Dissertationes Forestales 2010

Petra Straková. (2010). Carbon dynamics in peatlands under changing hydrology: Effects of water level drawdown on litter quality, microbial enzyme activities and litter decomposition rates. https://doi.org/10.14214/df.112

Vedenpinnan alenemisen vaikutukset karikkeen laatuun, mikrobiaktiivisuuteen ja hajoamisnopeuteen boreaalisilla soilla

Luonnontilaiset suot ovat hiiltä sitovia ekosysteemejä. Niissä maaperän märkyydestä johtuva hapen niukkuus hidastaa orgaanisen aineen hajotusta. Ilmaston tai maankäytön muutos voi aiheuttaa suon pitkäkestoisen kuivumisen. Se vaikuttaa sekä suorasti että epäsuorasti hajotukseen ja sitä kautta hiilen kiertoon ja hiilitaseeseen. Merkittävin suora vaikutus on maaperän hapekkuuden lisääntyminen, mikä nopeuttaa hajotusta. Epäsuorasti kuivuminen vaikuttaa muuttamalla suon kasviyhteisöä: tyypillisten suokasvien, kuten rahkasammalten ja sarojen, biomassa, tuotos ja karikesyöte vähenevät, kun taas varpujen ja puiden lisääntyvät. Kasviyhteisössä ja sen karikesyötteessä tapahtuvilla muutoksilla voi olla suurempi vaikutus hiilen kiertoon kuin vedenpinnan alenemisella sinänsä. Näiden muutosten suuntaa ja merkitystä koko ekosysteemin hiilitaseelle ei kuitenkaan vielä tunneta riittävästi.

Tässä työssä tarkasteltiin vedenpinnan tason vaikutusta suohon tulevan karikkeen määrään, kemiallisiin ominaisuuksiin, mikrobiaktiivisuuteen ja hajoamisnopeuteen, ja näiden lopputulemana tapahtuvaan uuden orgaanisen aineen kertymään. Kuivumisen suorien ja epäsuorien vaikutusten merkitystä arvioitiin vertailemalla ympäristötekijöiden (vedenpinnan taso sekä maan lämpötila ja kemialliset ominaisuudet) ja kasvillisuuden koostumuksen selitysvoimaa. Tätä tietoa tarvitaan, kun mallinnetaan soiden hiilen kiertoa muuttuvissa olosuhteissa. Lyhyt- (muutamia vuosia) ja pitkäkestoisen (muutamia vuosikymmeniä) kuivumisen vaikutuksia tutkittiin kolmella eri ravinteisuustasolla. Ilmaston vaikutusta arvioitiin lisäksi vertailemalla Pohjois- ja Etelä-Suomessa sekä Virossa sijaitsevia koealoja. Karikkeen kemiallisen koostumuksen ja hajotettavuuden arviointiin kokeiltiin perinteisten uuttomenetelmien ja regressiomallien lisäksi nopeaa ja edullista infrapunaspektroskopiaa ja monimuuttuja-analyysiä.

Vedenpinnan aleneminen vaikutti kasvilajitasolla karikkeen laatuun, kariketta hajottavaan mikrobiyhteisöön ja karikkeen hajoamisnopeuteen. Nämä kuivumisen suorat vaikutukset olivat kuitenkin vähäisiä verrattuina karikkeen määrän ja koostumuksen muutosten epäsuoriin vaikutuksiin. Lyhytkestoisen kuivumisen vaikutukset tutkittuihin tunnuksiin olivat kaikkinensa melko vähäisiä. Pitkäkestoisen kuivumisen aikana karikesyöte kasvoi merkittävästi. Se johti orgaanisen aineen kertymän lisääntymiseen, vaikka hajotus samalla nopeutui. Kertyvän aineen laatu myös poikkesi selvästi luonnontilaisten soiden kertymän laadusta. Vaste vedenpinnan alenemiseen sekä nopeutui että voimistui suon ravinteisuustason noustessa.

Tulokset osoittavat, että metsäojituksesta ja ilmaston kuivumisesta aiheutuvat muutokset soiden kasviyhteisöissä vaikuttavat oleellisesti hiilen kiertoon. Siksi kasvillisuusmuutokset on sisällytettävä malleihin, joilla arvioidaan hiilivirtojen vasteita muuttuviin olosuhteisiin. Muutokset on myös huomioitava riittävän pitkällä aikajänteellä. Työssä esitetään karikkeen kemiallisiin ominaisuuksiin ja hajoamisnopeuteen perustuvat soille tyypillisten kasvien toiminnalliset ryhmät, joita malleissa voidaan hyödyntää. Lisäksi työ osoittaa kuivumisen alentavan maan lämpötilaa huomattavasti, mitä malleissa ei ole otettu huomioon.

  • Straková, University of Helsinki, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti strakova@helsinki.fi (email)
Terhi Wermundsen. (2010). Bat habitat requirements – implications for land use planning. https://doi.org/10.14214/df.111

Lepakoiden talvehtimis- ja saalistushabitaatit – suosituksia maankäytön suunnitteluun

Lepakot ovat tiukasti suojeltuja koko Euroopan Unionin alueella. Lepakoiden lisääntymis- ja levähdyspaikkojen lisäksi myös niiden ruokailualueet tulee kartoittaa ja säästää. Selvityksiä tarvitaan hankkeita ja alueidenkäytön suunnittelua koskevassa päätöksenteossa. Lepakkolajeilla on erilaiset vaatimukset elinilojen suhteen, joten päätöksentekoa varten on tärkeää saada lajikohtaista tietoa. Väitöstyössä on tutkittu lepakoiden kesäisiä saalistuspaikkoja ja talvisia horrospaikkoja. Lepakoiden talvehtimista tutkittiin Virossa ja Suomessa. Molemmissa maissa pohjanlepakko ja korvayökkö horrostivat kylmemmissä ja kuivemmissa paikoissa kuin muut lajit, kun taas vesisiippa ja isoviiksi-/viiksisiippa talvehtivat lämpimämmissä ja kosteammissa oloissa. Virossa lampisiippa horrosti lämpimämmissä ja kosteammissa oloissa ja ripsisiippa kylmemmissä ja kuivemmissa oloissa kuin muut lajit.

Talvehtimispaikat olivat kylmimmillään keskitalvella ja lämpenivät kevättä kohti mentäessä. Lepakot näyttivät aktiivisesti siirtyvän talvehtimaan yhä kylmempiin olosuhteisiin. Todennäköisesti talvehtimiskauden alussa lepakot horrostavat lämpimissä olosuhteissa välttääkseen horrostamisen negatiivisia vaikutuksia. Kevättä kohti mentäessä vararavinto hupenee, jolloin niiden on siirryttävä horrostamaan kylmempiin paikkoihin pienentääkseen energiankulutustaan.

Lepakoiden saalistamisalueita tutkittiin Etelä- ja Pohjois-Suomessa. Pohjanlepakko saalisti monenlaisissa ympäristöissä. Vesisiippa saalisti vesien pinnalla. Isoviiksi-/viiksisiipat saalistivat metsissä. Korvayökkö saalisti pääasiassa puustoisilla alueilla. Pohjois-Suomessa vesisiippa saalisti tyypillisesti joilla ja yleensä samoissa paikoissa pohjanlepakon kanssa.

Vesisiippa ja isoviiksi-/viiksisiippa saalistivat hämyisissä paikoissa ja karttoivat valoa. Niiden ruokailualueita ei siten tule valaista. Suomen talvehtimispaikoissa on yleensä vain vähän lepakoita, joten kaikki talvehtimispaikat ovat arvokkaita. Lepakot talvehtivat mielellään luonnon kiven päällä tai sen koloissa, joten maankäytön suunnittelua varten luonnonkiviset maanalaiset tilat tulee kartoittaa. Todennäköisesti lepakot talvehtivat myös kallioiden syvissä halkeamissa ja koloissa. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että tehokkaan kartoituksen ajankohdat voivat vaihdella lajeittain ja lajin sisällä eteläisen ja pohjoisen Suomen välillä.

  • Wermundsen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti terhi.wermundsen@aalto.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)
Eeva Primmer. (2010). Integrating biodiversity conservation into forestry: an empirical analysis of institutional adaptation. https://doi.org/10.14214/df.109

Luonnon monimuotoisuuden turvaaminen osaksi metsätaloutta – institutionaalisen sopeutumisen empiirinen tarkastelu

Yksityismetsien hoidon ja monimuotoisuuden turvaamisen yhdistäminen vaatii muutoksia metsien käsittelystä vastaavien julkisen ja yksityisen sektorin organisaatioiden toimintaan. Näiden organisaatioiden ja ammattilaisten institutionaalisen sopeutumisen ymmärtäminen edellyttää kahta tarkastelukulmaa. Politiikan toimeenpanonäkökulmaa on perinteisesti sovellettu arvioitaessa hallinnon hierarkkisten järjestelmien tavoitteiden tai ohjelmien toteutusta, kun taas organisaatioiden sopeutumisnäkökulmaa on tyypillisesti hyödynnetty kaupallisten yritysten muutospaineiden ja strategisten valintojen tarkastelussa. Metsäluonnon monimuotoisuuden turvaamisen haaste kanavoituu kuitenkin yksityismetsätalouden toimijoille sekä politiikkana, joka asettaa velvoitteita, että markkinoilla ja yhteiskunnassa esiintyvänä kysyntänä. Keskeisiä toimijoita monimuotoisuuden turvaamisessa ovat julkishallinnon organisaatiot, puuta ostavat yritykset ja metsätalouspalveluita tarjoavat yhdistykset ja yrittäjät. Politiikan toimeenpanon ja organisaatioiden sopeutumisen tarkastelutapojen yhdistäminen mahdollistaa koko organisaatiokentän tarkastelun tuoreella tavalla.

Tämä väitöskirja tarkastelee institutionaalista sopeutumista luonnon monimuotoisuuden eli biodiversiteetin turvaamishaasteeseen yksityismetsätalouden organisaatiokentässä. Työssä on tarkasteltu organisaatioiden osaamisjärjestelmiä ja erikoistumista, organisaatioverkostoja ja metsäammattilaisten päätöksentekoa. Määrällisten ja laadullisten analyysien aineistona on käytetty yksityismetsätalouden julkisten ja yksityisten organisaatioiden sekä yhdistysten haastattelu- ja kyselyaineistoja.

Tutkimuksen mukaan toimijat noudattivat enemmän politiikan toimeenpanon kuin organisaatioiden sopeutumisen logiikkaa. Biodiversiteetin turvaaminen oli standardoitua ja organisaatiot toimivat hyvin yhdenmukaisesti. Metsäammattilaiset katsoivat ohjeistetun ja vakiintuneen toiminnan kuuluvan päätäntävaltaansa. Heidän elinympäristöjen rajaamisaikomuksiinsa vaikuttivat erityisesti muiden metsäammattilaisten näkemykset rajaamisesta sekä omat asenteet ja aikaisemmat rajaamispäätökset. Organisaatiot olivat tunnistaneet luonnon monimuotoisuuden turvaamisen kysynnän, mutta luontoasiat oli sisällytetty metsätaloustoimenpiteisiin ja metsänhoitoon niin kiinteästi, että biodiversiteetin turvaamisen voidaan sanoa sulautuneen muuhun metsänhoitoon. Organisaatioiden biodiversiteetin turvaamisen osaamisjärjestelmät olivat hyvin samankaltaisia. Käytännön metsätalouden verkosto, johon kuuluivat puukaupan osapuolet ja korjuu-urakoitsijat oli tarkastelluista osaamisjärjestelmistä ainoa, joka säännönmukaisesti vaikutti myönteisesti arvokkaiden elinympäristöjen rajaamiseen metsätaloustoimenpiteiden yhteydessä. Monimuotoisuustietoa vaihdettiin metsäalan toimijoiden kesken sekä käytännön verkostoissa että politiikan suunnitteluverkostoissa. Hankeverkostoissa tiedonvaihtoa tapahtui myös muiden toimijoiden kanssa.

Tutkimuksen tulokset osoittavat, että perinteet, tavat ja metsäammattilaisten jakamat normit sekä organisaatioiden taipumus yhdenmukaisiin toimintatapoihin ohjaavat sitä, miten yksityismetsätalouden organisaatiot vastaavat biodiversiteetin turvaamisen haasteeseen. Havaitun jähmeyden ymmärtämiseksi on välttämätöntä kiinnittää huomiota instituutioihin.

  • Primmer, University of Helsinki, Department of Forest Science ORCID ID:Sähköposti eeva.primmer@ymparisto.fi (email)
Mikko Havimo. (2010). Variation in tracheid cross-sectional dimensions and wood viscoelasticity – extent and control methods. https://doi.org/10.14214/df.108

Trakeidien poikkileikkausdimensioiden ja puun viskoelastisuuden vaihtelu – laajuus ja kontroillointimenetelmät

Painopaperit ovat Suomen metsäteollisuuden päätuote. Tässä työssä tutkitaan painopapereiden ominaisuuksien ja taloudellisuuden parantamista trakeidien poikkileikkausdimensioita ja puun viskoelastisuutta kontrolloimalla. Kontrolloinnilla tarkoitetaan mitä tahansa prosessia tai menetelmää puuraaka-aineen jakamiseksi luokkiin, joiden ominaisuuksissa on merkittäviä eroja ja pieni sisäinen vaihtelu.

Trakeidien poikkileikkausdimensioita, eli soluseinämän paksuutta sekä säteen ja tangentin suuntaisia läpimittoja, voidaan kontrolloida esimerkiksi lajittelemalla raaka-ainetta kuitupuuhun ja sahanhakkeeseen. Vastaavaa kontrollointia voidaan tehdä myös lajittelemalla tukkeja puun kokoluokan mukaan tai erottelemalla kuituja sellun keiton jälkeen. Näitä menetelmiä tutkittiin tässä työssä simulaatioiden avulla, jotka perustuivat mitattuihin trakeidien poikkileikkausdimensioihin. Mittaukset tehtiin viidestä kuusesta (Picea abies) ja viidestä männystä (Pinus sylvestris) SilviScan laitteella.

Simulaatioiden mukaan sahanhakkeen ja latvakuitupuun poikkileikkausdimensiot ovat melko samanlaiset. Kuusen ja männyn poikkileikkausdimensiot ovat keskimäärin samanlaiset, mutta dimensioiden jakaumat poikkeavat hieman toisistaan. Käytännön kannalta jakaumien eroilla ei ole suurta merkitystä. Trakeidien dimensioita voidaan kontrolloida tehokkaimmin menetelmillä, jotka erottelevat kuidut kevätpuuhun ja kesäpuuhun. Tukkien lajittelu tai tukin jakaminen nuorpuuhun ja aikuispuuhun olivat simulaatioiden mukaan huomattavasti tehottomampia menetelmiä.

Puun viskoelastisuus vaikuttaa energiankulutukseen mekaanisessa massanvalmistuksessa, joten tavoiteltaessa massanvalmistuksen energiankulutuksen alentamista se on lupaava kontrolloitava suure. Viskoelastisuuden käyttöä kontrolloinnissa tutkittiin kirjallisuuskatsauksen avulla. Tutkimus osoittaa puuaineen viskoelastisissa ominaisuuksissa olevan laajaa vaihtelua puulajin sisällä, mutta valitettavasti sellaisten merkittävien raaka-aineluokkien kuten latvakuitupuun ja sahanhakkeen viskoelastisia ominaisuuksia ei tunneta. Puun viskoelastiset ominaisuudet riippuvat pääasiassa ligniinistä, mutta siihen vaikuttavat myös mikrofibrillikulma, selluloosakiteiden leveys ja trakeidien poikkileikkausdimensiot.

  • Havimo, Helsingin yliopisto, Metsätieteiden laitos ORCID ID:Sähköposti mikko.havimo@helsinki.fi (email)
Kristiina Karhu. (2010). Temperature sensitivity of soil organic matter decomposition in boreal soils. https://doi.org/10.14214/df.107

Tässä väitöskirjassa erilaisten maaperän orgaanisen aineen fraktioiden hajotuksen lämpötilaherkkyyttä tutkittiin laboratorioinkuboinneilla, joissa eri-ikäisen orgaanisen aineen hajotuksesta peräisin oleva hiilidioksidi (CO2) eroteltiin käyttäen 13C ja 14C isotooppeja. Eri ilmasto-olosuhteissa syntyneen orgaanisen aineen laatua, sen hajotuksen lämpötilaherkkyyttä ja hajotuksesta vastaavan mikrobiyhteisön rakennetta ja toimintaa tutkittiin vertaamalla toisiinsa maanäytteitä Etelä- ja Pohjois-Suomesta. Metsämaan orgaanista kerrosta siirrettiin pohjoisesta etelään, tarkoituksena mallintaa sitä, miten lämpenevä ilmasto muuttaa pinta-kasvillisuutta, maaperän mikrobistoa ja orgaanisen aineen hajotuksen lämpötilaherkkyyttä.

Kaikkein nuorin, ja helpoimmin hajoava hiili ei ollut juurikaan lämpötilaherkkää, mikä kertoo siitä, että mikrobit pystyivät hyödyntämään sitä lämpötilasta riippumatta. Keskipitkällä aikavälillä, muutamien vuosien – vuosikymmenten aikaskaalassa kiertävän hiilen hajotus kasvoi voimakkaasti lämpötilaa nostettaessa. Satoja vuosia vanhan hiilen hajoaminen oli taas vähemmän herkkää lämpötilalle, mikä indikoi, että jokin stabiloitumismekanismi rajoitti sen hajotusta myös korkeammissa lämpötiloissa. Merkittävä osa boreaalisten metsien pintakerrosten hiilestä on keskipitkällä aikavälillä hajoavaa, hyvin lämpötilaherkkää ainesta, mistä johtuen näistä maista voi ilmaston lämpenemisen seurauksena seuraavien vuosien ja vuosikymmenten aikana vapautua ilmakehään enemmän hiiltä, kuin on aikaisemmin arvioitu. Tulokset eivät myöskään tue hypoteesia, jonka mukaan orgaanisen aineksen hajotuksen kiihtyminen lämpötilan seurauksena olisi nopeasti ohimenevää, koska mikrobit tottuisivat korkeampaan lämpötilaan. Hajotuksen lämpötilaherkkyys oli samanlaista orgaanisen kerroksen näytteille, jotka olivat peräisin Etelä- ja Pohjois-Suomesta, eikä pohjoisten maiden siirto etelään muuttanut CO2 -tuoton lämpötilaherkkyyttä.

Boreaalisten metsämaiden hiilivarasto on enemmän uhattuna ilmastonmuutoksen vuoksi lämpimämpien ilmastojen maaperään verrattuna myös siksi, että hajotuksen lämpötilaherkkyyttä kuvaava Q10 arvo (kuinka moninkertaiseksi hajotus kasvaa, kun lämpötilaa nostetaan 10 astetta) pienenee lämpötilan kasvaessa. Eli hajotuksen lämpötilaherkkyys itsessäänkin riippuu lämpötilavälistä, jolla sitä mitataan. Koska pohjoisissa maissa lämpeneminen tapahtuu alhaisella lämpötilavälillä, jossa Q10 on suurempi, sama lämpötilan nousu asteissa kiihdyttää orgaanisen aineksen hajotusta suhteellisesti enemmän. Eroja lämpötilaherkkyyden muodossa (lämpötilasta riippuvan Q10 käyrän jyrkkyydessä) oli myös metsämaan eri kerrosten välillä. Alhaisissa lämpötiloissa Q10 kasvoi orgaanisen aineksen laadun huonotessa ja korkeammissa lämpötiloissa helposti hajotettavan substraatin saatavuus alkoi enenevässä määrin rajoittaa CO2-tuottoa.

  • Karhu, Helsingin yliopisto, Metsätieteiden laitos ORCID ID:Sähköposti kristiina.karhu@helsinki.fi (email)
Olga Tyukina. (2010). Development of management and cost accounting of wood harvesting in the Republic of Karelia. https://doi.org/10.14214/df.106

Puunkorjuun johtamisen ja kustannuslaskennan kehittyminen Karjalan Tasavallassa

Neuvostoliiton aikana Karjalan Autonomisessa Sosialistisessa Neuvostotasavallassa puunkorjuu oli keskittynyt valtion omistamille puunkorjuuyrityksille, lespromkhozeille, joiden puunkorjuutyöt perustuivat vähitellen lähes täysin mekanisoituun kokorunkomenetelmään. Yritysten johtaminen oli Neuvostoliiton suunnitelmatalouden kaudella myös täysin keskitettyä, ja puun hankintamäärät ja sen hinnat määriteltiin Metsätalouden ja metsäteollisuuden ministeriössä. Kustannukset laskettiin ministeriön sisäisesti sovittujen standardikustannuslaskennan menetelmien mukaisesti.

Neuvostoajan suunnitelmatalouden päätyttyä, markkinatalouteen siirtymisen aikana 1990-luvun alkupuolella suurin osa Karjalan puunhankintayrityksistä ajautui taloudelliseen kriisiin. Pääsyinä olivat puunkorjuun kustannusten ja muiden markkinoista johtuvien kustannustekijöiden kasvu. Lisäksi vanha teknologia sekä kehittymätön infrastruktuuri vaikuttivat kannattavuuteen alentavasti. Neuvostoliiton aikaisten valtion omistamien puunkorjuuyrityksien omistusmuoto vaihtui osakeyhtiöiksi ja myös monia pieniä korjuuyrityksiä perustettiin. Tutkimus kuvaa ja analysoi sekä puunkorjuun johtamisjärjestelmän muutoksia Karjalan tasavallassa että kustannuslaskennan teorian ja käytännön kehitystä Neuvostoliiton ja Venäjän Federaation puunkorjuussa poikkeuksellisen tuntuvan taloudellisen ja sosiaalisen transformaation olosuhteissa.

Nykyään Venäjällä, ja erityisesti Luoteis-Venäjällä sekä kokorunkomenetelmä että tavaralajimenetelmä ovat yleisessä käytössä. Karjalan Tasavallassa viimeisen 10-15 vuoden aikana pohjoismainen tavaralajimenetelmä on vallannut kasvavan osan puunkorjuussa. Vaikka myös kokorunkomenetelmää on jonkin verran uudistettu, perinteiset koneet ja menetelmät ovat edelleen vallitsevat. Tutkimuksessa on tehty kustannuslaskelmia kumpaankin menetelmään perustuville puunkorjuuketjuille hakkuutyömailta puuta käyttäville tehtaille tai vientiin saakka. Kaikki korjuuoperaatiot metsässä, kuljetuksessa ja puunkäsittelyterminaaleissa on jaettu keskeisiin toimintoihin logistisessa ketjussa. Puunkorjuun kustannuslaskelmat molemmissa puunkorjuumenetelmissä pohjautuvat edelleen muutamiin vaihtoehtoisiin työvaiheisiin sisältäen venäläisen tai pohjoismaisen koneiden ohella myös manuaalisia työvaiheita.

Kustannuslaskennan teorian kannalta tutkimus perustuu omakustannushinnan laskentaan. Suunnitelmatalouden ja nykyisen venäläisen omakustannuslaskennan ja pohjoismaissa sovelletun puunkorjuun kustannuslaskennan menetelmien eroja ja yhtäläisyyksiä on kuvattu, analysoitu, ja verrattu keskenään. Yhtäläisyyksiä esiintyy molempien menetelmien kustannuskategorioissa sekä jaossa kiinteisiin ja muuttuviin kustannuksiin. Yhtenä peruserona on korjuukoneen vaihtoarvon laskeminen, jolla on tärkeä merkitys pohjoismaisessa konekustannuslaskennassa, mutta jota venäläisessä menetelmässä ei ole sovellettu.

Vuosille 2000-2005 laaditut kustannuslaskentamallit osoittavat kokorunko- ja tavaralajimenetelmien puunhankintakustannusten kasvaneen Karjalan Tasavallassa reaalisesti 2.5-kertaisiksi. Puunkorjuukustannukset riippuvat paitsi puunhakkuumenetelmistä myös paljon raakapuun kuljetusetäisyyksistä. Vuonna 2005 tavaralajimenetelmän yksikkökustannuksiksi laskettiin 11-35 €/m3 ja vastaavasti kokorunkomenetelmälle 13-42 €/m3. Näyttääkin siltä, että skandinaaviseen teknologiaan perustuvan tavaralajimenetelmän lisääntynyt käyttö on monessa tapauksessa yhtä paljon kuin kustannuslaskelmista ollut seurausta puunkorjuun uusista organisaatio- ja johtamismalleista.

  • Tyukina, Itä-Suomen yliopisto, Metsätieteiden osasto ORCID ID:Sähköposti olga.tyukina@uef.fi (email)
Saila Varis. (2010). The role of pollen in the changing environmental conditions of Scots pine. https://doi.org/10.14214/df.105

Siitepölyn rooli männyn sopeutumisessa muuttuviin olosuhteisiin

Tuulipölytteisen männyn sopeutumista ilmaston lämpenemiseen voivat helpottaa jo valmiiksi tuleviin olosuhteisiin sopeutuneista populaatioista siitepölyn mukana kulkeutuvat geenit. Edellytyksenä tälläisen geenivirran syntymiseen on siitepölyn kaukokulkeutuminen, sekä kaukokulkeutuneen siitepölyn hyvä kilpailukyky paikallista siitepölyä vastaan. Myös siitepölyn kaukokulkeutumisen ja kohdepaikan emikukinnan on osuttava samaan aikaan.

Siitepölyn kaukokulkeutumisen mahdollisuutta ja ajoitusta emikukinnan suhteen tutkimme tarkkailemalla kukintaa, mittaamalla siitepölymääriä ilmassa ja testaamalla ilmasta kerätyn siitepölyn itävyyskykyä Korpilahdella, Rovaniemellä ja Kevolla vuosina 1997-2000. Ennen paikallista hedekukintaa ilmassa olevan itämiskykyisen männyn siitepölyn määrä oli 2.3% kaikesta ilmasta kerätystä männyn siitepölystä ja emikukinnoista 7,5% oli avoinna. On mahdollista että erityisesti ensimmäisinä aukeavat männyn emikukat pölyttyvät useiden satojen kilometrien päästä lähtöisin olevalla siitepölyllä.

Eteläisen ja pohjoisen siitepölyn kilpailukykyä tutkimme kilpailuristeytysten ja molekyylibiologisten isyystestausten avulla. Kahdessa eri tutkimuksessa eteläiset siitepölyt hedelmöittivät 76% ja 48% tutkituista siemenistä.

Ensimmäisenä kukkaan saapuneen siitepölyhiukkasen mahdollisesti saamaa kilpailuetua tutkimme pölyttämällä emikukkia ensin eteläisellä siitepölyllä ja kahden tunnin kuluttua pohjoisella pölyllä, ja päinvastoin. Pohjoiset siitepölyt saivat etumatkasta huomattavan kilpailuedun, kun taas eteläinen pöly ei siitä hyötynyt. Kun pölytys tehtiin eteläisen ja pohjoisen pölyn sekoituksella, pohjoisen saama kilpailuetu katosi.

Siitepölyjen kemiallisen vuorovaikutuksen mahdollisuutta selvitimme idättämällä eri siitepölyerät nesteitä läpäisevän kalvon eri puolilla. Havaitsimme sekä positiivista että negatiivista vuorovaikutusta: eteläiset siitepölyt itivät kilpailutilanteessa paremmin ja pohjoiset huonommin kuin kontrolli-idätyksissä.

Itämisaikaisen lämpötilan vaikutusta siitepölyn itämiseen ja siitepölyputken kasvuun tutkittiin idättämällä siitepölyeriä + 15ºC ja + 20ºC lämpötiloissa kasvatusliuoksessa. Siitepölyjen itävyys ja siitepölyputken kasvu oli nopeampaa + 20ºC:ssa kuin + 15ºC:ssa, pohjoiset siitepölyt hyötyivät korkeammasta lämpötilasta enemmän kuin eteläiset pölyt.

Siitepölyn kaukokulkeutuminen ja eteläisen pölyn kilpailukykyisyys mahdollistavat geenivirtauksen männyllä. Lämpötilan nousu ja kaukokulkeutumisen ajoitus voivat kuitenkin vaikuttaa siitepölykilpailuun ja sitä kautta geenivirran määrään.

  • Varis, Helsingin yliopisto, Metsätieteiden laitos ORCID ID:Sähköposti saila.varis@metla.fi (email)
Jari Vauhkonen. (2010). Estimating single-tree attributes by airborne laser scanning: methods based on computational geometry of the 3-D point data. https://doi.org/10.14214/df.104

Puutunnusten estimointi ilmalaserkeilauksella: kolmiulotteisen pisteaineiston laskennalliseen geometriaan perustuvia menetelmiä

Ilmasta suoritettavasta laserkeilauksesta on 2000-luvulla tullut hyvin yleinen metsäinventoinnin tietolähde. Aiempia laserkeilausaineistojen yksinpuintulkintatarkkuuksia ovat heikentäneet virheet löydettyjen puiden määrässä ja epätarkkuudet sekä puulajitulkinnassa että rungon tunnusten allometrisessa estimoinnissa. Tässä työssä tarkasteltiin puiden latvusten rekonstruointia pisteaineistojen laskennalliseen geometriaan perustuvilla menetelmillä sekä tekniikoita varsinaisten puutunnusten johtamiseksi latvusrakenteista.

Erilaiset pisteaineistojen kolmiulotteisiin alfa-muotoihin (engl. alpha shape) perustuvat tilavuus-, kompleksisuus- ja pinta-alamuuttujat osoittautuivat hyödyllisiksi puulajien välisten allometristen erojen kuvaamiseen, mutta lopullisten puutunnusten tarkkuuksien kannalta alfa-muotoihin perustuviin muuttujiin kannatti yhdistää korkeus- ja intensiteettijakaumista johdettua tietoa. Lähimmän naapurin estimointimenetelmien havaittiin käyttävän selittäviä muuttujia parhaiten hyödyksi. Lisäksi ko. menetelmillä voitiin ennustaa kaikki kiinnostuksen kohteena olevat puutunnukset samanaikaisesti ja siten välttää virheiden vaikutuksia korostava estimointiketju. Erityisesti Random Forest-menetelmä kykeni sisällyttämään estimointivaiheeseen kaikki lasketut selittävät muuttujat ilman että niiden lukumäärää olisi tarvinnut erikseen vähentää. Valta- ja välilatvuskerroksessa sijainneiden puiden puulajin luokittaminen männyiksi, kuusiksi ja lehtipuiksi onnistui 78% tarkkuudella ja rinnankorkeusläpimitan, puun pituuden sekä runkotilavuuden estimaattien keskineliövirheet (RMSE) olivat 13%, 3% ja 31%, kun tulosta arvioitiin erillisessä validointiaineistossa.

Vähemmän kontrolloituna puiden tulkinta ja puutunnusten estimointi tuotti metsikkötasolla tarkasteltuna epäluotettavia puustotunnusten estimaatteja. Tarkkuutta vähensivät virheet puiden rajauksessa sekä epätarkkuudet yksittäisten puiden tunnusten estimaateissa varsinkin puulajin osalta. Tarve maastoreferenssiaineistoille sekä mahdollinen laseraineiston ulkopuolisen tiedon tarve molemmat rajoittavat kehitetyn menetelmän käytettävyyttä. Toisaalta tutkimuksessa tuotettiin pelkän laseraineiston (tiheys 4 pulssia / m2) pohjalta estimaatteja latvusrajan korkeudelle 20-30% tarkkuudella RMSE:llä mitattuna. Ko. tunnus on tärkeä nimenomaan tukkikokoisten mäntyjen ulkoista laatua kuvaava tunnus. Tulosten perusteella puutason tulkinta kannattaa kohdistaa nimenomaan päälatvuskerrokseen kohdistuviin tarkkoihin mittauksiin, jolloin käytännön inventointijärjestelmässä yksinpuintulkinnalla saatavia hyötyjä tulisi tarkastella suhteessa vaihtoehtoisiin menetelmiin sekä niiden kustannuksiin.

  • Vauhkonen, Itä-Suomen yliopisto, Metsätieteiden osasto ORCID ID:Sähköposti jari.vauhkonen@uef.fi (email)
Tianjin Cao. (2010). Silvicultural decisions based on simulation-optimization systems. https://doi.org/10.14214/df.103

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.

  • Cao, Helsingin yliopisto, Metsätieteiden laitos ORCID ID:Sähköposti tianjian.cao@helsinki.fi (email)
María Pasalodos-Tato. (2010). Optimising forest stand management in Galicia, north-western Spain. https://doi.org/10.14214/df.102

Metsikön käsittelyn optimointi Galiciassa, Luoteis-Espanjassa

Väitöskirjatutkimuksen tavoitteena on kehittää ohjeet Galician mäntymetsien optimaaliselle käsittelylle, kun maksimoidaan taloudellista kannattavuutta. Galiciassa metsien kasvu on hyvä, ja alueen tärkeimmät havupuut ovat Pinus pinaster, Pinus radiata ja Pinus sylvestris. Metsien hoidon suunnittelussa ei ole tähän saakka juuri käytetty analyyttisiä menetelmiä. Väitöskirjatutkimuksen päätavoite oli kehittää työvälineitä, joiden avulla männiköiden käsittelyn suunnittelu on helppoa ja joiden käyttö parantaa metsätalouden kannattavuutta.

Kasvumalleja ja optimointialgoritmia apuna käyttäen kehitettiin mallit männiköiden optimaaliselle käsittelylle. Koska optimikäsittely riippuu mm. puun hinnasta ja korkokannasta, näitä käytettiin mallien selittävinä muuttujina (tutkimukset I-III) yhdessä kasvupaikan pituusboniteetin ja istutustiheyden kanssa. Galician mäntymetsien suurin uhka ovat metsäpalot, joiden aiheuttama riski hankaloittaa sekä metsien hoitoa että taloudellisia analyysejä. Galiciassa metsäpaloriski on niin merkittävä tekijä, että se on sisällytettävä niihin analyyseihin, joiden perusteella metsänkäsittelyohjeet laaditaan. Väitöskirjatyön osatutkimuksessa II riski otettiin huomioon eksogeenisena tekijänä ja osatutkimuksissa III ja IV riski oli endogeeninen. Se, millaiseksi riski oletetaan (eksogeeninen vs. endogeeninen), vaikuttaa optimointituloksiin ja niistä tehtyihin päätelmiin. Osatutkimuksessa IV analysointiin metsälaidunnusta yhdessä puuntuotannon kanssa. Metsäpaloriski otettiin näissäkin analyyseissä huomioon.

Kaikkien osatutkimusten mukaan optimaalinen metsän käsittely riippuu puun hinnasta, korkokannasta ja metsäpaloriskistä. Suureneva korkokanta tai paloriski lyhentää optimikiertoaikaa. Työssä kehitetyt mallit ovat joustavia ja kaikkiin tilanteisiin sopeutuvia, sillä ne ottavat puulajin ja kasvupaikan lisäksi huomioon mm. puun hinnan, korkokannan ja metsäpaloriskin vaikutuksen metsän optimaaliseen käsittelyyn.

  • Pasalodos-Tato, Itä-Suomen yliopisto, Metsätieteiden osasto ORCID ID:Sähköposti pasalodos.maria@inia.es (email)
Krista Peltoniemi. (2010). Aerobic carbon-cycle related microbial communities in boreal peatlands: responses to water-level drawdown. https://doi.org/10.14214/df.101

Suon kuivumisen vaikutukset boreaalisten soiden hiilen kiertoon osallistuvien hapellisten mikrobien yhteisöihin

Ilmaston lämpenemisen tai maankäytön muutosten, kuten metsäojituksen, vaikutuksesta suon vedenpinnantaso laskee ja suo kuivuu. Jos hiilen kiertoon osallistuvien mikrobien toiminta voimistuu kuivumisen seurauksena, suon hiilivarastoista saattaa vapautua ilmakehään enemmän kasvihuonekaasuja, hiilidioksidia ja metaania. Kuivuminen muuttaa suon kasvillisuutta, joka muodostaa kullekin suolle tyypillisen turpeen koostumuksen. On perusteltua olettaa, että kuivumisen vaikutukset ulottuvat myös suon mikrobiyhteisöön, joka on vastuussa turpeen orgaanisen aineen hajotuksesta. Väitöskirjatutkimus selvitti erilaisten boreaalisten suotyyppien mikrobiyhteisöjen rakennetta ja herkkyyttä suon kuivumiselle.

Näytteenottosyvyys ja suotyyppi vaikuttivat suuresti turpeen mikrobiyhteisöön. Bakteeriryhmät olivat runsaampia ravinteikkaammalla suolla ja syvemmissä näytekerroksissa, kun taas sienien osuus oli suurin vähäravinteisemman suotyypin kuivalla pienmuodolla ja ylemmissä näytekerroksissa. Suotyyppi ja näytesyvyys vaikuttivat sienten ja metaania hapettavien bakteerien lajistoon, kun taas aktinobakteerilajisto näyttäisi reagoivan vain näytesyvyyteen. Kuivuminen vaikutti mikrobiyhteisöön. Muutos tuli näkyviin jo lyhytkestoisen kuivumisen jälkeen, ja voimistui pitkäkestoisen kuivumisen jälkeen. Eri suotyyppien mikrobiyhteisöt muuttuivat keskenään samankaltaisemmiksi pitkäkestoisen kuivatuksen seurauksena. Muutokset ovat samansuuntaisia kasvillisuuden muutosten kanssa sillä suurin muutos havaittiin runsasravinteisimmalla suotyypillä ja vähäisin muutos vähäravinteisimmalla suotyypillä. Yleisesti sienet näyttäisivät hyötyvän kuivumisesta, vaikka suotyyppi näytti suuresti vaikuttavan siihen, miten eri sieniryhmät muuttuivat. Aktinobakteerit näyttivät kärsivän runsasravinteisimmilla soilla.

Mikrobiaktiivisuus lisääntyi kuivumisen seurauksena runsasravinteisella ja vähentyi vähäravinteisella suolla. Sienet näyttivät olevan tehokkaimpia orgaanisen aineen hajottajia. Aktiivisuusmittaukset osoittivat, että ilmaston lämpeneminen kiihdyttää orgaanisen aineen hajotusta ainakin pohjoisen runsasravinteisella suotyypillä. Kenttäaktiivisuuden ja tiettyjen hajottajasienisekvenssien välinen yhteys osoittaa, että lajiston koostumus voi vaikuttaa hajotuksen tehokkuuteen. Karikkeen laatu ja maatumisaste vaikuttivat enemmän kuin suotyyppi tai vedenpinnantason lasku aktiiviseen sieni- ja aktinobakteeriyhteisöön. Sienisekvenssit edustivat laajaa sienitaksonien joukkoa, kun taas suurin osa aktinobakteerisekvensseistä oli samankaltaisia vielä tieteelle tuntemattomien aktinobakteerien kanssa.

Ensimmäistä kertaa mikrobiyhteisöjä ja niiden muutoksia suon kuivumisen seurauksena tutkittiin näin laajasti vaihtelevilla boreaalisilla suotyypeillä. Tulokset osoittavat, että suon kuivuminen vaikuttaa suon mikrobiyhteisöön, mutta muutokset ovat vaihtelevia ja vaikeasti tulkittavia. Muutoksia arvioitaessa on otettava huomioon tarkasteltava suotyyppi, karikkeen laatu ja tutkittava mikrobiryhmä.

  • Peltoniemi, University of Helsinki, Department of Biological and Environmental Sciences ORCID ID:Sähköposti krista.peltoniemi@metla.fi (email)
Tuomas Aakala. (2010). Tree mortality and deadwood dynamics in late-successional boreal forests. https://doi.org/10.14214/df.100

Väitöskirjatyössä tutkittiin kuolleen puun dynamiikkaa, eli puuston kuolleisuutta, kuolleen puun määrää ja laatua, sekä näiden muutosta lahoamisen seurauksena vanhoissa boreaalisissa metsissä. Työssä keskityttiin kuolleeseen pystypuuhun kolmessa mustakuusen (Picea mariana) ja palsamipihdan (Abies balsamea) vallitsemassa metsikkötyypissä Itä-Kanadassa, sekä kuolleeseen pysty- ja maapuuhun pohjoiseurooppalaisissa kuusen (Picea abies) vallitsemissa metsiköissä kolmella eri alueella.

Kuollut ja elävä puusto mitattiin viideltä 1,6 hehtaarin koealalta kultakin tutkimusalueelta ja metsikkötyypiltä. Kuolleesta puusta kerättiin näytteitä puuaineen tiheyksien ja kuolinvuosien määrittämiseksi. Kuolinvuodet määritettiin dendrokronologian keinoin. Näiden tulosten perusteella rekonstruoitiin puuston aiempi kuolleisuus, sekä kehitettiin kuolleen puun lahoamista kuvaavat matriisimallit.

Kasvupaikkaerot, metsikön kehitysvaihe ja erillisten kuolleisuusjaksojen esiintyminen vaikuttivat lahopuun määrään ja laatuun. Kaikille tutkimusalueille oli kuitenkin yhteistä jatkuva pienialainen kuolleisuus, jonka seurauksena metsiköissä oli jatkumo eriasteisesti lahonnutta puuta. Korkeamman kuolleisuuden jaksot olivat seurausta joko metsikön luontaisesta kehityksestä tai ulkoisten häiriöiden esiintymisestä, ja niiden vaikutus näkyi lahopuuston määrässä ja laadussa kaikilla paitsi yhdellä tutkimusalueella. Tutkimusalueiden ja metsikkötyyppien eroista huolimatta kuollutta puuta oli kaikilla alueilla runsaasti. Euroopan puoleisilla tutkimusalueilla lahopuuston osuus metsiköiden kokonaispuustosta oli 20 – 53 %, ja Itä-Kanadassa kuolleen pystypuun osuus oli 15 – 27 % pystypuustosta. Kuollut puu oli lisäksi pitkäikäinen rakenteellinen ekosysteemin osa. Tutkimusalueella, jossa lahoaminen oli kaikkein nopeinta, kuollut puu pysyi tuoreissa ja keskiasteisesti lahonneissa laholuokissa keskimäärin 18 vuotta.

Tutkimuksen tulokset osoittivat, että metsikkötasolla lahopuun määrä ja laatu voivat episodinomaisten kuolleisuusjaksojen puuttuessa olla lähes tasapainotilassa. Monissa metsissä lahopuu on kuitenkin huomattavan dynaaminen osa metsäekosysteemiä, johtuen ennen kaikkea korkeamman kuolleisuuden jaksoista. Kuolleisuuden vaihtelevuus, jatkuva pienialainen kuolleisuus, sekä lahoamisnopeus määrittelevät kuolleen puun saatavuuden siitä riippuvaiselle lajistolle, sekä sen merkityksen hiilen varastona boreaalisissa havumetsissä.

  • Aakala, University of Helsinki, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti tuomas.aakala@helsinki.fi (email)
Pasi Kolari. (2010). Carbon balance and component CO2 fluxes in boreal Scots pine stands. https://doi.org/10.14214/df.99

Työssä analysoitiin eri ikäisten eteläsuomalaisten männiköiden hiilitasetta ja hiilidioksidin vaihdon jakautumista eri biomassaositteiden välillä. Työ perustui suoriin CO2-vuon mittauksiin kammioilla ja mikrometeorologisella eddy covariance-menetelmällä sekä CO2-komponenttivoiden mallintamiseen. Avohakkuualue oli hiilidioksidin lähde, voimakkuudeltaan n. 400 g C m−2 a−1. 12-vuotias taimikko oli muuttumassa hiilen lähteestä hiilen nieluksi. Keski-ikäinen ja lähes hakkuukypsä metsikkö sitoivat hiiltä 200–300 g C m−2 a−1. Keski-ikäisessä sulkeutuneen latvuston metsikössä puiden osuus fotosynteesituotoksesta oli hallitseva ja pintakasvillisuuden osuus 10–20%. Nuoremmissa metsiköissä pintakasvillisuuden suhteellinen osuus ja absoluuttinen tuotos olivat huomattavasti suuremmat. Keski-ikäisen metsikön suurin maanpäällinen hengityskomponentti oli puiden lehvästön hengitys, joka oli noin kolmannes koko metsikön hengityksestä. Puuaineksen hengitys oli suuruusluokkaa 10% kokonaishengityksestä. Kaikissa metsiköissä CO2-vuo maasta oli suurin hengityskomponentti. Välittömät ja viiveelliset vasteet selittivät hyvin fotosynteesituotoksen vuodenaikaista vaihtelua. Lyhyellä aikavälillä kasvukauden aikana fotosynteesinopeus seuraa lähinnä valon vaihteluita kun taas vuodenaikaisvaihtelu on voimakkaammin yhteydessä lämpötilaan. Fotosynteesin vuosisyklin ja lämpötilan yhteys oli lähes samanlainen eteläboreaalisen vyöhykkeen ja pohjoisen metsänrajan männyillä. Hengityskomponentit olivat yhteydessä lämpötilan hetkelliseen ja vuodenaikaiseen vaihteluun mutta vuositaseiden vaihtelu korreloi myös fotosynteesituotoksen kanssa.

  • Kolari, University of Helsinki, Department of Biological and Environmental Sciences ORCID ID:Sähköposti pasi.kolari@helsinki.fi (email)
Minna Komulainen. (2010). Forestscapes – a forest landscape typology as an integrated planning process tool. https://doi.org/10.14214/df.98

Tutkimuksen tavoitteena oli kartoittaa metsämaiseman ominaispiirteitä, jotka ovat merkityksellisiä metsien käsittelyn ja maatalouden aikaansaamissa maiseman muutosprosesseissa. Löytyykö erityisiä maiseman ominaispiirteitä, joilla on sisäisesti yhtenäisiä laatutekijöitä, niin että ne voidaan yhdistää samoiksi metsämaisematyypeiksi ja erottaa ao. tekijöiden perusteella muista maisematyypeistä? Mitkä ovat maiseman ominaispiirteiden tekijät, arvostetut maisemanhoitovaihtoehdot sekä visuaaliset ongelmat eri metsämaisematyypeissä?

Tutkimus perustui kahdeksaan tapaustutkimukseen eri maisemamaakunnissa Suomessa. Tutkittavat maisemallisesti arvokkaat alueet olivat Ruissalo, Koli, Melalahti, Häntälä, Peränne, Naapurinvaara, Vuokatti ja Tipasoja. Suunnitteluprosessiin liittyneet maisema-arvostustutkimukset toivat esiin eroavuuksia eri maisematyyppien havaitsemisessa, erityisesti niiden visuaalisessa herkkyydessä muutosprosesseille. Muutoksen havaittu voimakkuusaste oli suhteessa toimenpiteen sijaintiin maisemarakenteessa.

Tapaustutkimusalueilla kartoitettiin metsän spatiaalisen rakenteen ominaispiirteet, visuaaliset ongelmat ja luokiteltiin ne 11 erilaiseksi metsämaisematyypiksi sijaintinsa ja maankäytön mukaan. Maisemarakenteen korkeimmat alueet olivat lakimetsiä, joita seurasivat horisontaalisesti rinne- ja reunametsät. Reunametsien ominaispiirteissä ja maankäytössä esiin tyi usein eniten vaihtelua, ne jakaantuivat vielä kulttuurivaikutteisesta reunametsästä hakamaihin, tienvarsimetsiin ja soihin. Maisemarakenteen alavimmat alueet olivat laaksometsät metsäsaarekkeineen ja mosaiikkimaisine puuryhmineen sekä rantametsät (kulttuurivaikutteinen, luonnonvarainen sekä saaret). Kun metsämaisematyyppien sijaintia verrattiin eri tapaustutkimusalueiden välillä, osa tyypeistä sijaitsi pääsääntöisesti tietyillä maisemarakenteen kohdilla (pysyvät tyypit), kun taas osan tyyppien sijainti vaihteli (muuttuvat tyypit). Pysyviä tyyppejä olivat lakimetsät, rinnemetsät, reunametsät, laaksot ja rantametsät. Muuttuvien tyyppien kuten hakamaiden ja soiden sijainti maisemarakenteessa oli laajalti riippuvainen alueellisen maisemarakenteen ominaispiirteistä ja paikallisesti maankäytöstä.

Maisemahoitomallien kartoittamiseksi esimerkkialueiden maisema-analyysien tietoa verrattiin maisema-arvostustutkimusten tuloksiin. Tutkimuksen tuloksena esitetään metsämaisematyyppien luokitus, tyyppien kuvaus, visuaaliset ongelmat sekä maisemanhoitosuosituksia. Tutkimuksessa sovellettu maisemarakenneteoria oli käyttökelpoinen eroteltaessa metsämaiseman ekologista, kulttuurihistoriallista ja spatiaalista kerroksellisuutta. Kahdeksan tapaustutkimuksen tulokset osoittavat, että metsämaisematyyppien eroavuuksia voidaan identifioida käytetyllä suunnittelumenetelmällä, sekä löytää keinoja kuinka metsien käsittelyä voidaan sovittaa ao. tyyppien maisemallisiin ominaispiirteisiin.

Huomioimalla metsäalueen erilaiset maisematyypit metsien käsittelyllä voidaan korostaa maiseman alueellisia piirteitä ja vähentää maankäytön konflikteja muiden käyttömuotojen kuten matkailun kanssa. Metsämaisematypologia voi toimia työvälineenä kestävien kehitysstrategioiden sekä maisemanhoitomallien laatimiseksi maisemallisesti arvokkaiden metsäalueiden suunnitteluun.

  • Komulainen, Aalto University, Department of Architecture ORCID ID:Sähköposti minna.komulainen@proagria.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)

Kirjaudu 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