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

Lilli Kaarakka. (2018). Soil changes and long-term ecosystem recovery from physical and chemical load – stump harvesting and sprinkling infiltration as case studies. https://doi.org/10.14214/df.260

Avainsanat: maanmuokkaus; kantojen korjuu; metsämaaperä; maaperän hiili; sadetusimeytys; ekosysteemin palautuminen

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

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

Antti-Juhani Pekkarinen. (2018). Ecology and economics of reindeer herding systems. https://doi.org/10.14214/df.249

Avainsanat: porotalous; arktinen ekosysteemi; vasateurastus; ylilaidunnus; lisäruokinta; jäkälälaitumet

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Tässä väitöskirjassa kehitetään, parametrisoidaan ja validoidaan yksityiskohtainen taloudellis-ekologinen malli poropopulaatiosta, sen energiaresursseista ja käytöstä. Mallin avulla tutkitaan paliskunnan mahdollisimman suurta kestävää tulotasoa tavoittelevaa teurastusta, populaation ruokintaa ja laidunten käytön säätelyä. Erilaisiin lähtökohtiin perustuvia arvioita taloudellis-ekologisista optimiratkaisuista verrataan poronhoidon nykytilaan.

Poronhoito on merkittävä elinkeino erityisesti Ylä-Lapin alueella ja samalla kiinteä osa saamelaista kulttuuria. Poro (Rangifer tarandus L.) vaikuttaa arktiseen ympäristöön ja populaation omiin ravintoresursseihin erityisesti jäkälikköjä kuluttamalla. Poron riippuvuus jäkälän määrästä vastaakin ekologiassa paljon tutkittua dynaamista kuluttaja-resurssi – systeemiä. Taloudellinen tarkastelu lisää tähän klassiseen ekologiseen malliin ihmisen vaikutuksen luonnonvarojen hyödyntäjänä ja muokkaajana. Tämä lisäys on välttämätön, jotta poronhoidosta saataisiin kuva pohjoiseen arktiseen luontoon sopeutuneena tärkeänä ja kulttuurisesti omaleimaisena taloudellista ylijäämää tavoittelevana elinkeinona.

Väitöskirjan malli perustuu poro-jäkälä dynamiikkaan, mutta sisältää myös muut luontaiset ravintolähteet sekä lisärehun. Ekologinen malli nojaa laajasti käytettyihin teorioihin ja metodeihin, kuten eläinyksilöiden optimaalisen ravinnon valinnan teoriaan ja dynaamiseen ikä- ja sukupuoliluokkaiseen mallirakenteeseen. Optimointi ratkaistaan kehittyneillä matemaattisilla algoritmeilla. Malli sisältää yksityiskohtaisen kuvauksen tuloista, kustannuksista, poronhoidolle maksetuista tuista ja huomioi korkokannan vaikutukset. Tuloksena on aikaisempaa tutkimusta oleellisesti realistisempi monitieteinen kuvaus poro-laidun dynamiikasta ja porotaloudesta.

Vastoin luonnonvarataloustieteen klassista tulosta poropopulaation optimaalinen koko on realistisilla positiivisilla korkokannoilla suurempi kuin koron ollessa nolla. Vastaavasti jäkälämäärä on alhaisempi. Yksi tutkimuksen päätuloksista on, että, taloudellisesti optimaaliset teurastukset kohdistetaan vasoihin. Aikuiset naaraat on kannattavinta teurastaa yhdeksän ja koiraat viiden vuoden ikäisinä. Verrattuna aikaisempaan tutkimukseen yksi väitöskirjan mallien edistysaskel on joustavan poron polygamisen luonteen huomioivan pariutumismallin käyttäminen. Tämän seurauksena saadaan arvio optimaalisesta populaation sukupuolijakaumasta samoin kuin eri sukupuolta olevien eläinyksilöiden taloudellisesta arvosta. Sovelletussa pariutumismallissa sekä koiras-naaras suhde että koiraiden ja naaraiden ikäluokkarakenne vaikuttavat syntyvien vasojen määrään. Koiraiden määrä voidaan pitää pienenä niiden korkean lisääntymiskyvykkyyden seurauksena. Tästä seuraa, että marginaalisen koiraan taloudellinen arvo on naarasta korkeampi.

Väitöskirjan tulokset osoittavat, että tutkittaessa taloudellisesti kestävää poronhoitoa tulee sekä ekologiset että taloustieteelliset tekijät huomioida monipuolisesti. Yksi väitöskirjan päätuloksista on, että taloudellisesti optimaalinen jäkäläbiomassa on selvästi pienempi kuin aikaisemmissa tutkimuksissa. Tähän on sekä ekologisia ja taloudellisia että poronhoidollisia syitä: korkea korko, vähäinen vanhan metsän määrä, laidunkierron puuttuminen, runsas lupon määrä ja valtion suorat tulotuet alentavat kaikki jäkäläbiomassan määrää tasapainotilassa. Lisäksi joissain tapauksissa intensiiviseen lisäruokintaan pohjautuva poronhoito saattaa olla taloudellisesti kannattavinta. Tämä johtaa alhaisiin jäkälämääriin ja jäkälälaidunten kulumiseen.

Väitöskirjassa arvioitu talviaikainen jäkälän hukkaantuminen laidunnuksen seurauksena vastaa jo aikaisemmissa optimointimalleissa käytettyä, mutta kesäaikainen jäkälän hukkaantuminen on tallaantumisen vuoksi huomattavasti suurempaa. Tulos korostaa vuodenaikaisen laidunkierron merkitystä jäkälän kulumisen estämisessä. Validointitulokset osoittavat, että malli pystyy myös hyvin kuvamaan jäkälän määrän kehitystä. Validoidulla mallilla tehdyt arviot taloudellisesti optimaalisesta jäkälämäärästä ovat korkeampia verrattuna laidunten nykytilaan poronhoitoalueella. Jäkälän lisääminen tasolle, jossa taloudellisesti kannattava poronhoito voi perustua luonnonlaitumiin kestää mallilla saatavien arvioiden mukaan vuosikymmeniä ja vaatisi osin myös voimakkaita poromäärien leikkauksia. Myös lisäruokinnan käyttäminen on kannattavaa sopeutumisen alkuvuosina. Kuitenkaan välittömillä teurastuksilla toteutettu mahdollisimman nopea sopeutumisratkaisu jäkäliköiden elvyttämiseksi ei näytä taloudellisesti perustellulta. Hitaampi sopeuttaminen hyödyntää paremmin poropopulaation ikäluokkarakennetta ja huomioi poronomistajien tarpeen säilyttää riittävä tulotaso myös sopeuttamisjakson aikana.

Bioekonomisia malleja on metsä- ja kalataloudesta käytetty runsaasti käytännön kysymysten ja suositusten laatimiseen. Myös tässä väitöskirjassa kehitettyä porotalouden mallia voidaan käyttää monien empiiristen, soveltavien ja käytännön kysymysten tarkasteluun. Mallilla voidaan tutkia kilpailevien maankäyttömuotojen aiheuttamia kustannuksia ja esimerkiksi erilaisten geneettisten muutosten taloudellista potentiaalia. Lisäksi voidaan arvioida petoeläinten porotaloudelle aiheuttamia kustannuksia. Maa- ja metsätalousministeriö määrittää kymmenvuosittain suurimmat sallitut poroluvut eri paliskunnille. Kehitetyllä mallilla voidaan tuottaa erilaisiin lähtökohtiin perustuvia arvioita taloudellis-ekologisesti perustelluista poromääristä. Mallin dynaaminen rakenne huomioi ikäluokkarakenteesta syntyvät viiveet sopeutumisprosesseissa ja näin voidaan arvioida kannattavimpia sopeutumispolkuja nykytilanteesta kohti tavoiteltavia poromääriä.

Pekkarinen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: antti-juhani.pekkarinen@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

Nopparat Manavakun. (2014). Harvesting operations in eucalyptus plantations in Thailand. https://doi.org/10.14214/df.177

Avainsanat: simulointi; tuottavuus; Eukalyptus; korjuumenetelmät; ajankäyttötutkimus

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Korjuumenetelmät eukalyptusplantaaseilla Thaimaassa Thaimaalaiselle puunhuollolle eukalyptuksen saatavuus on muodostunut hiljattain tärkeäksi, erityisesti selluloosateollisuudelle. Raaka-aineen tarve nousee jatkuvasti, mutta korjuu menetelmät pohjautuvat edelleen vanhanaikaisiin, työvoimavaltaisiin korjuumenetelmiin. Tämä menetelmä pohjautuu paikalliseen osaamiseen ja eikä vaadi suurta taloudellista panostusta, jolloin myös tuloksena on suhteellisen alhainen tuotannon aste. Tämän tutkimuksen tavoitteena on esitellä vaihtoehtoja korjuumenetelmien suhteen thaimaalaisissa olosuhteissa ja lisäksi myös parantaa työntekijöiden hyvinvointia. Tutkimuksessa on vertailtu olemassa olevan puunkorjuun menetelmää vaihtoehtoisiin menetelmiin ja etsiä parannuksia puunkorjuuseen Thaimaassa. Tutkimustulosten mukaan työvoimavaltaisella menetelmällä on varsin alhainen tuottoaste verrattuna osittain koneellistettuun tai täysin koneellistettuun tekniikkaan, mitkä ovat käytössä muualla maailmassa. Simuloinnin tulokset osoittavat, että työjärjestyksen uudelleen organisoinnin avulla on mahdollista parantaa tuottavuutta merkittävästi. Jatkotutkimusten tulisi keskittyä parantamaan osittaista koneellistumista, kuten maataloustraktoreiden, juontotraktoreiden tai joukkokäsittelyn käyttöä. Kouluttaminen ja harjoittelun järjestäminen ovat myös tärkeitä toimenpiteitä nostamaan työn tuottavuutta kuin myös turvallisuutta.

Manavakun, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: nopparat.manavakun@helsinki.fi

Paula Jylhä. (2011). Harvesting of undelimbed Scots pine (Pinus sylvestris L.) from first thinnings for integrated production of kraft pulp and energy. https://doi.org/10.14214/df.133

Avainsanat: integroitu korjuu; mänty; ensiharvennus; puustamaksukyky; sulfaattisellu

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Karsimattoman männyn korjuu ensiharvennuksilta integroituun sulfaattisellun ja energian tuotantoon Tutkimuksessa arvioitiin karsimattoman männyn (Pinus sylvestris L.) soveltuvuutta integroituun sellun ja energian tuotantoon sulfaattisellutehtaassa. Tuotantoprosessin (ml. puunhankinta) kustannustehokkuuden lisäksi otettiin huomioon teknisiä ja ympäristönäkökohtia. Huomiota kiinnitettiin erityisesti kokopuun paalauksen mahdollisuuksiin ensiharvennusmännyn korjuuratkaisuna. Karsimattoman puun soveltuvuutta sellunvalmistukseen selvitettiin tehdasmittakaavaisen kuorintakokeen ja laboratoriossa tehtyjen koekeittojen avulla, käyttäen verrokkina tavanomaista ensiharvennuksilta korjattua karsittua kuitupuuta. Tulokset osoittivat, että mäntyosapuuta voidaan käyttää havusellun raaka-aineena seoksena tavanomaisen ensiharvennusmännyn kanssa heikentämättä massan laatua. Karsimaton puu voi kuitenkin lisätä kuituhävikkiä sellunvalmistuksen eri vaiheissa. Tuontantoprosessin kustannustehokkuuden mittarina käytettiin suhteellista puustamaksukykyä tehtaalta kannolle. Laskelmat tehtiin kolmelle keskisuomalaiselle ensiharvennusmännikölle, joissa poistetun puuston rinnankorkeusläpimitta oli 6−12 cm. Vertaillut puunhankintaketjut perustuivat tavaralajihakkuuseen, kokopuuhakkuuseen ja kokopuun paalaukseen. Kokopuun paalauksen tuottavuustiedot saatiin kokopuupaalaimen toisella prototyypillä tehdystä tuottavuustutkimuksesta. Tulosten mukaan nykyisellä sellun ja energian hintasuhteella sellutehtaan puustamaksukyky heikkeni raaka-aineen energiajakeen osuuden lisääntyessä. Kuitupuun loppukäyttäjän näkökulmasta tavaralajimenetelmä oli kustannustehokkain vaihtoehto, joka johti yleensä suurimpaan jäännösarvoon kannolla. Sellun hinnan lasku ja energian hinnan nousu kuitenkin paransivat kokopuuhakkuun ja kokopuun paalauksen kilpailukykyä. Alhaisilla sellun hinnoilla ja erittäin lyhyillä kuljetusmatkoilla kokopuu voi tuottaa pieniläpimittaisissa mäntyleimikoissa suuremman jäännösarvon kannolla kuin kuitupuun korjuu karsittuna. Paalausmenetelmällä pystyttiin alentamaan kokopuun kuljetuskustannuksia, mutta saavutetut säästöt metsä- ja kaukokuljetuksessa eivät kattaneet kohonneita hakkuu- ja paalauskustannuksia. Metsä- ja kaukokuljetusmatkojen piteneminen paransi kokopuupaalauksen suhteellista kilpailukykyä muihin korjuumenetelmiin verrattuna. Karsimattoman puun korjuu lisää ravinnehävikkiä, mikä voi heikentää kasvupaikan puuntuotoskykyä. Sen vuoksi kokopuumenetelmiä ei suositella karuille kangasmaille ja soille. Kokopuukorjuu vähentää ajouralla maaperää suojaavan ja kantavuutta parantavan latvusmassan määrää. Lisäksi kokopuukorjuu kasvattaa hakkuukertymää, mikä puolestaan lisää ajokertoja ja kasvattaa paalausvaihtoehdossa kuormakokoa. Nämä tekijät voivat lisätä maastovaurioiden riskiä, erityisesti heikosti kantavilla turvemailla. Laskelmissa käytetyillä oletuksilla puunhankinnan aiheuttamat hiilidioksidipäästöt olivat 13−27 kg kuutiometriä kohti. Kokopuun paalaus vähensi puutavaran metsä- ja kaukokuljetusten hiilidioksidipäästöjä muihin menetelmiin verrattuna 30−39%, mutta kuljetuksen päästövähennykset eivät kompensoineet hakkuu- ja paalaustyövaiheen alhaisesta tuottavuudesta johtuvia ja siitä syystä kilpailevia menetelmiä suurempia päästöjä.

Jylhä, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: paula.jylha@metla.fi

Markku Penttinen. (2007). Portfolio management and the competitiveness of forest ownership. https://doi.org/10.14214/df.43

Avainsanat: nykyaikainen sijoitussalkkuteoria; laskentatoimi; metsätalouden kannattavuus; metsänomistamisen sijoitustuotto; metsänomistamisen sijoitussuoton komponentit; edullisin päätehakkuuikä

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Harva tuotantotoiminta pystyy kilpailemaan metsätalouden kanssa ristiriitaisten teorioiden, paradigmojen, uskomusten, intohimojen ja kiinnostuksen määrässä. Tämä pätee myös metsäekonomiaan, missä metsänkorkoteoria ja maankorkoteoria korkoteorialla täydennettynä ovat tuottaneet erilaisia perusteita kannattavuuslaskelmille. Monet tutkijat ja käytännön metsätalouden edustajat tekevät vakaan talouden oletuksen, mutta useimmat luottavat mallintamisessa deterministiseen maailmankuvaan. Kuitenkin riskin huomioon ottaminen on saavuttanut viime aikoina määräävän aseman investointien analysoinnissa. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on ollut kehittää uusia ratkaisuja ja konstruktioita metsänomistamisen sijoitustuotolle, sekä soveltaa uusia lähestymistapoja metsätalouden kannattavuuteen ja yksityismetsätalouden kilpailukyvyn analyysiin. Rahoituksen laskentatointa ja kustannuslaskentaa kehitettiin yksityismetsätaloutta varten toteuttamalla ratkaisut testiyritykselle. Rahoituksen laskentatointa kehitettiin myös sekä yrityksen nettotuloksen että omaisuuden laskennallisen tuloksen määräämiseksi soveltaen niitä ekstensiiviseen, tasapainoiseen ja intensiiviseen strategiaan. Kansainvälisen laskentatoimen raportointistandardin (IFRS) vaatimuksia tutkittiin ja ne toteutettiin MTT:n (Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus) maatalouden kannattavuuskirjanpitotilojen metsätalouden laskentatoimeen ja Taloustohtori palveluun. Osakkeiden, debentuurien, toimistojen, obligaatioiden ja asuntojen sijoitustuotto estimoitiin yksityismetsänomistamisen sijoitustuoton lisäksi, mikä osoitti, että metsänomistaminen ei ollut niin kilpailukykyinen kuin odotettiin. Yksityismetsänomistaminen sijoitustuoton korrelaatio oli tilastollisesti merkitsevä asuntojen ja kokonaismarkkinoiden kanssa. Yksityismetsänomistamisen sijoitustuotto jaettiin hinnanmuutos-, hakkuu-, kustannus- ja puuston määrän muutoskomponentteihin, joista ensin mainittua verrattiin inflaatioon. Tutkimuksessa tuotettiin edullisimpia hakkuukypsyysratkaisuja ja numeerisia tuloksia, jotka ottivat huomioon hintatrendin, hinta- ja kasvuvaihtelun, kasvun, arvokasvun ja metsänuudistamiskustannukset sekä harvennushakkuutulot kuvaamalla kantohinta- ja kasvuprosesseja geometrisella Brownin liikkeellä. Lisäksi kehitetyt herkkyysratkaisut käsittäen myös numeeriset tulokset osoittivat koron, hintatrendin sekä hinta- ja kasvuvaihtelun vaikutuksen edullisimpaan päätehakkuuikään. Ratkaisuja on toteutettu METINFO Internet palveluun ja testattu EU:n edellyttämässä maatalouden kannattavuuskirjanpitojärjestelmässä (FADN). Kehitetyt edullisimman päätehakkuuiän ohjelmat voidaan sisällyttää metsäsuunnitteluohjelmatuotteisiin kuten MOTTI ja MELA, joita käytetään Suomessa yleisesti.

Penttinen, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences Sähköposti: markku.penttinen@metla.fi

Veli-Pekka Kivinen. (2007). Design and testing of stand-specific bucking instructions for use on modern cut-to-length harvesters. https://doi.org/10.14214/df.37

Avainsanat: puunkorjuu; katkonnan optimointi; simulointi; sumea säätö; geneettiset algoritmit; yhteensopivuus

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

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

Aki Villa. (2007). Fuel switching, energy saving and carbon trading – three ways to control carbon dioxide emissions in the Finnish forest industry. https://doi.org/10.14214/df.35

Avainsanat: päästökauppa; energiatehokkuus; kokeellinen taloustiede; integroitu korjuu; hakkuutähde; sellu- ja paperiteollisuus

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Tämä työ koostuu kolmesta osasta, jotka ovat 1) ainespuun ja energiapuun yhdistetty (integroitu) korjuu kolmen, Suomessa sijaitsevan monikansallisessa omistuksessa olevan tehtaan tarpeisiin, 2) energiansäästö liittyneenä kolmen tehtaan energian tuotantoon ja 3) ei-asiantuntijoiden (yliopisto-opiskelijat) tietämyksen testaus energiansäästön ja päästökaupan yhdistämiseksi metsäteollisuudessa kokeellisen taloustieteen keinoin. Työn tarkoitus oli vertailla hiilidioksidin (CO₂) vähentämisen vaihtoehtoja kolmen tehtaan tapauksessa ja tarjota tietoa tulosten yleistämiseksi Suomessa ja muualla vastaavissa olosuhteissa. Päätehakkuiden leimikkotietoa käytettiin hakkuutähteiden tuotantokustannusten laskemiseen kolmen eri tehtaan tapauksessa. Hakkuutähteiden korjuumenetelmänä käytettiin joko välivarastohaketusta tai risutukki -menetelmää. Risutukin tuotantokustannukset tehtaalla olivat hieman halvemmat kuin välivarastohaketuksen. Tutkimuksessa kehitettiin myös yleinen hakkuutähteiden yhdistetyn korjuun kertymämalli 100 kilometrin maksimietäisyydellä tehtaalta. Kolmen tehtaan energiansäästöraportteja käytettiin energiansäästöinvestointien kustannusten ja näin säästettyjen CO₂ –päästöjen laskentaan, kun energiansäästön seurauksena tehtaiden polttoaineen käyttö väheni. Kun hakkuutähteiden korjuun tuotantokustannuksia tehtailla verrattiin energiansäästön vastaavilla tehtailla aiheuttamiin kustannuksiin, voitiin todeta yleisesti hakkuu-tähteiden yhdistetyn korjuun tulevan taloudellisesti halvemmaksi CO₂ –päästöjen vähentämisessä kuin tehtailla tapahtuvan energiansäästön. Kuitenkin kumpiakin edellä kuvattuja keinoja maailmanlaajuisten CO₂ –päästöjen vähentämiseksi tarvitaan. Ei-asiantuntijoiden täytyi valita pelaamissaan hiilikauppakokeissa kahden eri vaihtoehdon välillä – joko tehdä energiansäästöinvestointi omalla tehtaalla ja myydä näin saadut ylimääräiset päästöoikeudet muille tehtaille – tai ostaa päästörajoitteen täyttämiseksi vaadittavat päästöoikeudet muilta tehtailta. Useimmille kokeisiin osallistuneille opiskelijoille ei ollut helppoa saavuttaa taloudellisesti kannattavaa tulosta edustamansa puuta jalostavan ja päästökauppaan osallistuvan tehtaan kannalta. Kuitenkin yleisesti voidaan todeta, että kokeet ovat perusteltuja kasvihuoneilmiöön liittyvien taloudellisten seurausten osoittamiseksi ihmisille.

Villa, University of Joensuu, Faculty of Forestry Sähköposti: aki.villa@joensuu.fi

Artikkelit jotka sisältää sanan 'harvesting'

Kategoria : Articles