Artikkelit jotka sisältää sanan 'disturbance'

Tämä tutkimus keskittyy puuston dynamiikkaan ja ekologiseen palautumiseen Miombon metsämailla, Morogorossa, Tansaniassa. Tutkimuksessa käytetään Kitulangalon pysyviä näytekäyriä (PSP) puulajien paikkakohtaisen kasvun, uudistumisdynamiikan ja puuston kehityksen analysointiin empiiristen ja mallintamismenetelmien avulla. Puulajien suuri määrä miombossa edellytti kolmen lajiryhmän muodostamista, mukaan lukien 1) puut, jotka kasvavat suhteellisen nopeasti hallitseviksi ylimmissä latvuskerroksissa 2) puut, jotka pysyvät pääasiassa alemman ja keskimmäisen latvuksen tasolla ja 3) hitaasti kasvavat mutta pysyvästi ja voi lopulta nousta hallitseviin ja kodominantteihin katosasemiin, joita sovelletaan tutkimuksissa I ja III. Tutkimuksessa III käytetään myös kolmea puunkorjuuvaihtoehtoa, jotka sopivat näiden metsien suositeltuihin korjuukäytäntöihin.

Halkaisijan kasvu vaihteli peruspinta-alan kasvun muutoksen mukaan lajien ryhmissä, ja se saavutti vuosina 2008-2016 korkeintaan 3,2 cm (ryhmä 1). Tiheydestä riippuvainen kuolleisuus ja ingrowth vaihtelivat myös lajiryhmittäin, koska korkeammat kuolleisuusasteet hallitsivat alemman ja keskimmäisen katoksen kerroksia epäsymmetristen kilpailujen vuoksi. Tonttien aidat aiheuttivat paksun ruohon peitteen. Uudistumisvarsien kokonaismäärän lasku ja samanaikainen päävarsien määrän kasvu aidatuilla alueilla ja tiheillä tontilla osoittivat kilpailun aiheuttaman itsestään ohenevan prosessin. Tämä liittyy monivarren uudistumiseen, joka on morfologisesti muuttumassa yhden varren taimiksi (päävarret) ja lopulta pieniksi puiksi. Sadonkorjuun intensiteetti, tiheydestä riippuva kuolleisuus ja kasvut säätelivät puuston pohjapinta-alaa ja siten kasvun ja kehityksen simulaation aikana. Puiston rakenteellista kehitystä hallitsivat lajiryhmät 1 ja 2, mikä osoitti lajien koostumuksen ja rakenteiden kestävyyttä. Puuston kehitykseen vaikutti uusien lajien lisääminen kustakin lajista jokaisena simulointivuonna.

Miombon puistot ovat osoittaneet potentiaalin saavuttaa vakaan tilan keskipitkällä aikavälillä huonosti säänneltyjen puiden olosuhteissa ja metsänhoitomenetelmissä. Kehitetyt mallit, käsittelyt ja sadonkorjuuvaihtoehdot voivat olla rajoitettuja Kitulangaloon ja vastaaviin Tansanian alankoisiin miombo-metsiin. Tulevat puuston olosuhteita, metsänhoitomenetelmiä ja sadonkorjuuvaihtoehtoja koskevat tutkimukset ovat elintärkeitä, jotta ymmärrettäisiin paremmin metsän dynamiikkaa Tansanian miombo-metsissä.

• Njoghomi, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences Sähköposti: elisha.njoghomi@helsinki.fi

Suomen metsiä on laajasti avohakattu ja harvennettu, soita on ojitettu ja lannoitettu. Tällaiset toimenpiteet ovat muuttaneet metsien elinympäristöjä, mutta toimenpiteiden vaikutukset suursieniin tunnetaan huonosti. Tässä väitöskirjassa on tutkittu sieniyhteisöjä boreaalisissa metsissä ja turvemailla. Erityistä huomiota on kiinnitetty mykorritsa- (puitten kanssa symbioosissa elävät sienet) ja lahottajasieniin (kuollutta orgaanista ainetta lahottavat helttasienet, kotelosienet, tatit, kupusienet, käävät ja kääväkkäät) metsäpalo- ja kulotusalueilla sekä säästöpuuryhmien merkitykseen sienikunnan kahdessa suuressa ryhmässä, kanta- ja kotelosienissä. Väitöskirjan tulokset perustuvat maastossa kerättyihin laajoihin ja monivuotisiin sieniaineistoihin. Kitsin metsäpaloalueelta sieniä kerättiin 12 vuotta ja muilta tutkimusalueilta 4 vuotta. Tutkimusalueilta määritettiin yli 550 sienilajia.

Tuoreissa kangasmetsissä esiintyi enemmän mykorritsa- ja lahottajalajeja kuin kuivahkoilla ja kuivilla metsätyypeillä. Ojittamattomilla rämetyypeillä esiintyi vähemmän makrosienilajeja kuin ojitetuilla korpi- ja rämetyypeillä. Harvinaisia ja uhanalaisia helttasieniä, kääpiä ja kääväkkäitä havaittiin vain harvoin talousmetsissä.

Metsäpalot lisäsivät sienten itiöemien määrää ja muuttivat sieniyhteisöjen koostumusta. Mykorritsalajien monimuotoisuus oli suurinta sellaisilla paloalueilla, joissa tulen voimakkuus oli vähäistä tai se oli keskinkertaista. Tällaisilla paloalueilla lajimäärä oli kolme kertaa suurempi kuin voimakkaan palon alueilla. Sieniyhteisöjen muutos palaneilla alueilla oli nopeaa palonjälkeisinä vuosina.

Kulotuksella ja säästöpuuryhmillä (jätetyn puuston määrä) oli suurin merkitys makrosienikasvustoihin. Nämä vaikutukset olivat kuitenkin hyvin riippuvaisia sienten toiminnallisesta ryhmästä. Avohakkuilla oli kaiken kaikkiaan haitallinen vaikutus makrosieniin; erityisesti mykorritsasienet hävisivät avohakkuun jälkeen. Monet lahottajalajit kasvoivat ainoastaan palaneilla alueilla ja säästöpuuryhmillä oli lievä positiivinen vaikutus makrosienten esiintymiseen, mukaan lukien mykorritsasienet.

Tutkimustulokset osoittavat, että makrosieniyhteisöt ovat monimuotoisia ja ne eroavat toisistaan eri metsä- ja suotyypeillä. Tehokkaalla metsänhoidolla, erityisesti avohakkuulla on yleensä negatiivinen vaikutus makrosieniin, mukaan lukien ruokasienet. Metsäpaloja jäljittelevillä metsien kulotuksella ja säästöpuuryhmillä voidaan säilyttää sieniyhteisöjen monimuotoisuutta myös talousmetsissä.

• Salo, Natural Resources Institute Finland (Luke), Bioeconomy and environment Sähköposti: kauko.salo@luke.fi

Hyönteisten aiheuttamat metsätuhot lisääntyvät ilmaston muuttuessa. Kotoperäisten hyönteislajien lisäksi vieraslajit uhkaavat metsien terveyttä. Saman aikaisesti tuhojen lisääntyessä, lisääntyy myös niiden ennustamiseen liittyvä epävarmuus. Tehokkaita menetelmiä metsien terveyden seurantaan tarvitaan kiireellisesti, jotta tuhoista aiheutuvia negatiivisia vaikutuksia voitaisiin ehkäistä tai vähentää. Tehokkaan metsien terveyden seurannan tueksi tarvitaan valtava määrä tarkkaa tietoa laajoilta alueilta. Tietoja on myös pystyttävä päivittämään usein. Tarvittavaa tietoa ei voida tuottaa ainoastaan perinteisiin menetelmiin tukeutuen. Viime aikojen nopea kehitys kaukokartoitus- ja paikkatietomenetelmissä, kuten myös spatiaalisten mallien ja algoritmien kehitys, on tuottanut uusia tehokkaita keinoja metsävarojen seurantaan. Näiden menetelmien mukauttaminen metsätuhojen kartoitukseen ja metsien terveyden seurantaan on vaativaa. Metsänterveyden seurantaan liittyvä epävarmuus vaikuttaa myös menetelmien soveltamiseen.

 Väitöskirja koostuu yhteenvedosta ja kuudesta osajulkaisusta, joissa tutkitaan hyönteistuhojen seurantaa ja arviointia monella eri mittakaavalla. Tutkimuksissa on hyödynnetty useita eri kaukokartoitus- ja mallinnusmenetelmiä. Tarkastelun mittakaava vaihtelee yksittäisen puun tasolta mannertason malleihin. Työssä vertaillaan myös hyönteistuhojen seurantaa erityyppisillä metsäalueilla Fennoskandiasta Pohjois-Amerikkaan. Tuhon laajuus, intensiteetti ja jakautuminen maastossa vaihtelevat huomattavasti, riippuen muun muassa hyönteislajista ja alueesta. Tästä vaihtelevuudesta johtuen kaukokartoitus ja mallinnusmenetelmät tulee tarkasti valita niin, että ne sopeutuvat kyseisen tuhon havaitsemiseen ja seurantaan. Myös käytettävä tieto ja aineistot vaikuttavat sopivien menetelmien ja mittakaavan valintaan. Spatiaalinen resoluutio, sekä mittakaava, jolla tuhoa tarkastellaan ovat tärkeässä asemassa seurannan onnistumisen kannalta. Seurannan ajoitus ja temporaalinen resoluutio vaikuttavat huomattavasti siihen, voidaanko kyseessä oleva tuho havaita ilmasta käsin. Oikea ajoitus vaikuttaa myös hyönteistuhojen negatiivisia seurauksia vähentävien toimenpiteiden oikea-aikaiseen toteutukseen.

 Metsien terveyden kattava seuranta olisi saatava osaksi metsäalueitten monitorointijärjestelmiä. Tämä seuranta sisältäisi parhaimmillaan yhdistelmän korkean ja matalan resoluution kaukokartoitusta ja spatiaalisia malleja, joita yhdistelemällä voitaisiin taata joustava ja kustannustehokas metsien terveyden monitorointijärjestelmä, joka toimisi erilaisissa ympäristöissä yli ilmasto- ja kasvillisuusgradienttien. Nopeasti kehittyvä satelliittiteknologia, sekä vapaasti käytettävät aineistot saattavat olla tärkeä osa järjestelmiä. Viime aikaisesta kehityksestä huolimatta, runsaasti uutta tutkimusta on vielä tehtävä, ennen kuin metsien terveyden tehokas seuranta voidaan mukauttaa käytännön tasolle.  

• Kantola, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: tuula.kantola@helsinki.fi

Maaperä on metsäekosysteemin rakenteen ja toiminnan perusta. Maaperän biologiset, kemialliset ja fysikaaliset prosessit säätelevät koko metsän hiilen, ravinteiden ja veden kiertoa. Ihmisen toimenpiteet muuttavat suomalaisten metsämaiden rakennetta ja toimintaa ja edelleen metsäekosysteemin häiriödynamiikkaa.

Tässä väitöskirjassa määritettiin kahden maaperän rakenteeseen ja kemialliseen koostumukseen vaikuttavan toimenpiteen − kantojen korjuun ja tekopohjaveden muodostamisen – pitkäaikaisvaikutuksia metsämaaperän ja -kasvillisuuden rakenteeseen, toimintaan ja toipumiseen. Kantojen korjuussa maaperän pintakerros häiriintyy ja siitä poistuu hiiltä ja ravinteita korjattavien juurten ja kantojen mukana. Tekopohjaveden muodostaminen sadettamalla ravinnerikasta järvivettä harjualueille puolestaan lisää maaperään hiiltä ja ravinteita, ja käsittelyn tuloksena maaperän kemiallinen koostumus muuttuu ja metsäekosysteemi rehevöityy. Aiemmat kotimaiset tutkimukset näiden toimenpiteiden vaikutuksista on tehty korkeintaan muutamia vuosia toimenpiteiden päättymisen jälkeen eikä vaikutusten kestoa ja ekosysteemien toipumisnopeutta tunneta.

Kantojen korjuun vaikutuksia tutkittiin Keski- ja Etelä-Suomessa sijaitsevilla metsäalueilla ja tekopohjaveden ekosysteemivaikutuksia Keski-Suomessa sadetusimeytystä käyttävällä tekopohjavesilaitoksella. Tutkimuksissa tarkasteltiin metsäekosysteemin toipumista toimenpiteistä, jotka olivat päättyneet yli 10 vuotta aiemmin. Tulokset osoittavat, että kantojen korjuun ja sen jälkeen tehtävän maanmuokkauksen seurauksena kuusikoiden maaperän pintakerros häiriintyy laajalti rakenteeltaan ainakin yli 10 vuoden ajaksi. Orgaanisen aineen jakauman muuttuminen heijastuu maaperän hiilen ja typen dynamiikkaan. Suomalaisten havupuiden kannot ja paksujuuret ovat huomattava hiilen ja ravinteiden pitkäaikaisvarasto maaperässä, ja kantojen korjuun merkittävin ekologinen vaikutus on lahopuun ja sen hiilivaraston määrän väheneminen.

Tekopohjaveden muodostaminen sadettamalla muutti maaperän happamuuden ja ravinteisuuden sekä edelleen kasvilajiston, ja muutokset kestivät pitkään imeytyksen lopettamisen jälkeen. Tekopohjavesialueilla maaperän pH ja ravinteiden pitoisuudet olivat 12−15 vuoden jälkeen sadetuksen päättymisestä edelleen huomattavasti korkeampia sadetetuilla koealoilla kuin vertailualoilla. Myös aluskasvillisuuden lajien runsaussuhteet ja dynamiikka olivat edelleen muuttuneita.

Tulokset osoittavat, että maan pintakerroksen rakenne ja toiminta häiriintyy pitkäaikaisesti molempien käsittelyjen seurauksena. Ympäristövaikutusten keston ja niistä toipumisen tunteminen on ensiarvoisen tärkeää, jotta toimenpiteitä, kuten metsäenergian korjuuta ja sen päätöksentekoa ja vastaavasti tekopohjavesilaitosten toimintaa voidaan suunnitella mahdollisimman pienin ympäristöhaitoin.

• Kaarakka, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: lilli.kaarakka@helsinki.fi

Luonnontilaisten ekosysteemien heikentyminen ja häviäminen ovat maailmanlaajuisesti merkittävimpiä syitä biologisen monimuotoisuuden heikkenemiselle. Koska suuri osa luonnon monimuotoisuudesta esiintyy metsäekosysteemeissä, on niiden ennallistamisesta tullut yksi tärkeimmistä keinoista hillitä maailmanlaajuista lajien häviämistä. Ennallistamisella tarkoitetaan yleisesti toimenpiteitä, joilla pyritään nopeuttamaan ekosysteemien palautumista lähemmäs niiden arvioitua luonnontilaa.

Tässä väitöskirjassa selvitettiin metsien ennallistamisen ekologisia vaikutuksia boreaalisissa metsissä. Käytetyt ennallistamismenetelmät (ennallistamispoltto, pienten latvusaukkojen tekeminen ja lahopuun lisäys) pyrkivät palauttamaan luonnonmetsien tyypillisiä rakennepiirteitä aikaisemmin talouskäytössä olleisiin metsiin. Ennallistamisen vaikutuksia tutkittiin suhteessa metsän ikärakenteen ja puulajisuhteiden muutoksiin sekä lahopuun määrään ja laatuun. Työssä selvitettiin myös muutoksia tutkittujen kohteiden lahottajasienilajistossa, erityisesti kääpäyhteisöissä. Tarkoituksena oli selvittää, voidaanko ennallistamisella parantaa myös harvinaisten ja uhanalaisten lajien asemaa metsissä.

Arvioiduista menetelmistä metsien ennallistamispoltto yhdistettynä pienten latvusaukkojen tekoon vaikutti lupaavimmalta menetelmältä kohteiden taimettumisen parantamiseksi sekä puulajiston monipuolistamisen kannalta. Lahopuun ennallistaminen - tuottamalla pysty- ja maalahopuuta - lisäsi kohteilla olleiden lahottajasienten määrää verrattuna ennallistamattomiin metsiin, mutta lahottajalajisto koostui pääosin tavanomaisista kääpälajeista. Syy lajiston yksipuolisuudelle arvioidaan olevan lahopuun laadussa, koska tuotetut lahopuut olivat vielä lahoamissukkessionsa alkuvaiheessa - suuri osa uhanalaisista kääpälajeista kykenee hyödyntämään ainoastaan pidemmälle lahonneiden puiden runkoja. Tulosten mukaan lahopuuta on syytä tuottaa tekemällä sekä pysty- että maalahopuita, koska niillä elää osin eri lahottajalajistoa.

Yhteenvetona voidaan sanoa, että monia luonnonmetsille tyypillisiä rakennepiirteitä, kuten lahopuun määrää, voidaan palauttaa talouskäytön seurauksena yksipuolistuneisiin metsiin. Lahopuun ennallistaminen lisää myös useiden lahottajasienten elinmahdollisuuksia ennallistetuissa metsissä. Lyhyellä aikavälillä toimenpiteet eivät kuitenkin näytä hyödyttävän harvinaisia ja uhanlaisia kääpälajeja. Tulosten perusteella näyttää, että metsien kaikkien rakennepiirteiden palauttamiseen menee huomattavasti tässä työssä käytettyä aikaväliä (5-10 vuotta toimenpiteistä) pidempi aika johtuen pohjoisten havumetsien suhteellisen hitaasta kasvusta ja puiden lahoamisesta. Tämä työ pyrkii antamaan lisätietoa metsien ennallistamisen lyhyen aikavälin vaikutuksista, mutta kokonaisvaltainen kuva ennallistamisen vaikutusten ymmärtämiseksi edellyttää huomattavasti pidemmän aikavälin seurantatutkimuksia.

• Pasanen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: hpasanen@live.com

Abioottiset ja bioottiset häiriöt ovat ajallisesti hetkellisiä ja satunnaisia tapahtumia, jotka muuttavat ekosysteemiä vähentäen sen biomassaa. Ne ovat avainasemassa metsäekosysteemissä, mutta kasvatusmetsissä aiheuttavat riskin metsän tuottavuudelle. Ilmastonmuutos tullee lisäämään eri metsätuhojen riskiä boreaalisissa metsissä. Euroopassa merkittävimmän tuhoriskin kuusivaltaisille metsille (Picea abies) aiheuttavat juurikääpä (Heterobasidion annosum s.l.), tuuli ja kirjanpainaja (Ips typographus). Juurikääpä aiheuttaa metsiköissä kasvutappioita, kuolleisuutta sekä vähentää puutavaran arvoa. Lisäksi se vähentää puiden mekaanista vastustuskykyä tuulta vastaan ja lisää metsiköin alttiutta tuulituhoille. Kirjanpainajat hyötyvät heikoista puista, kuten tuulenkaadoista, silloin kun niiden kanta on pieni ja voivat hyvissä olosuhteissa aiheuttaa massiivisiakin tuhoja. Väitöskirja esittää uuden WINDROT-mallikonaisuuden, jonka avulla voidaan simuloida eri tuhoaiheuttajien välisiä yhdysvaikutuksia. WINDROT-mallikokonaisuus koostuu neljästä simulaatiomallista, joista jokainen vastaa joko metsikön tai tuhonaiheuttajan dynamiikasta. MOTTI-ohjelmisto simuloi metsikön kasvua ja dynamiikkaa ottaen huomioon metsänhoidon. Hmodel-, HWIND- ja BBDYN –mallit simuloivat kukin yhden tuhonaiheuttajan kehitystä metsikkötasolla. Mallikokonaisuuden tarkastelu puu- ja metsikkötasolla osoitti, että: i) juurikäävän dynamiikkan merkittävin tekijä ovat itiö- ja juuristotartunnat suuriin kantoihin, ii) juurikäävän lisääntyvä määrä metsikössä lisää metiskön alttiutta tuulituhoille; sekä iii) tuulituhojen määrä vaikutti niitä seuraaviin kirjanpainajatuhoihin. Mallikokonaisuutta voidaan jatkossa käyttää eri metsänkasvatusketjujen riskiarviointiin erilaisissa skenaarioissa.

• Honkaniemi, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: juha.honkaniemi@helsinki.fi

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

• Lilja, University of Helsinki, Department of Forest Ecology Sähköposti: saara.lilja@helsinki.fi