumetsävyöhykkeen pohjoisosissa se oli 35 % kahden viimeisen 50 vuoden ajanjakson aikana (periodit 1901 – 1950 ja 1951 – 2000). Havumetsävyöhykkeen keskiosissa kuusen sädekasvussa havaittiin 76 % lisäys viimeisen sadan vuoden aikana mutta vastaavaa tilastollisesti merkitsevää kasvunmuutosta ei vyöhykkeen eteläosissa havaittu. Männyn sädekasvussa havaitut kasvunlisäykset olivat pohjoisosissa 32 % ja keskiosissa 55 %. Havumetsävyöhykkeen eteläosissa ei myöskään männyllä havaittu tilastollisesti merkitsevää kasvunmuutosta.

Viimeisen 20 vuoden aikana ilman lämpötilan nousu on rekisteröity Komin tasavallan kaikilla ilmastoasemilla ja vastaavasti sademäärät ovat nousseet viimeisen 40 vuoden aikana. Nämä muutokset ovat nähtävissä kuusen ja männyn sädekasvussa. Muutos ilmastossa osin selittää lisääntynyttä kasvupaikan tuottokykyä. Lämpötila selitti 22 – 42 % kokonaisvaihtelusta ja sademäärä 19 – 28 %.

  • Lopatin, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti eugene.lopatin@joensuu.fi (email)
Eugene Lopatin. (2007). Long-term dynamics in growth of Scots pine and Siberian spruce in Komi Republic (European part of Russia). https://doi.org/10.14214/df.53

Työn tavoitteena oli tutkia männyn (Pinus sylvestris L.) ja kuusen (Picea obovata Lebed.) pitkäaikaista kasvunvaihtelua Komin tasavallassa Luoteis-Venäjällä muuttuvissa ympäristöolosuhteissa.

Pitkäaikainen nouseva kasvutrendi havaittiin sekä männyllä että kuusella empiirisissä lustoaineistoissa ja pituuskasvuaineistoissa boreaalisen havumetsävyöhykkeen etelä-, keski- ja pohjoisosissa sekä vaihettumisvyöhykkeellä tundraan.

Pituuskasvussa tilastollisesti merkitsevä lisäys oli kuusella 40 % ja männyllä 30 % koko Komin alueella. Havumetsävyöhykkeen keskiosissa kuusen pituuskasvun lisäys oli 240 % ja männyn 140 %. Pohjoisosissa kuusen pituuskasvun lisäys oli 164 %. Läpimitan kasvussa (sädekasvussa) kasvunlisäys oli kuusella 134 % vaihettumisvyöhykkeellä tundraan ja havumetsävyöhykkeen pohjoisosissa se oli 35 % kahden viimeisen 50 vuoden ajanjakson aikana (periodit 1901 – 1950 ja 1951 – 2000). Havumetsävyöhykkeen keskiosissa kuusen sädekasvussa havaittiin 76 % lisäys viimeisen sadan vuoden aikana mutta vastaavaa tilastollisesti merkitsevää kasvunmuutosta ei vyöhykkeen eteläosissa havaittu. Männyn sädekasvussa havaitut kasvunlisäykset olivat pohjoisosissa 32 % ja keskiosissa 55 %. Havumetsävyöhykkeen eteläosissa ei myöskään männyllä havaittu tilastollisesti merkitsevää kasvunmuutosta.

Viimeisen 20 vuoden aikana ilman lämpötilan nousu on rekisteröity Komin tasavallan kaikilla ilmastoasemilla ja vastaavasti sademäärät ovat nousseet viimeisen 40 vuoden aikana. Nämä muutokset ovat nähtävissä kuusen ja männyn sädekasvussa. Muutos ilmastossa osin selittää lisääntynyttä kasvupaikan tuottokykyä. Lämpötila selitti 22 – 42 % kokonaisvaihtelusta ja sademäärä 19 – 28 %.

  • Lopatin, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti eugene.lopatin@joensuu.fi (email)
Jordi Garcia-Gonzalo. (2007). Effects of management on timber production and carbon stock in a boreal forest ecosystem under changing climate: a model based approach. https://doi.org/10.14214/df.42

Työssä tutkittiin prosessipohjaiseen kasvu- ja tuotosmalliin perustuvien simulointien avulla, miten metsänhoito vaikuttaa boreaalisen metsäekosysteemin ainespuun tuotantoon ja hiilensidontaan muuttuvassa ilmastossa.

Mallitarkasteluissa käytettiin kuutta erilaista metsänhoito-ohjelmaa (käsittelemätön vaihtoehto ja viisi erilaista harvennusohjelmaa, jotka ovat variaatioita nykyisestä harvennuskäytännöstä) ja kolmea eri ilmastoskenaariota (nykyilmasto ja kaksi muuttuvan ilmaston vaihtoehtoista skenaariota) seuraavan 100 vuoden ajalla. Samalla tutkittiin myös, miten puuston ikäluokkajakauma metsäaluetasolla (vertailussa vasemmalle ja oikealle vino, tasainen ja normaalisti jakautunut ikäluokkajakauma) vaikuttaa ainespuun tuotantoon ja hiilensidontaan sekä hiilensidonnan mahdollisiin kustannuksiin verrattuna nykyisten käytäntöjen mukaiseen metsien käsittelyyn. Näiden laskelmien lisäksi tutkittiin, millainen metsänkäsittely on järkevää muuttuvassa ilmastossa, kun metsiä pyritään samanaikaisesti hyödyntämään eri tarkoituksiin (ainespuunpuun tuotos, hiilensidonta ja lahopuun tuottaminen). Tutkimuksen lähtöaineistona käytettiin metsäsuunnitelmatietoa Keski-Suomessa sijaitsevalta metsäalueelta, jonka metsät olivat kuusi- ja mäntyvaltaisia.

Vähittäinen lämpötilan ja ilman hiilidioksidipitoisuuden kohoaminen 100 vuoden tarkastelujaksolla lisäsi sekä ainespuun tuotosta että metsien hiilensidontaa riippumatta käytetystä metsänhoito-ohjelmasta. Toisaalta, em. lisäys oli suurin pidettäessä metsien puustopääoma korkealla verrattuna nykyiseen käytäntöön. Jos metsiä ei harvennettu lainkaan kiertoajan kuluessa, vaan tehtiin pelkkä päätehakkuu (kun puusto saavutti riittävän uudistamisjäreyden tai iän), hiilensidonta oli suurimmillaan metsäekosysteemissä. Toisaalta tässä tapauksessa hakkuista saatavat tulot olivat pienimmät. Metsäalueen puuston ikäluokkajakauma vaikutti enemmän ainespuun tuotantoon kuin metsien hiilensidontaan. Metsien käytölle asetetut eri tavoitteet (ainespuunpuun tuotos, hiilensidonta ja lahopuun tuottaminen) ja niiden painotukset sekä muuttuva ilmasto vaikuttivat yhdessä metsänhoitoon metsäaluetasolla.

  • Garcia-Gonzalo, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti Jordi.garcia@joensuu.fi (email)
Stenvall Niina. (2006). Multiplication of hybrid aspen (Populus tremula L. x P. tremuloides Michx.) from cuttings. https://doi.org/10.14214/df.33

Paperiteollisuuden viime vuosien kiinnostus nopeakasvuisen hybridihaavan (Populus tremula L. x P. tremuloides Michx.) hienopaperin valmistukseen soveltuvaa puuainesta kohtaan on luonut tarpeen kotimaiselle haavan viljelyn lisäämiselle ja taimituotannon kehittelylle. Hybridihaapayksilöiden välillä on kuitenkin huomattavia eroja puuaineen ominaisuuksissa ja vain osa puista täyttää paperiteollisuuden laatuvaatimukset. Hybridihaapaa voidaan lisätä sekä suvullisesti (siemenet) että kasvullisesti (esim. pistokkaat), mutta vain kasvullisesti lisäämällä saadaan tuotettua täysin emonsa kaltaisia ja paperinvalmistuksen kriteerit täyttäviä taimia. Tutkimuksen tarkoituksena oli kehittää tehokas ja yksinkertainen kasvullinen pistokasmenetelmä, jonka avulla voidaan laajassa mittakaavassa tuottaa hybridihaavan taimia metsänviljelyyn. Erityisesti tutkittiin fysiologisia tekijöitä, jotka vaikuttavat pistokkaiden regeneraatiokykyyn, ja voidaanko näitä tekijöitä manipuloida erilaisilla käsittelyillä ja kasvatusolosuhteilla. Myös kloonien välisiä eroja pistokaslisäyksen tehokkuudessa tutkittiin. Tulosten mukaan taimien lisäyskerroin juuripistokasmenetelmällä on huomattavasti versopistokasmenetelmää korkeampi. Juuripistokasmenetelmällä kaksivuotiaasta kantataimesta saadaan kloonista riippuen tuotettua 81−207 tainta. Versopistokasmenetelmällä taimia saadaan yhdestä kantataimesta vain 1−8 tainta vuodessa. Käytännössä kaikki haavan juuriston osat soveltuvat pistokasmateriaaliksi. Suositeltavia ovat kuitenkin halkaisijaltaan alle yhden cm juuripistokkaat, sillä juurtumiskyky heikkeni pistokkaiden halkaisijan kasvaessa. Pohjalämmön käyttö juuripistokkaiden kasvatuksessa paransi versoontumista ja juurtumista sekä nopeutti versoontumista. Pistokkaiden versoontuminen valossa oli nopeampaa, mutta toisaalta ne juurtuivat paremmin pimeässä. Kloonien välinen vaihtelu oli huomattavaa. Vaikka hybridihaavan kloonivalintaan vaikuttavat pääasiassa kuituominaisuudet ja kasvunopeus, tehokas kasvullinen lisäyskyky on kuitenkin välttämätön ominaisuus. Kloonivalintaa kaupallista massalisäystä varten helpottaa se, että parhaiten versoontuneet kloonit myös juurtuivat tehokkaimmin. Laajan mittakaavan lisäykseen on tärkeää valita klooneja, joiden pistokastuotto on suuri. Taimien tuotantokustannusten suhteen on vielä tärkeämpää, että saaduilla pistokkailla on erinomainen regeneraatiokyky.

  • Niina, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry ORCID ID:Sähköposti niina.stenvall@metla.fi (email)
Elemer Briceño-Elizondo. (2006). Stand level analysis on the effects of management and climate change on the growth and timber yield with implications on carbon stocks in boreal forest ecosystem: a model based approach. https://doi.org/10.14214/df.24

Tutkimuksessa analysoitiin mallisimulointien perusteella, miten metsänhoito ja ilmastonmuutos vaikuttavat boreaalisen metsän kasvuun ja kehitykseen sekä sen kykyyn tuottaa ainespuuta ja sitoa hiiltä. Laskelmat koskivat mänty- (Pinus sylvestris), kuusi- (Picea abies) koivu- (Betula sp) metsiköitä sekä Etelä- että Pohjois-Suomessa. Laskelmissa käytettiin kahta erilaista ilmastonmuutosskenaariota sekä sovellettiin kahdeksaa erilaista harvennusohjelmaa. Harvennusohjelmien laadinnassa puuston pohjapinta-alaan ja valtapituuteen perustuvia harvennussuosituksia muunneltiin siten, että puuston keskimääräinen määrä kiertoajan yli vaihteli nykysuosituksiin verrattuna.

Laskelmat osoittivat, että harventamattomissa metsiköissä kasvu ja hiilensidonta olivat aina suurempia kuin harvennetuissa metsiköissä kasvupaikasta, puulajista ja ilmastoskenaariosta riippumatta. Toisaalta harvennusohjelmat, joissa puuston keskimääräinen määrä säilyi nykyisiä suosituksi korkeampana, tuottivat runsaammin ainespuuta ja sitoivat hiiltä kuin sovellettaessa nykyisiä suosituksia. Ilmastonmuutos lisäsi kasvua, ainespuun tuotosta ja hiilensidontaa, Pohjois-Suomessa suhteellisesti enemmän kuin Etelä-Suomessa puulajista riippumatta. Puuston määrän lisääminen harvennusmetsissä saattaa olla perusteltu vaihtoehto metsästä saatavan kokonaishyödyn lisäämiseksi yhdistäessä ainespuun tuotanto ja hiilensitominen toisiinsa. Samalla voidaan luoda otollisia olosuhteita metsien monimuotoisuuden suojelemiseksi.

  • Briceño-Elizondo, University of Joensuu, Faculty of Forestry ORCID ID:Sähköposti elemer.briceno@joensuu.fi (email)
Zeng Hongcheng. (2006). Influence of clear-cutting on the risk of wind damage at forest edges: A GIS-based integrated models approach. https://doi.org/10.14214/df.16

Tämän työn tavoitteena oli tutkia miten avohakkuut vaikuttavat metsäaluetasolla tuulisuuteen ja tuulituhojen esiintymisriskiin avohakkuualojen reunametsissä. Tätä varten GIS-ympäristöön integroitiin tuulikenttää, mekanistista tuulituhoriskiä ja metsän kasvua simuloivat mallit (osatyöt III-IV). Lisäksi käytettiin hyväksi heurestista optimointia pyrittäessä optimoimaan metsänkäsittelyä (uusien avohakkuualojen ajallinen ja spatiaalinen esiintyminen) metsäaluetasolla siten, että asetettujen hakkuutavoitteiden lisäksi pyrittiin samanaikaisesti ottamaan huomioon uusista hakkuista aiheutuva tuulituhoriski.

Integroitua mallinnusta hyväksi käyttäen tutkittiin Keski-Suomessa sijaitsevalla mallimetsäalueella lisäävätkö avohakkuut metsäaluetasolla tuulisuutta paikallisesti ja/tai keskimäärin (osatyö I) ja vaikuttaako nämä mahdolliset muutokset välittömästi hakkuiden jälkeen (osatyö II) ja/tai pidemmän ajan kuluessa tuulituhoriskeihin avohakkuualojen reunametsissä (osatyö III). Em. yhteydessä verrattiin nykyistä metsäaluetta siellä olevine aukkoineen (vaihtoehto I) tilanteisiin joissa toisessa oli hakattu aukoksi kaikki metsiköt jotka täyttivät nykyisin voimassa olevat metsänhoitosuositusten mukaiset uudistamiskriteerit (vaihtoehto II) ja toisessa oli hakattu kaikki yli 100 vuotta vanhat metsiköt vastaavasti (vaihtoehto III). Tuulituhoriskin arvioinnissa tarkasteltiin tuhoille alttiiden metsiköiden määrää, niiden pinta-alaa ja tuhoille alttiiden metsänreunojen kokonaispituutta erilaisilla tuulennopeuksilla ja niiden todennäköisyyksillä (osatyöt II-IV).

Työn tuloksena saatiin selville, että keskimääräinen tuulen nopeus ei merkittävästi muuttunut metsäaluetasolla, vaikka tehtiin huomattavankin intensiivistä aukkohakkuuta (osatyö I). Toisaalta paikallisesti tuulennopeus kasvoi, kuten odottaa saattoi. Lyhyellä tähtäimellä metsäaluetasolla tuulituhoriski (eli alttiiden metsiköiden määrä ja pinta-ala sekä alttiiden metsänreunojen pituus) jopa väheni (vaihtoehto II), kun intensiivisten aukkohakkuiden myötä hakattiin kaikki riskialttiimmat vanhat metsät. Toisaalta, kun hakattiin vain yli 100 vuotta vanhat uudistuskypsät metsiköt, tällöin uudet avohakkuut altistivat muita metsiköitä tuulituhoriskeille ja metsäaluetasolla riskit jopa lisääntyivät (vaihtoehto II). Tarkasteltaessa tuulituhoriskiä pidemmällä aikajänteellä eli 20 vuoden kuluessa em. hakkuista, III. vaihtoehdossa oli keskimäärin vain 7 % vähemmän alttiita metsänreunoja verrattuna II. Vaihtoehtoon (jossa kerralla hakatun puuston määrä oli huomattavasti suurempi).

Jos tavoitteena oli ylläpitää säännöllistä ja tietyn suuruista puun myyntiä (esim. 10 vuoden välein), tämä vaikutti aukkohakkuiden ajalliseen vaihteluun ja spatiaaliseen sijoittumiseen 30 vuoden tarkastelujaksolla sekä rajoitti mahdollisuutta minimoida tuulituhoriskejä metsäalueella (osatyö IV). Toisaalta tuulituhoriskiä voitiin vähentää metsäaluetasolla avohakkuiden järkevällä keskittämisellä ja välttämällä niiden sijoittamista sellaisten varttuneiden metsiköiden naapureiksi, joiden tuhoriski olisi suuri.

Kaiken kaikkiaan tässä tutkimuksessa esitetty integroitu tuulituhoriskin mallintamislähestymistapa voi auttaa metsänhoidossa ja metsäsuunnittelussa ottamaan huomioon nykyistä paremmin metsänkäsittelyn vaikutukset tuulituhoriskeihin sekä lyhyellä että pidemmällä aikajänteellä ja sekä paikallisesti että metsäaluetasolla.

  • Hongcheng, University of Joensuu, Faculty of Forestry ORCID ID:Sähköposti hongcheng.zeng@joensuu.fi (email)

Rekisteröidy käyttäjäksi
Paina tätä linkkiä Metsätieteen aikakauskirjan käsikirjoituksen tarjoamis- ja seurantajärjestelmään (OJS) kirjautumiseen.
Kirjaudu sisään
Jos olet kirjautunut käyttäjäksi, kirjaudu sisään tallentaaksesi valitsemasi artikkelit myöhempää käyttöä varten.
Ilmoitukset päivityksistä
Kirjautumalla saat tiedotteet uudesta julkaisusta.


Valitsemasi artikkelit