Dissertationes Forestales

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

Juho Aalto. (2015). Seasonal and spatial variation of VOC emissions from boreal Scots pine forest. https://doi.org/10.14214/df.208

Avainsanat: fotosynteesi; ilmakemia; monoterpeeni; emissiopotentiaali; dynaaminen kammiomenetelmä; kemodiversiteetti

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Boreaalisen mäntymetsän haihtuvien hiilivetyjen emissioiden ajallinen ja paikallinen vaihtelu Boreaaliset metsät ovat Pohjois-Euroopan merkittävin haihtuvien hiilivetyjen (VOC) lähde. Haihtuvat hiilivedyt ovat reaktiivisia kaasuja, jotka ottavat osaa kemiallisiin reaktioihin ilmakehässä ja vaikuttavat siten mm. hiukkasmuodostukseen ja ilmastoon. Työn tavoitteena oli kuvata haihtuvien hiilivetyjen emissioiden ajallista ja paikallista vaihtelua sekä selittää emissioita ajavia ilmiöitä ja niihin vaikuttavia prosesseja. Työtä varten suoritettiin laajoja kenttämittauksia jotka sisälsivät sekä kaasukromatografiaa että massaspektrometriaa. Dynaamista kammiomenetelmää sovellettiin sekä metsänpohjan että metsämännyn versojen hiilivetyemissioiden tutkimiseen. Tutkimuksissa havaittiin, että metsämännyllä on yksilöllistä vaihtelua emittoidussa terpenoidiseoksessa, millä on vaikutusta ilmakehän koostumukseen. Metsänpohjasta haihtuvilla hiilivedyillä on selvä vaikutus ekosysteemitason voihin. Metsämaassa havaitun suuren paikallisen vaihtelun lisäksi myös männyn hiilivetyemissioilla on suurta vaihtelua mm. suhteessa neulasten ikään, vuodenaikaan sekä kasvuprosesseihin. Uudet neulaset ovat hallitseva hiilivetylähde männyn latvustossa keväällä ja alkukesästä, jolloin kasvuprosessit vapauttavat suuria määriä hiilivetyjä. Keväisen fotosynteesin toipumisen aikaan männynversot ovat voimakas monoterpeenilähde; tämä jakso kestää vain joitain päiviä tai viikon ja on nähtävästi suojaamassa valostressiä vastaan toipumisen kriittisinä hetkinä. Tutkimus haastaa perinteisen näkemyksen vakioisista emissiopotentiaaleista, joka on nykyisten emissiomallien keskeinen oletus. Ilmakehän hiilivetykoostumus on tulosta lähteiden emissioista ja niiden vaihtelusta; siksi yksityiskohdat ovat merkittäviä kokonaisuuden kannalta. Löydöksen avaavat mahdollisuuksia kehittää hiilivetyemissiomalleja, jotka perustuvat fysiologisiin ja kemiallisiin prosesseihin.

Aalto, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: juho.aalto@helsinki.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

Eeva J Vainio. (2008). Ecological impacts of Phlebiopsis gigantea biocontrol treatment against Heterobasidion spp. as revealed by fungal community profiling and population analyses. https://doi.org/10.14214/df.63

Avainsanat: diversiteetti; Harmaaorvakka; Rotstop; kantokäsittely; juuri- ja tyvilaho; DGGE

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Juurikääpien sukuun kuuluvat lahottajasienet (Heterobasidion spp.) ovat taloudellisesti merkittävin havupuiden juuri- ja tyvilahon aiheuttaja Pohjois-Euroopassa. Juurikääpätartuntoja voidaan kuitenkin estää tehokkasti hyödyntämällä juurikäävälle antagonistista harmaaorvakkasientä (Phlebiopsis gigantea), josta on Suomen oloihin kehitetty biologinen kantokäsittelyaine, Rotstop (Verdera Oy). Tämä tutkimuskokonaisuus käsittelee harmaaorvakkakäsittelyn vaikutuksia havupuun kannoissa esiintyvän sienilajiston monimuotoisuuteen. Työn puitteissa kehitettiin menetelmä, jolla ympäristönäytteiden sienilajistoa voidaan tarkastella suoraan lahosta puuaineksesta kullekin sienilajille ominaisten ribosomaalisten merkkimolekyylien (SSU rDNA) monistuksen ja DGGE-analyysin perusteella. Tutkimuksessa osoitettiin lahopuusta suoraan eristettyjen DNA-näytteiden paljastavan lajistoa, jota ei tavoitettu vertailevassa viljelyanalyysissä. Rotstopilla käsiteltyjä ja käsittelemättömiä kantoja vertailtaessa osa lajistosta näytti hyötyvän tai kärsivän käsittelystä, mutta sienidiversiteetin yleistasossa ei kuitenkaan havaittu tilastollisesti merkitsevää laskua käsitellyillä koealoilla. Harmaaorvakan osalta kantokäsittelyn vaikutuksia paikallisten populaatioiden monimuotoisuuteen tarkasteltiin havupuiden kannoista eristetyistä puhdasviljelmistä vertaillen Rotstopilla käsiteltyjä sekä käsittelemättömiä koealoja. ISSR-merkkimolekyylien perusteella voitiin todentaa Rotstop-genotyypin säilyminen kuusen kannoissa kuusi vuotta käsittelyn jälkeen sekä leviäminen myös saman koealan käsittelemättömiin kantoihin. Toisaalta Rotstop-kannan ei havaittu levinneen samoilta koealoilta viiden vuoden kuluttua käsittelystä kaadettujen puiden kantoihin. Lisäksi harmaaorvakan luontainen levintä käsitellyille koealoille näytti estävän tehokkaasti perinnöllisesti monomorfisen populaation syntymisen lyhyellä aikavälillä. Harmaaorvakkasienen lajinsisäisen muuntelun tasoa selvitettäessä havaittiin selvä maantietellinen erilaistuminen sienen eurooppalaisten ja pohjois-amerikkalaisten populaatioiden välillä. Tulosten perusteella biologiseen torjuntaan tulisi käyttää ainoastaan paikallisia harmaaorvakkakantoja, jotta voidaan välttyä geneettisen aineksen siirtymiseltä ja mahdollisten hybridikantojen muodostumiselta. Juurikäävän populaatioanalyysin perusteella voitiin osoittaa Kiinasta peräisin olevien juurikääpäkantojen kuuluvan samaan taksonomiseen ryhmään kuin eurooppalainen kuusenjuurikääpä (H. parviporum). Siten tällä patogeenilajilla näyttäisi olevan katkeamaton levinneisyys ulottuen Euroopasta Etelä-Siperian kautta aina pohjoiseen Kiinaan asti.

Vainio, University of Helsinki, Faculty of Biosciences Sähköposti: eeva.vainio@metla.fi

Tiina Rajala. (2008). Responses of soil microbial communities to clonal variation of Norway spruce. https://doi.org/10.14214/df.58

Avainsanat: ektomykorritsa; diversiteetti; endofyyttisieni; karikkeen hajotus; Picea abies (L.) Karst; pituuskasvu

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Maaperän mikro-organismit ovat avainasemassa boreaalisten metsiemme kasvun ja hyvinvoinnin kannalta, sillä ne edistävät puiden ravinteiden ja veden saantia ja hajottavat kuollutta orgaanista ainesta vastaten siten ravinteiden vapautumisesta. Vaikka maaperän mikrobiyhteisö on hyvin monimuotoinen, on mikrobien kanssa vuorovaikutussuhteessa elävien puulajien lukumäärä pohjoisen boreaalisissa metsissä pieni. Syitä maaperän mikrobiyhteisön monimuotoisuuteen ja laikuittaisuuteen jopa yhden puulajin metsiköissä ei ole täysin osattu selittää. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, vaikuttavatko saman puulajin eri yksilöt maaperän mikrobiyhteisöön sekä, onko puiden kasvu yhteydessä mikrobiyhteisön rakenteeseen ja aktiivisuuteen. Tutkimus tehtiin 1994 perustetulla kuusikloonikokeella, joka sijaitsee Pieksänmaalla Keski-Suomessa. Kuusikloonipistokkaat oli istutettu 1991 avohakatulle alueelle satunnaisesti kolmeen lohkoon. Nyt tutkittujen kahdeksan eri kuusikloonin pituuserot ovat keskimäärin kaksinkertaisia. Tutkimuksessa havaittiin, että nopeakasvuisilla kuusiklooneilla oli suhteellisesti enemmän symbionttisia mykorritsasienilajeja kuin hidaskasvuisilla klooneilla. Myös mykorritsalajisto erosi nopea- ja hidaskasvuisilla kuusiklooneilla. Lisäksi kasvunopeudeltaan poikkeavat kuusikloonit erosivat maan mykorritsasienirihmaston määrän ja siihen liittyvän bakteeriston, sekä humuksen mikrobiyhteisön rakenteen suhteen. Mikrobibiomassassa ja mikrobiaktiivisuuksissa ei havaittu merkitseviä eroja kuusikloonien välillä, kuten ei myöskään neulaskariketta hajottavan sieniyhteisön rakenteessa ja hajotusnopeudessa. Laboratoriokokeessa tutkittiin endofyyttisienten neulaskarikkeen hajotusta. Hidaskasvuisten kuusikloonien neulasissa eli runsaammin endofyyttisieniä kahden vuoden kasvatuksen päätteeksi. Tulokset myös osoittivat, että endofyyttisienet pystyvät tehokkaasti hajottamaan neulaskariketta ja että ne ovat mahdollisesti luonnossakin tärkeitä hajottajia. Tämä tutkimus osoitti yhteyden kuusikloonien kasvun ja maaperämikrobiston rakenteen välillä. Koska eri kuusikloonit vaikuttivat eri tavalla maaperän mikrobiyhteisön rakenteeseen, saattaa puulajin sisäinen vaihtelu osittain selittää mikrobien laikuittaisuutta ja lajirunsautta metsämaassa. Lisätutkimuksia kuitenkin tarvittaisiin, jotta voitaisiin arvioida syy-seuraussuhteita kuusien kasvun ja mykorritsamonimuotoisuuden välillä.

Rajala, University of Helsinki, Department of Applied Chemistry and Microbiology Sähköposti: tiina.rajala@metla.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 'diversiteetti'

Kategoria : Articles