Dissertationes Forestales

Einari Heinaro. (2023). Detecting individual dead trees using airborne laser scanning. https://doi.org/10.14214/df.343

Avainsanat: lahopuu; laserkeilaus; pistepilvien prosessointi; monimuotoisuuden seuranta

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Ilmastonmuutos ja luonnon monimuotoisuuden hupeneminen ovat synnyttäneet tarpeen tarkalle ja laaja-alaiselle metsävaratiedolle. Lentolaserkeilaus mahdollistaa tällaisen tiedon keräämisen tehokkaasti. Lahopuu on metsäympäristön keskeinen komponentti, sillä se sitoo hiiltä ja toimii elinympäristönä lukuisille eliölajeille. Lahopuukartoituksella kerätään paikkatietoa monimuotoisuuden kannalta merkittävistä kohteista. Tämä tieto on hyödyllistä esimerkiksi suojelu- ja entisöintitoimenpiteiden kohdentamisessa. Tämän väitöskirjan tavoitteena oli kehittää automaattisia menetelmiä yksittäisten maa- ja pystylahopuiden kartoittamiseksi lentolaserkeilausaineistosta.

Osatutkimuksissa I ja II kehitettiin viivojen tunnistukseen perustuva menetelmä kaatuneiden puiden kartoittamiseksi. Tämän menetelmän toimintaa tutkittiin lentolaserkeilausaineistolla, jonka pistetiheys oli noin 15 pistettä/m2 sekä dronella kerätyllä laserkeilausaineistolla, jonka pistetiheys oli noin 285 pistettä/m2. Tämän lisäksi osatutkimuksissa tarkasteltiin menetelmän toimintatarkkuuteen vaikuttavia tekijöitä. Osatutkimukset osoittivat, että kaatuneiden puiden pituus ja läpimitta vaikuttavat niiden tunnistustodennäköisyyteen ja että merkittävä osa suurista lahopuista saadaan kartoitettua kehitetyllä menetelmällä. Tämän lisäksi aluskasvillisuuden määrän ja tyypin sekä kaatuneita puita ympäröivien elävien puiden koon havaittiin vaikuttavan menetelmän toimintatarkkuuteen. Osatutkimus II osoitti myös, että laserkeilausaineiston pistetiheyden kasvattaminen ei automaattisesti paranna menetelmän toimintatarkkuutta, jos menetelmä ei kykene ottamaan huomioon lisääntynyttä kohinan ja yksityiskohtien määrää.

Osatutkimuksessa III tarkasteltiin dronella kerätyn tiheän laserkeilausaineiston soveltuvuutta yksittäisten pystylahopuiden kartoitukseen. Osatutkimuksessa kehitettiin kolmivaiheinen tunnistusmenetelmä, joka koostui yksittäisten puiden segmentoinnista, piirteiden laskennasta ja koneoppimispohjaisesta luokittelusta. Osatutkimus osoitti, että pelkästään puiden geometrisiin piirteisiin pohjautuvan tunnistusmenetelmän toimintatarkkuus on vaatimaton. Kuolleiden pystypuiden kartoittamiseksi laserkeilausaineisto tulisikin yhdistää spektritietoa sisältävien kaukokartoitusaineistojen, kuten ilmakuvien kanssa.

Tämän väitöskirjan tulokset parantavat ymmärrystämme muuttujista, jotka tulisi huomioida laserkeilauspohjaisessa lahopuukartoituksessa. Vaikka kaukokartoituspohjaiseen lahopuukartoitukseen liittyy edelleen merkittäviä haasteita, tämä väitöskirja on askel kohti laajamittaista kaukokartoituspohjaista monimuotoisuuden kartoitusta.

Heinaro, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences https://orcid.org/0000-0003-2606-6131 Sähköposti: einari.heinaro@helsinki.fi

Janne Rämö. (2017). On the economics of continuous cover forestry. https://doi.org/10.14214/df.245

Avainsanat: biodiversiteetti; dynaaminen optimointi; eri-ikäisrakenteinen metsänhoito; jatkuva kasvatus; yhden puulajin metsä; sekametsä

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Tämä väitöskirja tutkii jatkuvapeitteisen metsänhoidon taloutta. Tutkimuksessa yhdistetään jatkuvapeitteisen metsänhoidon taloudellinen kuvaus metsien kasvua kuvaaviin empiirisesti estimoituihin kokoluokkarakenteisiin ja puukohtaisiin malleihin. Optimointiongelma ratkaistaan yleisessä muodossa käyttäen gradientteihin perustuvia sisäpistemenetelmiä. Tulosten riippuvuus ekologisista ja ekonomisista parametreista selvitetään herkkyysanalyysilla. Väitöskirja koostuu yhteenvedosta sekä neljästä artikkelista, joissa ratkaistaan taloudellisesti optimaalinen jatkuvapeitteinen metsänhoito yhden ja monen puulajin metsille. Tulokset esitetään optimaalisille harvennuksille ja puuston rakenteelle, sekä biodiversiteettirajoitteella että ilman. Lisäksi tutkitaan optimaalista transitiota eri alkutiloista kohti pitkän aikavälin tasapainotilaa, korkokannan ja harvennuskustannusten vaikutusta taloudellisesti optimaaliseen puuston rakenteeseen ja hakkuiden ajoitukseen, sekä kuinka tulokset vertautuvat Suomen ja Ruotsin lainsäädäntöihin. Tulosten mukaan hakkuut yleensä kohdistuvat suurimpiin puihin. Monen puulajin metsissä paremmilla kasvupaikoilla lajimonimuotoisuus kasvaa korkokannan noustessa, pitkän aikavälin tasapainotilan ollessa sekametsä. Lajimonimuotoisuus lisääntyy myös, kun biodiversiteetti huomioidaan metsänhoidon optimoinnissa. Hakkuiden ajoitus ja voimakkuus riippuvat sekä korkokannasta sekä kiinteistä hakkuukustannuksista, ja jos alkutila on kaukana pitkän aikavälin tasapainotilasta, laeista löytyvät rajat rikotaan etenkin transitiovaiheessa

Rämö, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: janne.ramo@helsinki.fi

Mia Vehkaoja. (2016). Beaver in the drainage basin: an ecosystem engineer restores wetlands in boreal landscape. https://doi.org/10.14214/df.220

Avainsanat: biodiversiteetti; lahopuu; liuennut orgaaninen hiili; nokinuppiset; rantametsä; sammakot

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Kosteikkojen ja lahopuun katoaminen ovat vaikuttaneet voimakkaasti boreaalisen alueen vesi- ja maaekosysteemeihin. Lahopuusta riippuvaiset lajit ovat yksi maailman uhanalaisimmista, kun taas sammakkoeläimiä voidaan hyödyntää kosteikkojen ekologisen tilan selvittämisessä. Huomattava osa maailman kosteikoista sijaitsee boreaalisella alueella. Viimeisen 500 vuoden aikana boreaalisen alueen kosteikkoihin on kohdistunut kaksi pääasiallista uhkaa: majavien hävitys sukupuuton partaalle sekä 1900-luvun laajamittaiset ojitukset. Majavat ovat pohjoisen pallonpuoliskon tunnettuja ekosysteemi-insinöörejä. Ne muokkaavat ympäristöään patoamalla vesistöjä. Pato nostattaa tulvan ympäröivään rantametsään ja muuttaa olosuhteita niin maalla kuin vedessä. Ekosysteemiprosessit muuttuvat erityisesti silloin, kun majava muuttaa virtaavan vesistön seisovaksi, mutta ympäristössä tapahtuvat muutokset ovat selkeitä myös alun perin seisovassa vesistössä. Orgaaninen aines ja ravinteet siirtyvät vesistöön majavan kaatamista puista sekä tulvan tappamasta kasvillisuudesta. Orgaanisen hiilen määrä kasvaa huomattavasti erityisesti ensimmäisinä tulvavuosina, mikä lisää vesikasvillisuuden, planktonin ja näiden kahden kautta myös vesiselkärangattomien määriä. Rehevä kasvillisuus ja runsaat plankton- ja selkärangatonmäärät hyödyttävät sammakoita. Sammakot, ja erityisesti viitasammakko, viihtyvät majavakosteikoilla. Lahopuuta syntyy runsaasti majavakosteikoilla tulvan ja majavan toimesta. Majavakosteikkojen ympäröimässä rantametsikössä on huomattavasti enemmän lahopuuta kuin muunlaisten vesistöjen rantametsissä. Runsastuneet lahopuumäärät tarjoavat elinympäristön lahopuusta riippuvaisille lajeille. Eniten majavakosteikoilla on pystyyn kuollutta lahopuuta, jolla ovat erikoistuneet kasvamaan nokinuppiset. Majavien elpyminen sukupuuton partaalta on auttanut kosteikko- ja lahopuumäärien kasvua. Majavakosteikot voidaan nähdä boreaalisen alueen hiilen ja monimuotoisuuden hot spotteina. Ne lisäävät boreaalisen maiseman heterogeenisuutta ja vesistöjen jatkumoa.

Vehkaoja, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: mia.vehkaoja@helsinki.fi

Emmi Haltia. (2015). Contingent valuation and choice experiment of citizens’ willingness to pay for forest conservation in southern Finland. https://doi.org/10.14214/df.204

Avainsanat: ilmaistujen preferenssien menetelmät; metsäluonnon monimuotoisuus; vinon jakauman ongelma; valintojen epävarmuus; vastaamatta jättäneet

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Kansalaisten maksuhalukkuus Etelä-Suomen metsien suojelusta ehdollisen arvottamisen menetelmällä ja valintakokeella Ympäristön tila vaikuttaa ihmisten hyvinvointiin suoraan ja välillisesti. Tämän väitöskirjan neljässä artikkelissa mitataan Etelä-Suomen metsien suojelun lisäämisen hyvinvointivaikutusta kahdella eri menetelmällä. Nämä menetelmät, ehdollinen arvottaminen ja valintakoe, perustuvat uusklassiseen taloustieteeseen, jota täydennetään psykologian ja psykologisen taloustieteen käsitteillä ja teorioilla. Ehdollisen arvottamisen menetelmä ja valintakoe ovat menetelmiä, joilla arvotetaan kansalaisten kokemaa hyödynlisäystä ehdotetusta ympäristön tilaa parantavasta hankkeesta. Näitä menetelmiä käytetään erityisesti tilanteissa, joissa ympäristöhyödykkeen arvoon liittyy paljon olemassaoloarvoja. Tällöin arvoa ei voida mitata esimerkiksi retkeilykohdevalintojen tai muun toteutuneen käyttäytymisen perusteella, vaan tarvitaan hypoteettisiin valintoihin perustuvia menetelmiä, jotka arvottavat ympäristön muutosta mittaamalla kansalaisten maksuhalukkuutta. Mitattaessa metsiensuojelun hyötyjä ehdollisen arvottamisen menetelmällä tarkasteltiin vastaajien vastausepävarmuuteen vaikuttaneita tekijöitä ja epävarmuuden vaikutusta keskimääräiseen maksuhalukkuuteen. Lisäksi arvioitiin kyselyyn vastaamatta jättäneistä tehtävien oletusten vaikutusta keskimääräisen maksuhalukkuuden estimaatteihin sekä korkeimman hintapyynnön suhteettoman suuren hyväksymisosuuden käsittelyvaihtoehtoja. Valintakokeella puolestaan mitattiin suojeluohjelman ominaisuuksien vaikutuksia vastaajien valintoihin. Tulosten perusteella metsien suojelun lisäämisellä oli aineiston keräämisajankohtana vuonna 2002 vahva kansalaisten tuki. Ehdollisen arvottamisen menetelmällä laskettu mediaanimaksuhalukkuus oli 72 euroa, eli 50 prosenttia vastaajista hyväksyi metsien suojelun lisäämisen, jos kustannukset kotitalouksille olivat korkeintaan 72 euroa vuodessa. Vastaajien valintoihin maksuhalukkuuskysymyksissä vaikuttivat suojelusta kotitaloudelle aiheutuvat kustannukset sekä vastaajan sosioekonomiset ominaisuudet. Valintojen mallinnuksessa tehtävät oletukset vaikuttivat merkittävästi keskimääräiseen maksuhalukkuuteen, samoin kuin vastaamatta jättäneistä tehtävät oletukset. Koska analyysissä tehtävien valintojen vaikutus maksuhalukkuusestimaatteihin voi olla merkittävä, täytyy vaikutuksista tehdä riittävät herkkyysanalyysit. Tämä on erityisen tärkeää, jos tuloksia käytetään poliittisen päätöksenteon tukena.

Haltia, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: emmi.haltia@ptt.fi

Timo Pakkala. (2012). Spatial ecology of breeding birds in forest landscapes: an indicator species approach. https://doi.org/10.14214/df.151

Avainsanat: alueelliset mittakaavat; metsien biodiversiteetti; metso; metsälintujen lajirunsaus; pohjantikka; sateenvarjolaji

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

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 Sähköposti: timo.pakkala@hotmail.fi

Kaisa Junninen. (2007). Conservation of polypore diversity in managed forests of boreal Fennoscandia. https://doi.org/10.14214/df.39

Avainsanat: lahopuu; luonnon monimuotoisuus; metsälakikohteet; metsäpalo; metsäsukkessio; säästöpuut

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Väitöskirjassa kuvataan kääväkäsyhteisöjen rakenteita metsän eri sukkessiovaiheissa ja luonnontilaisuudeltaan erilaisissa metsissä sekä arvioidaan talousmetsien luonnonhoitomenetelmien tehokkuutta kääpien monimuotoisuuden suojelun näkökulmasta. Väitöskirja pohjautuu Itä-Suomessa vuosina 1996-2005 kerättyyn neljään erilliseen aineistoon. Yhteensä aineistoissa on 19 617 havaintoa 129 kääpälajista ja 133 orvakkalajista. Väitöskirjan päätulokset ovat 1) Lahottajasienten lajimäärä on suurimmillaan metsäsukkession alussa pian häiriön (metsäpalon tai avohakkuun) jälkeen. Ensimmäisen sukkessiovaiheen sienilajisto poikkeaa myöhempien sukkessiovaiheiden lajistosta etenkin luonnonmetsissä. 2) Kaikissa myöhemmissä sukkessiovaiheissa metsän luonnontilaisuus vaikuttaa kääpälajiston monimuotoisuuteen enemmän kuin metsän sukkessiovaihe. Erityisesti uhanalaiset lajit kärsivät metsänhoidon tehokkuuden lisääntyessä, eikä tehokkaimmin hoidetuista yksityismaiden talousmetsistä löydy lainkaan uhanalaisia kääpiä. 3) Kaatuneet, isokokoiset haapasäästöpuut voivat olla merkittäviä elinympäristöjä monille kääpälajeille, mukaan lukien useita uhanalaisia lajeja. 4) Metsälain 10 §:n mukaisissa erityisen tärkeissä elinympäristöissä elää paljon kääpälajeja, mutta vain verraten yleisiä lajeja. Uhanalaisille lajeille näillä kohteilla ei juurikaan ole merkitystä. 5) Metsän hakkuu vaikuttaa kääpiin paljon voimakkaammin kuin metsäpalo. Neljässä vuodessa hakkuu muuttaa kääpälajiston koostumuksen, lisää muutamien lajien vallitsevuutta ja lisää kääpien kokonaismäärää, mutta vähentää uhanalaisten ja silmällä pidettävien sekä monimuotoisuutta ilmentävien lajien osuutta kokonaislajimäärästä. Väitöskirjan tulokset korostavat lahopuun määrän ja lahopuutyyppien monipuolisuuden merkitystä lahopuulajiston monimuotoisuuden suojelussa talousmetsissä. Nykyisistä luonnonhoitomenetelmistä hakkuualueelle jätettävät säästöpuut voivat olla tehokas menetelmä ylläpitää kääpien monimuotoisuutta, mutta säästöpuumäärien pitäisi olla huomattavasti nykyistä suurempia ja säästöpuiden tulisi olla isokokoisia. Metsälakikohteiden ja kulotuksen merkitys ei ole kääpien kannalta yhtä suuri ainakaan lyhyellä aikavälillä, mutta pitkän aikavälin vaikutukset saattavat osoittautua toisenlaisiksi. Kääpien monimuotoisuuden säilymistä edistävät toimet parantavat myös monien muiden lahopuusta tai vanhoista puuyksilöistä riippuvaisten lajien elinolosuhteita ja siten edistävät Fennoskandian boreaalisten metsien uhanalaisimman lajiston säilymistä.

Junninen, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences Sähköposti: kaisa.junninen@joensuu.fi

Esko Hyvärinen. (2006). Green-tree retention and controlled burning in restoration and conservation of beetle diversity in boreal forests. https://doi.org/10.14214/df.21

Avainsanat: häiriödynamiikka; biodiversiteetti; kovakuoriaiset; lahopuu; metsätalous; lahopuusta riippuvaiset lajit

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Tässä väitöskirjatyössä on selvitetty säästöpuiden ja tulen käytön merkitystä boreaalisten metsien kovakuoriaislajistolle. Tavoitteena on ollut tuottaa tutkittua tietoa, jonka pohjalta kovakuoriaislajiston elvyttäminen ja suojelu olisi mahdollista myös talouskäytössä olevissa metsissä. Lisäksi väitöskirjaan sisältyy menetelmällinen osuus, jossa metsäkovakuoriaisyhteisöjen tutkimusmenetelmiä on vertailtu. Tutkimusta varten Itä-Suomeen Lieksan ja Ilomantsin alueelle perustettiin laaja 24 koealaa käsittävä maastokoeasetelma, jossa säästöpuiden määrää manipuloitiin. Kaksitoista koealaa poltettiin. Yhden käsittelyjä edeltävän ja kahden jälkeisen vuoden aikana kerätty kovakuoriaisaineisto käsitti yhteensä 201 501 kovakuoriaisyksilöä, jotka kuuluivat 1235 lajiin. Lajit jaettiin ekologisiin ryhmiin analyysejä varten. Eri ryhmät reagoivat koekäsittelyihin eri tavoin vertailtaessa käsittelyjen aiheuttamia muutoksia lajimäärissä, runsaudessa ja lajiyhteisöjen koostumuksessa. Kovakuoriaiset asuttivat erityisesti poltetut alueet nopeasti polton jälkeen. Uhanalaisten ja harvinaisten lahopuusta riippuvaisten kovakuoriaislajien lajimäärä ja runsaus oli suurempi poltetuilla kuin polttamattomilla aloilla, ja korkeammat säästöpuumäärät näyttivät vaikuttavan positiivisesti myös yleisempien lahopuusta riippuvaisten lajien määrään. Polttamattomilla aloilla lahopuukuoriaisten lajimäärät kääntyivät laskuun jo seuraavana vuonna, kun taas poltetuilla ne edelleen nousivat. Korkeammat säästöpuumäärät säilyttivät lajiyhteisöt lähempänä hakkuita edeltävää tilannetta kuin matalat säästöpuumäärät. Poltettujen hakkaamattomien koealojen lajiyhteisöt poikkesivat selvästi poltettujen ja hakattujen vastaavista. Tulosten perusteella voidaan sanoa, että metsien talouskäytön negatiivisia metsäluontoon kohdistuvia vaikutuksia voidaan merkittävästi vähentää korottamalla säästöpuumääriä ja lisäämällä tulen käyttöä luonnonhoidollisena menetelmänä yhdessä riittävän säästöpuumäärän kanssa. Tällöin myös monien nykyisin uhanalaisten lajien kannat voisivat elpyä. Myös täyspuustoisia metsiä tulisi polttaa, erityisesti osana metsien ennallistamistoimintaa. Säästöpuilla ja tulen käytöllä ei ratkaista talouskäytön metsäluonnolle aiheuttamia monimuotoisuusongelmia, mutta niiden avulla tilannetta voidaan osittain parantaa.

Hyvärinen, University of Joensuu, Faculty of Forestry Sähköposti: esko.hyvarinen@joensuu.fi

Artikkelit jotka sisältää sanan 'biodiversity'

Kategoria : Articles