Dissertationes Forestales

Elifuraha E. Njoghomi. (2021). Tree growth dynamics and ecological recovery in Kitulangalo miombo woodlands Morogoro, Tanzania. https://doi.org/10.14214/df.313

Avainsanat: metsänhoito; puiden uudistuminen; metsien häiriöt; puuston dynamiikka; puunkorjuuvaihtoehdot; miombon metsämaat

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

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

Niko Kulha. (2020). Analyzing spatial variation and change in the structure of boreal old-growth forests. https://doi.org/10.14214/df.286

Avainsanat: Latvuspeittävyys; metsädynamiikka; ilmakuvaus; Bayes-päättely; mittakaavariippuvuus

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Globaalimuutos muuttaa jäljellä olevien luonnontilaisten boreaalisten metsien rakennetta ja dynamiikkaa. Näiden metsäekosysteemien muutoksilla on suuria vaikutuksia esimerkiksi luonnon monimuotoisuuteen ja hiilen kiertoon. Siksi on keskeistä ymmärtää miten luonnontilaisten metsien rakenne ja dynamiikka muuttuvat.

Väitöskirjassani tarkastelen luonnontilaisten boreaalisten metsien rakenteen vaihtelua tilassa ja muutosta ajassa kolmella Pohjois-Fennoskandiassa ja kahdella itäisessä Pohjois-Amerikassa sijaitsevalla tutkimusalueella. Hyödynnän ilmakuvilta visuaalisesti tulkittua latvuspeittävyyttä, maastomittauksia sekä puiden vuosilustoista saatavia kasvuhistoriatietoja metsärakenteen vaihtelun ja muutoksen tarkastelussa. Kolmelta ajanhetkeltä vuosien 1959 ja 2011 väliltä tehdystä visuaalisesta tulkinnasta laskettiin systemaattinen ja satunnainen tulkintavirhe, ja niitä hyödynnettiin Bayes-päättelyssä erotettaessa uskottavaa ekologista vaihtelua tai muutosta ilmakuvatulkinnan virheestä.

Väitöskirjassani kuvaan uuden menetelmän ja käytän sitä metsärakenteen spatiaalisen vaihtelun ja muutoksen tarkasteluun. Menetelmää hyödyntäen havaitsimme uskottavaa spatiaalista vaihtelua ja muutosta jokaisen tutkimusalueen metsien rakenteessa. Sekä muutos, että vaihtelu ilmenivät useilla mittakaavatasoilla, jotka olivat samankaltaisia eri tutkimusalueilla. Vaikka eri prosessien havaittiin aiheuttavan metsärakenteen vaihtelua eri mittakaavatasoilla, vaihtelun mittakaavatasojen samankaltaisuus tutkimusalueiden välillä osoittaa, että boreaalisista luonnonmetsistä saatetaan tunnistaa luonteenomaisia metsärakenteen vaihtelun mittakaavatasoja, jotka ovat riippumattomia esimerkiksi erilaisista valtapuulajeista tai häiriökierroista. Metsärakenteen muutoksen monimittakaavainen tarkastelu osoitti huomattavimpien muutosten tapahtuneen suurilla, neliökilometrien mittakaavatasoilla.

Väitöskirjani osoittaa historiallisten kaukokartoitusaineistojen käyttökelpoisuuden sekä käytön haasteet metsätutkimuksessa. Havaintoni luonnonmetsien rakenteen monimittakaavaisesta vaihtelusta ja muutoksesta, näiden mittakaavatasojen tunnistettavuudesta, erotettavuudesta ja laskennallisesta määrityksestä sopivat hierarkiateorian ja hierakkisen laikkudynamiikan viitekehykseen. Toisaalta havaitsemani laaja-alainen muutos on ristiriidassa vallitsevan boreaalisten luonnonmetsien muutosta kuvaavan teorian, pienaukkodynamiikan, kanssa. Väitöskirjani tuloksista voidaan päätellä tutkimieni metsien muuttuneen ensisijaisesti laaja-alaisten kasvuympäristön muutosten, esimerkiksi häiriökierron tai kasvuolosuhteiden muutosten, vuoksi. Nämä laaja-alaiset muutokset ovat kasvattaneet tutkimieni metsien puuston biomassaa viimeisten vuosikymmenten aikana.

Kulha, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: niko.kulha@helsinki.fi

Pauliina Schiestl-Aalto. (2017). Modelling intra- and inter-annual growth dynamics of Scots pine in the whole-tree carbon balance framework. https://doi.org/10.14214/df.234

Avainsanat: hiilitase; fenologia; dynaaminen mallitus; kasvun vaihtelu; nielu-lähde -dynamiikka

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Ympäristötekijät vaikuttavat puiden kasvuun kahta kautta; ne säätelevät sekä hetkellistä kasvunopeutta (suora vaikutus) että puun sisäisen tilan kehittymistä (epäsuora vaikutus). Fotosynteesi puolestaan on kasvuun, hengitykseen ja muihin elintoimintoihin tarvittavan hiilen lähde. Kahden vastakkaisen teorian mukaan kasvunopeuden määrittävä tekijä on joko 1) rajoitteet käytettävissä olevan hiilen määrässä (lähdeteoria) tai 2) ympäristötekijöiden aiheuttama rajoite kudosten kasvuedellytyksissä (nieluteoria). Jotta voisimme ymmärtää, miten muuttuvat ilmasto-olosuhteet vaikuttavat puiden kasvuun ja hiilitaseeseen, on välttämätöntä tietää, miten puun eri osien (puuaine, neulaset, juuret) kasvu reagoi ympäristö- ja muiden tekijöiden vaihteluun.

Tämän tutkimuksen tarkoitus oli 1) kvantifioida lämpötilan vaikutusta männyn kasvuun eri aikaskaaloilla ja 2) estimoida hiilen saatavuuden ja lämpötilan aiheuttamien rajoitteiden suhteellisia merkityksiä kasvua määrittelevänä tekijänä.

Näitä tarkoituksia varten muodostettiin dynaaminen kasvumalli CASSIA (Carbon Allocation Sink Source InterAction). Malli kuvaa vuorokausitasolla yksittäisen männyn hiilitaseen, jonka osia ovat fotosynteesi, hengitys, varastoidun hiilen määrä sekä neulasten, puuaineen ja juurten kasvu.

CASSIA ennusti puuaineen primääri- ja sekundäärikasvunopeuden sekä neulasten kasvunopeuden päivittäisen vaihtelun lämpötilan suorien ja epäsuorien vaikutusten perusteella. Lisäksi edellisen vuoden loppukesän lämpötilan ja verson kasvujakson pituuden (lämpösummayksiköissä) välillä havaittiin positiivinen yhteys. Kasvun käynnistyminen keväällä oli pitkäaikainen prosessi, joka selittyi lämpökertymällä hetkellisten lämpötilojen sijaan.

Lyhytaikaisten kasvunvaihtelujen todettiin olevan nielurajoitteisia, koska CASSIA ennusti vuodensisäisen kasvunvaihtelun lämpötilan perusteella ilman fotosynteesin tai varastoidun hiilen suoraa vaikutusta. Toisaalta vuosienvälinen kasvunvaihtelu saatiin ennustettua hiilen lähteen (GPP, bruttoprimäärituotos) perusteella.

Tämän tutkimuksen tulosten mukaan lähde- ja nieluvaikutusten monimutkainen yhdistelmä rajoittaa kasvua. Lisäksi ympäristötekijät vaikuttavat kasvuun useilla aikaskaaloilla, jotka vaihtelevat tunneista vuosiin. Lisää tutkimusta tarvitaan, jotta saadaan tunnistettua tekijät, jotka määräävät eri prosessien nopeudet ja hiilitaseen kehittymisen.

Schiestl-Aalto, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: piia.schiestl@helsinki.fi

Osmo Heikkala. (2016). Emulation of natural disturbances and the maintenance of biodiversity in managed boreal forests: the effects of prescribed fire and retention forestry on insect assemblages. https://doi.org/10.14214/df.222

Avainsanat: pitkän ajan vaikutukset; säästöpuudynamiikka; lahopuukovakuoriaiset; latikat; maakiitäjäiset

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Intensiiviset metsänhoitotoimet ja tehokas luontaisten häiriöiden torjunta ovat aiheuttaneet muutoksia metsäekosysteemeissä ja johtaneet monien lajien ja elinympäristöjen uhanalaistumiseen. Säästöpuuhakkuilla ja kulotuksella pyritään muuttamaan metsätalouden vaikutuksia luonnollisemmiksi ja ylläpitämään monimuotoisuutta talousmetsissä. Väitöskirjassa on selvitetty näiden kahden menetelmän pitkäaikaisia vaikutuksia monimuotoisuuteen tutkimalla säästöpuiden dynamiikkaa sekä kovakuoriais- ja latikkalajiston muutoksia. Tutkimukset perustuvat yli 10-vuotiseen 24 metsikössä toistettuun kenttäkokeeseen itäsuomalaisissa boreaalisissa metsissä. Aineisto sisältää 2758 säästöpuuyksilöä, joita seurattiin 10 vuoden ajan, sekä 60 879 hyönteisyksilöä 468 lajista. Metsäpaloihin verrattavissa oleva hakkaamattoman metsän kulotus lisäsi lahopuusta riippuvaisten kovakuoriaisten lajimäärää.. Lajimäärän nousu näkyi lähes koko 10-vuotisen jakson ajan. Hakkuutkin nostivat lahopuusta riippuvaisten kovakuoriaisten lajimäärää, mutta vain lyhytaikaisesti. Säästöpuualoilla lajimäärä palasi 10 vuodessa lähtötasolle, mutta avohakkuilla lajimäärä putosi jopa lähtötasoa alemmaksi. Lahopuulajiston funktionaalis-fylogeneettinen koostumus oli hakkaamattomissa metsissä erilainen kuin hakatuilla, ja erosi myös säästöpuuhakkuiden ja avohakkuiden välillä. Säästöpuuhakkuilla lajisto oli ryhmittynyttä siten, että lajit olivat fylogeneettisesti lähempänä toisiaan ja niiden elinympäristövaatimukset olivat samankaltaisia: avoimia elinympäristöjä ja tuoretta lahopuuta vaativat lajit vallitsivat. Avohakkuilla lajisto oli satunnaista eikä erityisiä preferenssejä ollut havaittavissa. Avoimia alueita yleisesti suosivien maakiitäjäisten lajimäärät nousivat hakkuiden ja polton surauksena. Säästöpuuryhmät olivat liian pieniä pystyäkseen ylläpitämään hakkaamattoman metsän lajistoa. Polttaminen lisäsi pyrofiilisten sekä harvinaisten ja uhanalaisten lahopuukuoriaisten ja latikoiden lajimääriä, mutta vaikutus jäi lyhytaikaiseksi. Avohakkuuseen verrattuna säästöpuuhakkuut tai metsän polttaminen eivät kumpikaan lisänneet ytimennävertäjätuhoja ympäröivissä metsissä. Tämän väitöskirjan tulokset korostavat avohakkuun ja palaneen metsän yhteisöjen välisiä eroja. Avohakkuun ja metsäpalon vaikutukset ovat erilaiset, eikä avohakkuu siten jäljittele palon vaikutuksia. Tulosten mukaan metsänhoidon vastaavuutta luonnonhäiriöihin ja metsien sekä lajiston monimuotoisuuden suojelua voidaan parantaa säästöpuiden ja kulotuksen avulla. Säästöpuiden korkean kuolleisuuden vuoksi tarvitaan kuitenkin suhteellisen suuria säästöpuumääriä, että voidaan turvata säästöpuiden ylläpitämien elinympäristöjen jatkuva saatavuus myös pidemmällä aikavälillä.

Heikkala, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: osmo.heikkala@uef.fi

Aino Hämäläinen. (2016). Retention forestry and intensified biomass harvest: epiphytic lichen assemblages under opposing ecological effects in pine-dominated boreal forests. https://doi.org/10.14214/df.218

Avainsanat: lahopuu; hakkuutähteet; kulotus; säästöpuiden dynamiikka; kantojen korjuu

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Metsätalouden aiheuttamat muutokset boreaalisten metsien rakenteessa ja toiminnassa ovat johtaneet monien metsälajien uhanalaistumiseen. Metsätalouden negatiivisia vaikutuksia lajistoon pyritään vähentämään erilaisten metsänhoitotoimien avulla, esimerkiksi jättämällä säästöpuita hakatuille aloille. Samaan aikaan metsien käyttö on kuitenkin entisestään tehostumassa: esimerkiksi kantoja ja hakkuutähteitä korjataan energiapuuksi yhä suuremmissa määrin. Tässä väitöskirjassa tutkitaan energiapuun korjuun, säästöpuiden sekä kulotuksen vaikutuksia epifyyttijäkälälajistoon mäntyvaltaisissa boreaalisissa metsissä. Lisäksi selvitetään säästöpuiden hakkuun jälkeistä dynamiikkaa, jonka perusteella voidaan arvioida tarkemmin puiden merkitystä metsien lajistolle. Väitöskirjan aineisto on kerätty 24 Itä-Suomessa sijaitsevalta tutkimusalueelta, joilla on toteutettu eri säästöpuumääriä ja kulotusta yhdistävä kokeellinen käsittely, sekä lisäksi 13 tutkimusalueelta, jotka edustavat metsien eri sukkessiovaiheita. Säästöpuiden havaittiin säilyttävän hakkuuta edeltävän metsän rakennepiirteitä ja ylläpitävän epifyyttijäkälälajistoa hakatuilla aloilla. Säästöpuiksi jätetyiltä, sekä eläviltä että hakkuun jälkeen kuolleilta männyiltä (Pinus sylvestris L.) löydettiin 11 vuotta hakkuiden jälkeen yhteensä 85 jäkälälajia, joiden joukossa oli myös uhanalaisia ja lahopuuhun erikoistuneita lajeja. Säästöpuiden merkitys lajistolle riippuu kuitenkin puiden hakkuun jälkeisestä kuolleisuudesta sekä kuolleiden puiden kaatumisesta; näihin puolestaan vaikuttivat säästöpuiden määrä, mahdollinen kulotus hakkuun jälkeen sekä puukohtaiset ominaisuudet. Hakattujen alojen kulottaminen lisäsi säästöpuiden kuolleisuutta ja vähensi epifyyttijäkälien lajimäärää 11–12 vuotta kulotuksen jälkeen. Riittävän suureen säästöpuumäärään yhdistettynä kulotus synnytti kuitenkin monipuolisempia lahopuuhabitaatteja kuin pelkkien säästöpuiden avulla, ilman kulotusta, saatiin aikaan. Kulottamalla osa hakkuualoista voitaisiin mahdollisesti lisätä epifyyttijäkälien lajimäärää maisematasolla, vaikka vaikutus olikin metsikkötasolla tutkitulla aikavälillä negatiivinen. Hakkuualoille jätetyillä männyn kannoilla havaittiin yhteensä 83 jäkälälajia. Kannot voivat siten olla merkittävä resurssi lahopuusta riippuvaisille jäkälälajeille, mikäli lahopuun määrä metsäympäristössä on muutoin pieni. Laajamittainen kantojen korjuu saattaa siis vähentää epifyyttijäkälien lajimäärää. Hakkuutähteiden korjuulla ei sen sijaan todennäköisesti ole huomattavaa vaikutusta jäkälälajistoon, sillä pieniläpimittaisen lahopuun ei havaittu olevan merkittävä habitaatti jäkälälajeille. Väitöskirjan tulokset osoittavat, että säästöpuiden avulla voidaan lisätä jäkälien lajimäärää talousmetsissä, kun taas kantojen korjuulla voi olla päinvastainen vaikutus jäkälien habitaattien vähentyessä. Kulotus vähentää jäkälien lajimäärää metsikkötasolla, mutta saattaa nostaa sitä maisematasolla, mikäli arvokkaimmat, lajirikkaimmat metsiköt jätetään kulotuksen ulkopuolelle.

Hämäläinen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: aino.hamalainen@uef.fi

Sari Holopainen. (2015). Duck habitat use and reproduction in boreal wetlands: importance of habitat quality and population density. https://doi.org/10.14214/df.190

Avainsanat: telkkä; tavi; sinisorsa; majava; lisääntymismenestys; populaatio dynamiikka

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Elinympäristön laadun ja populaatiotiheyden vaikutus sorsien lisääntymiseen ja elinympäristön käyttöön boreaalisilla kosteikoilla Suurin osa maailman makeasta vedestä on boreaalisen biomin vesistöissä. Boreaaliset kosteikot ovat monien sorsien tärkeimpiä lisääntymisympäristöjä. Tässä tutkimuksessa selvitettiin sorsien elinympäristön käyttöä ja lisääntymismenestystä boreaalisilla kosteikoilla Evolla Hämeessä. Lisäksi boreaalisten alueiden sorsia käsittelevistä julkaisuista koottiin kirjallisuuskatsaus. Boreaalisia järviä pidetään yleensä vakaina ympäristöinä, mutta sorsien kannalta sekä ravinnon saatavuus että ympäristön laatu voivat vaihdella vuodesta toiseen. Tässä tutkimuksessa havaittiin järvikasvillisuuden muuttuneen hitaasti 20 tutkimusvuoden aikana. Amerikanmajavan (Castor canadensis) aiheuttama tulva muutti kasvillisuutta nopeasti ja voimakkaasti. Tulvaaminen lisäsi järvien kasvillisuuden rehevyyttä ja houkutteli varsinkin sorsapoikueita. Sorsapoikueiden elinympäristönkäytössä korostuivat rantakasvillisuuden ja kuoriutuvien hyönteisten sekä veden selkärangattomien määrä. Näiden tekijöiden merkitys kuitenkin vaihteli sorsilla lajikohtaisesti. Eri sorsalajien elinympäristövaatimukset tulisi huomioida kosteikkojen hoidossa. Erilaisten ravintoresurssien käyttö sekä territoriaalisuus heijastuvat myös lajien ympäristön käytön vakauteen. Telkän (Bucephala clangula) ympäristönkäytön havaittiin olevan paljon vakaampaa kuin tavin (Anas crecca). Territoriaalisen telkän poikuetuottoa sääteli suora tiheysriippuvuus, mutta myös vuotuinen ravintoresurssien vaihtelu heijastui alueelliseen poikuemäärään. Tavilla suoraa tiheysriippuvuutta ei havaittu, vaan poikuetuotto vaihteli elinympäristön laadun mukaan. Sekä ravinto että tulvat vaikuttivat positiivisesti tavipoikueiden määrään, mutta tekijät toimivat eri tavoin eri lisääntymisvaiheissa. Boreaalisilla alueilla sorsien elinympäristön valintaa ja lisääntymismenestykseen vaikuttavia tekijöitä tunnetaan vielä varsin huonosti. Varsinkaan poikasten selviytymiseen vaikuttavia tekijöitä ja puolisukeltajasorsien pesäpaikan valintaa ei tunneta. Samoin ihmistoiminnan vaikutusta sorsien elinympäristöjen käyttöön ei ole tutkittu lähes lainkaan. Tämä tutkimus korostaa hyvälaatuisten elinympäristöjen, kuten tulvikoiden merkitystä boreaalisilla alueilla lisääntyville sorsille. Tulvikoiden määrä maisemassa on suhteellisen pieni ja lisäksi ilmastonmuutoksen otaksutaan vähentävän kausikosteikoiden määrää ja heikentävän niiden laatua. Majava-tulvikoita voidaan lisätä suosimalla majavaa kosteikoiden ennallistajana.

Holopainen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: sari.holopainen@helsinki.fi

Sergio Demiguel. (2014). Growth and yield modelling for optimal multi-objective forest management of eastern Mediterranean Pinus brutia. https://doi.org/10.14214/df.170

Avainsanat: metsäsuunnittelu; metsän kehitysdynamiikka; sekamalli; kalibrointi; biomassa ja hiili; ei-puuaineiset tuotteet

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Pinus brutia -männiköiden kasvun ja tuotoksen mallinnus monitavoitteista metsänhoitoa varten itäisen Välimeren maissa P. brutia -mänty on tärkeä puulaji Välimeren maiden metsissä. Se on merkittävä sekä ekologiselta että sosioekonomiselta kannalta, koska P. brutia -metsät tuottavat puun lisäksi ei-puuaineisia tuotteita sekä erilaisia ekosysteemipalveluja. Puulajin tärkeydestä huolimatta P. brutia -männyn hoidosta on vasta vähän tutkimustietoa. Väitöskirjatutkimuksen tavoitteena oli lisätä tietoa P. brutia -männyn kasvusta ja tuotoksesta monitavoitteista metsätaloutta silmällä pitäen. Tutkimuksessa kehitettiin puutason kasvumallit sekä tasa- että eri-ikäismetsätaloutta varten. Lisäksi sovitettiin runkokäyräyhtälöt eri puutavaralajien tilavuuden ennustamista varten, sekä biomassamallit puun eri osien biomassan laskemiseksi. Tutkimuksessa vertailtiin vaihtoehtoisia ennustamisstrategioita, joita voidaan soveltaa kiinteäparametrisiin malleihin ja sekamalleihin.

Demiguel, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: sergio.demiguel@uef.fi

Tuomas Aakala. (2010). Tree mortality and deadwood dynamics in late-successional boreal forests. https://doi.org/10.14214/df.100

Avainsanat: dendrokronologia; luonnonmetsä; matriisimalli; häiriö; dynamiikka; rakenne

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Väitöskirjatyössä tutkittiin kuolleen puun dynamiikkaa, eli puuston kuolleisuutta, kuolleen puun määrää ja laatua, sekä näiden muutosta lahoamisen seurauksena vanhoissa boreaalisissa metsissä. Työssä keskityttiin kuolleeseen pystypuuhun kolmessa mustakuusen (Picea mariana) ja palsamipihdan (Abies balsamea) vallitsemassa metsikkötyypissä Itä-Kanadassa, sekä kuolleeseen pysty- ja maapuuhun pohjoiseurooppalaisissa kuusen (Picea abies) vallitsemissa metsiköissä kolmella eri alueella. Kuollut ja elävä puusto mitattiin viideltä 1,6 hehtaarin koealalta kultakin tutkimusalueelta ja metsikkötyypiltä. Kuolleesta puusta kerättiin näytteitä puuaineen tiheyksien ja kuolinvuosien määrittämiseksi. Kuolinvuodet määritettiin dendrokronologian keinoin. Näiden tulosten perusteella rekonstruoitiin puuston aiempi kuolleisuus, sekä kehitettiin kuolleen puun lahoamista kuvaavat matriisimallit. Kasvupaikkaerot, metsikön kehitysvaihe ja erillisten kuolleisuusjaksojen esiintyminen vaikuttivat lahopuun määrään ja laatuun. Kaikille tutkimusalueille oli kuitenkin yhteistä jatkuva pienialainen kuolleisuus, jonka seurauksena metsiköissä oli jatkumo eriasteisesti lahonnutta puuta. Korkeamman kuolleisuuden jaksot olivat seurausta joko metsikön luontaisesta kehityksestä tai ulkoisten häiriöiden esiintymisestä, ja niiden vaikutus näkyi lahopuuston määrässä ja laadussa kaikilla paitsi yhdellä tutkimusalueella. Tutkimusalueiden ja metsikkötyyppien eroista huolimatta kuollutta puuta oli kaikilla alueilla runsaasti. Euroopan puoleisilla tutkimusalueilla lahopuuston osuus metsiköiden kokonaispuustosta oli 20 – 53 %, ja Itä-Kanadassa kuolleen pystypuun osuus oli 15 – 27 % pystypuustosta. Kuollut puu oli lisäksi pitkäikäinen rakenteellinen ekosysteemin osa. Tutkimusalueella, jossa lahoaminen oli kaikkein nopeinta, kuollut puu pysyi tuoreissa ja keskiasteisesti lahonneissa laholuokissa keskimäärin 18 vuotta. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että metsikkötasolla lahopuun määrä ja laatu voivat episodinomaisten kuolleisuusjaksojen puuttuessa olla lähes tasapainotilassa. Monissa metsissä lahopuu on kuitenkin huomattavan dynaaminen osa metsäekosysteemiä, johtuen ennen kaikkea korkeamman kuolleisuuden jaksoista. Kuolleisuuden vaihtelevuus, jatkuva pienialainen kuolleisuus, sekä lahoamisnopeus määrittelevät kuolleen puun saatavuuden siitä riippuvaiselle lajistolle, sekä sen merkityksen hiilen varastona boreaalisissa havumetsissä.

Aakala, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: tuomas.aakala@helsinki.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

Saara Lilja. (2006). Ecological restoration of forests in Fennoscandia: defining reference stand structures and immediate effects of restoration. https://doi.org/10.14214/df.18

Avainsanat: aktiivinen ja passiivinen ennallistaminen; häiriödynamiikka; luonnontilaisen kaltainen metsä; sukkessio; suuriläpimittainen lahopuu ja lehtipuu; tuli

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Metsien ennallistamisen tavoitteena on talousmetsän rakenteiden muuttaminen siten, että sinne palautetaan luonnontilaiselle metsälle tyypillisiä rakenteita ja prosesseja. Monien metsälajien uhanalaistumiskehitys on johtanut siihen, että on alettu harjoittaa metsien ennallistamistoimintaa. Metsien ennallistaminen alkoi Suomessa kokeiluluontoisesti jo vuonna 1989, mutta laajemmin vasta vuonna 2002. Metsiä oli vuoden 2005 loppuun ennallistettu lähes 6 000 ha, lähinnä suojelualueilla. Tässä väitöstutkimuksessa selvitettiin ennallistamisen tavoitetta tutkimalla luonnontilaisen kaltaisten metsien rakennepiirteitä ja ihmisvaikutuksen merkitystä metsän rakenteelle. Metsikön rakennepiirteitä tutkittiin yli 90-vuotiaissa mäntyvaltaisissa talousmetsissä, poimintahakatuissa metsissä ja luonnontilaisen kaltaisissa metsissä, Hämeessä, Kuhmossa ja Venäjällä Vienansalossa yhteensä 116 metsikössä. Lisäksi tutkittiin kuusivaltaista luonnontilaisen kaltaisia metsiä Paanajärvellä Venäjällä, jossa oli 20 näytealaa. Lisäksi työssä tutkittiin metsien erilaisten ennallistamiskäsittelyjen lyhyen aikavälin tuloksia elävän ja kuolleen puuston rakennepiirteisiin ja taimien syntyyn. Ennallistamiskoejärjestely tehtiin 24 varttuneeseen talousmetsäkuusikkoon Evolla ja Vesijaolla. Ennallistamiskäsittelyt toteutettiin suojuspuuhakkuin, joissa osa puustosta jätettiin pystyyn (50m3/ha), osa kaadettiin maahan lahopuuksi (5, 30 tai 60m3/ha) ja osa puustosta vietiin tehtaalle. Koejärjestelyyn kuului myös metsiköitä, joihin ei tehty hakkuita. Puolet metsiköistä poltettiin vuonna 2002. Tutkimus osoitti, että lähes luonnontilaisen kuusimetsän dynamiikka on pitkä ja metsän rakenne vaihtelee huomattavasti vielä vanhassakin 110- 300-vuotiaassa kuusimetsässä. Tämän vuoksi myös metsien ennallistamisessa on tärkeää turvata vanhojen sukkessiovaiheiden kirjo, jossa suuriläpimittaisten lehti- ja havupuiden esiintyminen sekä lahopuujakauman vaihtelevuus säilytetään. Vanhojen mäntyvaltaisten metsien tutkiminen osoitti, että ihmistoiminta ja metsäpalojen puuttuminen ovat vähentäneet metsien rakenteellista kompleksisuutta. Näyttääkin siltä, että pienet suojelualueet eivät voi toimia mallina metsien ennallistamiselle, koska niissä on vähän lehtipuita ja ne ovat kuusettuneet voimakkaasti metsäpalojen puuttumisen vuoksi. Aktiivisilla ennallistamismenetelmillä on mahdollista saada aikaan nopeasti luonnontilaisen kaltaisia sukkession alkuvaiheen metsikkörakenteita, joissa on eri määriä elävää ja kuollutta puuta sekä erilaisia mikrohabitaatteja. Tulokset osoittavat, että metsien ennallistamisessa on otettava huomioon metsien vanhojen sukkessiovaiheiden säilyttäminen eli ns. passiivinen ennallistaminen, mutta lisäksi metsiin on ennallistettava runsaslahopuustoisia nuoria sukkessiovaiheita. Metsien ennallistamisessa tarvitaan monipuolisia menetelmiä, joissa otetaan huomioon ennallistamisen lähtötilanne ja metsien eri sukkessiovaiheiden rakenteelliset erot, jotka ovat seurausta ihmisen aiheuttamista ja luontaisista häiriöistä.

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

Markku Larjavaara. (2005). Climate and forest fires in Finland – influence of lightning-caused ignitions and fuel moisture. https://doi.org/10.14214/df.5

Avainsanat: metsäpalodynamiikka; sää; ukkonen; kosteus; syttymistodennäköisyys

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tarkastella miten salamoiden ominaisuudet vaikuttavat todennäköisyyteen, että yksittäinen salaman isku sytyttää metsäpalon (sytyttämistodennäköisyys), tutkia salaman sytyttämien metsäpalojen ajankohtaa ja sijaintia Suomessa, sekä tarkastella ilmastosta johtuvaa metsän palavan aineksen kosteuden vaihtelua. Tämän tutkimuksen merkittävin aineisto oli Sisäasiainministeriön ylläpitämä onnettomuustietokanta ja siihen ilmoitetut salaman sytyttämät metsäpalot. Yksittäiset metsäpalot liitettiin yksittäisiin salaman iskuihin, jotta kyettiin laskemaan jokaiselle iskulle sytyttämistodennäköisyys. Kehitettiin menetelmä salamoiden ryhmittelemiseksi ukkosiin ja näille ukkosille laskettiin ominaispiirteitä, joita vertailtiin iskujen sytyttämistodennäköisyyksiin. Palavan aineksen kosteus arvioitiin meteorologisten aineistojen perusteella. Tulokset tukivat hypoteesia, jonka mukaan yksittäinen isku pienessä ukkosessa sytyttää todennäköisemmin metsäpalon kuin isku suuressa ukkosessa. Toisaalta tulokset olivat ristiriidassa teorioiden kanssa, joiden mukaan positiiviset iskut (positiivinen napa pilvessä ja negatiivinen maassa) sekä iskut salamoissa, joissa on paljon iskuja sytyttäisivät metsäpalon suuremmalla todennäköisyydellä kuin negatiiviset iskut sekä iskut salamoissa, joissa on vähän iskuja. Tuloksien mukaan positiiviset ja negatiiviset iskut sytyttivät metsäpalon yhtä todennäköisesti ja iskun sytyttämistodennäköisyys oli sitä pienempi mitä enemmän salamassa oli iskuja. Metsien palava aines oli kuivimmillaan toukokuun lopussa ja kesäkuussa Etelä-Suomessa ja kesäkuun lopussa Pohjois-Suomessa. Salamointi kuitenkin sytytti eniten metsäpaloja vasta heinäkuussa. Palava aines oli huomattavasti kuivempaa ja salaman iskut lukuisampia Etelä- kuin Pohjois-Suomessa. Näistä syistä salaman sytyttämien metsäpalojen tiheys oli 20-kertainen Etelä-Suomessa verrattuna Pohjois-Suomeen. Olettaen, että ilman ihmisvaikutusta metsäpalot esiintyisivät tietyllä paikalla Etelä-Suomessa vähintään sadan vuoden välein, olisi vastaava metsäpalojen välinen aika Pohjois-Suomessa useita tuhansia vuosia. Jos luonnollista häiriödynamiikkaa pyritään mukailemaan metsien käsittelyssä ja ennallistamisessa, tämä etelän ja pohjoisen välinen ero tulisi ottaa huomioon.

Larjavaara, University of Helsinki, Department of Forest Ecology Sähköposti: markku.larjavaara@helsinki.fi

Artikkelit jotka sisältää sanan 'dynamiikka'

Kategoria : Articles