Dissertationes Forestales 2012

Hermanni Aaltonen. (2012). Exchange of volatile organic compounds in the boreal forest floor. https://doi.org/10.14214/df.154

Boreaalisen metsänpohjan haihtuvien orgaanisten yhdisteiden vaihto

Maaekosysteemit tuottavat ilmakehään suuria määriä haihtuvia orgaanisia yhdisteitä, jotka nimensä mukaisesti sisältävät pääasiassa hiiltä ja vetyä, mutta monet myös esimerkiksi happea ja typpeä. Haihtuvia orgaanisia yhdisteitä kutsutaan usein lyhenteellä VOCs englanninkielisen nimensä mukaisesti (Volatile Organic Compounds). Kasvien lisäksi myös maaperä ja vesistöt ovat VOC-lähteitä, mutta niiden suhteellinen osuus ekosysteemien kokonaistuotosta on huonosti tunnettu. Haihtuviin orgaanisiin yhdisteisiin kuuluu laaja joukko reaktiivisia yhdisteitä, muun muassa terpeenejä, alkoholeja ja aldehydejä. Voimakkaasta reaktiivisuudestaan johtuen nämä yhdisteet osallistuvat ilmakehän kemiallisiin reaktioihin; alailmakehän otsonin- ja hiukkasmuodostuksen kautta niillä on vaikutuksia aina ilmanlaatuun ja maapallon säteilytasapainoon saakka.

Tässä tutkimuksessa oli tavoitteena kehittää menetelmiä haihtuvien orgaanisten yhdisteiden mittaamiseen ja tutkia niiden vuodenaikaista vaihtelua boreaalisen havumetsän pohjakerroksessa. VOC-tuottoa mitattiin ympärivuotisesti useamman vuoden ajan maasto-olosuhteissa sekä laboratoriossa päästöjen lähteiden sekä ajallisen ja paikallisen vaihtelun selvittämiseksi. Mittaukset suoritettiin kammio- ja gradienttimenetelmillä ja yhdisteet analysoitiin massaspektrometreillä.

Mittaukset osoittivat, että boreaalinen metsänpohja tuottaa runsaasti erilaisia haihtuvia orgaanisia yhdisteitä, jotka ovat peräisin sekä karikkeesta että maaperän aktiivisista komponenteista, kuten juuret ja mikrobit. Merkittävimmäksi lähteeksi osoittautui karike, jossa sekä maatuvilla kasvinosilla että hajottajilla on roolinsa kokonaispäästöissä. Boreaalisella vyöhykkeellä vuodenajoilla on suuri vaikutus ekosysteemien toimintaan, ja tämä havaittiin myös haihtuvien orgaanisten yhdisteiden päästöissä, jotka olivat selvästi suurempia keväisin ja syksyisin. Yksittäisistä ympäristötekijöistä lämpötila ja kosteus vaikuttivat eniten VOC-päästöjen suuruuteen. Suuret paikalliset erot metsänpohjan sekä maaperän rakenteessa ja olosuhteissa näkyivät päästöjen voimakkaana vaihteluna mittauspisteiden välillä. Tutkimuksessa mitattiin myös merkittävimpien kasvihuonekaasujen (CO2, CH4 ja N2O) vuota maaperästä, mutta vaikka nekin ovat riippuvaisia maaperän biologisesta aktiivisuudesta ja ympäristöoloista, ei yhteyttä haihtuvien orgaanisten yhdisteiden päästöihin havaittu.

Tämän tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että boreaalisen metsänpohjan osuus ekosysteemin VOC-kokonaispäästöistä vaihtelee muutamien prosenttien ja useiden kymmenien prosenttien välillä vuodenajasta riippuen. Tuloksia voidaan käyttää esimerkiksi ilmakemian malleissa, josta reaktiivisten orgaanisten yhdisteiden tuotto latvuston alla on aiemmin käytännössä kokonaan puuttunut.

  • Aaltonen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti hermanni.aaltonen@helsinki.fi (email)
Riina Jalonen. (2012). Belowground pathways for nitrogen transfer from a tropical legume tree to an associated fodder grass. https://doi.org/10.14214/df.153

Typensiirron maanalaiset mekanismit trooppisen palkokasvipuun ja viljelykasvin välillä peltometsäviljelyssä

Maailmalta tunnetaan tuhansia puulajeja, jotka muodostavat symbioosin ilmakehän typpeä sitovien bakteerien kanssa. Nämä palkokasvipuut voivat auttaa ylläpitämään tai parantamaan maaperän hedelmällisyyttä maatalousmailla ja vähentää samalla kemiallisten typpilannoitteiden tarvetta. Tavat, joilla ilmakehästä sidottu typpi siirtyy viljelykasvien käyttöön, tunnetaan kuitenkin huonosti. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin palkokasvipuiden typpipitoisten juurieritteiden sekä mykorritsasienten muodostamien verkostojen merkitystä kasvienvälisessä typensiirrossa. Mykorritsasymbionttien sienirihmat voivat sulautua ja muodostaa maaperässä verkostoja, joita pitkin typpeä voi siirtyä kasvista toiseen.

Tutkimuksessa käytettiin esimerkkinä trooppista rehuntuotantoon tarkoitettua peltometsäviljelmää, jossa Gliricidia sepium -palkokasvipuita kasvatetaan Dichanthium aristatum -rehuheinän kanssa. Vaikka puut latvotaan säännöllisesti ja latvokset kuljetetaan pois koealalta, puulta on aiemmissa tutkimuksissa havaittu siirtyvän runsaasti typpeä heinälle. Tässä tutkimuksessa typensiirtoa mitattiin lisäämällä puun lehtiin luonnossa harvinaista typen 15-isotooppia ja mittamalla muutokset heinän typpi-15-pitoisuudessa. Puista eri tavoin vapautuvan typen isotooppikoostumuksen vaihtelua tutkittiin kasvihuonekokeiden sekä matemaattisen mallinnuksen avulla.

Puu ja heinä muodostivat koealalla symbiooseja saman mykorritsasienilajin kanssa. Typensiirto kasvista toiseen mykorritsasienten verkostojen kautta on siten mahdollista. Kasvihuonekokeissa jopa 14 prosenttia heinän typestä 10 viikon aikana oli peräisin maanalaisesta typensiirrosta puulta, pääasiassa juurieritteistä. Typensiirto mykorritsasienten verkostoja pitkin vastasi 2,5 prosenttia heinän kokonaistypestä ja 18 prosenttia kaikesta maanalaisesti siirtyneestä typestä. Typpeä myös siirtyi sitä enemmän, mitä tehokkaammin sienet olivat kolonisoineet puun juuret ja mitä pienempi oli heinän typpipitoisuus. Arviot typensiirrosta vaihtelivat moninkertaisesti puun erittämän typen oletetun isotooppikoostumuksen mukaisesti. Isotooppikoostumuksen huolellinen arviointi on siksi tärkeää luotettavien tulosten saamiseksi.

Tutkimuksen tulokset osoittavat, että juurieritteet ja mykorritsasienten verkostot mahdollistavat merkityksellisen maanalaisen typensiirron palkokasvipuilta viljelykasveille. Perinteinen käsitys, että typpeä vapautuisi palkokasvipuilta muiden kasvien käyttöön ensisijaisesti puiden lehtikarikkeen tai latvosten hajotessa, näyttää uuden tutkimustiedon valossa riittämättömältä. Peltometsäviljelmien suunnittelua ja hoitomenetelmiä tulisi arvioida uudelleen ja kehittää, niin että ne hyödyntävät lajien luontaisia vuorovaikutuksia, edistävät maanalaista typensiirtoa ja parantavat siten maatalouden ekologista kestävyyttä.

  • Jalonen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti riina.jalonen@helsinki.fi (email)
Kirsi Kettula. (2012). Towards professional growth: essays on learning and teaching forest economics and marketing through drama, role-play and reflective journals. https://doi.org/10.14214/df.152

Kohti ammatillista kasvua: esseitä metsäekonomian ja markkinoinnin oppimisesta ja opettamisesta draaman, roolipelien ja oppimispäiväkirjojen avulla

Nopeasti muuttuva työelämä asettaa uusia haasteita yliopisto-opetukselle, ja varsin yleinen käsitys on, että opiskelijoiden tulisi yliopisto-opinnoissaan oppia myös työelämässä vaadittavia yleisiä taitoja. Nykyinen korkeakouluopetus ja työelämän tarpeet eivät kuitenkaan näytä kohtaavan tarpeeksi hyvin. Tämä tutkimus on omalta osaltaan kuromassa umpeen havaittua työelämän ja opetuksen välistä eroa.

Väitöskirjassa tutkitaan mahdollisuutta edistää työelämätaitoja simuloimalla työelämän tilanteita tai käsittelemällä draaman keinoin täysin fiktiivisiä tilanteita. Tavoitteena oli tuottaa tietoa metsäekonomian ja markkinoinnin opetuksen kehittämiseen, jotta opetus antaisi opiskelijoille entistä parempia valmiuksia toimia asiantuntijana työelämässä. Tavoitteena oli myös tuottaa uutta tietoa draamasta ja roolipeleistä opetusmenetelminä yliopistotasoisessa opetuksessa ja keinona kehittää asiantuntijatiedon osa-alueita. Tutkimusmenetelmien osalta tavoitteena oli tutkia oppimispäiväkirjoja tutkimusmateriaalina sekä kehittää välineitä oppimispäiväkirjoissa esiintyvän reflektoinnin analysoimiseen.

Väitöskirja on monitieteellinen, monimenetelmäinen tutkimus, jonka aineisto koostuu opiskelijoiden oppimispäiväkirjoista, pienryhmähaastattelusta ja lomakkeilla kerätystä palautteesta. Oppimispäiväkirjat ja haastattelu analysoitiin laadullisen tutkimuksen menetelmiä käyttäen, ja osatutkimuksissa analyysiluokkia luotiin sekä induktiivisesti (aineistolähtöisesti) että deduktiivisesti (teorialähtöisesti). Määrällisiä analyysimenetelmiä (mm. ANOVA, t-testi) käytettiin kyselylomakkeiden analysoinnissa ja laadullisen aineiston jatkoanalysoinnissa. Väitöskirja koostuu yhteenvedosta, kolmesta julkaistusta (tai julkaistavaksi hyväksytystä) esseestä ja yhdestä esseekäsikirjoituksesta.

Väitöskirjan tulokset osoittavat, että draama ja roolipelit ovat varteenotettavia opetusmenetelmiä yliopistotasoisessa opetuksessa. Molempien opetusmenetelmien avulla voidaan edistää osa-alueita, joita tarvitaan asiantuntijuuden kehittymisessä. Roolipeleillä voidaan lisäksi osittain korvata työssä tapahtuvaa oppimista, mikäli aitojen työelämäkokemusten järjestäminen ei ole jostain syystä mahdollista. Verrattaessa draamaa ja roolipelejä toisiinsa roolipeli näyttää sopivan opetusmenetelmänä paremmin tilanteisiin, joissa tavoitteena on keskittyä jonkin tietyn taidon tai aihealueen oppimiseen. Draaman vahvuudeksi havaittiin sen kyky ohjata opiskelijoita arvioimaan kriittisesti sekä opiskeltavan ilmiön perusperiaatteita että opiskelijan omaa asennetta ja suhdetta käsiteltävään aiheeseen. Tutkimustulokset osoittavat myös, että opiskelijoiden reflektointitaidot eivät kehity itsekseen, joten niiden kehittämiseen täytyy kiinnittää huomiota korkeakouluopetuksessa.

Tutkimustuloksia voidaan soveltaa metsäalan opetuksen ohella myös muiden alojen opetuksessa keskiasteella ja korkeakouluissa. Asiantuntijatiedon kehittämisestä saatava tieto on siirrettävissä koulutussektorin ulkopuolelle hyödyttämään eri alojen yritysten henkilöstön kehittämistä ja sisäistä koulutusta.

  • Kettula, University of Helsinki, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti kirsi.kettula@aalto.fi (email)
Timo Pakkala. (2012). Spatial ecology of breeding birds in forest landscapes: an indicator species approach. https://doi.org/10.14214/df.151

Pesimälinnuston spatiaalinen ekologia metsämaisemissa: indikaattorilajitarkastelu

Indikaattorilajeja on ehdotettu kuvaamaan ekosysteemien yleistä tilaa ja niiden biodiversiteettiä. Tässä työssä tutkittiin eteläsuomalaisen metsämaiseman pesimälinnustoa kartoituslaskennoin. Työn keskeisinä tavoitteina oli löytää sopivia indikaattorilintulajeja, jotka ennustaisivat koko metsälinnuston lajimäärää ja tiheyttä usealla alueellisella mittakaavalla sekä tutkia indikaattorilajien esiintymiseen ja vaihteluun liittyviä tekijöitä metsämaisemissa.

Indikaattorilajiehdokkaita etsittiin tilastollisten mallien avulla. Parhaimmiksi koko metsälinnuston usean mittakaavan indikaattorilajeiksi havaittiin pikkusieppo Ficedula parva, varpuspöllö Glaucidium passerinum sekä pohjantikka Picoides tridactylus. Koko linnuston lajimäärän vaihtelua selittivät parhaiten pienimittakaavaiset ja usean indikaattorilajin mallit. Tulokset osoittavat sen, että huolellisesti valitun indikaattorilajijoukon avulla on mahdollista tehokkaasti arvioida koko metsälinnuston monimuotoisuutta.

Kolmen edellämainitun lajin tiheydet olivat suuria metson Tetrao urogallus soidinpaikkojen ympäristöissä, joissa myös koko metsälinnuston lajimäärä oli korkea. Metson tiheys ilmentää myös yleistä riistarikkautta koko Suomen mittakaavassa. Metsoa voidaankin pitää hyvänä ehdokkaana metsäluonnon sateenvarjolajiksi.

Pohjantikan esiintymiseen havaittiin vaikuttavan sekä lajin alueellinen dynamiikka että metsämaiseman laatu. Lajienväliset vuorovaikutukset voivat kuitenkin vaikuttaa pohjantikan reviirin laatuun ja heijastua sen kannan kehitykseen. Työn tulokset viittaavat siihen, että erilaisilla metsäympäristön laadullisilla kynnysarvoilla voi olla merkittäviä vaikutuksia pohjantikan ja muiden lintulajien esiintymiseen metsämaisemissa.

  • Pakkala, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti timo.pakkala@hotmail.fi (email)
Ning Li. (2012). A quest for corporate sustainability in forest-based industry: a resource-based perspective. https://doi.org/10.14214/df.150

Kestävyys metsäteollisuudessa: resurssipohjainen näkökulma

Kasvava kiinnostus kestävään kehityksen näkyy myös yritysten strategioissa yhä merkittävämmin. Huoli siitä, miten yritysten vastuuta voidaan arvioida ja johtaa tehokkaammin on kuitenkin edelleen avoin kysymys. Siten, vaikka vuorovaikutus yritysten strategian, kestävyyden ja yritysten kilpailukyvyn välillä on saanut laajaa huomiota teorian ja käytännön tutkimustyössä, ilmiö on edelleen huonosti tunnettu erityisesti Metsäteollisuuden alueella. Tämä on paradoksaalista, kun kyse on alasta, jolla yhteiskuntavastuun kysymykset ovat korostuneita luonteeltaan.

Tämä väitöskirja pyrkii täyttämään em. aukon lähestyen kestävyyden käsitteistöä ns. resurssipohjaisen teorian näkökulmasta. Väitöskirja identifioi eturivin kestävyyden käsitteistöä ja sen käyttöä ja vertaa tätä saatua käsitteistöä yritysten kestävyyden ”suorituskykyyn”, kilpailukyyn sekä taloudelliseen suoriutumiseen.

Tulosten perusteella näyttää siltä, että sekä suuria että pieniä metsäteollisuusyrityksiä, ohjaavat yritysten sidosryhmien orientaatiot. Samalla, kun pieniä metsäteollisuuden yrityksiä kuvaa epävirallinen vastuukriteerien hallinta, kommunikointi ja käyttö, niin valtaosaa suurten metsäyhtiöiden toiminnasta näyttäisi kuvaavan kestävyyden kriteerien käyttö voiton maksimointiin sekä suhteellisen puolustava asenne niiden ydinliiketoimintaa kohtaan. Siten, vaikka tulokset tukevat aiempia tutkimuksia tuottavuuden positiivisesti korrelaatiosta kestävyyden kriteerien kanssa, yritysten nykyiset strategiat estävät tämän potentiaalin kokonaisvaltaista hyödyntämistä. Keskeisin tulos ehkä onkin, että alan voimakkaissa muutoksissa, strategiat ovat jääneet jälkeen yritysvastuukysymysten vaatimien rakenteellisten muutosten tasolla. Yritysvastuun toteuttaminen näyttää vaativan käsitteen kokonaisvaltaisen sisällyttämisen yrityksen strategiaan sekä läheisen yhteyden yrityksen viiteryhmiin. Tämä taas näyttäisi vaativan organisaation sisäisiä muutoksia.

  • Li, University of Helsinki, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti ning.li@helsinki.fi (email)
Sabaheta Ramcilovic-Suominen. (2012). Forest law compliance in the High-Forest Zone of Ghana: an analysis of forest farmers’ livelihoods, their forest values, and the factors affecting law compliance behaviour. https://doi.org/10.14214/df.149

Metsälakien noudattaminen Ghanan metsävyöhykkeellä: viljelijöiden elinkeinojen, heidän metsiin liittyvien arvojen ja heidän lain noudattamiseen vaikuttavien tekijöiden tarkastelu.

Laittomat metsätoimet saavat yhä enemmän huomiota yhtenä metsäkatojen ja maailman trooppisten metsien heikkenemisen syistä. Laittomien metsätoimien, eritoten laittomien hakkuiden, aiheuttamat ongelmat on tunnistettu jo 1990-luvulla ja niihin on pyritty löytämään ratkaisuja kansainvälisillä, alueellisilla ja kahdenvälisillä aloitteilla. Kansainvälinen strategia laittomien metsätoimien ja lainsäädännön vastaisen toiminnan suhteen on keskittynyt erityisesti laittomiin hakkuisiin (puunkorjuuseen vastoin kansallisia lakeja) ja metsäsäädösten toimeenpanoon.

Tämä väitöskirja edistää olemassa olevaa tietoa ja tieteellistä kirjallisuutta metsälakien noudattamisesta ja niitä määrittävistä syistä. Siinä käsitellään lainvalvonnan ja toimeentulon suhteita, yksittäisten kansalaisten motivaatioita ja kontekstuaalisia syitä, jotka vaikuttavat säännösten noudattamiseen. Tutkimus perustuu tapaustutkimukseen, jossa kartoitettiin säännösten noudattamista ghanalaisissa trooppisten metsien vyöhykkeellä (ns. High-Forest alue) metsäpeltoviljelystä elantonsa saavissa yhteisöissä. Aluksi tutkitaan yhteisöjen elinkeinorakennetta ja Euroopan yhteisön ja Ghanan tasavallan vapaaehtoista kumppanuussopimusta metsälainsäädännön soveltamisen valvonnasta, metsähallinnosta ja yhteisöön suuntautuvasta puutuotteiden kaupasta (Artikkeli 1). Artikkelissa 2 tutkitaan maanviljelijöiden metsään liittyviä arvoja ja näiden arvojen mahdollista vaikutusta siihen miten viljelijät noudattavat metsäsääntöjä. Kolmannessa artikkelissa tutkitaan motivaatioita ja seikkoja, jotka vaikuttavat viljelijöiden suhtautumiseen virallisiin tai valtion metsäsääntöihin. Lopuksi neljännessä artikkelissa ehdotetaan analyyttistä viitekehystä metsälain noudattamiselle ja esitellään ne tekijät ja muuttujat, jotka vaikuttavat lakien noudattamiseen yksilötasolla ja ryhmissä.

Tutkimusmateriaali koskien metsästä toimeentulonsa saavia yhteisöjä ja Ghanan FLEGT - toimintasuunnitelman puitteissa allekirjoittaman vapaaehtoisen kumppanuussopimuksen vaikutusta yhteisöjen elinkeinorakenteeseen kerättiin asiantuntijakyselyllä. Viljelijöiden metsään liittyviä arvoja ja erilaisten metsäsäännösten noudattamista kartoitettiin haastatteluilla Ghanan trooppisten metsien vyöhykkeellä (ns. High-Forest alue).

Tutkimuksen tulokset viittaavat siihen että FLEGT:in vapaaehtoisilla kumppanuussopimuksilla olisi sekä positiivisia että negatiivisia vaikutuksia paikallisten yhteisöjen metsäelinkeinoihin. Lisäksi tulokset viittaavat siihen että viljelijät antavat enemmän painoarvoa niille metsään liittyville arvoille, joilla on suora vaikutus heidän elinkeinoonsa, ml. metsien säilyminen sekä ympäristö- ja talousarvot. Lakien noudattamisesta tutkimus osoittaa, että maanviljelijöiden käyttäytymiseen vaikuttavat monet syyt, kuten sääntöihin ja viranomaisiin yhdistetty mielikuva reiluudesta ja legitiimiydestä, sosiaaliset ja kulttuuriset normit, sanktioiden pelko ja metsävarojen tarve sekä elinkeinona että kotitarpeisiin. Lisäksi tutkimus osoittaa että viljelijöiden metsään liittyvät arvot saattavat jossain määrin vaikuttaa säännösten noudattamiseen. Lopuksi tutkimuksessa esitetään sääntöjen noudattamisen teorioihin ja saatavilla olevaan kirjallisuuteen pohjautuen ne muuttujat, jotka vaikuttavat käyttäytymiseen yksilötasolla (esim. kannustimet, legitimiteetti ja sosiaaliset ja henkilökohtaiset normit) ja ryhmä- tai yhteiskuntatasolla (lainsäädännölliset rajoitteet, poliittinen asema, korruptio, omistusoikeudet ja markkinat).

  • Ramcilovic-Suominen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti sabaheta.ramcilovic-suominen@efi.int (email)
Jones Abrefa Danquah. (2012). Restoration of degraded dry semideciduous forest ecosystems in Ghana: Effects of African mahogany species on soil chemistry, tree diversity and the application of leaf morphometrics for provisional seed zonation. https://doi.org/10.14214/df.148

Rappeutuneiden kuivien puolivihantien metsäekosysteemien palauttaminen Ghanaan: Afrikkalaisten mahonkilajien vaikutukset maaperän kemiaan, puiden monimuotoisuuteen ja lehtien morfometrian soveltamiseen tilapäisillä siemenvyöhykkeillä

Kuivat puolivihannat metsät Ghanassa ja muualla Länsi-Afrikassa tuottavat runsaasti erilaisia ekosysteemipalveluja alueelle turvaamalla suurten jokien vesivaroja, toimimalla tärkeässä roolissa hiilen kierron dynamiikassa ja puskurina savannivyöhykkeen leviämiselle sekä turvaamalla kotoperäisiä kasviekosysteemejä. Ihmisen aiheuttamat toistuvat pensaspalot ja väestönkasvun aiheuttama lisääntynyt maataloustoiminta ovat muuntaneet tai uhkaavat muuttaa suuren osan näitä puskurimetsiä puuttomaksi tai vähäpuustoiseksi savanniksi, jotka eivät sitten kelpaa enää maatalousmaaksikaan. Alueiden luontaista palautumista erilaisista häiriöistä vaikeuttavat monet tulokasrikkakasvit, jotka haittaavat puuston luonnollista uudistumista ja osaltaan siten lisäävät näiden metsien häviämisvauhtia. Alueiden ennallistamisessa ja metsittämisessä pyritään käyttämään paikallisiin ympäristöolosuhteisiin parhaiten sopeutuneita kotoperäisiä puulajeja ja siten edesauttamaan ekosysteemien luontaista uudistumista sekä edistämään paikallisten puulajien hyötykäyttöä; erityisesti afrikkalaiset mahonkilajit ovat tässä työssä kiinnostava mahdollisuus.

Väitöskirjatyön tarkoituksena oli tutkia afrikkalaisten mahonkien (Khaya anthotheca ja K. ivorensis) sopeutumispotentiaalia ja käyttöä hävitettyjen tai rappeutuneiden kuivien puolivihantien puskurimetsäekosysteemien ennallistamisessa ja uudistamisessa. Tätä tutkittiin selvittämällä eri mahonkipopulaatioiden fenotyyppisen plastisuuden tasoja, ekogeografista ja morfometristä vaihtelua sekä geneettistä samankaltaisuutta. Lisäksi työssä arvioitiin metsiköiden rakenteen ja luontaisen puuston tiheyden vaikutuksia mahonkilajien käyttöön, ja arvioitiin mahonkien vaikutuksia paikallisen puulajiston monimuotoisuuteen ja maaperän kemiallisiin ominaisuuksiin.

K. ivorensis -mahongin fenotyyppi muuttui sademäärän mukaan, mikä osoittaa lajin suurta fenotyyppistä plastisuutta. K. antotheca -mahongin fenotyyppinen plastisuus oli puolestaan pieni. Käytännössä K. ivorensis -mahonkia voitaisiin siis käyttää metsityksessä paljon useammalla eri ekologisella alueella kuin K. antotheca -mahonkia. Tulokset viittasivat myös etelä-pohjoissuuntaiseen klinaaliseen (clinal) suhteeseen lehtien ominaisuuksissa, jolloin korkeammilta leveysasteilta kerättyjä siemeniä voidaan istuttaa samalle vyöhykkeelle tai siirtää alemmille leveysasteille, joissa on suuremmat sademäärät.

Tulokset osoittivat, että sekametsänä kasvavat mahonkilajit edistävät erilaisten kotoperäisten puulajien kasvua ja nopeuttavat metsäekosysteemien ennallistumista. Lisäksi todettiin, että sekakasvustona kasvava mahonkiviljelmä voi parantaa maaperän laatua ja lisätä kasvullista monimuotoisuutta prosessissa, jossa pyritään palauttamaan kuiva puolivihanta metsävyöhyke Ghanaan.

  • Danquah, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti jones.abrefa@uef.fi (email)
Kyle Eyvindson. (2012). Integration of preference elicitation and the development of alternative forest plans: focusing on the requirements of the decision maker. https://doi.org/10.14214/df.147

Nykyaikainen metsäsuunnittelu keskittyy usein sellaisille käsitteellisille tasoille kuin strateginen, taktinen ja operatiivinen suunnittelu. Suunnitelmat on toteutettu käyttämällä simulointi- ja optimointiohjelmistoja, jotka perustuvat tieteellisiin malleihin ja matemaattiseen ohjelmointiin. Kuitenkin päätöksentekijän /jien (PT) preferenssit määrittelevät optimaalisen aikataulun metsänhoidolle. Metsäsuunnitelmia tuotettaessa menetelmän tulisi olla mahdollisimman vapaa suunnittelijan omista arvoista ja mielipiteistä. Jotta lähestymistapa olisi mahdollisimman PT-ystävällinen, pitäisi päätöksentekijälle esittää useita metsänsuunnittelun vaihtoehtoja, joiden perusteella PT voi tehdä aidosti henkilökohtaisen valintansa. Tuotettujen metsäsuunnitelmien tulisi vastata metsänomistajan sen hetkisiä toiveita ja mieltymyksiä. Jotta suunnitelmien kustannusten ja laadun välille saadaan tasapaino, tarvitsemme työkaluja joilla muokata metsäsuunnittelua paremmin asiakaslähtöiseksi.

Tämän tutkimuksen ensimmäinen tavoite oli analysoida eri preferenssien hankintamenetelmiä, sekä selvittää saadun tiedon määrän vaikutus suunnitelman valintaan. Artikkeleissa I ja II suunnitelma valittiin a posteriori menetelmän avulla. Artikkelissa III preferenssien hankinta toteutettiin interaktiivisesti, siten, että hyväksyttävä metsäsuunnitelma saatiin aikaiseksi hyödyntämällä sekä a priori, että a posteriori preferenssien valintamenetelmiä.

Tutkimuksen toinen tavoite oli kehittää tekniikoita, joilla sisällytetään preferenssitietoa osaksi optimointimenetelmiä. Artikkelissa IV on käytetty sarjaa tavoiteohjelmointimalleja, joiden tavoitteena oli sisällyttää preferenssitietoja useilta eri päätöksentekijöiltä, joiden pohjalta sitten tuotettiin useita PT:itä potentiaalisesti kiinnostavia metsäsuunnitelmia. Artikkeli V kehitti uuden tavan formuloida tavoiteohjelmoinnin tehtävä, , joka erottaa tavoitteiden käsittelyn kahteen osaan; toinen pyrkii löytämään mahdollisimman tasapainoisen ratkaisun ja toinen pyrkii löytämään kaikista tehokkaimman ratkaisuyhdistelmän.

  • Eyvindson, University of Helsinki, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti kyle.eyvindson@helsinki.fi (email)
Dominik Röser. (2012). Operational efficiency of forest energy supply chains in different operational environments. https://doi.org/10.14214/df.146

Metsäenergiaketjujen toiminnallinen tehokkuus eri toimintaympäristöissä

Metsäbiomassan käyttö energiantuotannossa on noussut merkittäväksi vaihtoehdoksi ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi useissa maissa. Jotta biomassan energiakäytölle asetettavat kunnianhimoiset tavoitteet voidaan saavuttaa tulevaisuudessa, on olemassa olevien tuotantoketjujen tehokkuutta kyettävä nostamaan ja osaamista ja teknologiaa on siirrettävä uusiin toimintaympäristöihin ja kohdemaihin.

Väitöskirjassa sovellettiin kolmiulotteista metsäenergian toimitusketjujen analysointimenetelmää, jossa ketjuja arvioidaan ja kehitetään ottaen huomioon toimitusketjun taloudellinen, sosiaalinen ja tekninen suorituskyky. Kehitettyä menetelmää testattiin neljässä tapaustutkimuksessa, jotka toteutettiin Suomessa, Skotlannissa, Saksassa ja Italiassa. Ensimmäisessä tapaustutkimuksessa kehitettiin menetelmiä energiabiomassan kuivaamiseksi toimitusketjun eri osissa käyttämällä osittaista kuorintaa, kasojen peittämistä sekä säähavaintoaineistoja. Nämä kuivauskokeet tehtiin Skotlannissa, Suomessa ja Italiassa. Toisessa tapaustutkimuksessa vertailtiin haketuksen tuottavuutta Suomessa ja Saksassa, joissa sekä hakkeen raaka-aineet että laatuvaatimukset poikkeavat toisistaan. Haketuksen tuottavuutta Saksassa voitiin nostaa välttämällä hakkeen loppukäyttäjän kannalta tarpeettoman ylilaadun tuotantoa mm. palakoon suhteen. Kolmas osatutkimus keskittyi metsähakkeen hankintaketjuihin liittyvän kommunikaation mallintamiseen Process Mapping –tekniikalla Suomessa ja Saksassa. Tutkimuksessa havaittiin, että yhden hake-erän haltuunsaanti ja toimittaminen metsästä asiakkaalle vaati yli 200 fyysistä ja informaationvälityksen toimenpidettä (yhteydenotot, maastokäynnit, maksut, sopimukset, koneiden siirrot, jne.). Neljännessä osatutkimuksessa tutkittiin toimitusketjujen taloudellista tehokkuutta ja kilpailukykyä sekä toimintaympäristön analyysiin perustuvaa teknologiavalintaa.

Tutkimuksen tulokset osoittivat, että metsähakkeen operatiivisen tehokkuuden kehittämiseksi teknologisten, taloudellisten ja sosiaalisten tekijöiden huomioonottamisella voidaan tutkia valitun teknologian ja sen käyttäjien ja käyttöympäristön monimutkaisia suhteita sekä kehittää teknologiaa toimintaympäristön vaatimukset huomioon ottaen. Tutkimuksessa sovellettu menetelmä ja tapaustutkimuksen tulokset ovat hyödynnettävissä, kun suomalaista metsäenergiateknologiaa siirretään uusiin toimintaympäristöihin ja kohdemaihin.Tutkittujen kolmen tarkastelunäkökulman lisäksi tutkimuksessa havaittiin toimintojen suunnittelun ja erityisesti ajoittamisen tärkeys mm. laadunhallinnan näkökulmasta neljänneksi edellytykseksi metsäenergian toimitusketjun kilpailukyvylle.

  • Röser, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti dominik.roser@metla.fi (email)
Raili Hokajärvi. (2012). Metsäsuunnitteluprosessin kehittäminen - yksityismetsien suunnittelutoiminta ja sen historiallinen kehitys muutoksen suuntaajana. https://doi.org/10.14214/df.145

Yksityismetsien metsäsuunnittelua on Suomessa toteutettu alueellisen suunnittelun mallin mukaisesti 1970-luvun alkupuolelta saakka. Metsävaratiedot on kerätty kattavasti kuvioittaista arviointia käyttäen maastotyönä. Tilakohtaiset metsäsuunnitelmat koostetaan niille tiloille, joille metsänomistaja on metsäsuunnitelman tilannut. Metsäkeskukset ovat toteuttaneet pääosan metsäsuunnittelusta. Organisaatiouudistus ja menetelmien kehitys muuttaa metsäsuunnittelua.

Tämän tutkimuksen tavoitteena on tukea metsäsuunnittelussa tapahtuvaa muutosta niin, että teknisten uudistusten ohella otetaan huomioon sosiaalinen järjestelmä ja oppiminen. Metsäsuunnittelua lähestytään käytännön työn näkökulmasta analysoimalla metsäkeskuksen metsäsuunnittelijan työtä ja metsäsuunnittelun historiallista kehitystä. Tutkimus on monitieteellinen, laadullinen tutkimus, jossa kehittävä työntutkimus ja ekspansiivinen oppiminen ohjasivat tutkimukseen sisältyvää kehitystyötä. Osatutkimusten aineistona olivat valmiit kirjalliset aineistot, haastattelut sekä toiminnalliset kehittämisistunnot. Pääasiasiallinen analyysimenetelmä oli laadullinen sisällönanalyysi, jossa käytettiin NVivo-ohjelmistoa.

Yksityismetsien metsäsuunnittelulla on yhtenäinen ohjeistus koko maassa. Metsänomistajiin ollaan yhteydessä markkinointiin, tavoitteiden tiedusteluun ja neuvontaan liittyen. Sidosryhmäyhteistyö ja sitä koskeva ohjeistus on markkinointiin ja tiedonvaihtoon liittyvää. Metsäsuunnittelun tuottamaa tietoa käytetään metsäorganisaatioissa käytännön toiminnan suunnittelussa. Tietoa toimitetaan virallisesti kuviottaisen tiedon muodossa, mutta tietoja kysellään myös epävirallisesti ja suullisesti.

Metsäsuunnittelijan työn kohteina kilpailevat metsä ja metsänomistaja. Metsänomistajan tietoon ja toimintaan vaikuttaminen on metsäsuunnittelijan työn kohde ja hyödyn tuottaminen metsänomistajalle tavoite. Metsien hyvä kasvukunto ja sen säilyttäminen tai parantaminen, mikä tarkoittaa metsänhoitosuositusten mukaista hyvää metsänhoitoa, on metsiin liittyvä kohde − tavoitteena hoidettu metsä. Toiminta metsässä ja tyytyväinen metsänomistaja motivoivat metsäsuunnittelijaa. Metsäsuunnittelijalla on myös vahva kollektiivinen motiivi yleisen hyvinvoinnin tuottamiseen metsissä tapahtuvan toiminnan kautta.

Metsäsuunnittelua tulisi kehittää lisäämällä suunnittelun asiakaslähtöisyyttä ja monitavoitteisuutta sekä yhteistyötä toimijoiden välillä. Nykyinen alueelliseen tiedonkeruuseen perustuva suunnittelumalli ei tue näitä tavoitteita. Metsäsuunnittelussa metsänomistaja ja hänelle tuotettavien palvelujen tulee olla nykyistä enemmän toiminnan kohteena. Metsäsuunnittelun eriyttäminen informointijärjestelmään ja konsultoivaan päätöstukeen selkiyttää toimintaa. Molemmissa toiminnoissa on kuitenkin huomioitava metsänomistajan palvelu. Uutta toimintakonseptia tulee edelleen kehittää yhteisen kehitystyön kautta.

  • Hokajärvi, Helsingin yliopisto, Metsätieteiden laitos ORCID ID:Sähköposti raili.hokajarvi@oamk.fi (email)
Mikko Vastaranta. (2012). Forest mapping and monitoring using active 3D remote sensing. https://doi.org/10.14214/df.144

Metsien kartoitus ja seuranta aktiivisella 3D-kaukokartoituksella

Metsävaroista kerätään mahdollisimman tarkkaa tietoa metsänomistajan päätöksenteon tueksi. Tietoa kerätään puustotunnusten lisäksi toimenpidekohteista ja metsässä tapahtuvista muutoksista, kuten kasvusta ja luonnontuhoista. Laajojen metsäalueiden kartoituksessa käytetään apuna lentokoneesta tai satelliiteista tehtävää kaukokartoitusta. Metsien kaukokartoitus on viime vuosina ottanut merkittävän kehitysaskeleen, kun aktiiviset 3D-kaukokartoitusmenetelmät ovat yleistyneet. Aktiivisessa kaukokartoituksessa, kuten laserkeilauksessa ja tutkakuvauksessa instrumentti vastaanottaa lähettämäänsä säteilyä. Laserkeilaus tuottaa kohteesta 3D-havaintoja, jotka metsäalueilla kuvaavat suoraan puuston pituutta ja metsän tiheyttä. Laserkeilauksella kohteesta saadaan tällä hetkellä tyypillisesti 0,5−20 havaintoa/m2. Laserkeilaus tehdään lentokoneesta 500−3000 m korkeudesta, jolloin aineiston hankinta laajoilta alueilta on kallista verrattuna satelliittikuviin. Myös satelliittitutkakuvilta voidaan tuottaa spatiaalisesti tarkkaa 3D-tietoa, jonka pistetiheys on tosin huomattavasti harvempaa kuin laserkeilauksella.

Tutkimuksessa kehitettiin sovelluksia metsien kartoitukseen ja seurantaan hyödyntäen aktiivisia 3D-kaukokartoitusmenetelmiä. Metsiköiden toimenpidetarvetta ennustettiin onnistuneesti laserkeilausaineiston avulla. Harvennettaviksi luokitellut metsiköt pystyttiin kartoittamaan 70%−86% tarkkuudella.

Kahden ajankohdan laserkeilausaineistoja käytettiin lumituhojen vuoksi vaurioituneiden puiden kartoittamiseen. Tuhoutuneen latvuspinta-alan kartoitus perustui laserkeilausaineistosta tuotettujen latvusmallien erotuskuviin. Kehitetty menetelmä soveltuu latvusrakenteessa tapahtuneiden muutosten, kuten lumi- ja tuulituhojen, kartoittamiseen ja seurantaan.

Laajojen metsäalueiden kartoitus perustuu yleensä kaksivaiheeseen inventointimenetelmään, jossa käytetään maastomittauksia ja tiedon yleistyksessä kaukokartoitusaineistoa. Kartoitusta voidaan tehostaa joko maastomittauksia vähentämällä tai hyödyntämällä mahdollisimman halpaa kaukokartoitusaineistoa. Tutkimuksessa kehitettiin täysin kaukokartoitukseen perustuva kaksivaiheinen metsien inventointimenetelmä. Tarvittava maastotieto mitattiin suoraan laserkeilausaineistosta. Menetelmä soveltuu puuston tilavuuden tai biomassan kartoitukseen erityisesti alueille, joilla maastomittausten kustannukset ovat merkittävät.

Satelliittitutkakuvat ovat potentiaalinen aineisto etenkin laajojen alueiden metsävarojen seurannassa. Synteettisen apertuurin tutka (SAR)-stereokuvilta mitattiin automaattisesti 3D-pisteitä, joita käytettiin puustotunnusten ennustamisessa. Keskitilavuus ennustettiin parhaimmillaan lähes samalla tarkkuudella kuin laserkeilauksella.

Tutkimus osoitti aktiivisen 3D-kaukokartoitustiedon mahdollistavan entistä yksityiskohtaisemman metsien kartoituksen ja seurannan.

  • Vastaranta, University of Helsinki, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti mikko.vastaranta@helsinki.fi (email)
Juha Laitila. (2012). Methodology for choice of harvesting system for energy wood from early thinning. https://doi.org/10.14214/df.143

Menetelmä nuorten metsien energiapuun korjuumenetelmän valintaan

Työn tavoitteena oli luoda tuottavuus- ja kustannustietoa nuorten metsien energiapuun korjuuketjuista sekä kehittää menetelmä nuorten metsien energiapuuvarojen kertymien ja korjuukustannusten laskentaan työmaa- ja aluetasolla. Vertailussa oli mukana yleisimmät korjuutavat. Korjuuketjujen tuottavuus- ja kustannustiedot perustuivat valtaosin väitöskirjan osajulkaisujen tuloksiin ja energiapuun kertymä Jyväskylän ympäristössä laskettiin VMI:n koealatietojen avulla. Lisäksi laadittiin "päätöspuu" taloudellisesti, sosiaalisesti ja ekologisesti kestävän energiapuun korjuumenetelmän valintaan vaikuttavista tekijöistä osajulkaisujen tulosten ja kirjallisuuskatsauksen perusteella.

Kokopuun metsäkuljetuksen tuottavuus oli koneellisen kaato-kasauksen jäljiltä selvästi parempi kuin siirtelykaatotekniikalla tehdyn metsurihakkuun jäljiltä. Koneellisessa kaato-kasauksessa kourakasat tehdään lähelle ajouraa ja ne ovat suuria. Tämä tehostaa kuormaustyötä ja alentaa metsäkuljetuskustannuksia. Leimikkotason vertailulaskelmassa koneelliseen kaato-kasaukseen perustuvalla korjuuketjulla kokopuun korjuukustannukset tienvarteen toimitettuna olivat alimmat. Ero metsurityönä tai koneella tehdyn kaato-kasauksen kustannuksen välillä oli pieni. Toisaalta kun huomioidaan metsäkuljetuksen tehostuminen koneellisen kaatokasauksen jäljiltä, oli koneellinen korjuu selvästi metsurityötä edullisempaa. Energiapuukorjurilla kokopuun korjuukustannukset tienvarsivarastolla olivat vertailun korkeimmat. Metsätraktorialustaisen korjurin tuottavuutta on mahdollista parantaa kone- ja työteknisillä muutoksilla.

Metsähakkeen tekninen korjuupotentiaali Jyväskylän ympäristön nuorissa metsissä aleni rankana korjuussa 42 % kokopuukorjuuseen verrattuna. Leimikkotasolla puubiomassan hehtaarikertymä pieneni, kun oksat ja latvakappaleet jäivät palstalle. Lisäksi rankana korjuussa energiapuun kertymälle asetettu vähimmäismäärä, 25 m³ ha-1, oli selvästi vaikeampi ylittää kuin kokopuukorjuussa. Rankana korjuussa oli kuitenkin mahdollista saada myös kustannussäästöjä ja lisätä metsähakkeen kertymää, kun latvusmassan karsinnan avulla energiapuun korjuu voidaan ulottaa niille kohteille, joilta kokopuukorjuuta on pyritty mahdollisten kasvuhäiriöiden ja -tappioiden vuoksi välttämään. Tällaisia kohteita ovat nykyisten korjuusuositusten mukaan muun muassa kuusikot, turvemaat ja karut kivennäismaat. Kokopuukorjuun rajoittaminen pelkästään reheville kivennäismaille – kuusikoita lukuunottamatta – laskee alueellista kertymää ja nostaa metsähakkeen korjuukustannusta käyttöpaikalla verrattuna vaihtoehtoon, jossa energiapuuta korjataan edellä mainittujen kasvupaikkojen lisäksi rankana kuusikoilta, soilta ja karuilta kivennäismailta.

Puunkorjuussa hakkuulaitteiden monikäyttöisyys lisää peruskoneen käyttöastetta ja parantaa kustannustehokkuutta, kun samalla laitteella voidaan korjata niin teollisuuden ainespuuta kuin myös rankaa ja kokopuuta energiateollisuuden tarpeisiin.

  • Laitila, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti juha.laitila@metla.fi (email)
Lawrence Damnyag. (2012). Valuation of ecosystem services for assessment of cost of deforestation, and analysis of its drivers with implications for sustainable forest management in Ghana. https://doi.org/10.14214/df.142

Ekosysteemipalveluiden taloudellinen arvottaminen metsäkadon kustannusten arvioimiseksi ja metsäkadon syiden analyysi metsien kestävän käytön edistämiseksi Ghanassa

Tämän väitöskirjan tavoitteena oli arvioida metsäkadon kustannuksia ja tunnistaa sen syyt Ghanan ylänkömetsien vyöhykkeellä. Tavoitteena oli myös lisätä tietämystä metsäkadon aiheuttamien ongelmien vakavuudesta sekä tarjota ratkaisuja metsäkadon torjuntaan, mikä samalla hillitsisi ilmastonmuutosta. Väitöskirja koostuu yhteenveto-osasta ja neljästä artikkelista. Metsäkadon kustannukset laskettiin arvioimalla neljän ekosysteemipalvelun tuotantomenetyksen arvo vaihtoehtois- ja korvaamiskustannusmenetelmillä. Lisäksi arvioitiin metsäpaloista satomenetyksinä paikallisyhteisöille aiheutuneet kustannukset. Metsäkatoriskiin vaikuttavaa viljelijäkäyttäytymistä mallinnettiin kyselyjen perusteella. Työn teoreettisena perustana käytettiin taloudellisen kokonaisarvon käsitettä sekä von Thunenin ja Chajanovin malleja. Empiirisen aineiston tilastollisessa analyysissä käytettiin kuvailevia menetelmiä sekä multinomiaalista ja ordinaalista regressioanalyysiä.

Artikkeli (I) osoittaa, että metsäkadosta aiheutuu Ghanassa vuosittain yli 133 miljoonan dollarin kustannukset pelkästään neljän ekosysteemipalvelun bruttotulojen menetyksinä. Artikkelin (II) mukaan tutkimusalueella metsäpaloista aiheutuvat vuotuiset, viljelijäkohtaiset satotappiot ovat keskimäärin noin 230 dollaria. Artikkeli (III) puolestaan osoittaa, että maan hankinta- ja hallintatapa vaikuttaa merkittävästi sen käyttöön ja metsäkatoriskiin. Vuokraoikeudella maata hankkineet viljelijät ottivat todennäköisemmin käyttöön metsäkatoriskiä lisääviä lyhytkiertoviljelymenetelmiä verrattuna viljelijöihin, joiden maanhallinta perustui lahjoituksiin, perintöihin tai tapaoikeuteen. Artikkelin (IV) tapaustutkimusalueella, Ankasan suojelualueella, kotitarvemaatalous ja ihmisten suuri tulomuutto alueelle olivat tärkeimpiä metsäkadon aiheuttajia.

Tulosten perusteella voidaan päätellä, että metsäpalojen torjuntaan ja niihin sopeutumiseen liittyvän paikallisen tiedon parempi hyödyntäminen tehostaisi metsäpalojen torjuntaa. Jotta metsien hyödyt jakautuisivat nykyistä tasaisemmin, paikallistason politiikat olisi uudistettava kiinnittäen huomiota erityisesti vuokraoikeuteen perustuviin viljelysmaan hallintajärjestelmiin. Vuokraoikeudella maata hankkineet viljelijät tulisi sisällyttää myös metsätulojen jakojärjestelmiin (mukaan lukien metsäkadosta ja metsien heikkenemisestä aiheutuvien päästöjen vähentämiseen tähtäävän REDD-ohjelman mahdolliset korvaukset). Ankasan suojelualueen hoidossa tulisi asettaa etusijalle paikallisväestön toimeentulomahdollisuuksien parantaminen sekä ekosysteemipalvelujen tuotannon turvaaminen, jotta alueen merkitys ilmastonmuutoksen hillitsemisessä kasvaisi.

  • Damnyag, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti ldamnyag@yahoo.com (email)
Veikko Hiltunen. (2012). Developing decision support in participatory strategic forest planning in Metsähallitus. https://doi.org/10.14214/df.141

Päätöstuen kehittäminen Metsähallituksen osallistavassa strategisessa metsäsuunnittelussa

Strateginen metsäsuunnittelu toteutetaan Metsähallituksessa alueellisina hankkeina. Sidosryhmien edustajista koostuva yhteistyöryhmä on mukana työssä koko hankkeen ajan. Ryhmä ottaa kantaa kaikkiin keskeisiin asioihin ja esittää työn loppuvaiheissa Metsähallitukselle suosituksensa alueen luonnonvarojen käytön strategiaksi. Ryhmän työskentely tapahtuu lähinnä asioiden esittelyn, keskustelujen ja neuvottelujen muodossa. Myös numeerisia päätöstukimenetelmiä, kuten analyyttistä hierarkiaprosessia (AHP) ja vuorovaikutteista päätösanalyysiä (IDA) on käytetty ryhmätyön tukena.

Tämän väitöskirjatyön tavoitteena oli kehittää luonnonvarasuunnittelun päätöstukea, erityisesti yhteistyöryhmän työskentelyn tueksi. Väitöskirjassa tutkittiin suoran kokonaisvaltaisen arvottamisen ja äänestysmenetelmien käyttöä suunnitelmavaihtoehtojen arvottamisessa. Lisäksi tutkittiin äänestysmenetelmien ja vuorovaikutteisen päätösanalyysin yhteiskäyttöä sekä MESTA päätöstukityökalun käyttöä vaihtojen arvioimisessa. Nämä osatutkimukset kytkettiin käynnissä oleviin luonnonvarasuunnittelun hankkeisiin. Edellä mainittujen ohella arvioitiin mitä vaikutuksia ylhäältä-alas suunnittelun lähestymistavalla olisi metsien käytön tehokkuuteen koko Metsähallituksen tasolla verrattuna nykyiseen alhaalta-ylös lähestymistapaan, ja ylhäältä-alas tulosten hyväksyttävyyttä aluetasolla. Tässä osatutkimuksessa hyödynnettiin olemassa olevia suunnitelma-aineistoja.

Väitöskirjatyön tulokset osoittavat, että ryhmätyön päätöstukea tulisi käyttää joustavasti. Metsähallituksen osallistavan suunnittelun ympäristössä korostuvat sovellettavien menetelmien ymmärrettävyys, helppokäyttöisyys ja tulosten jäljitettävyys. Ratkaisu voidaan usein löytää äänestysmenetelmien avulla. Ne ovat helppoja ymmärtää ja käyttää, ja niissä riittää esim. järjestysasteikollinen preferenssitieto. Approval voting (AV) osoittautui käyttökelpoiseksi kriteereiden valinnassa, Borda count- menetelmä tavoitekartoituksessa ja multicriteria approval (MA) vaihtoehtojen arvioinnissa. Tarvittaessa analyysejä voidaan syventää esim. IDAn kaltaisilla suhdeasteikollisilla menetelmillä. Kun IDAta käytettiin äänestysmenetelmien jälkeen, myös se osoittautui melko helpoksi ymmärtää ja käyttää. Myös MESTAn käyttö tuki ryhmän päätöksentekoa. Sen sijaan vaihtoehtojen suora kokonaisvaltainen arvottaminen ei edistänyt ryhmän päätöksentekoa. Hierarkkiset analyysit osoittivat, että nykyinen alueellisiin ratkaisuihin perustuva metsävarojen käyttö ei ole tehokkainta koko Metsähallituksen tasolla. Jos vuorovaikutusta Metsähallitus tason ja alueiden välillä halutaan lisätä, strategista suunnitteluprosessia pitää kehittää.

  • Hiltunen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti veikko.hiltunen@metsa.fi (email)
Päivi Mäkiranta. (2012). Heterotrophic soil respiration in drained peatlands: Abiotic drivers, and changes after clearfelling and afforestation. https://doi.org/10.14214/df.140

Mitä tapahtuu ojitettujen soiden turvevarastoille — muuttuvien ympäristötekijöiden sekä metsityksen ja avohakkuiden vaikutukset

Pohjoiset suot ja erityisesti niiden turvekerrokset toimivat merkittävinä hiilivarastoina. Näiden hiilivarastojen säilyminen voi olla vaarassa, kun ilmaston tai maankäytön muutos muokkaa suon olosuhteita. Tämän väitöskirjatyön tarkoituksena on ollut kerätä tietoa turpeen hajoamisesta metsäisillä ojitetuilla turvemailla. Tutkimuksessa määritettiin vanhan turpeen hajoamisnopeutta mittaamalla maasta turpeen hajotuksen seurauksena vapautuvaa hiilidioksidia. Mittauksilla selvitettiin turpeen hajotuksen riippuvuutta vallitsevista ympäristöolosuhteista; lämpötilasta ja pohjaveden syvyydestä. Lisäksi tutkittiin sitä, millaisia muutoksia ojitusalueiden hakkuut ja toisaalta suopeltojen metsitys aiheuttavat turpeen hajoamisnopeuteen.

Väitöskirjan tulokset osoittavat, että turpeen hajotusnopeuden vaihtelu ojitetuilla metsäisillä turvemailla riippuu lähinnä vain turpeen lämpötilaolosuhteista. Lämpötilan tärkeys johtuu alueiden hyvästä kuivatuksesta ja siitä, että maan hiilidioksidia tuottavat prosessit ovat keskittyneet pintaturpeeseen, jolloin vaihtelut pohjavedenpinnan syvyydessä syvemmissä turvekerroksissa eivät olennaisesti vaikuta vapautuvan hiilidioksidin määrään. Tulokset osoittavat myös, että tehokkaasti kuivatuilla alueilla pintaturpeen kuivuminen voi rajoittaa turpeen hajotusta. Tällaisissa olosuhteissa myös lämpötilan nousun aiheuttama turpeen hajotuksen lisääntyminen on vähäisempää. Tulosten perusteella voidaan arvioida tulevan ilmastonmuutoksen ja sitä seuraavan lämpötilan nousun kasvattavan ojitettujen turvemaiden maan hiilidioksidipäästöjä. Jos lämpenemisen yhteydessä kuitenkin esiintyy pitkiä pintaturvetta kuivattavia jaksoja, päästöjen lisäys voi jäädä vähäisemmäksi.

Väitöskirjan tulokset hakkuiden vaikutuksista osoittavat, että hakkuiden jälkeen metsäojitetuilla soilta vapautuu huomattava määrä hiilidioksidia ilmakehään. Elpyvän pintakasvillisuuden kyky sitoa hiilidioksidia on rajallinen ja vasta uuden puusukupolven tehokas uudistuminen voi muuttaa alueen uudelleen hiilinieluksi. Toisin kuin arveltiin, hakkuiden aiheuttamat muutokset maan lämpö- ja kosteusolosuhteissa eivät kuitenkaan näytä kiihdyttävän vanhan turpeen hajotusta. Turpeen hajotusta hakkuun jälkeen rajoittaa puiden poiston aiheuttama pohjaveden pinnan nousu sekä toisaalta pintaturpeen kuivuminen suorassa auringon paisteessa.

Turpeen hajotus voi hakkuiden jälkeen kuitenkin kiihtyä voimakkaasti, jos hakkuutähdekasat jäävät avohakkuualalle. Tämä johtuu mitä ilmeisimmin siitä, että hakkuutähdekasat tarjoavat suojaa, joka estää pintaturpeen kuivumisen ja siten mahdollistaa korkeamman hajotusaktiivisuuden. Tulosten perusteella hakkuutähteiden keräys turvemailta olisi suositeltavaa ilmastonmuutoksen torjunnan kannalta; keräämällä hakkuutähteet turpeesta tulevat hiilidioksidin lisäpäästöt voidaan välttää ja samalla saadaan fossiilisia polttoaineita korvaavaa energiaa.

Väitöskirjan tulokset osoittavat lisäksi, että suopeltojen turpeen voimakas hajoaminen hidastuu metsityksen jälkeen. Maatalouskäytön vaikutukset ovat kuitenkin havaittavissa vielä vuosikymmenienkin kuluttua ja ne näkyivät metsitysalueiden turpeen laadussa sekä hajotusnopeudessa. Turpeen hajotusnopeus olikin tutkituilla alueilla edelleen niin voimakasta, että ne metsityksestä huolimatta toimivat hiilen lähteinä.

  • Mäkiranta, University of Helsinki, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti paivi.makiranta@metla.fi (email)
Sepul K. Barua. (2012). Effects of taxes and climate policy instruments on harvesting of managed forests and on tropical deforestation. https://doi.org/10.14214/df.139

Verojen ja ilmastopolitiikkavälineiden vaikutukset tasaikäisen metsän korjuuseen ja trooppiseen metsäkatoon

Tässä väitöskirjassa selvitetään verojen ja metsien ilmastopalveluita säätelevien politiikkavälineiden vaikutuksia. Väitöskirja koostuu yhteenveto-osasta ja neljästä artikkelista. Artikkelit (I) ja (II) tutkivat verojen vaikutusta tasaikäisesti hoidetun metsän hoitopäätöksiin ottamalla huomioon metsänomistajien ympäristöarvot ja iän. Artikkelit (III) ja (IV) analysoivat hiilensidontaan liittyviä politiikkavälineitä trooppisten metsien vähenemisen hidastamiseksi.

Artikkeli (I) osoittaa, että verotuksen vaikutukset puun myynteihin riippuvat metsänomistajien ympäristöarvostusten voimakkuudesta. Tämän vuoksi olisi hyödyllistä kehittää menetelmiä, joiden avulla voitaisiin arvioida tai mitata metsänomistajien ympäristöarvostuksia.

Artikkeli (II) puolestaan osoittaa, että metsänomistajien ikä vaikuttaa kulutuksen ja perinnöksi jäävän varallisuuden suhteellisiin määriin. Lisäksi artikkeli osoittaa, että pääomatulojen verotuksen ja perintöveron vaikutukset muuttuvat metsänomistajan iän myötä. Artikkelin (III) mukaan metsätulojen ja maanviljelystä saatavien tulojen verotus saattaa yksinään käytettynä olla tehoton ohjauskeino trooppisen metsäkadon hidastamisessa. Hiilimaksut voivat täydentää verotusta, ja tehokas politiikka metsäkadon torjumiseksi olisi suunnattava samanaikaisesti metsien käyttöön ja maanviljelyyn. Artikkeli (IV) tarkastelee hiilikompensaatiopolitiikan ja tuloverotuksen yhteyksiä. Optimaalinen hiilensidonnan korvausjärjestelmä voi vaatia, että kansallisten hallitusten sallitaan poiketa kansainvälisestä kompensaatiotasosta, kun kyseiset maat siirtävät saamiaan korvauksia paikallistasolle. Tulokset myös puoltavat sitä, että jo käytössä olevat ohjauskeinot, kuten verotus, tulee ottaa huomioon suunniteltaessa kansainvälisiä metsien hiilimensidontaan vaikuttavia politiikkavälineitä.

  • Barua, University of Helsinki, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti sepul.barua@helsinki.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)
Hanna-Liisa Kangas. (2012). Renewable Energy and Climate Policies: Studies in the Forest and Energy Sector. https://doi.org/10.14214/df.136

Uusiutuvan energian tukipolitiikka ja ilmastopolitiikka: Tutkimuksia metsä- ja energiasektoreilla

Väitöskirja tarkastelee energia- ja ilmastopolitiikan ohjauskeinojen vaikutuksia metsä- ja energiasektoreihin. Työtä on motivoinut huoli ilmastonmuutoksesta ja erityisesti Euroopan unionin asettamat ilmasto- ja energiapoliittiset tavoitteet. Suomessa metsä- ja energiasektori ovat avainasemassa näiden tavoitteiden saavuttamisessa.

Työn tavoitteena on määrittää, kuinka energia- ja ilmastopolitiikan ohjauskeinot vaikuttavat metsä- ja energiasektoreiden toimintaan ja vertailla eri ohjauskeinojen vaikutuksia keskenään. Ilmastopolitiikan ohjauskeinoista työssä keskitytään päästökauppaan. Energiapolitiikan ohjauskeinoista tarkastellaan erilaisia metsäpohjaista uusiutuvaa energiaa tukevia instrumentteja. Väitöskirjan menetelmänä on mikrotaloustieteeseen perustuva numeerinen mallinnus ja sovelluksissa keskitytään Suomen tilanteen tarkasteluun. Väitöskirjan osatutkimukset käsittelevät puun ja turpeen yhteispolttoa, nestemäisen biopolttoaineen tuotantoa ja ilmastopolitiikan vaikutuksia massa- ja paperiteollisuuteen.

Väitöskirjan tulokset osoittavat että puupohjaista uusiutuvaa energiaa tukevilla ohjauskeinoilla voi olla odottamattomia negatiivisia vaikutuksia. Jos syöttötariffi on käytössä päästökauppajärjestelmän kanssa, niin tietyissä tuotantolaitoksissa uusiutuvan energian tuotanto saattaa laskea, kun päästöluvan hinta nousee. Biopolttoaineen tuotannossa investointituen käyttö aiheuttaa valtiolle korkeita tukimaksuja ja muita negatiivisia vaikutuksia muihin ohjauskeinoihin verrattuna. Työ osoittaa myös, että ainakin alueellisten päästömarkkinoiden tapauksessa täydellinen kilpailu on ilmastonäkökulmasta kannatettavin puumarkkinamuoto.

Johtopäätöksenä voidaan esittää, että puupohjaisen uusiutuvan energian tukimuotona kannattaa käyttää keinoja, jotka tukevat suoraan uusiutuvan energian lopputuotantoa (esimerkiksi tuotantotuki tai syöttöpreemio). Väitöskirjan tulosten perusteella tukitaso on suositeltavaa sitoa päästöluvan hintaan tai lopputuotteen substituutin hintaan. Väitöskirja osoittaa myös, että uusiutuvan energian tukipolitiikkaa suunniteltaessa tulisi politiikan tavoitteiden olla selkeitä ennen kuin ohjauskeinoista päätetään.

  • Kangas, University of Helsinki, Department of Economics and Management ORCID ID:Sähköposti hanna-liisa.kangas@wwf.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