Artikkelit jotka sisältää sanan 'control'

Suurin osa maailman metsistä sijaitsee suojelualueiden ja metsäplantaasien ulkopuolella. Metsien monikäyttö on tavallista näissä metsissä. Näissä metsissä onkin periaatteessa mahdollista toteuttaa kestävää metsien käyttöä, joka turvaa metsien monien tuotteiden saatavuuden ja ylläpitää metsien ekosysteemipalveluita. Käytännössä näiden metsien käyttö on kuitenkin usein voimaperäistä ja tähtää usein vain yhden tuotteen – puubiomassan – tuottamiseen. Tällöin metsien käyttö ja hoito johtavat metsien yksipuolisuuteen, joka jättää huomioimatta metsien monet toiminnalliset merkitykset, niiden biologisen monimuotoisuuden ja ekosysteemipalvelut.

Työssäni tutkin, miten metsien toiminnallinen heterogeenisuus vaikuttaa metsien monimuotoisuuteen ja metsien ekosysteemipalveluihin. Työ perustuu laaja-alaiseen metsäekologiseen kokeelliseen asetelmaan, jossa on mukana metsien erilaisia hakkuutapoja sekä metsän polttoja. Koeasetelman käsittelyt perustuvat metsien häiriödynamiikkaan. Koeasetelma perustettiin vuonna 2000, ja se on käsittelyjen ja koeyksiköiden tasolla tilastollisesti toistettu. Tutkimuksen kohteena ovat erilaiset hakkuut, joissa metsien säästöpuuston määrä vaihtelee, yhdistettynä metsän polttoon. Koeasetelmaan sisältyy 24 koemetsikköä.

Tulokset osoittavat, että metsän polton ja riittävän suuren säästöpuumäärän yhdistäminen metsikkötasolla parantaa puolukan satoisuutta. Palon jälkeen metsiin jäävät kuollut puuaines yhdessä maaperän palonjälkeisen rakenteen kanssa lisäävät metsävarpujen pölyttäjien (mesipistiäisten) määrää ja monipuolisuutta, koska pölyttäjille on näissä metsissä tarjolla sopivia pesänrakennuspaikkoja. Varhaiset, poltetut metsien sukkessiovaiheet ylläpitävät myös useiden loishyönteisten monipuolisuutta, mikä on yhteydessä näiden metsien häiriönjälkeisen kasvillisuuden rakenteelliseen monipuolisuuteen.

Metsikkötasoa laajemmalla maisematasolla vanhat metsät ovat tärkeitä etenkin mustikan kukinnalle ja marjatuotannolle. Vanhat metsät täydentävät nuorissa, häiriön jälkeisissä metsissä pesivien ja lisääntyvien pölyttäjähyönteisten pölytys- ja ruokailumahdollisuuksia. Vanhat metsät yhdessä erilaisten hakkuualueiden säästöpuumäärien ja metsäpalon (kulotuksen) vaihtelun kanssa ylläpitävät ja lisäävät pölyttäjäyhteisöjen monipuolisuutta sekä ajallisesti että alueellisesti. Lajistollisesti monipuolinen pölyttäjäyhteisö on tulosteni mukaan myös toiminnallisesti monipuolinen, etenkin poltetuilla alueilla.

Tulosteni merkittävin yleinen päätelmä on, että metsien luontaisten häiriöiden jäljitteleminen talousmetsissä – esimerkiksi riittävän säästöpuumäärän ja kulotuksen avulla – yhdessä suojeltujen vanhojen metsien kanssa on erityisen tärkeää, kun metsien käytön kestävyyttä kehitetään niin, että metsät pystyvät ylläpitämään niiden tarjoamat kriittiset ekosysteemipalvelut – kuten metsävarpujen pölytyksen – sekä turvaamaan metsien monimuotoisuuden.

• Rodríguez, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: antro@student.uef.fi

Metsänuudistamisen laatutyön perusperiaatteet Tutkimuksen päämääränä oli selvittää korkealaatuiseen metsänuudistamistulokseen tähtäävän uudistamistoiminnan suunnittelussa, hallinnassa ja kehittämisessä vaadittavat tekijät. Esimerkkinä toimivat Etelä-Suomen yksityismetsiin metsänuudistamispalveluja tuottavat metsänhoitoyhdistykset. Koska laatujohtamisen perusoletukset eivät olleet kaikilta osin päteviä yksityismetsien uudistamistoiminnassa, käytettiin apuna Lillrankin kehittämää tuotantoprosessien luokittelua. Tämä luokitus soveltui hyvin tutkittavien palvelujen kehittämiseen, ja sen pohjalta luotiin alustava kehittämismalli metsänuudistamisen palveluprosessien mallinnukseen ja vakiointiin. Tutkimustulokset paljastivat merkittävää vaihtelua sekä uudistamistuloksissa että palvelujen kustannuksissa eri toimijoiden välillä. Yhdessä analysoitu palaute laatuinventoinneista mahdollisti kehittämistyön, jossa keskityttiin merkittävimpien tilastollista vaihtelua aiheuttavien tekijöiden hallintaan. Merkittävimmät uudistamisen laatuun vaikuttavat tekijät olivat sopivimpien uudistamismenetelmien valinta sekä niiden asianmukainen toteutus. Kahden yleisimmän uudistamisketjumme, kuusen istutuksen ja männyn kylvön, kustannus-laatuanalyysi paljasti metsänuudistamispalvelujemme kustannustehokkuuden kehittämispotentiaalin. Kuusen istutuksen osalta uudistamiskustannukset korreloivat laadun kanssa vain heikosti. Männyn kylvössä uudistamiskustannusten ja tulosten välillä oli positiivinen korrelaatio. Uudistamistulokset olivat kuitenkin heikkoja tuoreilla kankailla ja niitä viljavammilla kasvupaikoilla. Kuusen istutuksessa merkittävin uudistamistulokseen vaikuttava tekijä oli sopivimman muokkausmenetelmän valinta: mätästys tuotti paremman lopputuloksen verrattuna laikutukseen tai äestykseen. Laatutyön vaikutus näkyi metsänhoitoyhdistyksissä selvimmin maanmuokkaustoiminnan resursoinnissa ja menetelmien muutoksena kohti parhaita käytäntöjä.

• Kankaanhuhta, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: ville.kankaanhuhta@metla.fi

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 Sähköposti: ldamnyag@yahoo.com

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 Sähköposti: mikko.havimo@helsinki.fi

Lehtipuiden nopea kasvu ja vesominen ovat ongelmana monilla kohteilla, kuten havupuutaimikoissa, voimajohtojen alla ja tienvarsilla. Tehokkaita kemiallisia vesakontorjunta-aineita käytettiin runsaasti vielä 1980-luvulla, mutta niiden käytöstä on lähes kokonaan luovuttu haitallisten ympäristövaikutusten vuoksi. Nykyään vallitseva vesakontorjuntamenetelmä on mekaaninen vesakontorjunta raivaussahan tai -koneiden avulla. Ongelmana on, että lehtipuut kasvattavat nopeasti uusia vesoja katkaistujen tilalle ja raivaus joudutaan suorittamaan uudelleen muutaman vuoden välein. Niinpä uusien tehokkaampien ja ympäristölle ystävällisten vesakontorjuntamenetelmien kehittäminen on tulevaisuuden haaste. Biologisen vesakontorjunnan mahdollisuuksia on tutkittu 1980-luvulta lähtien mm. Hollannissa ja Kanadassa. Biologiseen vesakontorjuntaan on käytetty purppuranahakka (Chondrostereum purpureum) -nimistä lahottajasientä, jonka rihmastoa on ruiskutettu vastakatkaistuille kantopinnoille. Sienen on todettu olevan varteenotettava vaihtoehto eri lehtipuulajien vesakontorjunnassa ja sen hyödyntämisestä on kiinnostuttu viime vuosina myös Suomessa. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, soveltuuko purppuranahakka koivun biologiseen vesakontorjuntaan Suomen olosuhteissa ja tutkia sienen vaikutusmekanismeja vesomisen estäjänä kannossa. Lisäksi selvitettiin menetelmän käytöstä mahdollisesti aiheutuvia ympäristövaikutuksia. Tulokset osoittivat, että purppuranahakkakäsittely vähensi selvästi koivun vesomista: sekä kuolleiden kantojen määrä että elävien vesojen määrä per kanto väheni käsittelyn seurauksena. Käsittelyllä ei kuitenkaan ollut vaikutusta elävien vesojen pituuskasvuun. Eri sieniyksilöiden välillä oli selviä eroja tehokkuudessa estää vesojen muodostumista: sieniyksilöt, jotka tuottivat paljon ligninolyyttisiä entsyymejä, näyttivät estävän vesojen muodostumista tehokkaimmin. Käsittelyajankohdalla oli vaikutusta purppuranahakkakäsittelyn tehoon: tehokkain aika suorittaa käsittely oli touko-heinäkuussa. Pohjoismaisten ja baltialaisten purppuranahakkapopulaatioiden geneettisen monimuotoisuuden sisäinen vaihtelu oli suurta, mutta alueellisia eroja ei havaittu. Näin ollen mitä tahansa paikallista purppuranahakkakantaa voidaan käyttää vesakontorjunnassa ilman riskiä, että siirrettäisiin harvinaisia perimätyyppejä uusille alueille. Tulokset kuitenkin osoittivat, että käsitellyn alueen läheisyydessä karsituilla koivuilla voi olla suurentunut riski saada purppuranahakkatartunta keväällä. Näin ollen koivujen karsimista käsitellyn alueen läheisyydessä tulisi välttää keväällä muutama vuosi käsittelyn jälkeen.

• Vartiamäki, University of Helsinki, Department of Forest Ecology Sähköposti: hv@nn.fi

Modernissa tavaralajimenetelmän hakkuukoneessa runkojen katkontaa eri puutavaralajien pölkyiksi ohjataan tavaralajeittaisten arvo- ja jakaumamatriisien avulla. Arvomatriisi, jota yleisesti kutsutaan myös hintalistaksi tai hintamatriisiksi, on kaksiulotteinen taulukko, jossa on määritelty tietynpituisen ja -läpimittaisen pölkyn arvo suhteessa muihin kyseisen puutavaralajin pölkkyjen pituus-läpimitta -yhdistelmiin. Jakaumamatriisi on tarvejakaumataulukko, joka kertoo pölkkyjen tavoiteosuuden kullekin pituuden ja läpimitan yhdistelmälle tai vaihtoehtoisesti eri pituuksien tavoiteosuudet kunkin latvaläpimittaluokan sisällä. Tutkimuksessa tarkastellaan kolmea hakkuukoneapteeraukseen liittyvää keskeistä kysymystä. (1) Johtaisivatko leimikkokohtaisesti säädetyt arvo- ja/tai jakaumamatriisit parempaan toteutuneen tukkijakauman ja tavoitetukkijkauman väliseen yhteensopivuuteen kuin vakiintunut käytäntö, jossa kaikki leimikot niiden ominaisuuksista riippumatta hakataan samoilla arvo- ja jakaumamatriiseilla? (2) Millä tavalla leimikko- ja tavaralajikohtaisia arvo- ja jakaumamatriiseja voidaan tuottaa? (3) Miten tavoitetukkijakauman ja toteutuneen tukkijakauman välistä yhteensopivuutta voidaan mitata ja millainen olisi ideaali yhteensopivuuden mittari? Leimikkokohtaisten arvo- ja jakaumamatriisien tuottamista ja toimivuutta tarkastellaan kolmella tasolla. Yksinkertaisimmalla tasolla tarkastellaan arvomatriisin säätämistä yhdelle tukkitavaralajille yhdessä leimikossa. Arvomatriisin säätö toteutettiin sumeana säätönä (sumea logiikka) sahan tavoitetukkijakauman ja leimikon puustotiedon perusteella. Toisessa vaiheessa tarkastellaan yhden tukkitavaralajin arvomatriisien samanaikaista säätöä useisiin leimikoihin. Arvomatriisien paralleeli säätö toteutettiin genettisellä algoritmilla. Kolmannella tasolla tarkastellaan kahden tukkitavaralajin kokonaistavoitejakaumien osittamista leimikkokohtaisiin tavoitejakaumiin. Leimikkokohtaiset tavoitetukkijakaumat muodostettiin geneettisellä algoritmilla. Leimikkokohtaisesti säädettyjen arvo- ja jakaumamatriisien suorituskykyä verrattiin ei-leimikkospesifisten referenssimatriisien suorituskykyyn 15 kuusivaltaisessa eteläsuomalaisessa päätehakkuuleimikossa. Vertailussa jokaisen leimikon kuusirungot katkottiin apteeraussimulaattorilla sekä leimikkokohtaisten arvo- ja jakaumamatriisien että referenssimatriisien ohjaamina. Referenssimatriiseina käytettiin kahden suomalaisen sahateollisuusyrityksen arvo- ja jakaumamatriiseja, joko sellaisenaan tai vähäisessä määrin muutettuna. Leimikkokohtaisia matriiseja oli kahta tyyppiä: todellisen, hakkuukoneen keräämän runkodatan ja estimoidun, leimikoiden ennakkomittausdatasta koostetun runkodatan perusteella tuotettuja. Tavoitetukkijakaumien ja toteutuneiden tukkijakaumien välisen yhteensopivuuden mittaamiseen tarkoitettuja mittareita evaluoitiin sekä teoreettisin että kokeellisin analyysein. Evaluoitavia mittareita oli neljä: (1) perinteinen jakauma-aste, (2) khi-toiseen testistatistiikkaan perustuva mittari, (3) Laspeyres’n määräindeksi ja (4) hintapainotettu jakauma-aste. Tutkimus vahvistaa, että tavoitetukkijakauman ja toteutuneen tukkijakauman välisen yhteensopivuuden maksimointi johtaa useimmissa tapauksissa suurempaan kuitupuukertymään ja pienempään tukkikertymään. Hintamatriisien etukäteissäätö näyttää parantavan tavoitetukkijakauman ja toteutuneen tukkijakauman välistä yhteensopivuutta leimikkotasolla, edellyttäen että säätöön käytettävä runkodata vastaa täysin leimikon todellista runkodataa. Kumulatiivisella tasolla hintamatriisien etukäteissäädöstä ei näyttäisi olevan hyötyä. Kokonaistavoitejakauman ositus leimikkokohtaisiin osatukkijakaumiin paransi kokonaistavoitejakauman ja kumulatiivisen toteutuneen tukkijakauman välistä yhteensopivuutta riippumatta leimikkokohtaisten tavoitejakaumien generointiin käytetyn runkodatan alkuperästä. Evaluoitujen neljän yhteensopivuusmittarin välillä ei havaittu merkittäviä suorituskykyeroja.

• Kivinen, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry Sähköposti: veli.kivinen@helsinki.fi