Artikkelit jotka sisältää sanan 'kanto'

Metsien häviäminen ja köyhtyminen tropiikissa on johtanut tärkeiden metsävarojen ja ekosysteemipalvelujen ehtymiseen. Metsäeläimistölle ja -kasveille sopivat elinympäristöt ovat paikoin lähes hävinneet sekä metsäekosysteemeistä riippuvaiset ihmisyhteisöt ovat kärsineet. Trooppisten alueiden metsäkadon nopea eteneminen vaatii kiireellisiä ja käytännöllisiä toimia, että metsäkadon perimmäisiin syihin voidaan puuttua, ja ennallistaa vahingoittuneita ekosysteemejä ja maisemaa. Tutkimuksen tavoitteena oli verrata ennallistamistehokkuutta vanhojen hoitamattomiksi jääneiden istutusmetsien ja samanikäisten sekundäärisukkession metsien välillä, vertailukohtana primaarimetsät. Tutkimuskohteina olivat metsikön rakenne, floristinen monimuotoisuus, putkilokasvien lajidiversiteetti sekä tärkeät ekologiset toiminnat. Lisäksi arvioitiin puun rahallinen arvo tutkittujen kolmen metsätyypin välillä.

Tutkimus suoritettiin 11 metsiköissä Ghanan kosteilla ja runsassateisilla ilmasto-/metsäalueilla. Systemaattinen satunnaisotos sisälsi 93 koealaa, joista jokainen oli kooltaan 20 m × 20 m (puille), sisältäen osaruudut 5 m × 5 m taimille sekä 2 m × 2 m pintakasvillisuudelle.

Neljäkymmentäkaksi vuotta perustamisen ja/tai hylkäämisen jälkeen sekä istutus- että sekundäärimetsät osoittivat rakennepiirteitä, jotka olivat verrattavissa primaarimetsään. Istutusmetsissä oli suurempi runkoluku ja suurempi puun pohjapinta-ala kuin sekundäärimetsissä. Sekundaarimetsät, istutus- ja luonnontilaiset metsät olivat lajikoostumukselta samankaltaisia ja niissä esiintyi useita harvinaisia ja rauhoitettuja lajeja. Merkittävä osa primaarimetsien kasvilajeista, 60 % ja 77 %, esiintyi myös sekundaarisissa metsissä ja istutusmetsissä. Shannon-Wienerin monimuotoisuusindeksissä (H') ja Simpsonin indeksissä (S), jotka kuvaavat kasvilajien monimuotoisuutta, ei ollut merkitsevää eroa primaari- (H'=3,07, S = 0,91) ja sekundaari-(H'=2,95, S = 0,87) ja istutus- (H' = 2,85, S = 0,87) metsien välillä. Yleisesti primääri- ja sekundaarimetsät olivat runsaslajisempia kuin istutusmetsät. Viljelmien keskimääräisten maanpäällisten hiilivarastojen (159,7 ± 14,3 Mg ha^-1 ) todettiin olevan samanlaiset kuin primaarimetsien (173,0 ± 25,1 Mg ha^-1 ), mutta molemmat olivat paljon korkeampia kuin sekundaarimetsillä (103,4 ± 12,0 Mg ha^-1 ).

Maaperän pH-tasot runsassateisilla tutkimuspaikoilla olivat alhaisemmat kuin kosteilla alueilla. Märällä vyöhykkeellä pH:n vaihteluväli oli 4,2 - 4,6, kun taas kostealla vyöhykkeellä 4,6 - 5,4. Maaperän fysikaalis-kemialliset ominaisuudet, hiilivarastot, ravinteikkuus, mikrobien aktiivisuus ja karikkeen hajoamisnopeus olivat samankaltaisia primääri-, sekundaari- ja istutusmetsissä. Merkittäviä eroja havaittiin ilmastovyöhykkeiden välillä. Toisin kuin aikaisemmissa trooppisissa tutkimuksissa, havaitsimme että karikkeen hajoamisnopeus oli suurempi kostealla vyöhykkeellä kuin runsassateisella vyöhykkeellä. Tulokset viittaavat siihen, että ero johtui erityisesti karikkeen vaikeasti hajoavasta hiilifraktiosta. Vastaavasti maaperän mikrobien biomassa ja mikrobipopulaatio olivat suurempia kostealla vyöhykkeellä. Keskimääräiset maaperän hiilivarastot (0 - 50 cm) olivat merkittävästi korkeammat runsassateisella vyöhykkeellä (106,8 Mg ha^-1 ) verrattuna kosteaan ilmastovyöhykkeeseen (56,9 Mg ha^-1 ).

Puuviljelmien keskimääräinen kantoarvo oli 8577 dollaria hehtaarilta verrattuna primaari- ja sekundaarimetsiin, joiden arvot olivat 3112 dollaria ja 1870 dollaria hehtaarilta.

Trooppiset metsäviljelmät, jotka on perustettu pitkällä rotaatiokierrolla ja matalan intensiteetin metsänhoidolla, sekä sekundaarimetsät voivat kehittyä ekosysteemiksi, jotka osoittavat rakenteellista ja floristista monimuotoisuutta, ekologista toimivuutta ja omavaraisuutta, samoja piirteitä kuin primaarimetsissä. Tällaiset metsäistutukset ja sekundaarimetsät ovat käyttökelpoisia reittejä maisemien ennallistamiseen ja ilmastonmuutoksen hillitsemiseen, samalla kun ne voivat tarjota maanomistajille kohtalaista taloudellista tuottoa valikoivan puunkorjuun avulla.

• Brown, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences https://orcid.org/0000-0002-7478-2258 Sähköposti: hugh.brown@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

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

Energiapuun kosteus, massahävikki ja potentiaali Etelä- ja Keski-Pohjanmaan alueella Työn tavoitteena oli edistää energiapuun käyttöä sekä parantaa energiapuun laatua alueellisesti. Kosteus on energiapuun merkittävin laatutekijä. Tuoreesta puusta suunnilleen puolet on vettä, joka energiakäytön kannalta on ongelmallista. Energiapuuta voidaan kuivata joko keinokuivaamalla tai kuivaamalla luonnonolosuhteissa. Energiakäyttöön nostetut kuusen (Picea abies L. Karst.) kannot kuivuvat suotuisissa olosuhteissa hakkuuaukealla ja tienvarsivarastossa melko nopeasti. Tässä tutkimuksessa kantojen keskimääräinen kosteus oli 31 % kuukauden kuluttua kannonnostosta. Pieniläpimittainen kokopuuna korjattu energiapuu ei kuivu tehokkaasti tienvarsivarastossa sillä noin vuoden kuluttua korjuusta kokopuun keskimääräinen kosteus tienvarsivarastossa oli 43 %. Varastoinin aikana pieniläpimittaisella kokopuulla havaittiin merkittävä massahävikki 37 % metsän ja lämpölaitoksen välillä. Kaikkein tehokkaimmaksi kuivausmenetelmäksi tässä tutkimuksessa osoittautui puristuskuivaus. Alin kosteus 30 % saavutettiin koivulla (Betula pubescens Ehrh.) 38 MPa paineella ja 30 sekunnin puristusajalla. Puristuskuivauksen energiankulutus on vain murto-osa verrattuna veden höyrystämiseen lämpöenergian avulla. Etelä- ja Keski-Pohjanmaan teknis-taloudellinen metsäenergiapotentiaali oli 1,6 TWh/v. Potentiaalilaskelmat tehtiin tässä tutkimuksessa, kuten yleensä, tuoreelle puulle ja näin ollen todellinen potentiaali olisi suurempi käytettäessä kuivaa puuta. Absoluuttisen kuivalle puulle alueen potentiaali oli 1,9 TWh/v. Energiapuun ominaisuudet vaihtelevat laajasti energiapuutavaralajista, kuivausmenetelmästä, varastointi- ja sääolosuhteista johtuen. Energiapuun ominaisuuksien tunteminen ja laadun hallinta edistävät uusiutuvan metsäenergian käyttöä ja vähentävät riippuvuutta fossiilisista polttoaineista.

• Laurila, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: jussi.laurila@gmail.com

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