Artikkelit jotka sisältää sanan 'metsä'

Tässä työssä kehitettiin solukkoviljelymenetelmiä kahteen tarkoitukseen: kuusen (Picea abies [L.] Karst.) metsänuudistusmateriaalin tuottamiseen alkiomonistuksella (I-III) sekä kynä- ja vuorijalavan (Ulmus laevis Pall. ja U. glabra Huds.) geenivarojen suojeluun kryosäilytyksen ja organogeneesin avulla (IV-V).

Kuusen alkiomonistus aloitetaan siemenalkiosta, josta kasvatetaan embryogeenistä solukkoa. Embryogeenisen solukon esialkiot voidaan maturoida alkuperäisen alkion kopioiksi, somaattisiksi alkioiksi, jotka voidaan edelleen idättää ja kasvattaa taimiksi. Artikkelissa I testattiin Plantform-bioreaktoreiden soveltuvuutta alkiomonistukseen. Plantform-bioreaktoreissa solukko kastellaan määräajoin kasvatusliemellä. Sirkkalehtisten alkioiden kasvattaminen bioreaktoreissa vaati ylimääräisten vaiheiden lisäämistä protokollaan ja bioreaktorien käyttö oli työlästä. Artikkelissa II testattiin suspensiokasvatusta, joka on skaalautuvampaa kuin kasvatus puolikiinteällä alustalla. Se kuitenkin vaati solukon huuhtelun ennen maturaatiota, ja saattaisi hyötyä kasvatusliemen optimoimisesta. Suspensiona kasvatetun solukon vetyperoksidipitoisuus oli korkeampi kuin puolikiinteällä alustalla kasvatetun solukon, mutta selkeitä todisteita korkeammasta oksidatiivisesta stressistä suspensiokasvatuksessa ei löydetty. Artikkelin III tulosten mukaan solukko kasvaa nopeammin levitettynä suodatinpaperin päälle kuin kasoina suorassa kontaktissa puolikiinteään kasvatusalustaan. Suodatinpaperilla solukot tuottivat myös hieman enemmän alkioita. Alkioiden varastoaineprofiili oli lähimpänä siemenalkioita 4–8 viikon kylmävarastoinnin aikana.

Organogeneesissä kasvinosia ja uusia kasveja tuotetaan klonaalisesti meristeemeistä tai kallusvaiheen kautta. Artikkelissa IV kehitettiin mikrolisäysmenetelmä kynä- ja vuorijalavan (Ulmus laevis ja U. glabra) kasvatukseen nestetypestä sulatuksen jälkeen. Molemmat jalavalajit ovat Suomessa uhanalaisia ja maailmanlaajuisesti niitä uhkaa hollanninjalavatauti. Suurimmat haasteet kehitystyössä olivat vuorijalavan pintasterilointi sekä sen huono selviäminen sulatuksen jälkeen. Artikkelissa V kuivatuskäsittelyä hyödynnettiin onnistuneesti vuorijalavan kryokestävyyden parantamiseksi.

• Välimäki, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences https://orcid.org/0000-0002-4777-8157 Sähköposti: sakari.valimaki@luke.fi

Metsät ovat välttämättömiä elinolojen ylläpitämiseksi maapallolla. Ne tarjoavat toimeentuloa ja hyvinvointia merkittävälle osalle ihmiskuntaa ja ovat avainasemassa ihmiskunnan kohtaamiin eksistentiaalisiin haasteisiin vastaamisessa. Tässä tutkimuksessa analysoidaan Suomen metsäpolitiikkajärjestelmän koostumusta ja millaista politiikkaa se on tuottanut erilaisten kansallisten ja kansainvälisten poliittisten vaikutteiden alaisena 22 vuoden ajanjaksolla vuosina 1994–2015. Tutkimuksen päätavoitteina oli tunnistaa metsäpolitiikassa toimivat eturyhmittymät eli koalitiot, analysoida metsäpolitiikan prosesseja sekä kansainvälisten vaikutusten ja diskurssien roolia Suomen metsäpolitiikassa. Lisäksi tutkimus tarkastelee sitä, kuinka kestävyys ja kestävä kehitys ymmärretään Suomen metsäpolitiikassa.

Tutkimuksen analyyttistä lähestymistapaa ohjasi kolme politiikan tutkimuksen teoriaa. Advocacy Coalition Frameworkin (ACF) avulla tutkittiin kriittisesti Suomen metsäpolitiikan osajärjestelmän koostumusta ja arvopohjaa. Toisessa vaiheessa ACF yhdistettiin Four Pathways of International Influences -kehykseen, jonka avulla analysoitiin miten kansainväliset vaikutteet vaikuttavat Suomen metsäpolitiikkaan. Lopuksi diskurssianalyysin avulla tarkasteltiin Suomen metsäpolitiikan muotoiluja, mitkä vaikutteet ohjaavat näitä muotoiluja ja miten kansainväliset kestävän kehityksen diskurssit heijastuvat niissä. Tutkimuksen aineisto koostui haastatteluista ja politiikka-asiakirjoista, joita analysoitiin kvalitatiivisella sisältöanalyysillä.

Tutkimuksen perusteella Suomen metsäpolitiikkajärjestelmä koostuu kolmesta eri näkökulmia painottavasta koalitiosta. Yksityismetsätaloutta ja metsähallintoa painottavat kaksi koalitiota perustavat näkökulmansa metsätalousparadigmalle ja edistävät metsistä saatavan puuraaka-aineen taloudellista hyödyntämistä, kun taas ympäristönäkökulmia painottava koalitio perustaa näkökulmansa ympäristöparadigmalle ja pyrkii edistämään metsäluonnon suojelua.

Tutkimuksen tulokset osoittavat, että Suomen metsäpolitiikka on suosinut yksityismetsätalouden ja metsäteollisuuden etuja korostamalla puuvarojen taloudellista hyödyntämistä ja siitä kansantaloudelle saatavaa hyötyä. Tämän painotuksen on mahdollistanut metsähallinnon suuntautuminen metsien talouskäytön edistämiseen. Lisäksi tulokset osoittavat, että kansainväliset vaikutteet ovat levinneet Suomen metsäpolitiikkaan kolmen eri kanavan, kansainvälisten sääntöjen, kansainvälisten normien ja diskurssien sekä markkinoiden, kautta. Tutkimuksessa haastatellut vuoden 2014 metsälakiuudistuksen valmisteluun osallistuneiden organisaatioiden edustajat pitivät oikeudellisesti sitovia kansainvälisiä sääntöjä ja ei-oikeudellisesti sitovia kansainvälisiä normeja ja diskursseja yhtä tärkeinä. Ympäristötietoisuuden nousu 1990-luvulla ja siihen liittyvä kansainvälisen sääntelyn kehittyminen antoivat ympäristökoalitiolle vaikutusvaltaa Suomen metsäpolitiikkaan. Ympäristökoalition suhteellinen vaikutus kuitenkin väheni 2010-luvulle tultaessa, jolloin metsien taloudellista hyödyntämistä tukevaa metsäpolitiikkaa vahvistettiin ympäristönäkökohtien kustannuksella. Tässä kehityskulussa biotalouden narratiivilla on ollut keskeinen merkitys.

Suomen metsäsektorin ja metsien tulevaisuus riippuu siitä, kuinka hyvin metsäpolitiikassa pystytään yhdistämään keskenään ristiriitaiset ympäristönsuojelun ja metsien käytön paradigmat. Niiden yhdistäminen vaatisi muutoksia vallalla oleviin diskursseihin ja nykyistä ennakkoluulottomampaa julkista keskustelua.

• Harrinkari, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences https://orcid.org/0000-0001-5402-7397 Sähköposti: teemu.harrinkari@helsinki.fi

Tämä väitöskirja tutkii Suomalaisia naismetsänomistajia ja heidän aktiivisuuttaan metsänomistamisessa. Tutkimuksen teoreettisen taustana käytettiin sukupuoliteoriaa sekä palvelulähteistä ajattelua. Tämä väitöskirja keskittyi erityisesti selvittämään 1. Ovatko naiset vähemmän aktiivisia metsänomistajia verrattuna miehiin? 2. Miten naismetsänomistajat ymmärtävät aktiivisen metsänomistuksen ja eroaako se esimerkiksi politiikan määritelmistä 3. Onko naismetsänomistajien tavoiterakenne erilainen verrattuna miehiin? ja 4. Miten tavoitteet muuttuvat aktiivisuudeksi mies- ja naismetsänomistajilla?

Tutkimuksessa käytettiin sekä kvalitatiivisia että kvantitatiivisia menetelmiä. Tutkimus perustui Metsänomistaja 2020 projektissa kerättyyn kyselydataan sekä 22 haastatteluun. Tässä tutkimuksessa naismetsänomistajat huomattiin vähemmän aktiiviseksi verrattuna miehiin. Lisäksi naismetsänomistajilla oli miehiä monipuolisempi tavoiterakenne ja tavoitteiden ja aktiivisuuden suhde oli sukupuolten välillä erilainen. Naismetsänomistajat lisäksi määrittelivät aktiivisen metsänomistuksen huomattavasti laaja-alaisempana kuin erilaiset metsäpoliittiset dokumentit.

Tämän tutkimuksen tulokset indikoivat että metsänomistajuus on sukupuolittunutta ja että metsänomistajien palvelut eivät täysin vastaa naismetsänomistajien tarpeisiin. Lisäksi sukupuolittuneisuus ja dominoivat metsäalan arvot vaikuttavat kaikkiin metsänomistajiin, heidän käytökseen ja metsänomistajatutkimukseen. Näiden tulosten huomioiminen mahdollistaa tasa-arvoisemman metsänpolitiikan ja metsäpalveluiden suunnittelun tulevaisuudessa.

• Kuhlman, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences https://orcid.org/0000-0002-3293-6650 Sähköposti: juulia.kuhlman@helsinki.fi

Tämä tutkimus tarkastelee palvelukehitystä metsäalan yritysten toimintaympäristössä sekä yritysten liiketoiminnan muutoksina että laajemmin osana tuotantojärjestelmän evoluutiota. Tarkastelumalli perustuu yhteiskunnallisteknisen muutoksen teoriaperustaan, johon yhdistetään palvelututkimuksen alan käsitteitä kuvata palvelukehitykseen liittyviä organisatorisia muutoksia tuotannollisessa toiminnassa ja markkinoilla. Tutkimuksessa on tehty kolme erillistutkimusta. Palvelukehityksiä tunnistetaan tarkastelemalla 1) palveluita eurooppalaisissa TKI-tiekartoissa metsäalalla ja rinnakkaisilla aloilla, 2) arvon jakautumista ja liiketoimintamallien muutosta teollisen puurakentamisen toimitusverkostoissa sekä 3) markkinatarjoomia ja palveluinnovaatiota kehittyvissä tuotepalvelujärjestelmissä kestävän asumisen rakennusprojekteissa Suomessa. Näin havainnollistetaan tuotepalvelujärjestelmien kehittymistä metsäalan yritysten asiakasaloilla, joista tässä esimerkkinä on käsitelty rakennusalaa. Tutkimus nostaa metsäalan pelinmuuttajakysymykseksi, keskittyvätkö sen yritykset ja organisaatiot palvelemaan nykyisiä tuotepalvelujärjestelmiä vai tavoittelevatko ne kehittää seuraavan sukupolven tuotepalvelujärjestelmiin liittyviä ratkaisuja osana vallitsevan tuotantotavan, tässä rakentamisen regiimin, muutosta. Mikään nykyisistä tuotepalvelujärjestelmämalleista ei yksinään kuvaa tulevia tuotepalvelujärjestelmiä. Palvelukehityksestä tarvittaisiinkin vaihtoehtoisia skenaarioita ja arviota siitä, mitä eri kehityskuluista seuraa metsäalalle ja tulevaisuuden biotaloudelle.

• Pelli, University of Eastern Finland, Faculty of Science, Forestry and Technology, School of Forest Sciences https://orcid.org/0000-0002-2313-4250 Sähköposti: paivi.pelli@efi.int

Kasvien, myös puiden, tiedetään päästävän ilmakehään metaania (CH₄), mutta kasvien välittämiä metaanipäästöjä on tutkittu lähinnä ruohovartisilla kasveilla. Puiden latvustojen metaanipäästöt ovat todennäköisesti suurelta osin peräisin aerobisesta, ei-biologista alkuperää olevasta prosessista. Aerobista metaanin syntymistä kasveissa ei ole tutkittu läpikotaisin, minkä takia arviot tämän lähteen maailmanlaajuisista kokonaispäästöistä ovat epävarmoja ja vaihtelevat suuresti, välillä 0–240 Tg vuodessa.

Tässä tutkimuksessa tutkittiin fysiologisten ja ympäristön muuttujien vaikutuksia lehvästön metaanivoihin mittaamalla boreaalisten havupuiden versojen metaaninvaihtoa ulkona ja kasvihuoneessa. Suurin osa mittauksista tehtiin metsämännyn (Pinus sylvestris L.) taimilla, joka on yksi tärkeimmistä boreaalisen havumetsävyöhykkeen puulajeista. Mittaukset tehtiin kammiomittausmenetelmällä käyttäen reaaliaikaisia, absorptiospektroskopiaan perustuvia kasvihuonekaasujen mittalaitteita. Mittaukset tehtiin joko käsin, tai automaattisella mittausjärjestelmällä, joka kehitettiin helpottamaan manuaalisiin mittauksiin liittyviä ongelmia.

Metsämännyt versoista tuli kaikissa koeasetelmissa pieniä mutta merkittäviä metaanipäästöjä. Päästöt olivat riippuvaisia valosta, lisääntyivät ilman lämpötilan kohotessa, ja eivät olleet riippuvaisia fotosynteesistä tai kuivuudesta. Päästöt olivat suurempia auringonvalossa kuin keinovalon alla silloinkin, kun keinovalo sisälsi UVA-säteilyä. Tulokset kertovat, että metsämännyn latvustossa syntyy metaania samankaltaisessa prosessissa, kuin mikä on aiemmin kuvattu ruohovartisilla kasveilla, mutta nämä päästöt ovat pienempiä kuin alkuperäiset arviot aerobisesta metaanipäästöstä. Boreaalisten metsien latvustot ovat metaanin lähde, joka voi pienentää kivennäispohjaisen metsämaan ylläpitämää metaanin nielua noin 5 %:lla.

• Tenhovirta, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Agricultural Sciences https://orcid.org/0000-0001-5600-6274 Sähköposti: salla.tenhovirta@helsinki.fi

Useilla ilmiöillä, kuten kestävyyshaasteet sekä tiedon ja digitalisaation lisääntyvä merkitys, on valtavat vaikutukset globaaliin sosio-ekonomiseen järjestelmään. Nämä ilmiöt vaikuttavat myös dynaamiseen ja monimutkaiseen liiketoimintaympäristöön, jossa erilaiset toimijat useilta sektoreilta ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Jotta voidaan vastata näihin ilmiöihin sekä muutoksiin liiketoimintaympäristössä, tarvitaan systeemistä muutosta tavoissa, joilla arvoa luodaan. Yksi ehdotettu systeeminen muutos on siirtyminen kestävään biokiertotalouteen. Nämä muutokset liiketoimintaympäristössä luovat paineita vakiintuneille sektoreille, kuten metsäsektorille, muuttaa verkostojaan ja arvonluontilogiikkaansa eli toimijoiden tapaa luoda arvoa yhdessä.

Tässä väitöskirjassa tutkin, miten metsäsektorin arvonluontilogiikka on muuttumassa siirryttäessä kestävään metsäpohjaiseen biokiertotalouteen. Tutkimusstrategiana oli tieteidenvälinen teoriaohjattu laadullinen tapaustutkimus. Analysoin tieteellisiä ja ei-tieteellisiä dokumentteja, jotta pystyin tunnistamaan metsäteollisuuden arvonluontilogiikassa aiemmin tapahtuneet ja tällä hetkellä tapahtuvat muutokset. Haastatteluiden avulla kartoitin metsäpalveluiden tarjoajien mahdollista tulevaa arvonluontilogiikkaa ja metsänomistajien valmiutta reagoida tapahtuviin muutoksiin.

Tutkimustulosten perusteella metsäsektorin arvonluontilogiikka on vähitellen muuttumassa kokonaisvaltaisesti kestäväksi, yhteistoiminnalliseksi ja monialaiseksi arvon yhteisluontilogiikaksi. Sektori on pystynyt muuttamaan verkostojaan ja arvonluontilogiikkaansa aiemmin ja vaikuttaa siltä, että alan toimijat ovat ymmärtäneet monialaisen yhteistoiminnan ja aineettomien resurssien merkityksen osana kestäviä arvoa luovia toimintoja. Toimijat ovat tunnistaneet, että heidän asenteensa ja toimintansa vaikuttavat sektorin tulevaan arvonluontiin. Kokonaisvaltaisen kestävyyden saavuttamiseksi toimijoiden on otettava huomioon koko metsäekosysteemi pääomana ja resurssipohjana, josta metsäpohjaisella sektorilla luodaan arvoa ja hyötyjä yhteiseksi hyväksi.

• Laakkonen, University of Eastern Finland, Faculty of Science, Forestry and Technology, School of Forest Sciences https://orcid.org/0000-0002-6384-7773 Sähköposti: anu.laakkonen@uef.fi

Suomessa yksityiset metsänomistajat omistavat lähes 60 % metsäpinta-alasta. Yksityistilan keskikoko on 30 hehtaarin luokkaa. Moni metsänomistajista lukeutuu monitavoitteisiin omistajiin, joilla on puuntuotannon ohella virkistykseen, monimuotoisuuteen ja maisemaan liittyviä tavoitteita. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli arvioida, kuinka tilanrajat ylittävän riistametsänhoidon konsepti vastaanotettaisiin Suomessa, ja millaiset seikat ja mekanismit voisivat vaikuttaa konseptin jalkauttamiseen käytännössä. Riistametsänhoito on valikoima metsänhoitotoimenpiteitä, jolla pyritään säilyttämään metsäkanalintujen, kuten laajasti arvostetun metson (Tetrao urogallus L.), elinympäristöt talousmetsissä. Metson soidinpaikat ovat laajoja (voivat ulottua jopa 20 hehtaarin alalle) ja teoriassa sijoittua useamman yksityisen tilan alueelle. Riistametsänhoidon soveltaminen soidinpaikoilla voisi parantaa soidinpaikkojen kytkeytyneisyyttä ja laatua, mutta edellyttäisi naapurimetsänomistajien yhteistyötä. Metsänomistajien avoimuudesta riistametsänhoitoa tai metsänhoitoyhteistyötä kohtaan ei ole kuitenkaan ollut tietoa.

Tutkimus koostuu kahdesta kaksinkertaiseen otantaan perustuvasta kyselytutkimuksesta, jotka sisälsivät yhteensä kolme kyselyä (kaksi metsänomistajille, yksi metsäammattilaisille) sekä laadullisesta metsänomistajien haastattelututkimuksesta. Yhdessä tutkimukset kuvaavat tämänhetkistä riistametsänhoidon ja metsänhoitoyhteistyön toteutusta, metsänomistajien uskomuksia tilanrajat ylittävästä riistametsänhoidosta soidinpaikoilla, ja metsänomistajien valmiutta osallistua vastaavaan metsänhoitoyhteistyöhön. Tulokset viittasivat, että metsänomistajat hyväksyvät riistametsänhoidon menetelmät enenevässä määrin ja metsänhoitoyhteistyö herättää heissä kiinnostusta. Metsänomistajien itsenäisyys, normit ja palveluiden kohtaamattomuus, sekä metsänomistajien välisen kommunikaation vähäisyys voivat kuitenkin hidastaa metsänomistajien mielenkiintoa osallistua tilanrajat ylittävään yhteistyöhön. Tulokset korostivat myös, että metsänomistajien päätöksenteko-oikeuden ja valinnanvapauden tulisi näkyä myös yhteistyössä. Yhteistyömallit, joita edistetään samanlaisia tavoitteita omaavien metsänomistajien välisen yhteistoiminnan kautta, voisivat tuottaa optimaalisimman metsänhoitoratkaisun metson laajoilla metsäelinympäristöillä.

• Ikonen, University of Eastern Finland, Faculty of Science, Forestry and Technology, School of Forest Sciences Sähköposti: piia.ikonen@uef.fi

Kestävän liiketoiminnan rakentaminen haastaa yritykset löytämään uusia keinoja muutoksen tueksi digitalisaation mahdollisuuksista. Yksi keskeisistä keinoista on erilaisen vastuullisuutta tukevan datan hyödyntäminen entistä monipuolisemmin. Yksinkertaisimmillaan tällainen data voi auttaa yrityksiä asettamaan parempia tavoitteita, tunnistamaan kehityskohteita ja seuraamaan tuloksia. Väitöskirja monipuolistaa kuvaa datan roolista ja arvosta yritysten vastuullisuustyölle neljästä eri näkökulmasta. Asiakkaiden näkemystä vastuullisuutta tukevan datan arvosta tarkastellaan pehmopaperivalmistajan näkökulmasta Datan roolia kiertotalouden tulevaisuudessa arvioidaan tekstiilien osalta tulevaisuuskuvia rakentamalla. Tekstiilien kiertotalouden osalta tutkitaan myös datan hyödyntämiseen liittyviä paradoksaalisia jännitteitä. Lisäksi luodaan katsaus siihen, mitä olemassa oleva tutkimus kertoo datan roolista ja arvosta kiertotaloudessa. Tutkimusmenetelminä ovat tapaustutkimus, erittelevä Delfoi-menetelmä ja kirjallisuuskatsaus.

Työ tuo esiin selvän tarpeen yksityiskohtaiselle ja luotettavalle tuotekohtaiselle vastuullisuustiedolle tukemaan tuoteketjujen läpinäkyvyyttä ja vastuullisuuden huomioivaa päätöksentekoa. Parhaimmillaan tämä tieto tukee parempaa strategista ja operatiivista päätöksentekoa läpi yrityksen eri toimintojen ja arvoketjujen. Tarvitaan yhteistyötä datan jakamiseksi asiakkaiden ja toimittajien kanssa, ja myös laajemmissa ekosysteemeissä, jotta datan hyöty saadaan irti. Vastuullisuutta tukevalla tiedolla voidaan vastata myös kuluttajien tiedontarpeeseen ja tukea heidän valintojaa. Datalla voi olla keskeinen rooli myös entistä kestävämmissä liiketoimintamalleissa.

Väitöskirjan tulokset tuovat selvästi esiin sen, että datavetoinen tekeminen ei automaattisesti johda ympäristöhyötyihin. Sen sijaan vastuullisuuden eteenpäinviemisen ja datan hyödyntämisen vuorovaikutus on paljon monimutkaisempaa. Vastuullisuutta tukevien tulevaisuuden datatarpeiden ennakointi ja kyvykkyyksien kasvattaminen antavat kuitenkin hyvät edellytykset luoda datasta vastuullisen liiketoiminnan mahdollistaja. 

• Luoma, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences https://orcid.org/0000-0003-3250-3502 Sähköposti: paivi.luoma@helsinki.fi

Ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi EU on asettanut ilmasto- ja energiapolitiikkatavoitteet energiatehokkuuden parantamiseksi. Kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen edellyttää myös metsäteollisuuden puunhankinnan energiatehokkuuden parantamista. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää puunkorjuussa energiatehokkuuden lähtötilanne, polttoaineen kokonaiskulutus ja siitä aiheutuvat päästöt sekä arvioida energiatehokkuutta parantavat toimenpiteet.

Valtaosin puunkorjuuyrittäjien asenne energiatehokkuutta kohtaan oli positiivinen. Puunkorjuukoneiden polttoaineenkulutus oli matalin päätehakkuissa, kun vastaavasti ensiharvennushakkuissa se oli suurin korjattua kiintokuutiometriä kohden. Keskimääräinen kiintokuutiometripohjainen polttoaineenkulutus ja kasvihuonekaasupäästöt olivat ensiharvennuksella yli kaksinkertaiset päätehakkuuseen verrattuna. Puunkorjuuresurssien paremmalla suuntaamisella olisi mahdollista vähentää polttoaineen kulutusta ja kasvihuonekaasupäästöjä. Tuntikohtaiseen polttoaineenkulutukseen vaikuttavat eniten metsäkoneiden moottoritehot ja puunkorjuuolosuhteet. Kiintokuutiometrikohtaiseen polttoaineen kulutukseen puunkorjuussa vaikuttavat eniten puunkorjuuolosuhteet ja koneyksiköt.

Laskennallinen energiatehokkuus oli suurin päätehakkuissa. Energiatehokkuusyhtälössä polttoaineen kulutusta (panos) merkittävämpi tekijä on korjatun puun määrä (tuotos). Energiatehokkuutta voidaan parantaa kuljettajakoulutuksella. Lisäksi metsäkonesiirroilla oli merkittävä vaikutus puunkorjuun polttoaineen kokonaiskulutukseen ja päästöihin. Tästä syystä puunkorjuukoneiden siirtojen määrää tulisi minimoida, sekä toiminta- ja resurssisuunnittelua kehittää. Tulevaisuudessa polttoaineenkulutuksen ja kasvihuonekaasupäästöjen tarkastelu tulisi laajentaa koko puunkorjuuketjuun, mukaan lukien kaukokuljetus ja puukauppa, sekä esimerkiksi kuljettajan vaikutusta tulisi selvittää tarkemmin. 

• Haavikko, University of Eastern Finland, Faculty of Science and Forestry, School of Forest Sciences https://orcid.org/0000-0002-5626-1248 Sähköposti: hanna.haavikko@gmail.com

Boreaaliset metsät muodostavat kolmasosan maapallon metsistä. Ilmastonmuutos vaikuttaa merkittävästi boreaalisten metsien kasvuun ja tuotokseen. Tulevien muutosten tarkempaan ennustamiseen tarvitsemme kuitenkin parempaa tietoa siitä, miten metsät ovat reagoineet ilmaston muuttumiseen menneisyydessä.

Tässä tutkimuksessa käytettiin uusia työkaluja herkästi ympäristönmuutoksiin reagoivan δ¹³C-signaalin (hiilen vakaiden isotooppien ¹²C/¹³C suhde) määrittämiseen männyistä. Määrityksiä tehtiin mäntypuiden eri osista (lehdet, lustot) kahdella Suomessa sijaitsevalla koealalla.

Tulosten mukaan puut käyttävät pääosin kuluvan kasvukauden yhteytystuotteita biomassansa rakentamiseen, mikä osoittaa, että biomassan δ¹³C-signaalia voidaan käyttää kyseisen vuoden ympäristöolosuhteiden määrittämiseen. Vuoden sisäinen vaihtelu ympäristömuuttujissa näkyi tarkasti lehdestä eristetyn sakkaroosin δ¹³C-signaalissa, mutta vääristyneenä lehden koko biomassan δ¹³C-signaalissa, minkä vuoksi lehtibiomassan δ¹³C-signaalin käyttö ympäristömuuttujien ennustamisessa ei ole suoraviivaista. Lisäksi lehtitason δ¹³C signaalin tulkinnassa tulisi tuntea paremmin lehden mesofyllikonduktanssin vaihtelu sekä yhteytystuotteiden ajallinen integraatio. Puiden lustojen δ¹³C-signaalissa näkyi myös puun kasvukauden aikainen vaihtelu veden käytön tehokkuudessa, mikä on olennainen tekijä arvioitaessa puun vesi- ja hiilitasetta. Lustojen δ¹³C-muutosten avulla voidaankin hyvin tutkia puiden hiilen ja veden käytön lyhyen aikavälin dynamiikkaa. Tämä on hyödyllistä erityisesti jos vesi- ja hiilitasetunnuksia ei ole jostain syystä mitattu tai käytettävissä.

Tämä tutkimus syventää ymmärrystämme siitä miten ympäristön muutos näkyy puiden lehtien δ¹³C-signaalissa ja miten tämä signaali muuttuu yhteytystuotteiden kulkeutuessa puuaineen rakenteeksi (lustot). Tieto auttaa paremmin tulkitsemaan puiden eri osien δ¹³C-signaaleja sekä ymmärtämään, miten puut pärjäävät ilmaston muuttuessa.

• Tang, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences Sähköposti: yu.tang@helsinki.fi

Boreaaliset metsämaat ovat yksi suurimmista hiilen varastoista maailmanlaajuisesti, kun taas maahengitys (hiilidioksidipäästöt) muodostaa suurimman hiilivirran ekosysteemistä ilmakehään. Ilmastonmuutoksella voi olla arvaamattomia vaikutuksia maanalaisiin hiiliprosesseihin ja sitä kautta boreaalisten metsien hiilitaseeseen.

Maaperän erilaisten prosessien ymmärtämiseksi ja mahdollisten hiilenkierron muutosten arvioimiseksi muuttuvassa ilmastossa metsänpohjan kokonaismaahengitys jaettiin viiteen eri komponenttiin ja puun juurten hengitys arvioitiin neljällä eri menetelmällä keski-ikäisessä boreaalisessa mäntymetsikössä (Pinus sylvestris L.) Etelä-Suomessa. Varastosokerien ja tärkkelyksen pitoisuudet puiden juurissa määritettiin ja juurien varastosokereiden syötteen määrä maaperään ja symbionttisille mikrobeille (sienijuurille eli mykorritsoille) arvioitiin koko puun hiilitasemallilla ’CASSIA’. Lisäksi puun juurten hengitys ja maan heterotrofisten mikrobien maahengitys erotettiin toisistaan seitsemässä eri havumetsässä mittaamalla hengitystä tavanomaisissa ympäristöissä sekä maaperässä, jossa ei ollut eläviä juuria.

Puiden juurten hengitys muodosti lähes puolet kokonaismaahengityksestä, heterotrofinen maahengitys lähes kolmanneksen, ja pintakasvillisuuden sekä sienijuurten hengitys loput viidenneksen boreaalisessa mäntymetsikössä. Vuotuinen puiden juurten hengitys laski kolmen ensimmäisen tutkimusvuoden ajan, kun taas heterotrofinen maahengitys nousi niin kutsutun ’Gadgil’-ilmiön vuoksi, kun sienijuuret eristettiin pois maasta. Puiden juurten hengitys ja suurin osa varastohiilihydraattien pitoisuuksista olivat korkeampia lämpiminä vuosina ja alhaisempia kylmempinä. Juuret ovat alati vuorovaikutuksessa maaperän kanssa ja niiden erottaminen toisistaan on menetelmällisesti haastavaa. Kolme eri menetelmää arvioi juurten hengityksen olevan melko saman tasoista, kun taas juurihengitys yksittäisistä kaivetuista ja leikatuista juurista oli merkittävästi alhaisempaa. Leikatut juuret kaivettiin melko läheltä maan pintaa, kun taas muilla menetelmillä arvioitu juurten hengitys oli peräisin myös syvemmistä maan kerroksista, jossa kosteutta oli todennäköisesti enemmän. Juurten hengitys oli yli 50 % vuotuisesta yhteytyksestä pohjoisimmassa metsikössä, kun taas eteläisimmässä metsikössä se oli vain 15 %. Koko puun hiilitasemallilla mallinnettu hiilisyöte maahan oli keskimäärin kolmannes vuotuisesta yhteytyksestä ja lähes 5 % symbioottisille sienijuurille.

• Ryhti, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences Sähköposti: kira.ryhti@helsinki.fi

Pohjoinen havumetsävyöhyke on avainasemassa ilmakehän hiilidioksidin sidonnassa ja täten globaalissa hiilenkierrossa. Havupuiden yhteyttämisdynamiikan seuranta on haastavaa perinteisillä kasvien vihreyttä mittaavilla kasvillisuusindekseillä. Klorofyllifluoresenssin (ChlF), eli klorofylli–a molekyylin lähettämän punaisella aallonpituudella havaittavan heikon säteilyn, potentiaalista havupuuvaltaisten ekosysteemien yhteyttämisdynamiikan seuraamisessa on jatkuvasti enemmän näyttöä. Ennen kuin on mahdollista saada irti kaikki informaatio ChlF – signaalista, on tärkeää ymmärtää ne mekanismit joilla mitattu ChlF kytkeytyy yhteyttämiseen eri mittakaavoilla.

Käsittelen tässä väitöskirjassa niitä monia haasteita, jotka estävät meitä hyödyntämästä ChlF-signaalin koko potentiaalia ja rakennan teoreettisen suunnitelman kohti kokonaisvaltaisempaa tulkintaa ChlF-signaalista. Suurin painoarvo asetetaan niille haasteille, jotka käsittelevät ChlF-signaalia metodologisessa ja mekanistisessa kontekstissa. Tämä väitöskirja edesauttaa ChlF-aineiston tulkitsemista käsittelemällä niitä vaikutuksia, joita metodologisilla ja mekanistisilla tekijöillä on ChlF-signaaliin lehtitason mittauksissa. Väitöskirjassa analysoidaan mittausgeometrian ja mittausjärjestelyiden metodologisten tekijöiden vaikutusta ChlF-signaaliin eri mittausasetelmissa havunneulasilla ja lehtipuiden lehdillä. Tulokset osoittavat, että käytettäessä havuneulasmattoja, ChlF-signaalin muoto on vähemmän riippuvainen mittausgeometriasta kuin signaalin vahvuudesta, ja neulasmattoja mitattaessa, mittausgeometria ei vähennä eri näytejärjestelyjä käyttävien tutkimusten vertailtavuutta. Väitöskirjassa tutkitaan miten eri mekaaniset tekijät vaikuttavat ChlF-signaalin muutoksiin ja huomioitiin fysikaaliset tekijät, kuten lehden morfologia, ja fysiologiset tekijät, kuten pitkäkestoinen ei-fotokemiallinen sammutus. Huomattiin, että ekosysteemin sisäinen vaihtelu lajeissa ja valo-olosuhteissa tuotti sekä muuttumattoman variaation ChlF-signaalin perustasoon, että poikkeamia yhteyttämisen kausittaisen sopeutumisen malleihin.

Tämän väitöskirjan tulosten tukemana perustelen tarvetta huomioida sekä metodologiset, että mekanistiset kontekstit ChlF-signaalin tulkinnassa.

• Rajewicz, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences Sähköposti: paulina.rajewicz@helsinki.fi

Metsät ovat kokonaisuus, joka on jatkuvan muutoksen alaisena. Keskeisimpiä luonnollisia syitä metsissä tapahtuville muutoksille ovat puiden kasvu, vaurioituminen ja kuolema. Puiden kasvu ilmenee puun eri osien koon muutoksena. Vallalla olevan käsityksen mukaan puiden kasvu noudattaa teoriaa, jossa puu kohdistaa kasvuresurssejaan ensin latvukseen, saavuttaakseen puiden välisessä kilpailussa riittävät valo-olosuhteet, minkä jälkeen resursseja voi kohdistaa myös rungon läpimitan kasvattamiseen. Kasvua voidaan mitata keräämällä toistuvia havaintoja jostain tunnuksesta valitulla ajanjaksolla. Aiemmat tutkimukset ovat jo osoittaneet puiden kasvun vaikuttavan esimerkiksi puun laatuun ja niiden kykyyn sitoa hiiltä, mutta voidaksemme ymmärtää entistä paremmin puiden kasvun syitä ja sen vaikutuksia, tarvitaan uusia menetelmiä puissa ja metsissä tapahtuvien muutosten määrittämiseksi.

Maastolaserkeilauksesta (TLS) on tullut 2000-luvun aikana menetelmä, jolla tuotetuista yksittäisiä puita tai metsiä kuvaavista 3D-pistepilvistä voidaan määrittää tarkasti puun mittoja ja ominaisuuksia. TLS-pistepilviä ei kuitenkaan ole vielä hyödynnetty laajemmin puiden kasvun mittaamisessa. Tämän väitöskirjatyön tavoitteena oli kehittää menetelmiä puiden kasvun mittaamiseksi boreaalisissa metsissä kahden ajankohdan TLS-pistepilviltä. Lisäksi tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa puiden kasvusta eri olosuhteissa ja kehitysvaiheissa tutkimalla TLS-pistepilviltä puiden runkomuodon muutosta ja kasvun kohdentumista rungon eri osiin. Väitöskirjatutkimuksessa seurattiin yhteensä 1315 puun kasvua viiden ja yhdeksän vuoden ajanjaksoilla.

Väitöskirjan osajulkaisu I osoitti TLS-pistepilvien käyttökelpoisuuden puiden kasvun mittaamiseen. Osajulkaisuissa II ja III tutkittiin automatisoidun menetelmän soveltuvuutta kasvun mittaukseen. Automaattinen menetelmä onnistui havaitsemaan kahden ajankohdan TLS-pistepilvistä puut, jotka vastasivat pohjapinta-alaltaan 84.5 prosenttia koko tutkimuskohteiden puuston pohjapinta-alasta. Puiden rinnankorkeusläpimitassa, pituudessa sekä runko- ja tukkitilavuudessa havaittiin tilastollisesti merkitseviä muutoksia tarkastelujakson aikana. Puiden kasvu ja tilavuuskasvun kohdentuminen oli samankaltaisempaa rakenteeltaan samanlaisissa metsiköissä.

Tämän väitöskirjatutkimuksen tulokset osoittavat kahden ajankohdan TLS-pistepilvien soveltuvuuden puiden kasvun ja metsien rakenteessa tapahtuvien muutosten seurantaan. TLS-pistepilviä hyödyntämällä voidaan saada lisätietoa puiden kasvusta, mikä on tarpeen, jotta olisi mahdollista ymmärtää entistä paremmin metsissä tapahtuviin muutoksiin vaikuttavia tekijöitä. Parantunut ymmärrys ja lisääntynyt tieto voi olla erityisen arvokasta aloilla, joilla tarvitaan yksityiskohtaista tietoa puiden kasvusta ja metsien rakenteen muutoksista.

• Luoma, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences Sähköposti: ville.luoma@helsinki.fi

Suomessa on kiinnostusta pidentää istutuskautta keväästä syksyyn sekä käyttää suljettua pahvilaatikko varastointimenetelmää kaikille taimityypeille kaikkina istutusajankohtina. Tässä väitöskirjassa tarkasteltiin istutuskäytäntöjen ja kasvuympäristön vaikutuksia taimien varhaiseen maastomenestymiseen ja erityisesti: i) Mitkä ovat turvalliset varastointiajat aktiivisesti kasvussa/karaistumisvaiheessa olevilla kuusen (Picea abies (L.) Karst.) ja männyn (Pinus sylvestris L.) taimilla suljetuissa ja avoimissa varastointimenetelmissä eri istutusajankohtina (I); ii) Kuinka yksivuotiaat kuusen ja männyn istutukset onnistuivat käytännön metsätalouden istutusaloilla keväällä, kesällä ja syksyllä (II); iii) Miten istutussyvyys ja/tai istutusajankohta vaikutti pienikokoisten koivun (Betula pendula Roth) ja männyn taimien maastomenestymiseen (III) ja iv) Kuinka lämpimämmät kasvuolosuhteet vaikuttivat taimien kasvuun ja biogeenisten haihtuvien orgaanisten yhdisteiden päästöihin kontrolloidussa kenttäkokeessa (IV). Aktiivisesti kasvussa/karaistumisvaiheessa olevia havupuiden taimia voidaan säilyttää suljetuissa laatikoissa kolme päivää elokuussa ja enintään viikon toukokuussa, syyskuussa ja lokakuussa, kun taas avoimissa varastointimenetelmissä säilytysaika on pari päivää pidempi (I). Kuusen istutukset voivat onnistua keväästä syksyyn, jos taimien varastointiin ja eri istutusajankohtiin liittyviä ohjeita noudatetaan huolellisesti. Mänty on edelleen suositeltavaa istuttaa vain keväällä ja alkukesästä suuremman epäonnistumisriskin vuoksi (II). Syväistutuksella (60-80% versosta maan alla) voidaan parantaa pienten taimien maastomenestymistä (III). Koivu hyötyy ilmaston lämpenemisestä havupuun taimia enemmän (IV). Metsänuudistamisen onnistumisen varmistamiseksi on tärkeää noudattaa huolellisesti taimimateriaaliin, taimien varastointiin ja istutukseen eri istutusajankohtina liittyviä suosituksia.

• Pikkarainen, University of Eastern Finland Sähköposti: laura.pikkarainen@uef.fi

Metsillä ja niihin pohjautuvilla resursseilla voi olla maailman laajuisesti merkittävä rooli, kun pyritään siirtymään uusiutumattomien polttoaineiden ja raaka-aineiden käytöstä kestävään tuotantoon ja kulutukseen. Venäjän metsävarat muodostavat 20 % maailman metsävaroista ja niillä voi olla merkittävä rooli metsiin perustuvan biotalouden uudistumisessa. Venäjän metsätalous pohjautuu kuitenkin viime vuosisadan puolivälissä kehitettyihin toimintatapoihin, jotka vaativat ajanmukaistamista. Viimeaikainen kehitystyö on suuntautunut pohjoismaisen toimintatavan oppimiseen. Mallia on otettu Suomesta ja Ruotsista. Samankaltaisissa luonnonoloissa saavutetut parannukset kannattavuudessa ja tuottavuudessa ovat lisänneet kiinnostusta pohjoismaista metsätalouden mallia kohtaan Venäjällä. Venäjällä uskotaan, että pohjoismainen metsätalouden malli voisi tuoda mukanaan monia innovatiivisia ja käytännössä hyväksi todettuja ratkaisuja. Metsätalouden ratkaisujen siirtäminen ja käyttöön ottaminen vaativat kuitenkin Venäjän toimintaympäristön ymmärtämistä.

Tässä väitöskirjatutkimuksessa analysoitiin Suomen ja Ruotsin metsätalouden ratkaisuihin liittyviä mahdollisuuksia ja haasteita osana Venäjän metsätalouden uudistumista. Tutkimuksessa paneuduttiin tarkemmin intensiivisen metsätalouden (ml. maanpinnan käsittely ja aktiivinen metsänhoito), metsäteiden rakentamisen ja metsäenergian ratkaisuihin. Tämän lisäksi tutkittiin venäläisten metsäyritysten strategisen suunnittelun perusperiaatteita. Työn empiiriset tutkimukset toteutettiin Karjalan tasavallassa, joka on yksi tärkeimmistä Venäjän metsätalousalueista ja sitä voidaan pitää sijaintinsa ja metsäresurssiensa puolesta vertailukelpoisena Suomen ja Ruotsin kanssa.

Tulosten mukaan pohjoismaiset metsätalouden ratkaisut ovat Venäjän metsätalouden kehittämisen näkökulmasta lupaavia. Venäjän toimintaympäristön poliittiset ja lainsäädännölliset tekijät saattavat kuitenkin rajoittaa niiden käyttöön ottamista. Metsätalouden ohjausjärjestelmä ei ole valmistautunut metsien vuokrasopimusten jatkamiseen, mikä haittaa erityisesti metsäteiden rakentamista. Metsäenergia vaatisi toimiakseen taloudellista ja lainsäädännöllistä tukea biopolttoaineille ja sitä ei ole. Teiden rakentaminen ja metsäenergian hyödyntäminen kytkeytyvät vahvasti intensiiviseen metsätalouteen. Siksi intensiivistä metsätaloutta tulisi kehittää yhdessä tienrakennuksen ja metsäenergian ratkaisujen kanssa. Kaikkien tutkittujen ratkaisujen toteuttamisen pitäisi noudattaa kestävä kehityksen periaatteita, jotta ne voisivat toimia pitkällä aikavälillä. Kestävän kehityksen periaatteita kuitenkaan ole vielä aidosti rakennettu sisään Venäjän metsätalouteen. Tämä on syytä ottaa huomioon tulevaisuuden kehitystyössä.

• Senko, University of Eastern Finland, Faculty of Science and Forestry, School of Forest Sciences Sähköposti: sergei.senko@uef.fi

Metsäinventoinnin suoriutuvuutta arvioidaan usein virheindeksien, kuten keskineliövirheen neliöjuuren (RMSE) ja havaittujen ja ennustettujen tunnusten keskiarvojen erotuksen (MD), perusteella. Virheindeksit tai virheet sellaisenaan eivät kuitenkaan täysin kuvaa inventointitiedon soveltuvuutta käytäntöön. Virheellisen inventointitiedon käytöllä metsäsuunnittelussa voi olla useita haitallisia vaikutuksia metsätalouden päätöksentekoon. Inventointitiedon virheet voivat johtaa sellaisten käsittelyvaihtoehtojen valintaan, jotka poikkeavat optimaalisista, virheettömään inventointitietoon perustuvista, käsittelyvaihtoehdoista. Lopulta erot valituissa käsittelyissä johtavat tappioihin metsänhoidolle asetetun tavoitteen suhteen. Tämän väitöskirjan päätavoitteena oli arvioida inventointitiedon virheiden vaikutuksia metsätalouteen, kun tavoitteena on maksimoida puuntuotannon ja hiilimaksujen nettotulojen nykyarvoa. Osatutkimukset käsittelivät puustotunnusten erilaisia virhekombinaatioita ja -tasoja ja arvioivat virheiden vaikutuksia metsänkäsittelyehdotusten optimaalisuuteen perustuen odotettavissa oleviin taloudellisiin tappioihin, joita mitattiin nettotulojen nykyarvossa. Tulokset osoittivat, että odotettavissa olevat tappiot riippuvat virheistä niissä puustotunnuksissa, jotka kuvaavat metsikön nykytilan suunnittelujärjestelmälle. Tulosten perusteella virheet puuston keskiläpimitassa voivat olla haitallisempia kuin vastaavat virheet pohjapinta-alassa. Otoskoon kasvu kaukokartoituspohjaisessa metsäinventoinnissa lisäsi ennustettujen puustotunnusten tarkkuutta ja pienensi odotettavissa olevia taloudellisia tappioita. Hiilimaksujen sisällyttäminen osaksi nettotulojen nykyarvon maksimointia osoitti, että puustotunnusten virheiden vaikutus odotettavissa oleviin taloudellisiin tappioihin pienenee hiilen hinnan kasvaessa. Tämän väitöskirjan tulokset osoittavat, että inventointiedon virheiden vaikutuksia on tärkeä ottaa huomioon metsäsuunnittelussa.  

• Ruotsalainen, University of Eastern Finland, Faculty of Science and Forestry, School of Forest Sciences Sähköposti: roope.ruotsalainen@uef.fi

Tutkimuksessa kehitettiin lentolaserkeilausperusteisia menetelmiä metsäteiden laadun arviointiin. Harva - ja tiheäpulssisista laserkeilausaineistoista muodostetettiin rasteripohjaisesia pintamalleja eri resoluutioilla (0,2 m – 1 m). Työssä vertailtiin erilaisten interpolointi menetelmien (IDW, NN, Spline ja Kriging) ja niiden avulla laadittujen tunnusten soveltuvuutta pinnan laadun kuvaukseen. Tien laatua kuvattiin pinnan tasaisuudella, pinnoitteen laadulla, rakennetunnuksilla, ojien laadulla, kuivatus ominaisuuksilla, veden kerääntymis potentiaalilla ja tiealueen kasvillisuuden määrällä.

Suomen aineistossa käytettiin Metsätehon laatuluokituksen mukaista luokitusta. Kanadan aineistossa ennustettiin metsäteiden käytön ja käyttämättömyyden tilaa. Lineaarisella erotteluanalyysillä ennustettiin teiden

laatuluokkia. Tien pinnan laadun, kosteus indeksin ja maaperäkartan tietojen avulla laatuluokka ennnustettiin 81,6–89.8 % tarkkuudella. Korkealla pulssitiheydellä päästiin hyviin tuloksiin jo pelkällä pintaa kuvaavilla indekseillä. Kasvillisuuteen perustuvilla tuloksilla päästiin 73 % tarkkuuteen, mutta ojien ja tiheä pulssisen tienpintakuvauksen avulla päästiin jopa 92 % tarkkuuteen. Tuloksia voidaan käyttää maastotyön suuntaamiseen ja semi-autimaattisen tienlaadun arviointiin osana laserkeilausperusteisia metsätiedon keruuhankkeita.

• Waga, University of Eastern Finland, Faculty of Science and Forestry, School of Forest Sciences Sähköposti: katalin.waga@uef.fi

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

Tässä väitöskirjassa tutkitaan jaksollisen ja jatkuvapeitteisen metsänhoidon taloudellista kannattavuutta kuviotasolla. Päämenetelmänä on taloudellis-ekologinen optimointi, jossa tilastollis-empiirinen kokoluokkarakenteinen ekologinen malli yhdistetään taloudelliseen optimointimalliin, joka sisältää optimoinnin jaksollisen ja jatkuvapeitteisen metsänhoidon välillä. Väitöskirja koostuu yhteenveto-osasta ja kolmesta tutkimusartikkelista. Ensimmäisessä tutkimusartikkelissa vertaillaan jatkuvapeitteisen metsänhoidon taloudellista kannattavuutta kuusen (Picea abies (L.) Karst.) ja männyn (Pinus sylvestris L.) välillä sekä ekologisten kasvumallien vaikutusta optimituloksiin. Toisessa tutkimusartikkelissa tutkitaan sekametsiä sisällyttäen malliin samanaikaisesti jopa neljä puulajia. Kolmannessa tutkimusartikkelissa tutkitaan arktisen metsänhoidon taloutta saamelaisten kotiseutualueella soveltaen optimointimallia, joka sisältää samanaikaisesti niin puuntuotannon, hiilensidonnan kuin metsätalouden negatiiviset ulkoisvaikutukset poronhoidolle.

Tulosten mukaan puulajien väliset erot jatkuvapeitteisen metsänhoidon taloudellisessa kannattavuudessa riippuvat suurelta osin puulajikohtaisista eroista luontaisessa uudistumisessa sekä ekologisten mallien välisistä eroista luontaisen uudistumisen kuvauksessa. Jatkuvapeitteinen metsänhoito on sovelletuilla malleilla ja realistisilla talousparametreilla taloudellisesti optimaalista kuuselle niin yhden puulajin kuin sekametsien tapauksissa. Mänty taas suosii jaksollista metsänhoitoa sekä yhden puulajin että sekametsien tapauksissa. Puulajisekoituksen tuotos kuutiometreissä ei paljasta kyseisen puulajisekoituksen taloudellista kannattavuutta. Väitöskirjassa osoitetaan taloudellisesti optimaalisen jatkuvapeitteisen metsänhoidon välttävän niin sanottua ”harsintaa”, joka johtaa täysin erilaiseen ja taloudellisesti heikompaan lopputulokseen. Metsätalouden poronhoidolle aiheuttamien negatiivisten ulkoisvaikutusten huomiointi suosii jatkuvapeitteistä metsänhoitoa arktisissa mäntymetsissä. Jo 14–20 €/tCO₂ hiilen hinnasta seuraa, että vanhojen metsien käyttö hiilivarastoina ja porolaitumina tulee taloudellisesti optimaaliseksi.

• Parkatti, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences Sähköposti: vesa-pekka.parkatti@helsinki.fi

Metsien elinympäristöjä ja monimuotoisuutta voidaan turvata perustamalla suojelualueita ja ylläpitämällä monimuotoisuutta talouskäytössä olevissa metsissä. Sekä suojelualueilla että talousmetsissä monimuotoisuuden kannalta tärkeät metsän rakennepiirteet esiintyvät alueellisesti eri tasoilla. Pienimmät rakennepiirteet ovat yksittäisen puun tasolla tai puiden sisäisessä rakenteessa. Metsien dynaamiset muutokset (ekologinen sukkessio, luontaiset ja ihmisen aiheuttamat häiriöt) voivat muuttaa pienipiirteisiä rakenteita, mikä puolestaan voi vaikuttaa metsien kykyyn ylläpitää monimuotoisuutta.

Tutkin erityisesti kahta pienipiirteistä pohjoisten havumetsien rakennepiirrettä: lehtipuita (etenkin haapaa (Populus tremula)) havupuuvaltaisessa metsässä sekä tikkojen tekemiä pesäkoloja. Nämä rakennepiirteet ovat tärkeitä monille metsien eliölajeille. Niiden esiintymiseen ja runsauksiin voivat kuitenkin vaikuttaa metsien dynaamiset muutokset. Tutkin näiden rakennepiirteiden ajallista dynamiikkaa pitkäaikaisten (16–30 vuotta) havaintoaineistojen avulla. Erityisesti selvitin lehtipuiden taimien dynamiikkaan vaikuttavia tekijöitä talousmetsissä, haapapuiden demografiaa vanhoissa suojelluissa metsissä, puissa olevien tikkojen kolojen dynamiikkaan vaikuttavia puu- ja metsikkötason tekijöitä sekä kaukokartoituksen soveltuvuutta haapapuiden seurantaan suojelualueilla.

Tärkeimmät tulokseni ovat:

1) Lehtipuiden selviämistä sukkession alussa voidaan parantaa kulotuksella. Nisäkkäiden taimiin kohdistama herbivoria vaikuttaa lehtipuiden selviytymiseen, mutta herbivorian vaikutus on riippuvainen metsän iästä.

2) Elävien haapojen määrä laski 37% vanhoissa suojelluissa metsissä 18 seurantavuoden aikana. Uusia haavantaimia syntyi paljon, mutta taimet eivät pystyneet kasvamaan isoiksi puiksi. Haapojen uudistuminen keskittyi reunavyöhykkeille.

3) Puulaji, puun koko ja puun kunto vaikuttivat puissa olevien tikkojen tekemien kolojen elinikään. Pisimpään säilyivät hyväkuntoisissa ja suurikokoisissa havupuissa olleet kolot. Haapapuissa myös pienissä puuyksilöissä kolot säilyivät pitkään.

4) Pienoiskoptereiden (droonien) avulla kuvattuja monispektrisiä kuvia voidaan käyttää isokokoisten haapojen havaitsemiseen vanhoissa metsissä. Erityisesti loppukevät on otollinen ajankohta haapojen erottamiseksi muista puulajeista.

Tulokseni korostavat, että metsien monimuotoisuudelle tärkeät rakennepiirteet voivat dynaamisten prosessien seurauksena muuttua nopeasti. Tutkimani pienialaiset rakennepiirteet, jotka ylläpitävät metsien monimuotoisuutta, muuttuivat jo muutamien vuosikymmenien kulussa. Tulosteni perusteella suojelualueiden metsien rakennetta tulisi seurata tarkasti, jotta muutokset alueiden kyvyssä ylläpitää monimuotoisuutta havaitaan ajoissa. Kaukokartoitus tarjoaa uusia mahdollisuuksia myös metsien pienipiirteisten rakenteiden seurantaan.

• Hardenbol, University of Eastern Finland, Faculty of Science and Forestry, School of Forest Sciences https://orcid.org/0000-0002-0615-505X Sähköposti: alwin.hardenbol@uef.fi

Tutkimuksessa analysoidaan Suomen metsäpolitiikan ja metsiin liittyvän luonnonsuojelupolitiikan legitimiteettiä kansalaisten ja metsäpolitiikan toimijoiden mieltämänä. Tutkimuksen kontekstissa legitimiteetillä tarkoitetaan ensisijaisesti, että kansalaiset pitävät metsiin liittyvää vallankäyttöä sekä säätelyssä käytettyjä lakeja ja politiikkaohjelmia oikeudenmukaisena.

Tutkimuksen kiinnekohtana toimii varsin kokonaisvaltainen viitekehys, joka rakentuu pääasiassa valtiotieteelliselle teoriapohjalle, mutta mahdollistaa eri tieteenalojen teorioiden yhdistämisen. Tutkimuksessa analysoidaan, millä perusteilla ihmiset arvioivat metsiin liittyviä säädöksiä, päätöksentekoprosesseja, poliittisia ohjelmia ja alan hallintoa. Tutkimuksessa sovellettua teoriakehikkoa ja tutkimusmenetelmää voidaan käyttää myös muiden alojen tutkimuksessa ja sen laaja ja yksityiskohtainen käsitteistö soveltuu varsinkin julkisten politiikkakeskustelujen empiiriseen analyysiin.

Tutkimuksen empiirisessä osassa analysoitiin aineistoa lehtien yleisönosastokes-kusteluista ja Kansallisen metsäohjelman kirjallisia kommentteja. Lisäksi tutkittiin metsäpolitiikan organisoituneiden toimijoiden arvokäsityksiä haastatteluiden ja kirjallisten aineistojen pohjalta.

Metsäpolitiikkakeskustelun julkisuus jakautui varsin tasaisesti ja monipuolisesti erilaisia näkökantoja edustavien kansalaisten välille, vaikkakin eräät yksittäiset kirjoittajat havaittiin poikkeuksellisen aktiivisiksi. Luonnonsuojelujärjestöjen edustajat, tutkijat ja poliitikot olivat varsin hyvin edustettuina. Sen sijaan metsä- ja luonnonsuojeluhallinnon edustajat osallistuivat keskusteluun melko vähän ottaen huomioon heidän suuren merkityksensä politiikan käytännön toimeenpanijoina.

Hyvinvointiin, luonnonsuojeluun, demokratiaan, erilaisten hyötyjen ja haittojen oikeudenmukaiseen jakamiseen, hyvään hallintoon, perusoikeuksiin ja markkinoiden reiluihin pelisääntöihin liittyvät arvot olivat tavallisimpia perusteita, joita käytettiin politiikan onnistumisen arvioissa. Yleisönosastokeskustelu oli kriittisesti sävyttynyttä — tehdyistä arvioista 52% oli negatiivisia ja 26% positiivisia, kun taas 22% arvioi asian eri puolia ottamatta selvää kantaa puolesta tai vastaan.

Hyvinvointi ymmärrettiin useimmiten kansantalouden, vientitulojen ja työllisyyden kautta, mutta talouden kasvuhakuisuuden tavoiteltavuus jakoi mielipiteitä. Luonnonsuojelu arvoon ja kestävään kehitykseen liittyvät puheenvuorot olivat myös erittäin yleisiä. Tulevien sukupolvien oikeudenmukainen osuus hyvinvoinnista ja luonnon säilyttäminen heille oli myös yleinen perustelu hyvälle politiikalle.

Demokraattisille arvoille löytyi erittäin laajaa kannatusta. Sekä laajaa osallistumista että laajaa järkiperäistä julkista keskustelua pidettiin onnistuneen politiikan merkkeinä. Suuri osa yleisönosastokirjoittajista ja haastatelluista henkilöistä kannatti erilaisia näkökulmia sovittelevaa päätöksentekoa, mutta pienempi osa piti parempana tinkimättömämpää linjaa poliittisessa toiminnassa.

Metsiin liittyvät oikeudet, kuten yksityinen omistusoikeus ja jokamiehenoikeus olivat tavallisia lähtökohtia hyväksi mielletylle politiikalle. Monien mielestä metsät ovat kuitenkin myös kansallisomaisuutta, josta täytyy pitää hyvää huolta. Metsien käyttöön liittyvien hyötyjen ja haittojen oikeudenmukaisesta jakautumisesta käytiin vilkasta keskustelua, jossa oli tavallista arvioida jakautumista eri ihmisryhmien välillä. Olennaisiksi jakolinjoiksi miellettiin muun muassa maaseutu vs. kaupunki, Suomi vs. ulkomaat, metsätalouden harjoittajat vs. virkistyskäyttäjät ja nykyiset vs. tulevat sukupolvet.

Sekä metsäalan että luonnonsuojelun hallinto saivat kiittävää ja moittivaa palautetta. Hyvältä hallinnolta odotettiin lakien noudattamista ja toisaalta heidän odotettiin valvovan puolueettomasti ja yhdenmukaisella tavalla sekä ulkomaisen että kotimaisen lainsäädännön toteutumista metsäasioissa. Hyvän hallinnon vastakohdiksi miellettiin muun muassa mielivaltaisuus, holhoavuus ja viranomaisten epäkunnioittava käytös.

Metsiin liittyviltä markkinoilta odotettiin mahdollisuutta reiluun kilpailuun, tämän vastakohdaksi mainittiin monopolimaiseksi ja kartellimaiseksi mielletty toiminta.

Haastateltujen metsäalan organisoituneiden toimijoiden keskeinen arvomaailma liittyi talouteen ja työllisyyteen - myös luonnonsuojelua arvostettiin, mutta ensisijaisesti hyötynäkökulman kautta. Luontotoimijoiden keskeinen metsiin liittyvä arvomaailma sen sijaan rakentui enemmän luonnon itseisarvojen ympärille. Toimijoiden välejä luonnehti luottamuksen puute.

Toiminnan laillisuutta kotimaisen EU:n ja kansainvälisen lainsäädännön valossa pidettiin tärkeänä. Erityisesti Suomen hyvä maine sekä moraalinen ja taloudellinen edelläkävijyys korostuivat onnistuneen politiikan lähtökohtina kaikissa osissa aineistoa ja myös useissa metsään liittyvissä kansallisissa politiikkaohjelmissa. Tavoitteelle, että Suomi olisi maailman paras sekä metsätaloudessa että luonnonsuojelussa, on laajaa kannatusta.

Tutkimuksessa eriteltiin metsäpolitiikkaan liittyviä erimielisyyttä aiheuttavia asioita, mutta on kaikkiaan hyvä huomata, että huolimatta vaihtelevista käsityksistä instituutioiden toimivuudesta on suomalaisilla varsin laajasti jaettu arvopohja sekä suhteellisen korkea luottamus julkiseen valtaan ja toisiinsa. Metsäkeskustelu on osa laajempaa keskustelua yhteisistä arvoista ja yhteiskunnan suunnasta — nämä keskustelut jatkunevat vilkkaina tulevaisuudessakin.

• Rantala, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences Sähköposti: jjtrantala@gmail.com

Metsien rakennetyyppien (FST) arviointi tarjoaa työkaluja erilaisten metsiköiden erotteluun, kestävään metsäsuunnitteluun ja tehokkaaseen päätöksentekoon. Tässä työssä hyödynnettiin neljää aineistoa kolmelta kasvillisuusvyöhykkeeltä, jotka olivat pohjoinen havumetsävyöhyke, lauhkean vyöhykkeen metsä ja välimerellinen metsä. Rakennetyyppien arvioinnissa tarkasteltiin seuraavia menetelmiä. Puiden kokovaihteluun perustuvaa Gini-kerrointa (GC) hyödynnettiin metsän rakenteen määrittelyyn pohjoisen havumetsävyöhykkeen tutkimusaineistossa. Lisäksi tarkasteltiin koealakoon, puuston kasvatustiheyden ja lentolaserkeilauksen (ALS) pistetiheyden vaikutusta ALS pohjaiseen Gini-kertoimen estimointiin. Toisekseen neljää rakennetunnusta, jotka olivat neliökeskiläpimitta (QMD); GC, keskineliöläpimittaa suurempien puiden pohjapinta-ala (BALM) ja puuston runkoluku (N), hyödynnettiin kehitettäessä kasvillisuusvyöhykkeistä riippumatonta metsien rakennetyyppien arviointia. Lopuksi määritettiin maksimaalinen entropia-arvo, joka luokittelee erilaisia pohjoisen havumetsävyöhykkeen metsien rakennetyyppejä suoraan lentolaserkeilauksen korkeustunnusten perusteella. Sen jälkeen puuston biomassaa ennustettiin erikseen rakennetyypeittäin ja koko aineistossa.

Tulokset osoittivat, että koealan koolla on suurin vaikutus Gini-kertoimen estimointiin ja että 250–450 m2 (ympyräkoealan säde 9–12 m) on optimaalisin koko. Edelleen Gini-kerroin ja keskineliöläpimittaa suurempien puiden pohjapinta-ala ovat luotettavimpia tunnuksia erottelemaan läpimittajakaumaltaan laskevat sekä yksi- ja monihuippuiset metsiköt. Neliökeskiläpimittaa ja runkolukua voidaan puolestaan hyödyntää erotellessa nuoria ja vanhoja sekä tiheitä ja harvoja metsiköitä. Lentolaserkeilaustunnusten perusteella määritettävä maksimaalinen entropia-arvo on 0,33, kun taas hyödynnettäessä puuston pohjapinta-alaa päädytään arvoon 0,5. Jos lentolaserkeilaukseen perustuvaa arvoa hyödynnetään aineiston osittamisessa, johtaa se biomassan ennustamisen vähäiseen tarkentumiseen. Osittamisella päädytään myös erilaisten ALS-piirteiden valintaan eri ositteiden malleissa. Esimerkiksi suuria korkeuskvantiileja käytetään eri-ikäisrakenteisten ja nuorten metsien biomassan ennustamisessa, kun taas latvuspeittoon ja keskimääräisiin korkeuskvantiileihin perustuvia ALS-piirteitä hyödynnetään tasaikäisrakenteisten ja sulkeutuneiden metsiköiden biomassojen ennustamisessa. Tuloksia voidaan hyödyntää lentolaserkeilaukseen perustuvien piirteiden valinnassa erityisesti puustoltaan heterogeenisissä metsissä.

• Adnan, University of Eastern Finland, Faculty of Science and Forestry, School of Forest Sciences Sähköposti: adnan.adnan@uef.fi

Kansainvälisiin ilmastotavoitteisiin pääseminen edellyttää metsien hiilinielujen vahvistamista. Tässä väitöskirjassa tutkitaan, miten hiilensidontaa voidaan lisätä muuttamalla metsänhoitoa. Toistaiseksi hiilensidonnan taloudellinen analyysi on rajoittunut yhden puulajin tasaikäisrakenteisiin metsiin. Väitöskirjassa kehitetään uudenlainen taloustiedettä ja ekologiaa yhdistävä mallikehikko, joka huomioi metsikön koko- ja puulajirakenteen sekä mahdollistaa valinnan jatkuvapeitteisen ja jaksollisen (päätehakkuisiin perustuvan) metsänhoidon välillä.

Ensimmäinen artikkeli esittelee optimointimallin, jossa kannattavinta metsänkäytön tapaa etsittäessä huomioidaan sekä puuntuotannon että hiilensidonnan taloudellinen arvo. Jälkimmäinen sisällytetään malliin hinnoittelemalla hiilidioksidin sitominen ja vapauttaminen. Mallilla ratkaistaan optimiohjausteoriaa hyödyntäen taloudellisesti kannattavin tapa harventaa metsää ja kiertoajan pituus eli kahden päätehakkuun välinen aika. Toisin kuin aiemmissa vastaavissa malleissa, tuottoisin kiertoaika voi olla ääretön, jolloin metsää kannattaa hoitaa jatkuvapeitteisenä päätehakkuun sijaan. Toisessa artikkelissa kysymystä tarkastellaan numeerisen laskennan keinoin kuusikoissa, sisällyttäen tarkka kuvaus metsänhoidon rahavirroista sekä hiilivarastoista elävissä puissa, lahopuussa ja puutuotteissa. Kolmannessa artikkelissa laskentakehikko laajennetaan monen puulajin metsiköihin. Puulajeihin kuuluvat kaupallisesti arvokkaiden kuusen ja koivun lisäksi myös muut lehtipuut, joilla ei ole kaupallista arvoa.

Väitöskirjassa osoitetaan, että hiilen hinnoittelun vaikutus metsän kannattavimpaan hoitotapaan riippuu korkokannasta ja nopeudesta, jolla hiili vapautuu puutuotteista hakkuiden jälkeen. Realistisilla oletuksilla hiilen hinnan nostaminen lykkää kannattavinta päätehakkuuhetkeä ja johtaa lopulta siihen, että on tuottoisinta siirtyä jaksollisesta jatkuvapeitteiseen metsänhoitoon. Harvennukset kannattaa poikkeuksetta kohdistaa kunkin puulajin suurimpiin kokoluokkiin. Hiilen hinnoittelu lykkää harvennuksia, minkä seurauksena sekä korjattavat että pystyyn jätettävät puut ovat suurempia. Ilman hiilen hinnoittelua kaikki kaupallisesti arvottomat muut lehtipuut kaadetaan jokaisen hakkuun yhteydessä. Kun hiilensidonnan arvo huomioidaan, osan näistä annetaan kasvaa suuriksi ennen kaatamista, mikä lisää puulajimonimuotoisuutta ja kuolleen puun määrää metsikössä. Tulosten mukaan maltillinen hiilen hinnoittelu tyypillisesti kasvattaa keskimääräistä puuntuotosta erityisesti tukkipuun osalta. Hiilensidonnan lisääminen metsänkäsittelyn muutoksilla paljastuu suhteellisen edulliseksi, varsinkin monen puulajin metsissä. Väitöskirja osoittaa, että ilmastokestävän metsätalouden tulee pohjautua monitieteiseen ymmärrykseen metsän ekologiasta, hoidosta ja taloudesta.

• Assmuth, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences Sähköposti: aino.assmuth@helsinki.fi

Metsien ja maaperän merkitys hiilen sidonnassa ja varastoina korostuu jatkuvasti. Luontaiset häiriötekijät, kuten myrskyt ja hyönteisten joukkoesiintymät, ovat metsän toiminnan oleellisia muokkaajia. Joidenkin puita tappavien häiriöiden on arvioitu yleistyvän ilmastonmuutoksen myötä, millä voi olla merkittäviä paikallisia vaikutuksia metsien hiilinieluun. Metsiä häiriöille altistavista ympäristötekijöistä, sekä häiriöiden monimutkaisista vaikutuksista metsän hiilen kiertoon ei kuitenkaan tiedetä tarpeeksi. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin maaperä-, puusto- ja pinnanmuototekijöitä, jotka altistavat metsiköitä pilkkumäntypistiäisen (Diprion pini L.) ja kirjanpainajan (Ips typographus L.) joukkoesiintymille ja niistä aiheutuville puustotuhoille Etelä- ja Itä-Suomessa sijaitsevissa metsissä. Lisäksi tutkimuksessa tarkasteltiin myrsky- ja kirjanpainajahäiriöiden vaikutusta maahengitykseen, puiden ja maaperän hiilivarastoihin sekä maaperän mikrobiyhteisöjen koostumukseen ja hiilen fraktioihin Etelä-Suomessa sijaitsevassa metsässä.

Pilkkumäntypistiäisen aiheuttaman metsämännyn (Pinus sylvestris L.) neulaskadon havaittiin olevan talousmetsissä pääosin voimakkaampaa alueilla, joiden maaperätekijät viittasivat korkeampaan ravinteikkuuteen (esim. pienempi hiili/typpi suhde ja suurempi hienojen maapartikkelien osuus). Suurimmat todennäköisyydet kirjanpainajan voimakkaalle esiintymiselle metsäkuusella (Picea abies (L.) Karst.) löydettiin kaupunkimetsissä puille, jotka kasvoivat itään viettävillä, ravinteikkailla kasvupaikoilla (lehto tai lehtomainen kangas) ja joihin liittyi joko kaltevimpia pinnanmuotoja, ohut moreenimaa tai maaperän korkea hiili/typpi suhde.

Myrskyn (5–7 vuoden jälkeen) ja kirjanpainajan (noin 1–4 vuotta puustokuoleman jälkeen) vaikutuksia metsän hiileen ja maaperän mikrobeihin tarkasteltiin metsäkuusivaltaisessa myrskyn jälkeen suojellussa metsässä. Kokonaismaahengitys, heterotrofinen maahengitys ja pintamaan hiilivarastot eivät juuri eronneet

myrskyn tappamien puiden, kirjanpainajan tappamien puiden ja häiriöttömien (elävät puut) alueiden välillä, vaikka molemmilla häiriöalueilla puuston hiilivarastot koostuivat pääosin kuolleista puista ja kirjanpainajan tappamien puiden alueilla oli suurimmat pintakarikkeen hiilivarastot. Autotrofinen maahengitys oli pääosin vähäisempää häiriöalueilla kuin elävien puiden alueilla. Selkeimmät erot humuskerroksen mikrobiologiassa olivat pienempi ektomykorritsasienten hyyfistön kasvu, sienibiomassa ja mikrobibiomassahiili myrskyn sekä kirjanpainajan tappamien puiden alueilla verrattuna elävien puiden alueisiin. Kuolleiden puiden joukossa sekä lähialueilla olevat elävät puut todennäköisesti hieman lievensivät häiriöiden aiheuttamia muutoksia metsämaassa.

Tämän tutkimuksen tulokset viittaavat siihen, että tietyt maaperän ja kasvupaikan ominaisuudet ja pinnanmuodot voivat altistaa metsiköitä pilkkumäntypistiäis- ja kirjanpainajahäiriöille, mikä voi tarvittaessa auttaa kyseisten hyönteisten joukkoesiintymille alttiiden metsäalueiden tunnistamisessa. Lisäksi tutkimus tarjoaa uutta tietoa myrsky- ja kirjanpainajahäiriöiden lyhytaikaisista vaikutuksista boreaalisen metsän hiilen kiertoon ja maaperän mikrobiologiaan, mikä on oleellista, jotta ilmastonmuutoksen mahdollisia monimutkaisia vaikutuksia metsien hiilensidontaan voidaan ymmärtää paremmin.

• Kosunen, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences Sähköposti: maiju.kosunen@helsinki.fi

Ilmastonmuutosta voidaan hillitä vähentämällä ilmakehän kasvihuonekaasuja. Metsät lieventävät ilmastonmuutosta sitomalla ilmakehän hiilidioksidia biomassaan. Tätä biomassaa voidaan käyttää useisiin tuotteisiin, jotka toimivat siten hiilivarastoina. Hiilen sitominen on päinvastainen tapahtuma hiilidioksidipäästölle, mutta ei täysin. Hiilivarastot ovat epävarmoja ja ajallisesti rajattuja toisin kuin päästöt. Silti näillä väliaikaisilla hiilivarastoilla, kuten metsillä, on edelleen arvoa myös ilmastonmuutoksen hillinnässä. Ilmastopolitiikassa ja hiilinielujen laskennassa on kuitenkin otettava huomioon metsien hiilivarastojen epävarmuus ja ajallinen rajallisuus.

Tämä väitöskirja koostuu neljästä artikkelista ja tiivistelmästä. Artikkelit käsittelevät metsäsektoria eri näkökulmista painottuen metsien ja puutuotteiden käyttöön ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi. Ne kattavat metsien käytön puiden kasvusta puutuotteiden kulutukseen.

Ensimmäisessä artikkelissa analysaan ikäluokkamallilla, kuinka metsänomistajat muuttavat metsänhoitoa, jos he saavat lisäansiona vuokraa puustoon hiilestä. Tulokset osoittavat, että investoinnit puuston kasvuun lisääntyvät ja metsien kiertoaika pitenee. Lisäksi tutkittiin investointitukien vaikutusta metsien hiilivarastoon. Investointituki näyttäisi soveltuvan nuoriin metsiin. On kuitenkin mahdollista, että nämä investointituet johtavat hiilinielun pienenemiseen.

Toisessa artikkelissa analysoidaan puun kulutusta ja puutuotteiden hiilivarastoa Suomessa vuoteen 2050 saakka. Tärkein puutuotteiden hiilivarasto on sahatavarasta valmistetut tuotteet. Puutuotteiden hiilivarasto näyttää lisääntyvän vuoteen 2050 saakka, myös tilanteessa, jossa kulutus vähenee.

Kolmas artikkeli käsittelee optimaalista metsänhoitoa, jossa metsän kasvua kuvataan matriisimallilla. Tulokset osoittavat kokoluokiteltujen matriisimallien ominaisuuden, joka vähentää merkittävästi näiden mallien metsätalouden tulosten vertailukelpoisuutta. Metsän optimaalinen harvennusintensiteetti ja kiertoaika ovat erittäin riippuvaisia mallin määrittelyistä.

Neljännessä artikkelissa analysoidaan nykyistä metsiä koskevaa ilmastopolitiikkaa EU:ssa. Koska politiikka koskee vain yhtä jaksoa, voimme käyttää yksinkertaista kahden periodin mallia kuvaamaan politiikan vaikutuksia. Tulokset osoittavat, että nykyisen ilmastopolitiikan rajoitukset vähentävät metsien käytön mahdollisuuksia hillitä ilmastonmuutosta.

Tiivistelmä täydentää artikkelien johtopäätöksiä ja rakentaa kattavan kokonaisnäkemyksen metsien käytöstä ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi.

• Laturi, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Economics and Management Sähköposti: jani.laturi@luke.fi

Väitöskirja tutkii yhteiskunnallisesti optimaalista metsänhoitoa ottaen samanaikaisesti huomioon metsätalouden aiheuttaman vesistökuormituksen negatiivisena ulkoisvaikutuksena. Faustmannin kiertoaikamallia laajennetaan sisältämään huuhtoumafunktio, joka kuvaa metsätalouden aiheuttaman ravinne- ja kiintoainekuormituksen vaikutuksia veden laatuun.

Väitöskirja koostuu yhteenvedosta ja neljästä artikkelista, jotka analysoivat eri metsänhoitotoimenpiteitä ja niiden yhteydessä käytettäviä vesiensuojelumenetelmiä. Tarkasteltavat hoitotoimenpiteet ovat päätehakkuut sekä kivennäismailla että turvemailla, runko- ja kokopuukorjuu turvemailla ja kunnostusojitus. Tarkasteltavat vesiensuojelumenetelmät kattavat kivennäismaiden päätehakkuiden yhteydessä käytettävät suojakaistat sekä ojitetuilla turvemailla käytettävät pintavalutuskentät ja laskeutusaltaat.

Väitöskirjan tärkein tieteellinen kontribuutio on yhteiskunnallisesti optimaalisen viitekehyksen luominen metsätalouden vesistövaikutusten analysointiin. Väitöskirja osoittaa, että metsätalouden aiheuttaman vesistökuormituksen yhteiskunnalliset haitat riippuvat merkittävästi kyseessä olevasta metsänhoitotoimenpiteestä. Kivennäismaiden päätehakkuiden aiheuttama typpikuormitus vesistöön aiheuttaa melko alhaiset typpikuormituksen haitat. Kunnostusojituksen aiheuttaman kiintoainekuormituksen haitat päinvastoin ovat hyvin suuret erityisesti herkillä purokohteilla latvavesistöalueilla. Lisäksi tulokset osoittavat, että metsätaloudessa käytettävien eri vesiensuojelumenetelmien kustannustehokkuus vaihtelee merkittävästi. Yhteiskunnan näkökulmasta kivennäismailla päätehakkuiden yhteydessä käytettävät suojakaistat eivät ole kustannustehokas vesiensuojelumenetelmä. Niiden tuottamat monimuotoisuushyödyt huomioiden ne ovat kuitenkin yhteiskunnallisesti optimaalinen valinta. Toisaalta turvemailla käytettävät pintavalutuskentät ovat erittäin kustannustehokas vesiensuojelumenetelmä. Väitöskirjassa vertaillaan myös metsätalouden ja maatalouden vesiensuojelun kustannuksia valuma-aluetason mallin avulla. Yhteiskunnallisesti kustannustehokas ratkaisu edellyttää suurimpia päästövähennyksiä ravinnekuormituksen suhteen maataloudessa, sisältäen kuitenkin metsätalouden vesiensuojelumenetelmien käytön erityisesti ojitetuilla turvemailla.

• Miettinen, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Economics and Management Sähköposti: jenni.miettinen@helsinki.fi

Hoidetuilla metsillä on useita tärkeitä rooleja muuttuvassa ilmastossa ja ympäristössä. Puu sitoo ja varastoi hiiltä niin kasvaessaan, kuin pitkäikäisiksi puutuotteiksi jalostettuna. Näiden vaikutusten huomioiminen metsänhoidossa vaatii tarkkaa suunnittelua, jolla varmistetaan metsänhoidon ja puunkäytön kestävyys. Tieto puuaineen ominaisuuksista on keskeisessä osassa, sillä ne vaikuttavat hiilivarastojen suuruuteen metsissä, sekä puun käytettävyyteen pitkäikäisenä rakennesahatavarana. Puunmuodostuksen teoreettisen taustan mukaisesti, runko, latvus ja oksarakenne ovat potentiaalisia selittäviä muuttujia (eli puun laatuindikaattoreita), kun mallinnetaan puuaineen ominaisuuksia, puubiomassaa ja puun laatua. Puunmuodostuksen monimutkaisuudesta ja moniulotteisesta vaihtelusta johtuen, tarvittavien laatuidikaattorien mittaaminen osana metsävarojen inventointia ja riittävällä yksityiskohtaisuudella on ollut aiemmin mahdotonta. Monialustaisen laserkeilauksen kehittyminen kuitenkin tukee aiempaa monipuolisempien kartoitus- ja mallinnusjärjestelmien rakentamista, jotka perustuvat tiheisiin kolmiulotteisiin pistepilviin.

Tämän työn tavoitteena oli määritellä, kuinka puuaineen ominaisuuksia voidaan arvioida kaukokartoitusta hyödyntävässä metsävarojen inventoinnissa. Tätä tarkoitusta varten kehitettiin menetelmiä puun laatuindikaattorien mittaamiseksi hoidetuissa männiköissä (Pinus sylvestris L.) lento- ja maastolaserkeilauksen avulla, ja arvioitiin niiden toimivuutta. Ensin arvioitiin laatuindikaattorien mittatarkkuus pistepilvissä. Toiseksi verrattiin pistepilvimittauksia röntgentomografiamittauksiin teollisilla sahoilla. Kolmanneksi arvioitiin lentolaserkeilauksella tuotettujen latvuspiirteiden tarkkuutta laatuindikaattorien ennustamisessa.

Tuloksien perusteella pistepilvien laatu ja pistetiheys vaikuttivat merkittävästi mitattujen laatuindikaattorien tarkkuuteen. Puuaineen ominaisuuksien arvioimisessa, maastolaserkeilausta tulisi käyttää työkaluna mahdollisimman yksityiskohtaisten runko- ja oksikkuustietojen keräämiseen tarkkaan valikoiduista näytepuista. Tarkasti mitatut laatuindikaattorit voivat selittää puuaineen ominaisuuksia mallinnuksessa. Käytettyjen mallien tulisi perustua laatuindikaattoreille, jotka voidaan ennustaa lentolaserkeilausaineistosta (esim. puun pituus ja latvuksen mittasuhteet), jotta ennusteet ovat yleistettävissä laajoille alueille.

Tulevaisuudessa, maasta ja ilmasta tehtävällä kaukokartoituksella voi olla tärkeä rooli puuaineen ominaisuuksien aikaan ja paikkaan sidotun vaihtelun tutkimuksessa. Lisää poikkitieteellistä työtä tarvitaan, jotta kaukokartoitusta ja puuaineen ominaisuuksia ennustavia spatiaalisia malleja voidaan täysimittaisesti hyödyntää kiihtyvän ilmastonmuutoksen, muuttuvan metsänhoidon ja lisääntyvän puunkäytön tuomien haasteiden kohtaamisessa.

• Pyörälä, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: jiri.pyorala@helsinki.fi

Typen ja hiilen kiertoa tutkittiin typpiköyhässä mäntymetsässä (Pinus sylvestris L.), joka sijaitsee Juupajoella Pirkanmaalla. Sitä verrattiin kahteen lauhkean vyöhykkeen metsään, joista toinen on Speulderbosin douglaskuusimetsä (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) Alankomaissa ja toinen Sorøn pyökkimetsä (Fagus sylvatica L.) Tanskassa.

Typen ja hiilen kierto mäntymetsässä mallinnettiin. Mallinnettuja tuloksia verrattiin jatkuviin ympärivuotisiin mittauksiin metsän ravinnekierron kokonaisuuden ymmärtämiseksi. Mäntymetsän typpitase laskettiin suoria mittauksia, mittauksiin perustuvia arvioita sekä mallinnusta hyödyntäen. Typen otto ja retranslokaatio arvioitiin jatkuvien mittausten avulla. Mäntymetsän ja douglaskuusimetsän kariketuotannon dynamiikkaa verrattiin keskenään. Neulasten typpidynamiikkaa verrattiin kaikkien kolmen tutkimusmetsän välillä.

Mäntymetsässä maa oli suurin typen varasto, ja suurin osa tästä typestä oli vaikeasti hajoavassa muodossa. Männyt olivat erittäin tehokkaita säästämään ja kierrättämään typpeä. Tämä sekä typpilaskuema, mahdollinen typenotto latvustossa sekä typen otto orgaanisessa muodossa viittaavat siihen että mineralisaation merkitystä typen kiertoa ajavana voimana on yliarvioitu.

Suurin osa typestä allokoitiin korvaamaan kuollutta solukkoa mäntymetsässä. Tästä seuraa että typpilaskeuman lisätyppi voi merkittävästi kasvattaa sitä typen määrää, jolla voidaan saada aikaan nettokasvua. Koska männyt todettiin riippuvaisiksi typen säästämisestä ja kierrättämisestä, voivat pienetkin lumi- ja myrskytuhot aiheuttaa latvuston neulasbiomassan pienemistä alentuneen typen kierrätyksen takia suorien neulaskuolemien lisäksi. Tämä voi pienentää metsän kasvua ja kykyä sitoa ilmakehän hiiltä.

• Korhonen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: janne.fj.korhonen@helsinki.fi

Välimeren alueella maaperän eroosioprosessit ovat yleisiä johtuen alueen ilmastosta, vaihtelevasta topografiasta sekä ihmisten pitkästä historiallisesta vaikutuksesta sekä intensiivisestä maankäytöstä. Metsillä on tärkeä suojaava rooli kamppailussa eroosiota sekä maaperän köyhtymistä vastaan. Tutkimus keskittyi i) arvioimaan metsätunnusten yhteyttä maaperän eroosioon metsissä, ja ii) sisällyttämään eroosioriski osaksi metsäsuunnittelua. Ensimmäinen tavoite keskittyi eroosion esiintymiseen mahdollisesti vaikuttavien tekijöiden, kuten metsän rakenteen ja koostumukseen, kasvupaikan sekä maankäytön tunnuksiin. Toinen tavoite oli sisällyttää eroosioriskin osaksi monitavoitteista metsäsuunnittelua. Aineistona käytettiin Espanjan kansallista metsä inventointi tietoa, joka sisälsi perinteisten puu ja koeala tietojen lisäksi maaperän eroosion havaintoja. Mallintamismenetelminä käytettiin luokittelupuu sekä logistisen regression analyyseja. Eroosioriskimallit kehitettiin sekä metsikkö että maisematasolle, lisäksi mallien avulla tuotettiin alueellisia todennäköisyyskarttoja. Lopuksi mallit integroitiin simulointi optimointi järjestelmään, jonka avulla eri metsänkäsittely vaihtoehtoja arvioitiin.

Tulosten mukaan eroosion esiintyminen metsikkötasolla oli yhteydessä metsätyyppiin sekä metsän rakenteeseen. Esimerkiksi eroosio riski oli kohonnut semiarid alueiden harvapuustoisilla rinteillä sekä toisaalta tiheissä Abies alba ja Facus sylvatica metsissä. Maisematasolla eroosioriskiä kasvattivat metsikön matala pohjapinta-ala, maaperätyyppien andisol ja cambisol esiintyminen, valuma-alueen suuri pinta-ala sekä kaltevuus, päällystämättömien teiden esiintyminen sekä kaupunkimaisen maankäyttömuodon kasvu. Kehitettyjen mallien avulla eroosioriski integroitiin metsikkötasolla monitavoitteisen metsäsuunnittelun tavoitteeksi yhdessä puuntuotannon ja rakenteellisen monimuotoisuuden kanssa. Tulokset osoittivat, että tarkasteltujen kolmen ekosysteemipalveluiden välillä on riippuvuuksia, jotka vaihtelevat rinteen kaltevuuden sekä kiertoajan mukaan. Tutkimuksen tulokset voivat auttaa eroosiolle alttiiden metsien tunnistamisessa Välimeren alueilla, jolloin eroosioriski ja sen pienentäminen voidaan ottaa huomioon metsäsuunnittelussa.

• Selkimäki, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: mari.selkimaki@uef.fi

Väitöskirja tutkii metsänomistajien näkemyksiä metsiin liittyvistä päätöksenteon tukipalveluista ja tiedon käyttöä niissä. Päätöstukipalveluita ovat esimerkiksi metsäsuunnittelu ja metsänomistajien neuvonta metsien käytöstä. Metsien käyttöön liittyvät päätökset tehdään ja toimeenpannaan monitoimijaisessa verkostossa, joka tuottaa, jakaa ja hyödyntää tietoa teknisissä ja sosiaalisissa tietämysjärjestelmissä. Tutkimus käsittelee yksityisomistuksessa olevia metsiä Suomessa. Ilmiötä tarkastellaan sekä metsänomistajien että metsäpalvelujen tarjoajien näkökulmasta. Monimenetelmäinen väitöskirja koostuu kolmesta tutkimusartikkelista ja yhteenvedosta. Tutkimuksessa käytetään kahta kyselyaineistoa metsänomistajille, toimijaverkoston ryhmäkeskusteluja sekä muistiinpanoja metsäammattilaisten koulutuspäivistä.  

Tulokset osoittavat, että puuntuotantoa painottavat metsänomistajat pitivät nykyisiä päätöksenteon tukipalveluja hyödyllisimpinä, kun taas luontotavoitteiset tai monitavoitteiset metsänomistajat olivat tyytymättömämpiä saamiensa tietopalveluiden ja neuvojen monipuolisuuteen. Metsänomistajien metsänhoitomieltymykset ovat monipuolisempia kuin pelkkien yleisten metsänomistamisen tavoitteiden perusteella vaikuttaa. Suurin osa metsänomistajista on kiinnostunut puuntuotannon ohella monipuolistamaan metsiensä hoitoa muiden metsänkäyttötapojen edistämiseksi. Kaksi tietämysjärjestelmää, tekninen ja sosiaalinen, vaikuttavat tiedon käyttöön metsien käyttöön liittyvässä päätöksenteossa ja päätösten toimeenpanossa. Metsiin liittyvien toimijoiden ja organisaatioiden sisällä ja niiden välillä on useita tiedonkulun epäjatkuvuuskohtia. Tekninen tietämysjärjestelmä ja siten koodattu tieto hallitsevat tiedon tuottamista ja käyttöä. Metsätalouden organisaatiot eivät ole täysin tunnistaneet sosiaalisen tietojärjestelmän roolia ja sen toiminnan merkitystä. Riippumattomuus ajasta ja paikasta, palvelun ilmaisuus ja helppokäyttöisyys tekevät sähköisestä Metsään.fi - päätöstukipalvelusta houkuttelevamman metsänomistajille. Metsävaratiedon puute tai sen heikoksi koettu laatu ja yhteensopimattomuus metsänomistajien arvojen tai tavoitteiden kanssa vähentävät metsänomistajien kiinnostusta käyttää verkkopalvelua.

Metsänomistajat odottavat päätöksenteon tukipalveluiden tunnistavan heidän moninaiset tavoitteensa metsien omistamisessa ja hoidossa. Luontoarvojen huomiointiin ja erilaisten tavoitteiden integrointiin tarvitaan tietopalveluita. Tieto- ja neuvontapalvelujen puute liittyen muuhun kuin tasaikäisrakenteiseen puuntuotantoon havaittiin ongelmaksi kaikissa kolmessa tutkimuksessa. Koodatun, metsävaroihin liittyvän tiedon dominointi, sosiaaliset rakenteet ja käytänteet, jotka heikentävät hiljaisen tiedon liikkumista organisaatiossa ja taloudellisten tavoitteiden korostuminen heikentävät tiedonkulkua. Metsäsektorin organisaatiot ovat avainasemassa vallitsevien päätöksenteon tukikäytäntöjen muuttamisessa, mutta toistaiseksi uusien käytäntöjen kehitys on ollut hidasta.

• Pynnönen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: sari.pynnonen@helsinki.fi

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

Venäjällä on noin 43 miljoonaa hehtaaria FSC (Forest Stewardship Council) -järjestelmän mukaisesti sertifioituja metsiä. Tässä tutkimuksessa selvitettiin sertifioinnin piiriin kuuluvien ja kuulumattomien metsäyhtiöiden suhtautumista metsäsertifiointiin ja niiden näkemyksiä sertifioinnin hyödyistä sekä perusteista olla ottamatta käyttöön sertifiointijärjestelmää. Tutkimuksessa selvitettiin myös yhtiöiden puunhankinnassaan käyttämien laittomien hakkuiden seuranta- ja estämiskäytäntöjen tehokkuutta. Lisäksi analysoitiin lievät ja vakavat poikkeamat FSC:n vaatimuksista vuosina 2011-2015 FSC:n periaatteittain, alueittain ja erikokoisilla vuokrametsäalueilla.

Tutkimus osoitti, että sekä metsäsertifiointiin sitoutuneet että sitä soveltamattomat yhtiöt näkevät metsäsertifioinnin mahdollisuutena saada taloudellista hyötyä ja laajentaa tuotteiden markkinoita. Metsäsertifiointi nähdään keinona päästä uusille markkinoille ja sitä kautta lisätä tuotteiden myyntiä sekä lisäksi varmistaa puun laillisuus ja parantaa yhtiön mainetta ja kilpailukykyä kansainvälisillä markkinoilla (tutkimus I). Yhtiöiden omat puun alkuperän seurantasysteemit ja Due Diligence -käytännöt osoittautuivat käyttökelpoisiksi, mutta kaipaavat edelleen kehittämistä täyttääkseen EU:n puutavara-asetuksen vaatimukset (tutkimus II). Tutkimuksessa kävi ilmi, että sekä Luoteis-Venäjällä että koko Venäjän federaatiossa lievät poikkeamat sertifiointikriteereistä olivat lisääntyneet vuoden 2011 jälkeen: vuonna 2011 niitä oli 221 ja vuonna 2015 363. Tämä kehitys oli yhdenmukainen metsäsertifioinnin piirissä olevien metsien kokonaispinta-alan kasvun kanssa. Eniten lieviä ja vakavia poikkeamia havaittiin sekä Luoteis-Venäjällä että koko Venäjän federaatiossa FSC:n periaate 6:n kohdalla. Tutkimuksen tulosten mukaan Luoteis-Venäjällä poikkeamia oli eniten suurten metsäalueiden vuokraajilla (tutkimukset III ja IV). Koko Venäjän federaatiossa lieviä ja vakavia poikkeamia oli kuitenkin eniten pienten metsäalueiden vuokraajilla (tutkimukset III ja IV).

• Trishkin, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences http://orcid.org/0000-0001-5398-2544 Sähköposti: maxim.trishkin@uef.fi

Puut pyrkivät välttämään ja vähentämään bioottisia ja abioottisia stressitekijöitä eri keinoilla, havupuut mm. pihkan avulla. Pihka varastoi myös suuria määriä monoterpeenejä, jotka samoin kuin muut kasvien tuottamat haihtuvat hiiliyhdisteet (BVOC, biogenic volatile organic compounds), esimerkiksi metanoli, asetaldehydi ja asetoni, ovat tärkeä osa puiden viestintää ja ilmakehän kemiaa haihtuessaan puusta ilmaan. BVOC yhdisteiden emissioihin ja pihkan toimintaan vaikuttavat eri ympäristötekijät, jotka edelleen vaikuttavat puiden puolustautumiskykyyn.

Tämän väitöskirjan tavoitteena on selvittää mikä rooli eri ympäristötekijöillä ja puun fysiologisilla prosesseilla on metsämännyn (Pinus sylvestris) pihkan toiminnassa ja rungon ja neulasten BVOC emissioissa, keskittyen erityisesti puun vesitalouden ja vedenkuljetuksen vaikutuksiin. Pihkan painetta mitattiin painemittareilla ja BVOC emissioita käyttäen jatkuvatoimisella massaspektrometriä ja dynaamista kammiosysteemiä. Lisäksi sekä pihkan että BVOC emissioiden koostumusta tutkittiin kaasukromatografialla.

Lyhyellä aikajänteellä pihkan painetta ja BVOC emissioita sekä rungolta että neulasista selitti parhaiten lämpötila. Pidemmällä aikajänteellä pihkan paine ja rungon monoterpeeniemissiot laskivat maan vesipitoisuuden ja puun vesipotentiaalin laskiessa. Myös vesiliukoisten yhdisteiden – metanolin, asetonin ja asetaldehydin – emissiot rungolta ja neulasista olivat yhteydessä maan vesipitoisuuteen ja puun vedenkuljetukseen, viitaten siihen, että näiden aineiden kuljetus veteen liuenneena voi vaikuttaa olennaisesti niiden emissioihin.  

Tulokset osoittavat, että puun runko voi olla tärkeä BVOC emissioiden lähde, ja että suhteellisen pienet muutokset veden saatavuudessa voivat vaikuttaa puun BVOC emissioihin ja pihkan paineeseen, vaikka lämpötila onkin tärkein niitä selittävä tekijä. Tämä tieto voi auttaa ymmärtämään eri ympäristötekijöiden mahdollisesti aiheuttamia muutoksia mäntyjen puolustuskyvyssä, sekä parantamaan BVOC emissioiden mallinnusta liittämällä myös puun runko mallien BVOC lähteisiin. 

• Rissanen, University of Helsinki, Insitute for Atmospheric and Earth System Research / Forest Sciences Sähköposti: kaisa.rissanen@helsinki.fi

Tässä väitöskirjassa tarkastellaan yhteisöpohjaisen metsien hallinnan toteutusta ja ilmaston muutoksen hillitsemiseen liittyviä interventioita. Niiden vaikutuksista on erityisesti tarkasteltu hyötyjen oikeudenmukaisen jakautumisen, heikoimmassa asemassa olevien ryhmien osallistumisen sekä REDD+ ohjelmien sosiaalisten vaikutusten näkökulmasta Nepalin Terai-alueella. REDD+ (Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation + forest conservation, sustainable management of forests and enhancement of carbon stocks) tarkoittaa kansainvälistä rahoitusmallia metsäkadosta ja metsien köyhtymisestä aiheutuvien hiilidioksidipäästöjen ehkäisemiseksi. Nepalissa varsinkin heikoimmassa asemassa olevien henkilöiden mukanaolo päätöksenteossa ja oikeuden mukainen hyötyjen jakaminen ovat osa luonnonvarahallinnan tavoitteita. Samanaikaisesti sekä kansainvälisellä että kansallisella tasolla on epäselvyyttä siitä, millaisia metsien hallinnan järjestelmiä voidaan toteuttaa paikallistasolla, kun pyritään tehokkaaseen metsien suojeluun ja hoitoon. Metsien hallintaan liittyvien toimien, kuten REDD+ interventioiden, tarkempi tarkastelu on kuitenkin tarpeen, jotta voidaan ymmärtää niiden yhteiskunnallisia vaikutuksia ja arvioida luonnonvarahallinnan vuorovaikutteisuutta.

Tämä tapaustutkimus perustuu laadulliseen haastatteluaineistoon, joka on kerätty kolmelta metsätalousalueelta, joissa on toteutettu REDD+ interventioita. Tutkimusmenetelminä on käytetty ryhmäkeskusteluja, syvähaasteluja ja osallistuvaa havainnointia. Tutkimuksen teoreettisen viitekehyksen avulla tarkastellaan poliittisten tavoitteiden ja metsän hallinnan sosiaalisten vaikutusten samankaltaisuuksia ja eroja. Tutkimuksessa pyrittiin tunnistamaan tekijät, jotka vaikuttavat interventioista saatujen hyötyjen tasa-arvoiseen jakautumiseen. Lisäksi tutkimus arvioi, miten nykyiset vuorovaikutteiset politiikkaprosessit ja käytännössä vallitseva Dalits-järjestelmä vaikuttavat yhteisöjen asukkaiden yhdenvertaisuuteen REDD+ interventioiden hyötyjä jaettaessa.  

Terai-alueella yhteisömetsien köyhät käyttäjät olivat erittäin riippuvaisia metsävaroista mutta rikkaat käyttäjät hyötyvät enemmän REDD+ interventioista. Yhteisöpohjaisessa metsätaloudessa heikommassa asemassa olevien ryhmien osallistumisen muodolliset rakenteet eivät tarjoa riittävästi tilaa yhdenvertaisuudelle. Ja näin REDD+ interventioiden hyödyt eivät ole jakautuneet tasaisesti. REDD+ ohjelman täytäntöönpano on kuitenkin myös tukenut myönteisesti yhteisöjen metsäalueiden hallintaa. Epäedullisessa asemassa olevien ryhmien suhteellinen edustus on saavutettu ja vuorovaikutteisuus on lisääntynyt. Jatkossa uudenlaisia kriteerejä tulee kehittää, jotta metsistä erittäin riippuvaisten käyttäjien sisällyttäminen yhteisömetsien hallintaa olisi etusijalla.

• Devkota, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: bishnu.devkota@uef.fi

Yksityismetsänomistajat ovat tärkeitä metsien ekosysteemipalveluiden tarjoajia ja käyttäjiä. Metsänomistajien rakenteellisten ja yleisten elämäntyylin muutosten myötä metsänomistuksen tavoitteet ovat tulleet monipuolisemmaksi ja he korostavat metsien aineettomia arvoja puuntuotannon ohella. Näin ollen metsänomistajat ja heidän monipuoliset metsänomistuksen tavoitteensa ovat mahdollinen tiedonlähde, kun tarkastellaan metsien hyödyntämättömiä mahdollisuuksia, jotka voisivat edesauttaa metsäsektoria säilyttämään kannattavuuden tulevaisuudessa matkalla kohti biotaloutta.

Tämä väitöskirja selvittää uusien metsätalouspalveluiden kysynnän ajureita ja metsiin perustuvan liiketoiminnan mahdollisuuksia metsänomistajien tavoitteiden ja heidän metsään liittämiensä merkitysten näkökulmasta. Metsään ja sen omistamiseen liittyviä tavoitteita ja merkityksiä tutkitaan sosiodemografisesta ja metsänomistajan kestävän elämäntyylin näkökulmasta, jotka johtavat yleisempään tutkimukseen metsänomistajien näkemyksistä metsien käytöstä ja metsäsektorin näkymistä tulevaisuudessa. Väitöskirjan ensimmäisessä artikkelissa tuodaan esille myös metsänomistajien tavoitteiden tutkimisen menetelmiin liittyviä uusia näkökulmia. Väitöskirjan tavoitteena on saavuttaa syvällisempi ymmärrys metsänomistajien tavoitteista ja tutkia kuinka tätä tietoa voitaisiin käyttää metsätalouden ja muiden metsään perustuvien tuotteiden ja palveluiden kehittämisessä ja markkinoinnissa.

Tulokset näyttävät kuinka metsänomistuksen tavoitteita voidaan analysoida järjestelmällisesti. Tutkimus havainnollistaa myös kuinka tietyt metsänomistajasegmentit arvostavat metsien kauneutta ja luonnon monimuotoisuuden suojelua enemmän kuin perinteistä rahallista arvoa. Metsänomistajat, jotka ovat enemmän kestävään kulutukseen suuntautuneita korostavat enemmän metsien moninaisia hyötyjä, kun heitä verrataan vähemmän kestävään kulutukseen suuntautuneisiin metsänomistajiin. Tämän väitöskirjan johtopäätöksissä todetaan, että metsien tulevaisuuden arvon luominen perustuu monipuolisuuteen, ja on tärkeää laajentaa näkökulmaa raaka-aineen hallitsevuudesta kohti monipuolisempaa metsien käyttöä.  Siten on välttämätöntä tunnistaa asiakkaiden vaatimukset monipuolisemmista metsätalouspalveluista, jotta täytetään metsänomistajien moninaiset tarpeet, mutta vaatimusten tunnistaminen on tärkeää myös uusien metsään perustuvien liiketoimintamahdollisuuksien näkökulmasta.

• Häyrinen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: liina.hayrinen@helsinki.fi

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Maailman metsät altistuvat uudenlaiselle stressille ilmastonmuutoksen myötä. Tuhohyönteiset sekä patogeenit siirtyvät uusille leveysasteille ja kuumuuden aiheuttama stressi lisääntyy, mikä johtaa lisääntyneeseen puiden kuolleisuuteen sekä kasvaneeseen metsäpalojen määrään maailmanlaajuisesti. On vaikeaa arvioida, kuinka voimakasta metsien heikentyminen ilmastonmuutoksen myötä on minkä vuoksi tarvitaan uusia harhattomia menetelmiä metsien kunnon arviointiin. Kaukokartoitusmenetelmillä voidaan mitata useita eri muuttujia metsistä, mutta stressin havaitseminen aikaisessa vaiheessa on ollut haastavaa muutoksien hienovaraisuudesta johtuen. Monikanavalaserkeilausteknologialla on potentiaalia havaita aikaisia puun heikentymisen merkkejä tarjoamalla tarkkaa kolmiulotteista tietoa sekä informaatiota puun heijastuvuudesta useilla eri aallonpituuksilla samanaikaisesti.

Tämän väitöskirjan päätavoitteena oli tutkia monikanavalaserkeilauksen kykyä havaita ja arvioida useiden eri stressitekijöiden aiheuttamaa puun heikentymistä. Tämä tehtiin tutkimalla kaukokartoituksen avulla havaittavaa puiden heikentymisen indikaattoria, lehtien vesipitoisuutta. Väitöskirjassa kehitettiin uusia menetelmiä lehtien vesipitoisuuden arviointiin monikanavalaserkeilauksen avulla useilla eri mittakaavoilla yksittäisistä lehdistä kokonaisiin latvuksiin. Myös lehtien vesipitoisuuden ja erilaisten puun heikentymistä aiheuttavien stressitekijöiden välistä suhdetta tutkittiin, jotta stressin ja vesipitoisuuden välistä riippuvuutta voitaisiin ymmärtää paremmin.

Osatutkimukset I-III keskittyivät tutkimaan lehtien vesipitoisuuden sekä laserintensiteetin, eli laserin heijastaman valon, välistä yhteyttä usealla aallonpituudella. Ensin, hyperspektrilaserkeilainta, joka havaitsee kahdeksaa eri aallonpituutta, käytettiin muutosten havaitsemiseen tuoreiden sekä kuivuuskäsiteltyjen mäntyjen sekä kuusten välillä (osatutkimus I). Sitten tehtiin tutkimus yksittäisillä lehdillä sekä neulasryhmillä (osatutkimus II) käyttäen mäntyä, kuusta, metsälehmusta, vaahteraa sekä rauduskoivua ja havaittiin vahva riippuvuus lehtien vesipitoisuuden sekä 1550 nm ja 690 nm aallonpituuksista lasketun indeksin välillä. Tämän jälkeen osatutkimuksessa III tutkittiin neulasten kosteuspitoisuuden arviointia monikanavalaserkeilauksen avulla sekä patogeenin ja kuivuuden aiheuttamaa lehtien vesipitoisuuden vaihtelua kuusen taimilla. Sinistäjäsienellä infektoitujen taimien neulasten vesipitoisuus vähentyi nopeasti, kun taas kuivuuskäsiteltyjen taimien vesipitoisuus pysyi tasaisempana erittäin voimakkaaseen kuivuuteen asti. Neulasten kosteuspitoisuus sekä heikentyneet taimet pystyttiin ennustamaan hyvällä tarkkuudella käyttäen indeksiä, joka oli laskettu 1550 nm ja 905 nm aallonpituuksista.

Kehitettyä menetelmää sekä neulasten kosteuspitoisuuden ja puun heikentymisen välistä yhteyttä tutkittiin osatutkimuksessa IV kirjanpainajan (Ips typographus L.) heikentämässä metsässä. Monikanavalaserkeilauksen avulla pystyttiin erottamaan hyvällä tarkkuudella (90% yleistarkkuus) kirjanpainajan saastuttamat puut jo silloin kun latvus ei vielä osoittanut visuaalisia heikentymisen merkkejä. Laserintensiteetin avulla pystyttiin havainnoimaan pihkavuotoja rungossa, mikä auttoi terveiden puiden luokittelussa. Huomattiin myös, että neulasten kosteuspitoisuus laskee jo pian kirjanpainajan iskeytymisen jälkeen.

Tämä väitöskirja edistää sekä objektiivisen ja automatisoitavan menetelmän kehitystä, jolla voidaan havaita ja mitata puiden heikentymistä, että lehtien vesipitoisuuden ja puiden heikentymisen välisen yhteyden ymmärtämistä. Väitöskirjan tuloksista julkaistaan myös populääri musiikki- ja videoteos nimellä: Idän Proffa feat. Linda Ilves – Keilaa puita. Video julkaistaan täällä: http://bit.ly/keilaapuita.

• Junttila, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: samuli.junttila@helsinki.fi

Väitöskirjassa esitetään yhteenveto neljästä tapaustutkimuksesta, joissa keskityttiin metsähakkeen toimitusketjun uudelleenmuotoiluun erityisesti terminaaliratkaisujen osalta ja toimitusketjun suorituskyvyn parantamiseen koneiden parannetun teknologian ja säädön avulla. Työn tavoitteena oli analysoida ja parantaa metsähakkeen toimitusketjun polttoainetaloutta ja energiatehokkuutta muuttamalla harvesterin asetuksia, tutkia uuden innovaation, hybridihakkurin, suorituskykyä ja kehittää vaihtoehtoisia tapoja hyödyntää syöttöterminaaleja hakkeen toimitusketjussa. Työssä käytettiin kahta tutkimusmenetelmää: työntutkimusta ja diskreettiä tapahtumasimulointia (DES). Työntutkimus keskittyi yksittäisten koneiden suorituskyvyn ja niiden muutosten tutkimiseen, DES-menetelmää käytettiin metsähakkeen koko tuotantoketjun organisointivaihtoehtojen tutkimiseen. Tutkimuksen tuloksena saatiin seuraavat havainnot ja päätelmät: 1) yksioteharvesterin asetuksilla on tilastollisesti merkittävä vaikutus polttoainetalouteen; 2) hybridihakkuri parantaa haketuksen energiatehokkuutta, vaikka analysoidun prototyypin tuottavuus olikin alhaisempi kuin perinteisten hakkureiden; 3) syöttöterminaalit metsähakkeen toimitusketjussa tehostavat koneiden käyttöastetta ja mahdollistavat toimitusten tehostamisen erityisesti korkean kysynnän talvikuukausina ja siten alentavat tukipolttoaineiden tarvetta ja 4) erilaisilla hakkuri- ja kuorma-autoyhdistelmillä voidaan parantaa kustannuskilpailukykyä. Nykyisen metsähakkeen toimitusketjun suorituskykyä ja energiatehokkuutta voidaan parantaa integroidulla lähestymistavalla, jossa huomioidaan fysikaalisen tason, teknologisen tason, yritystason ja teollisuustason energiatehokkuuksia.

• Prinz, Natural Resources Institute Finland (Luke), Production systems Sähköposti: robert.prinz@luke.fi

• Mäki, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: mari.maki@helsinki.fi

Maankäyttö vaikuttaa ilmastoon useaa eri kautta. Väitöskirjassa tarkastellaan, kuinka maankäytön ilmastovaikutuksia voidaan ohjata optimaalisesti (eli hyvinvoinnin maksimoivalla tavalla) markkinapohjaisia välineitä (kuten tukia ja veroja) hyödyntäen. Väitöskirja koostuu neljästä osajulkaisusta ja yhteenvedosta. Kukin osajulkaisuista käsittelee erillistä maankäyttösektorin ilmasto-ohjaukseen liittyvää aihetta.

Ensimmäisessä osajulkaisussa kuvataan kattava biomassan, maaperän ja tuotteiden hiilivarastoja ohjaava politiikka. Erityistä huomiota kiinnitetään maaperän hiilivarastoihin kohdistuvaan ohjaukseen.

Toinen osajulkaisu koskee hakkuutähteiden energiakäytöstä aiheutuvien hiilidioksidipäästöjen ohjausta. Näiden päästöjen haitallisuutta verrataan fossiilisten päästöjen haitallisuuteen. Vertailuun perustuen esitetään, kuinka hakkuutähteiden ja fossiilisten polttoaineiden hiilidioksidiverot voitaisiin yhdenmukaistaa.

Kolmannessa osajulkaisussa tarkastellaan lisäisyysperiaatteen soveltamista metsien hiilitukiin. Ainoastaan lisäisen hiilenvarastoinnin tukeminen vaikuttaa metsikkötason tarkastelussa onnistuvan kiertoaikaa vääristämättä, jos ohjaus toteutetaan hinnoittelemalla kaikki hiilivuot ja keräämällä ylimääräiset (ei-lisäiset) hiilituet pois verottamalla metsämaata tuottavuuden mukaan. Markkinatasolla näin muotoiltu ohjaus kuitenkin vääristää kiertoaikoja ja maan jakautumista eri käyttöihin. Vääristymät voidaan välttää, jos maan verotus kohdistetaan kaikkeen muuhunkin maankäyttöön metsien ohella.

Neljännessä osajulkaisussa esitellään uusi käsite: säteilypakotteen yhteiskunnallinen rajakustannus (engl. Social Cost of Forcing (SCF)). SCF on säteilypakotteen voimistamisesta aiheutuvan yhteiskunnallisen rajahaitan rahallinen arvo. Se on säteilypakotteen perushinta, jonka avulla voidaan arvottaa erilaisia ilmastoa lämmittäviä tekijöitä (kuten kasvihuonekaasupäästöjä tai metsän albedon lämmittävää tehoa). SCF:iin perustuvat hinnat ovat keskenään johdonmukaisia, joten ne soveltuvat käytettäväksi kustannus-hyötyanalyysissa hiilidioksidinpäästöjen yhteiskunnalliseen kustannukseen perustuvan hinnan rinnalla. Niitä voidaan myös hyödyntää erilaisiin ilmastoa lämmittäviin tekijöihin kohdistuvan ohjauksen yhdenmukaistamiseen.

Yhdessä väitöskirjan neljä osajulkaisua tukevat maankäyttösektorin ilmastopolitiikan suunnittelua.

• Rautiainen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: aapo.rautiainen@luke.fi

Euroopan energia- ja ympäristöpolitiikalla on laaja vaikutus pohjoismaisiin metsätuotemarkkinoihin. Opinnäytetyössä keskitytään neljään pääkysymykseen. Ensinnäkin Suomen ja Ruotsin metsätuotteiden markkinoiden kulutuksen, tuotannon ja kaupan maailmanlaajuisten muutosten vaikutukset. Toiseksi tutkitaan fossiilisten polttoaineiden (hiili) korvaamista metsäpohjaisen biopolttoaineen avulla edistävien toimenpiteiden tehokkuutta. Kolmanneksi verrataan ja arvioidaan pohjoismaiden tutkimustietoa Euroopan unionin muiden alueiden kanssa, mikä perustuu asiantuntijoiden käsityksiin Euroopan unionin 2020-tavoitteiden saavuttamisesta. Neljänneksi ennustetaan Ruotsin, Suomen, Tanskan ja Norjan uusiutuvan energian ja puupolttoaineen energian tuotannon keskinäistä vuorovaikutusta. Ensimmäisessä ja neljännessä tutkimuksessa tehtiin ekonometrinen analyysi, toinen tutkimus suoritettiin kehittämällä teoreettinen malli, ja kolmannessa tutkimuksessa analysoitiin kyselylomakkeella kerättyä dataa.

Tulokset osoittavat, että vuosina 1981–2012 rakennemuutosvuodet olivat 1991 ja 1992 suomalaisen mallin osalta ja 2004, 2005 ja 2006 Ruotsin mallin osalta. Fossiilisten polttoaineiden korvaava tutkimus osoitti, että verojen ja tukien yhdistäminen lisää biopolttoaineiden kokonaiskysyntää ja lisää fossiilisten polttoaineiden korvaamista noin 19% ja 31%. Alueellinen arviointi osoitti, että Pohjoismaiden asiantuntijoiden mielestä, joita oli valtaosa (82–93%) Euroopan unionin asiantuntijoista, vakaita ja riittäviä kannustimia ehdotettiin uusiutuvan energian tavoitteiden saavuttamiseksi biomassalle. Yleinen mielipide oli, että 2020-tavoitteita ei saavuteta. Lopuksi uusiutuvan energian ja puupolttoaineen välinen arvio osoittaa, että uusiutuvien energialähteiden saannilla oli aina positiivinen reaktio ja puupolttoaineella oli aina negatiivinen reaktio omiin ja keskinäisiin positiivisiin impulsseihin. Opinnäytetyössä todetaan, että verot ja tuet vaikuttavat yhdessä voimakkaasti fossiilisten polttoaineiden korvaamiseen metsäpohjaisilla biopolttoaineilla. Odottamattomat impulssit voivat lisätä uusiutuvan energian tuotantoa ja vähentää puupolttoaineiden tuotantoa, ja johdonmukaiset ja riittävät poliittiset välineet ovat välttämättömiä Euroopan unionin tavoitteiden saavuttamiseksi.

• Khanam, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: tahakh@student.uef.fi

Tutkin väitöskirjassani metsien polton ja hakkuun voimakkuuden vaikutusta lahottajasieniin, kääpiin, 10 vuoden aikana polton ja hakkuun jälkeen. Metsien hakkuiden yhteydessä valtaosa puusta korjataan metsistä, ja tämän takia monet kuolleesta puusta riippuvaiset eliölajit ovat uhanalaisia. Lajien elinmahdollisuuksia voidaan parantaa uusien keinojen, kuten hakkuualoille jätettävien säästöpuiden ja metsän hallitun polttamisen avulla, mutta toimenpiteiden merkitystä kääville ei juuri ole tutkittu.

Aineistoni kerättiin samoilta tutkimusalueilta viitenä eri vuotena: 2000, 2003, 2005, 2008 ja 2011. Laaja-alaisessa kokeellisessa asetelmassa oli mukana 24 tutkimusmetsikköä, joissa toteutettiin erilaisia hakkuita, ja joista puolet poltettiin. Käsittelyt toistettiin (replikoitiin) eri metsiköissä. Aineisto sisältää 98 136 kuolleiden puiden mittaustulosta ja 22 150 havaintoa niillä kasvaneista 122 eri kääpälajista.

Työni päähavainnot ovat:

1) Jätettävän säästöpuumäärän on oltava suuri, jotta kääpien monimuotoisuus säilyy hakkuualalla. Havaitsin enemmän kääpiä tutkimusaloilla, joille oli jätetty säästöpuuta 50 m³ ha^-1, kuin aloilla, joille säästöpuuta oli jätetty vain 10 m³ ha^-1. Hakattujen alojen polttaminen nopeutti säästöpuiden kuolemista ja kaatumista ja monipuolisti kuolleen puuston laatua. Uhanalaisia kääpälajeja löydettiin pääasiassa poltetuilta aloilta, joilla oli enemmän säästöpuita.

2) Hakkuualoilla on paljon erityyppisiä kuolleita puita: vanhaa hakkuuta edeltänyttä maapuuta, kantoja, latvuksia ja kuolleita säästöpuita. Kaikki nämä eri kuolleen puun laadut ovat tärkeitä kääville ja ylläpitävät lajiston monipuolisuutta talousmetsissä. Käsittelyjen vaikutus kääpälajistoon on nähtävissä tavallisesti vasta usean vuoden kuluttua. Erilaiset kuolleet puut lahoavat eri nopeuksilla ja ovat siten kääville sopivia kasvualustoja eri pituisia ajanjaksoja.

3) Metsän polttaminen lisäsi kääpälajien määrää ja monipuolisuutta sekä hakatuilla että hakkaamattomilla tutkimusaloilla. Hakatuissa metsissä poltto lisäsi lajimäärää erityisesti kannoilla.

Väitöskirjani tulokset osoittavat uusia keinoja kuolleesta puusta riippuvaisen lajiston suojelemiseksi suojelualueiden ulkopuolella. Säästöpuiden jättäminen, hakkuutähteiden korjuun välttäminen ja hakkuita edeltävän vanhan lahopuun säästäminen hakkuualoilla ovat erityisen hyviä keinoja monimuotoisuuden kannalta. Kontrolloiduilla metsänpoltoilla voidaan luoda aiempaa monipuolisempi ja myös ajallisesti vaihteleva kuollut puusto käsiteltyihin metsiin.

• Suominen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: mai.suominen@gmail.com

Suurin osa maailman metsistä sijaitsee suojelualueiden ja metsäplantaasien ulkopuolella. Metsien monikäyttö on tavallista näissä metsissä. Näissä metsissä onkin periaatteessa mahdollista toteuttaa kestävää metsien käyttöä, joka turvaa metsien monien tuotteiden saatavuuden ja ylläpitää metsien ekosysteemipalveluita. Käytännössä näiden metsien käyttö on kuitenkin usein voimaperäistä ja tähtää usein vain yhden tuotteen – puubiomassan – tuottamiseen. Tällöin metsien käyttö ja hoito johtavat metsien yksipuolisuuteen, joka jättää huomioimatta metsien monet toiminnalliset merkitykset, niiden biologisen monimuotoisuuden ja ekosysteemipalvelut.

Työssäni tutkin, miten metsien toiminnallinen heterogeenisuus vaikuttaa metsien monimuotoisuuteen ja metsien ekosysteemipalveluihin. Työ perustuu laaja-alaiseen metsäekologiseen kokeelliseen asetelmaan, jossa on mukana metsien erilaisia hakkuutapoja sekä metsän polttoja. Koeasetelman käsittelyt perustuvat metsien häiriödynamiikkaan. Koeasetelma perustettiin vuonna 2000, ja se on käsittelyjen ja koeyksiköiden tasolla tilastollisesti toistettu. Tutkimuksen kohteena ovat erilaiset hakkuut, joissa metsien säästöpuuston määrä vaihtelee, yhdistettynä metsän polttoon. Koeasetelmaan sisältyy 24 koemetsikköä.

Tulokset osoittavat, että metsän polton ja riittävän suuren säästöpuumäärän yhdistäminen metsikkötasolla parantaa puolukan satoisuutta. Palon jälkeen metsiin jäävät kuollut puuaines yhdessä maaperän palonjälkeisen rakenteen kanssa lisäävät metsävarpujen pölyttäjien (mesipistiäisten) määrää ja monipuolisuutta, koska pölyttäjille on näissä metsissä tarjolla sopivia pesänrakennuspaikkoja. Varhaiset, poltetut metsien sukkessiovaiheet ylläpitävät myös useiden loishyönteisten monipuolisuutta, mikä on yhteydessä näiden metsien häiriönjälkeisen kasvillisuuden rakenteelliseen monipuolisuuteen.

Metsikkötasoa laajemmalla maisematasolla vanhat metsät ovat tärkeitä etenkin mustikan kukinnalle ja marjatuotannolle. Vanhat metsät täydentävät nuorissa, häiriön jälkeisissä metsissä pesivien ja lisääntyvien pölyttäjähyönteisten pölytys- ja ruokailumahdollisuuksia. Vanhat metsät yhdessä erilaisten hakkuualueiden säästöpuumäärien ja metsäpalon (kulotuksen) vaihtelun kanssa ylläpitävät ja lisäävät pölyttäjäyhteisöjen monipuolisuutta sekä ajallisesti että alueellisesti. Lajistollisesti monipuolinen pölyttäjäyhteisö on tulosteni mukaan myös toiminnallisesti monipuolinen, etenkin poltetuilla alueilla.

Tulosteni merkittävin yleinen päätelmä on, että metsien luontaisten häiriöiden jäljitteleminen talousmetsissä – esimerkiksi riittävän säästöpuumäärän ja kulotuksen avulla – yhdessä suojeltujen vanhojen metsien kanssa on erityisen tärkeää, kun metsien käytön kestävyyttä kehitetään niin, että metsät pystyvät ylläpitämään niiden tarjoamat kriittiset ekosysteemipalvelut – kuten metsävarpujen pölytyksen – sekä turvaamaan metsien monimuotoisuuden.

• Rodríguez, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: antro@student.uef.fi

Työssä kehitettiin kuusen (Picea abies (L.) Karst.) alkiomonistusmenetelmää ja sen lisäystehokkuutta, tavoitteena yhdistää alkiomonistus käytännön metsänjalostukseen ja käytössä oleviin taimituotantomenetelmiin. Työssä tutkittiin erityisesti i) alkioiden kypsytys- eli maturaatiovaiheen, kylmävarastoinnin, solukkoviljelyalustalla tapahtuvan idätyksen ja taimitarhakasvatuksen olosuhteiden (laboratorio-taimitarha rajapinta) vaikutusta solukkotaimien elävyyteen ja kasvuun (Artikkelit I ja II); ii) mahdollisuuksia parantaa alkiomonistukseen perustuvan taimituotannon tehokkuutta säilyttäen samalla lisäysaineiston perinnöllinen monimuotoisuus (Artikkelit I ja II); sekä iii) mahdollisuutta kasvattaa lisäystehokkuutta käyttämällä solukkotaimia pistokasemoina (Artikkeli III). Tavoitteiden saavuttamiseksi toteutettiin sarja solukkoviljely- ja taimikasvatuskokeita. Lisäksi arvioitiin alkiomonistuksen kustannusrakenne sekä menetelmäkehityksen vaikutus kustannuksiin.

Menetelmäkehityksen tuloksena tuotettujen alkioiden määrä kaksinkertaistui tuotantoyksikköä kohden, solukkotaimien elävyys lähes kaksinkertaistui ja pituuskasvu taimitarhalla lisääntyi siinä määrin, että solukkotaimien kasvatusaika taimitarhalla lyheni yhdellä vuodella aiempaan verrattuna. Solukkotaimia pystyttiin tuottamaan 356 eri genotyypistä, mikä oli 50 % testatuista, syväjäädytettynä säilötyistä ja sulatetuista genotyypeistä. Menetelmäkehitys alensi solukkotaimien tuotantokustannuksia 75 %. Työn tulokset osoittavat, että yhden viikon ajan laboratoriossa solukkoviljelyalustalla idätettyjä solukkotaimia voidaan kasvattaa kasvihuoneeseen koulinnan jälkeen siementaimien kanssa samoissa olosuhteissa ilman ylimääräisiä toimenpiteitä. Solukkotaimia on mahdollista lisätä edelleen pistokkaina: solukkotaimipistokkaat juurtuivat hyvin samoissa olosuhteissa, joita käytetään siementaimista leikatuille pistokkaille. Genotyyppien laajamittaisen kenttätestauksen aloittaminen on mahdollista käyttäen 5-12 solukkotaimea pistokasemoina.

• Tikkinen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: mikko.tikkinen@luke.fi

Tässä tutkimuksessa analysoitiin metsänhoidon ja ilmastonmuutoksen voimakkuuden vaikutusta metsien ainespuuntuotantoon ja hiilivarastoon Suomessa, käyttäen metsikkötason (I)  ja metsäaluetason (II, III) metsäekosysteemimallilaskelmissa 28 maailmanlaajuisen ilmastonmuutosmallin tuloksia (CMIP5 tietokanta, RCP4.5 ja RCP8.5, vuodet 2010-2099.  Eri osatöissä selvitettiin ilmastonmuutoksen voimakkuuden ja puuston harvennusohjelmien (I, III) ja eri puulajien suosimisen (II) sekä hakkuiden ulkopuolelle jätettävän metsäpinta-alan (I) vaikutusta metsien tilavuuskasvuun, hiilenvarastoihin, ainespuutuotantoon ja sen taloudelliseen kannattavuuteen (I) sekä lahopuun määrään metsissä (III).  

Ilmastonmuutoksen vaikutus  metsien tilavuuskasvuun, hiilenvarastoihin, ainespuutuotantoon ja sen taloudelliseen kannattavuuteen sekä metsien lahopuun määrään vaihteli suuresti, riippuen maantieteellisestä alueesta, puulajista ja ilmastonmuutoksen voimakkuudesta. Eri puulajien ja alueiden vaste-erot kasvoivat myös ilmastonmuutoksen voimakkuuden lisääntyessä. Ilmastonmuutoksen kasvuvaikutukset olivat puulajista riippumatta Pohjois-Suomessa positiivisempia kuin Etelä-Suomessa. Koivun kasvu hyötyi eniten ilmastonmuutoksesta Etelä-Suomessa ja sen kasvu lisääntyi myös hyvin voimakkaan ilmastonmuutoksen vallitessa, toisin kuin kuusella ja osin myös männyllä. Hakkuiden ulkopuolelle jätettävän metsäpinta-alan määrän kasvu lisäsi metsien tilavuuskasvua, hiilenvarastoja ja lahopuun määrää, mutta alensi ainespuutuotantoa. Riippuen maantieteellisestä alueesta, puulajista ja ilmastonmuutoksen voimakkuudesta, hyvin erilaisia metsien hoidon sopeuttamiskeinoja voidaan tarvita, tulevaisuudessa jotta voidaan hyödyntää ilmastonmuutoksen positiiviset vaikutukset ja vähentää sen haitallisia vaikutuksia.

• ALRahahleh, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: laith.alrahahleh@uef.fi

Kaakkois-Aasian trooppiset suot ovat merkittäviä hiilen varastoja ja luonnon monimuotoisuuden keskittymiä. Pääasiallinen turvetta muodostava ja varastoiva ekosysteemi Kaakkois-Aasiassa on paksuturpeinen trooppinen suosademetsä. Hakkuut ja maankäytön muutos plantaaseiksi ja maanviljelyyn on aiheuttanut laaja-alaista suosademetsien tuhoa, ja samalla niiden suojelu ja ennallistaminen on tullut ajankohtaiseksi. Tämä väitöskirja keskittyy ensin luonnontilaisen suosademetsän pintaturpeen ominaisuuksiin, metsän pohjan pinnanmuotojen mikrotopografiaan ja kasvillisuuden esiintymiseen suhteessa pinnanmuotoihin. Näitä tietoja on käytetty hyväksi väitöskirjan toisen osan muodostavissa palaneiden ja kuivatettujen entisten suosademetsäalueiden ennallistamiskokeissa.

Tutkitussa luonnontilaisessa suosademetsätyypissä metsän pohjaa voidaan kuvata pinta-alaltaan vähäisempien mättäiden ja laajempien matalammalla sijaitsevien välipintojen jatkumoksi, jossa suurin osa maanpinnasta on pohjavedenpinnantason yläpuolella suurimman osan vuodesta. Toisin kuin boreaalisilla ja temperaattisilla soilla, metsän pohjan mikrotopografialla ei havaittu selkeää suuntautuneisuutta tai järjestäytyneisyyttä. Pintaturpeen rakenne ja kemia vaihtelivat suhteessa turpeen mikrotopografiseen sijaintiin niin, että useimpien kasviravinteiden pitoisuudet olivat korkeampia korkeammilla pinnoilla. Myös puut ja suuremmat puun taimet olivat keskittyneet korkeammille pinnoille, kun taas pienempiä taimia esiintyi kaikilla maanpinnantasoilla.

Ensimmäisessä taimi-istutuskokeessa testasimme 21 paikallisen puulajin soveltuvuutta palaneiden ja kuivatettujen alueiden uudelleenmetsittämiseen. Kokeen tuloksena saimme tietoa eri lajien taimien tulvan- ja kuivuudensiedosta, lajien soveltuvuudesta erilaisille alueille ja taimien sopivasta istutuskoosta. Toisessa taimi-istutuskokeessa kokeilimme pintakasvillisuuden perkauksen, lannoituksen ja mätästyksen vaikutusta taimien menestykseen viidellä jo aiemmissa ennallistusprojekteissa käytetyllä lajilla. Selvitimme myös alueella kaksi vuotta istutuksen jälkeen riehuneiden maastopalojen vaikutusta taimien selviämiseen.

Luonnontilaisesta suosademetsästä ja taimikokeista saamiemme tulosten avulla pystyimme lisäämään tietoa useiden lajien soveltuvuudesta suosademetsän ennallistamiseen.

• Lampela, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: maija.lampela@helsinki.fi

Kuusi (Picea abies (L.) Karst.) on metsänviljelyn pääpuulaji pohjoismaissa. Suomessa tuotetaan vuosittain noin 100 miljoonaa kuusen tainta. Kuusen siementuotanto on sidoksissa lajin lisääntymisbiologiaan: hyvät siemenvuodet toistuvat harvoin ja merkittävä osa siemenistä on tavallisesti tyhjiä tai hyönteisten vaurioittamia. Tässä väitöskirjassa tarkastellaan siementen laadun eri osa-alueiden vaikutusta paakkutaimituotantoon sekä mahdollisuuksia parantaa siementen ja taimien laatua siementen esikäsittelyillä. Lisäksi tarkastellaan siementen laadun ja painon vaihtelua metsiköstä ja siemenviljelykseltä kerätyssä aineistossa ja vaihtelun merkitystä siemensaantoon.

Väitöskirjan ensimmäisessä osajulkaisussa eristettiin kaupallisista siemeneristä niissä esiintyvät sienet ja tutkittiin siementen liotuskäsittelyiden vaikutusta näiden runsauteen. Tutkituissa kolmessa siemenerässä esiintyi patogeenisiä sienilajeja, mutta suurin osa lajistosta oli saprofyyttistä. Taimipolteoireiden esiintyvyyttä tutkittiin agar-alustalla ja turpeessa tehdyissä orastumiskokeissa. Taimipoltteen yleisyys vaihteli siemenerittäin agar-alustalla, muttei turpeessa, mikä korostaa kasvatusolosuhteiden merkitystä siementen mukana leviävien sienitautien ehkäisemisessä.

Siementen liotuskäsittelyt aikaistivat itämistä laboratoriossa sekä orastumista taimitarhakokeissa. Liotuskäsittelyn avulla voitiin lajitella siemeneristä pois tyhjät ja hyönteisten vaurioittamat siemenet. Työn toisessa osajulkaisussa tarkasteltiin yksivuotiaaksi kasvatetuilla taimilla orastumisajankohdan ja taimien laadun yhteyttä. Mitä myöhemmin taimi orastui, sitä todennäköisemmin siitä kehittyi huonolaatuinen, ns. raakkitaimi. Siementen liotuskäsittelystä oli hyötyä 1,5-vuotiaaksi kasvatettujen taimien kehitykselle. Tulosten mukaan raakkitaimien osuus pieneni ja taimien koko kasvoi liotuskäsittelyn seurauksena. Tulosten perusteella esikäsittelyn vaikutus riippuu itämisen ja taimien alkukehityksen aikaisista olosuhteista.

Väitöskirjan neljännessä osajulkaisussa havaittiin täysien siementen osuuksien vaihtelevan yksittäisten puiden, tai siemenviljelyksillä kloonien, välillä. Metsikköaineistossa myös hyönteistuhojen osuus vaihteli puittain. Siementen keskipainot vaihtelivat niin ikään puiden tai kloonien välillä, mutta varianssikomponenttianalyysin mukaan kävyn sisäinen siementen painon varianssi on käpyjen ja puiden tai kloonien välistä painovaihtelua suurempaa. Siementen painolajittelu vaikuttaa näin ollen vähemmän siemenerän geneettiseen kokoonpanoon kuin aiemmin on ajateltu.

Siementen laatu ei ole siementuottajien, taimitarhatuotannon ja yhteiskunnan näkökulmista yhtenäinen käsite vaan laadun eri osa-alueet ovat niille eri tavoin merkityksellisiä, ja niiden keinot laadun ohjailuun ovat erilaisia.

• Himanen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: katri.himanen@luke.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

Luonnontilansa menettäneitä metsäekosysteemeitä voidaan palauttaa lähemmäs luonnontilaa ennallistamalla. Ennallistaminen voidaan tehdä joko aktiivisesti palauttamalla luontaisia rakennepiirteitä tai passiivisesti jättämällä alue kehittymään itsekseen. Erityyppisten ennallistamiskeinojen vaikutukset metsien rakenteeseen ja ekologisiin prosesseihin, esimerkiksi maaperän tai kasvillisuuden ominaispiirteisiin, tunnetaan huonosti. Tässä tutkimuksessa selvitetään metsien erityyppisten ennallistamiskeinojen vaikutuksia maaperän orgaanisen aineen määriin sekä kasvillisuuteen itäsuomalaisissa havupuuvaltaisissa metsissä.

Tutkimuksen aineisto kerättiin suojelualueilta ja talouskäytössä olevista metsistä Pohjois-Karjalassa. Tutkimusalueilta mitattiin useita maaperän ja kasvillisuuden rakennetta kuvaavia tunnuksia. Lisäksi tutkittiin erityisesti lahoavien puunrunkojen vaikutuksia maaperän orgaanisen aineen hajotukseen ennallistamistoimien jälkeen.

Aktiivisessa ennallistamisessa sovellettiin metsän polttoa yhtenä ennallistamismenetelmänä, yhdessä erilaisten puuston hakkuiden kanssa. Osittain hakattujen, poltettujen metsien maaperän humus ja orgaanisen aineen määrä olivat alhaisempia kuin hakatuissa, mutta polttamattomissa vastaavissa metsissä. Myös kasvillisuuden biomassa väheni poltetuilla alueilla selvemmin kuin muilla alueilla. Metsän polton jälkeen monet kasvilajit vähenivät tai hävisivät alueellisesti yhdenmukaisesti, eikä kasvillisuuden rakenne vielä 10 vuoden kuluessa palautunut ennalleen. Säästöpuiden jättäminen käsitellyille alueille lievensi osittain palon vaikutuksia kasvillisuuden monimuotoisuuteen. Maaperän orgaanisen aineen hajotusta lisäsi läheisyys maassa makaavaan puunrunkoon, mutta tämä vaikutus näkyi vain polttamattomien runkojen lähellä. Poltettujen ja hiiltyneiden runkojen lähellä vastaavaa lisäystä hajotusnopeudessa ei havaittu, mikä viittaa aiemmin tuntemattomaan mekanismiin, joka kytkee metsäpalon maaperän hajotusprosesseihin hiiltyneen puuaineksen välityksellä. 

Passiivista ennallistamista tutkittiin yli sata vuotta sitten kaskiviljelyä varten poltettujen alueiden, mutta sen jälkeen luonnontilaan jätettyjen alueiden maaperän ja kasvillisuuden palautumisena. Kaskiviljelyn ja metsänpolttojen vaikutukset olivat havaittavissa metsän kasvillisuuden ja maaperän rakenteessa vielä yli sadan vuoden kuluttua. Kaskiviljelyyn käytetyillä alueilla koivujen määrä (tilavuus) oli edelleen suurempi ja maaperän orgaanisen aineen määrä alhaisempi kuin kontrollimetsissä. Tulosten mukaan pohjoisissa havumetsissä metsän passiivinen palautuminen voi siten kestää yli 100 vuotta, ennen kuin ekosysteemin ominaispiirteet palautuvat samaan tilaan, jossa ne olivat ennen häiriöitä. Erityisesti maaperän palautuminen ennalleen kestää pitkään ja ilmeisesti pitempään kuin kasvillisuuden palautuminen.

Tulokseni viittaavat siihen, että aktiivinen ja passiivinen ennallistaminen voivat johtaa hyvinkin erilaisiin ekosysteemin ominaispiirteisiin. Ennallistaminen esimerkiksi metsää polttamalla toteutetaan melko alhaisella palon voimakkuudella. Tällaiset palot eivät näytä aiheuttavan suuria tai pitkäkestoisia haitallisia muutoksia metsien maaperässä. Etenkään syvemmällä oleva kivennäismaa ei näiden polttojen yhteydessä muokkaudu, minkä vuoksi ekosysteemin toipuminen on mahdollista. Tutkimuksessani ei kuitenkaan ollut mahdollista koota tai pystytty kattavasti analysoimaan pitkiä aikasarjoja, jotka liittyvät metsien aktiiviseen ja passiivisen ennallistamiseen. Tällaisiin tutkimuksiin jää ilmeinen tarve jatkossa. Tulokseni kuitenkin merkitsevät sitä, että erilaiset ennallistamistavat voivat tuottaa ekologisesti erilaisia tuloksia: passiivisessa ennallistamisessa tavoitellaan koko ekosysteemin palautumista kokonaisuutena, kun taas aktiivisessa ennallistamisessa voidaan palauttaa tiettyjä yksittäisiä ekosysteemin piirteitä tai lajeja. Näiden ennallistamismenetelmien ero tulisi jatkossa tunnistaa aiempaa paremmin.

• Čugunovs, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: mihails.cugunovs@uef.fi

Ilmasta tehtävä laserkeilaus on tehostanut metsänarviointia viime vuosikymmenten aikana, koska sen avulla voidaan tuottaa 3D-tietoa metsien rakenteesta. Tämä tutkimus keskittyy laserkeilauspohjaisen metsänarvioinnin ja metsäsuunnittelun integrointiin kun tavoitteena on luoda dynaamisia käsittelykuvioita (DTU, dynamic treatment units). Käsittelykuviot eivät ole kiinteitä ja ennalta määrättyjä, vaan ne muodostetaan yhdistämällä pienempiä laskentayksiköitä. Yhdistely suoritetaan metsänhoitotavoitteiden ja metsien dynamiikan perusteella. Tutkimus suoritettiin kahdessa mäntymetsässä Kastilian ja Leónin alueella Espanjassa, joilta kerättiin sekä maastomittauksia että laserkeilausaineistoa. Tämä väitöskirja sisältää neljä artikkelia jotka käsittelevät dynaamisten käsittelykuvioiden muodostamista (artikkelit I ja III), vaihtoehtoisten inventointiyksiköiden (FIU, forest inventory unit) vaikutuksia kun ongelma muotoillaan kahdella eri tavalla (artikkelit I, II ja IV), ja koealojen paikannusvirheiden vaikutuksia aina otantavaiheesta päätöksentekoon asti (artikkeli II). Puustotunnukset estimoitiin kaikissa artikkeleissa laserkeilauksen perusteella, ja läpimittajakaumia sekä metsikön dynamiikkaa kuvaavia malleja sovellettiin pysyvillä koealoilla havaittujen puustotunnusten muutoksen ennustamiseen. Simulointien lopputuloksena saatiin käsittelyketjuja, jotka pyrkivät maksimoimaan ei-spatiaalisia (artikkeli III) ja spatiaalisia (kaikki artikkelit) vastemuuttujia sisältävien hyötyfunktioiden arvoja. Tulokset osoittavat epäsäännöllisten inventointiyksiköiden tuottavan hyviä tuloksia ja korostavat segmentointimenetelmien avulla saatavia hyötyjä, kun tavoitteena on luoda kompakteja käsittelykuvioita. Spatiaalinen optimointi paransi metsäsuunnitelmissa tarvittavaa kuviointia ja lisäsi suunnittelun kustannuksia vain vähän verrattuna ilman spatiaalista optimointia laadittuihin suunnitelmiin. Spatiaaliset tavoitteet ja spatiaalisuuden huomioivat korjuukustannusfunktiot helpottavat inventointiyksiköiden koostamista kuvioiksi. Heuristiset optimointimenetelmät toimivat tehokkaasti kombinatoristen ongelmien ratkaisemisessa. Väitöskirja osoittaa kuinka laajasti käytettyjen laserkeilauspohjaisten menetelmien ja spatiaalisen optimoinnin yhdistäminen auttaa parempien metsäsuunnittelumenetelmien kehittämisessä.

• Pascual Arranz, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: adrian.pascual.arranz@uef.fi

Työn tavoitteena oli soveltaa ja edelleen kehittää satelliittikuvatietoon perustuvia metsien inventoinnin laskennan menetelmiä ja komponentteja boreaalisen ja trooppisen metsän olosuhteissa. Tässä työssä esitettävät sovellukset perustuvat optisen alueen kaukokartoitustietoon, pääosin satelliittikuvatietoon, sekä epäparametriseen k:n lähimmän naapurin estimointimenetelmään, jotka molemmat ovat yleisesti käytettyjä komponentteja monilähteisessä metsien inventoinnissa.

Variogrammia tekstuuri-informaation lähteenä metsikkökuvion puuston keskitilavuuden estimoinnissa kokeiltiin digitaalisen ilmakuvan avulla Hyytiälässä. Ristiinvalidoinnin mukaan keskitilavuuden estimoinnin tarkkuus parani, kun semivarianssin arvot olivat mukana hakumuuttujien joukossa.

Metsäpeitteen ja tilavuuden kartoittamisessa Terain alueella Nepalissa hyödynnettiin. Landsat TM -satelliittikuvia. Monilähteisen metsien inventoinnin laskentaa sovellettiin tilavuuden kartoitukseen myös Kon Tumin provinssin alueella Vietnamissa. Näissä kahdessa tutkimuksessa käytettiin MODIS -satelliittikuvatietoa referenssinä Landsat TM kuvien suhteellisessa kalibroinnissa.

Satelliittikaukokartoitus on edesauttanut myös metsähakkeen teknisen korjuumahdollisuusarvion laskentamenetelmien kehitystyötä. Työssä esitetään esimerkkisovellus Keski-Suomessa ja lähtötietona laskentaproseduurissa käytetään monilähdeinventoinnin tuottamaa rasterimuotoista biomassakartoitusta. Metsähakkeen korjuumahdollisuusarvio perustui hakkuutähteiden ja kantojen korjuuseen päätehakkuukohteilla.

Trooppisen metsän alueita koskevissa sovelluksissa laskennan toteutus tehtiin Open Source -laskentaohjelmistoilla. Tehty työ on osaltaan myös REDD+ ohjelmaan liittyvää metsien inventoinnin ja kaukokartoituksen kapasiteetin kehitystyötä. Metsähakkeen korjuumahdollisuusarviot toimivat puolestaan tukena metsäbioenergian tuotantoon liittyvässä päätöksenteossa.

• Muinonen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: eerom7@gmail.com

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää tehokkaita metsähakkeen toimitusketjuja tienvarsivarastolta käyttöpaikalle. Tutkimusmenetelmänä käytettiin diskreettiä tapahtumapohjaista simulointia. Neljässä tutkimustapauksessa voitiin osoittaa seuraavat tulokset. 1) Voimalaitoksen polttoaineen vastaanottojärjestelmän uudelleenjärjestelyt sekä metsähake- ja turverekkojen saapumisen aikataulutus vähensi jonotusaikoja voimalaitoksella merkittävästi. 2) Metsäenergian tienvarsivarastojen tehokas sijainti- ja laatutiedon hyödyntäminen varastojen oikea-aikaisessa valinnassa toimituksiin lisäsi toimitettavan metsähakkeen energiasisältöä ja pienentää toimituskustannuksia. 3) Syöttöterminaalin käyttö osana metsähakkeen toimituksia käyttöpaikalle lisäsi hakkureiden ja hakeautojen käyttöastetta ja jakoi työmäärää tasaisemmin vuoden ympäri. 4) Metsähakkeen sisävesikuljetukset proomuilla tarjosi kilpailukykyisiä kuljetusratkaisuja pitkillä kuljetusetäisyyksillä, jos metsähakkeen käyttöpaikat sijaitsivat vesitiekuljetusreittien lähellä.

• Väätäinen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: kari.vaatainen@luke.fi

Tässä väitöskirjassa tutkitaan taloudellisesti kannattavinta tapaa hyödyntää mäntymetsiköitä. Laskennassa määritetään optimaalinen metsikön alkutiheys, harvennushakkuiden optimaalinen ajoitus, lukumäärä, intensiteetti ja tyyppi (ylä- vai alaharvennus), sekä päätehakkuun ajankohta. Työssä käytetään tarkkoja uudistamis- ja hakkuukustannuksia sekä puutavaran laadusta riippuvia hintoja. Metsänomistaja saa tuloja paitsi puun myynnistä, myös hakkuutähteiden myynnistä bioenergiaksi sekä hiilen sitomisesta kasvavaan metsään. Jälkimmäinen tulo perustuu Uudessa-Seelannissa jo käytössä olevaan hiilitukijärjestelmään, jollaista on ehdotettu Suomeenkin. Väitöskirjan viimeisessä osassa otetaan huomioon muuttuvan ilmaston vaikutus puiden kasvuun.

Väitöskirjan optimointitulokset on ratkaistu monitieteisellä ekologis-taloudellisella mallilla. Mäntymetsiköiden kasvua yksityiskohtaisesti kuvaava prosessipohjainen ekologinen malli yhdistetään taloudelliseen kuvaukseen mäntypuustojen hoidon yksityiskohdista. Prosessipohjaisessa mallissa metsikön kasvu lasketaan hyödyntäen ekologista tietämystä puun yhteytystuotoksen jakaantumisesta puun eri toimintojen välillä. Tällainen malli tuottaa luotettavampia tuloksia kuin metsäkoealojen kasvun perusteella rakennetut tilastollis-empiiriset mallit, kun metsän kasvua arvioidaan ennen kokemattomissa metsän kasvuolosuhteissa tai kun metsää käsitellään uusilla käsittelyketjuilla ja toimenpiteillä.

Tulokset on määritetty erikseen kaikille Fennoskandian puuntuotannon kannalta olennaisille männyn kasvuolosuhteille. Tulosten perusteella vaikuttaa välttämättömältä, että käytössä on riittävän yksityiskohtainen malli, ja että kaikki metsänkäsittelyä määrittävät muuttujat (puuston alkutiheys ja hakkuuvalinnat) optimoidaan samanaikaisesti. Taloudellisiin optimiratkaisuihin vaikuttavat tulosten mukaan puuston kasvuolosuhteet, käytetty diskonttokorko, ja käytössä olevan hiilitukijärjestelmän tyyppi sekä tuen taso.

Hiilitukijärjestelmä muuttaa taloudellista optimiratkaisua hiilensidontaa lisäävään suuntaan mutta samalla puunmyyntitulot alenevat. Näitä hiilensidonnan kustannuksia tarkastellaan väitöskirjassa myös kansallisella tasolla mäntyvaltaisissa metsiköissä ja niitä verrataan hiilipäästöjen vähentämiskustannuksiin energiantuotannossa. Vertailusta käy ilmi, että Suomen mäntyvaltaisten metsiköiden hiilensidonnan lisääminen esimerkiksi hiilitukijärjestelmän avulla näyttää kustannustehokkaalta verrattuna päästöjen vähentämiseen talouden muilla sektoreilla.

Ilmastonmuutoksen myötä muuttuvat sekä metsiköiden kasvuolosuhteet että metsien taloudellisesti kannattavin käsittely. Metsänkäsittelyn sopeuttaminen muuttuvaan ilmastoon tuo merkittävän lisän metsänomistajan tuloihin.

• Pihlainen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: sampo.pihlainen@helsinki.fi

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

Valtakunnalliset ja alueelliset arviot metsien vaihtoehtoisista käyttömahdollisuuksista ja tulevista hakkuumahdollisuuksista perustuvat yleensä Valtakunnan metsien inventoinnin (VMI) tuottamaan koeala-aineistoon. Tarve vastaavanlaisille skenaariolaskelmille paikallisella tasolla on lisääntynyt kuten myös tarve sisällyttää laskelmiin paikkaan sidottua tietoa. VMI:n suhteellisen harvan otannan takia skenaariolaskelmia ei kuitenkaan voi tehdä pelkästään VMI-koealojen perusteella maakuntatasoa pienemmillä alueilla. Väitöskirjassa selvittiin mahdollisuutta tuottaa laskelmien lähtöaineisto VMI-koealoja, satelliittikuvia ja k:n lähimmän naapurin estimointimenetelmää käyttäen. Menetelmää hyödynnettiin ensin arvioitaessa metsien hallinnollisten ja teknisten käyttörajoitusten vaikutusta puuntuotantoon kahden kylän alueella Itä-Suomessa. Toisessa sovelluksessa arvioitiin liito-oravalle sopivien elinympäristöjen määrän kehittymistä kolmessa eri hakkuuskenaariossa metsäkeskusalueittain.

Skenaariolaskelmissa käytettiin MELA (Metsälaskelma) -ohjelmistoa. Laskentakuviot puuston kehitys- ja käsittelyvaihtoehtojen simulointia varten muodostettiin satelliittikuvien segmentoinnin ja puuntuotannon rajoitustietojen avulla. Laskentakuvioille haettiin satelliittikuvien avulla sävyarvoiltaan lähimmät VMI-koealat, joille estimoitiin uudet painot eli edustavuus kyseisellä laskentakuviolla. Työssä tarkasteltiin erilaisten segmentointimenetelmien ja sävyarvopiirteiden käyttöä estimoinnissa. Metsikkökuvioita mahdollisimman hyvin vastaavien segmenttien ansiosta liito-oravalle sopivien elinympäristöjen ennustamisessa voitiin käyttää kuvio- ja maisematason malleja.

Laskenta-aineiston tuottaminen satelliittikuviin perustuvalla koealapainojen estimoinnilla osoittautui käyttökelpoiseksi menetelmäksi, joka mahdollistaa skenaariolaskelmat pienemmillä alueilla kuin olisi mahdollista pelkän VMI-koeala-aineiston avulla, esimerkiksi kuntatasolla. Hyvän maantieteellisen kattavuuden ja jatkuvuuden ansiosta satelliittikuvat ja VMI ovat kustannustehokkaita tietolähteitä ja esitetyn menetelmän avulla VMI-aineistoa voidaan käyttää metsien käyttö- ja tuotantomahdollisuuksien arvioinnissa myös paikallistasolla.

• Haakana, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: helena.haakana@luke.fi

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, millainen metsä koetaan kauniina, ja miten metsänkäsittely vaikuttaa maisemaan. Kiinnostuksen kohteena olivat myös maisemavaikutuksiin liittyvät mielikuvat, mahdolliset arvioijaryhmien väliset erot ja vuodenajan vaikutus maisemaan. Tutkimus oli psykofyysinen preferenssitutkimus, jossa metsikkötason maisema-arvostuksia ja sen muutoksia selitettiin puustoa, käsittelyä ja vuodenaikaa kuvaavilla muuttujilla. Tutkimus oli käyttäjälähtöinen, eli siinä selvitettiin asiantuntijanäkemysten sijaan kansalaisten ja matkailijoiden yleisiä maisemamieltymyksiä.

Kaikissa osatutkimuksissa käytettiin metsästä otettuja valokuvia näkymien arviointiin. Käytetty kuva-aineisto sisälsi puulajikoostumukseltaan, metsänkäsittelyltään ja puuston kehitysvaiheeltaan tyypillisiä suomalaisia talousmetsiä. Kohteena olivat talousmetsien ohella kaupunkimetsät ja matkailualueet. Kuva-arviointeja kerättiin sekä suomalaisilta että Lappiin saapuneilta ulkomaalaisilta matkailijoilta.

 Tutkimuksen mukaan ihmiset pitävät eniten järeästä ja suhteellisen harvapuustoisesta metsästä. Metsän uudistamisen koettiinkin aina rumentavan maisemaa. Uudistamisen aiheuttama maisema-arvon romahtaminen jää kuitenkin verraten lyhytaikaiseksi, jos se suhteutetaan metsän koko kiertoaikaan. Luontainen uudistaminen siemenpuustolla on maisemallisesti selvästi parempi vaihtoehto kuin uudistaminen viljelemällä. Metsän maisema-arvoa voidaan myös lisätä metsänkäsittelyllä, etenkin jos se kohdistuu tiheään, hoitamattomaan puustoon. Puuston tiheys haittaa erityisesti suomalaisia. Muilta osin suomalaisten ja ulkomaalaisten matkailijoiden metsämaisema-arvostukset näyttäisivät olevan hyvin samansuuntaisia.

Mielikuvat metsänkäsittelyjen maisemavaikutuksista olivat pääpiirteissään hyvin yhtenevät koettujen vaikutusten kanssa – kaikki käsittelyt, joiden arveltiin lisäävän metsien kauneutta, lisäsivät sitä kuva-arviointien perusteella myös käytännössä.

Maisema-arvon ennustaminen ei ole yksiselitteistä, sillä ryhmien ja etenkin yksilöiden välillä on selkeitä eroja maisema-arvostuksissa. Ryhmistä esimerkiksi metsänomistajat ja metsäalan ammattilaiset kokevat metsänkäsittelyjen maisemavaikutukset myönteisempinä kuin muut. Suhtautuminen metsänkäsittelyyn näyttää siten vaikuttavan myös käsittelystä aiheutuvan maisemavaikutuksen kokemiseen.

Tutkimus osoittaa, kuinka ainutkertainen ja hetkeen sidottu kokemus maisema on. Sama metsikkö saatetaan kokea hyvin erilaisena kesä- ja talviasussaan. Keskimäärin talousmetsät näyttävät soveltuvan virkistys- ja matkailukäyttöön selvästi paremmin talvella lumen aikaan kuin kesällä sulanmaan aikaan. Ero on erityisen selvä maisemaa voimakkaasti muuttavien metsänkäsittelyjen, kuten metsän uudistamisen kohdalla.

• Silvennoinen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: harri.silvennoinen@uef.fi

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

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

Koneellisen metsänistutuksen kysynnän odotetaan kasvavan tulevaisuudessa. Tämän väitöskirjan tavoitteena oli tutkia koneellista metsänistutusta Suomessa ja etsiä keinoja sen tuottavuuden kehittämiseksi. Väitöskirja koostui viidestä vertaisarvioidusta tieteellisestä julkaisusta (I-V). Näiden pohjalta luotiin neljä osatavoitetta, jotka keskittyvät tuottavuuteen ja kustannustehokkuuteen, automatisointiin, kapasiteetin käyttöön ja koneellisen istutuksen laatuun.

Vaikka koneellisen istutuksen tuottavuus on korkeampi kuin käsin istutuksessa, ei se vielä ole kustannustehokkaampaa. Kuitenkin koneellisen istutuksen tehokkuutta on mahdollista nostaa ammattitaitoisilla kuljettajilla ja työkohteiden valinnalla, jolloin on mahdollista päästä kaivinkoneella tehtävää laikkumätästystä ja käsinistutusta matalampiin kustannuksiin. Tuottavuuden nostaminen ja siten käyttökustannuksien pienentäminen on mahdollista tehokkaalla taimien automaattisyöttölaitteella, mutta tutkimuksessa mukana ollut Risutec APC ei vielä tähän tavoitteeseen yltänyt. Istutuskonekapasiteettiä voitaisiin hyödyntää tehokkaammin, jolloin koneellisen istutuksen tuottavuus ja kustannustehokkuus parantuisivat. Koneiden tekninen käyttöaste oli hyvä ja koneellisen istutuksen laatu oli korkea. Optimoimalla ja tehostamalla koko koneellisen metsänuudistamisen ketjua taimitarhalta aina istutukseen saakka voitaisiin minimoida koneellisen istutuksen kokonaiskustannuksia.

Jotta koneellinen istutus olisi tehokasta, yhteenvetona voidaan sanoa, että seuraavien kriteereiden täytyy täyttyä: istutuskoneiden täytyy olla toimintavarmoja, kuljettajien ammattitaitoisia, työmaiden sopivia, taimimateriaalin laadukasta ja saatavilla sekä taimihuollon toimia. Tulevaisuudessa on tärkeää jatkaa sekä olemassa olevien istutuskoneiden että kokonaan uusien koneratkaisujen, kuten jatkuvatoimisen istutuskoneen, kehittelyä, joilla saadaan tuottavuutta nostettua.

• Laine, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: tiina.laine@luke.fi

• Uotila, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: karri.uotila@luke.fi

Hiilen ja ravinteiden kierto on edellytys ekosysteemin toiminnalle. Hiilen (C) ja typen (N) biogeokemiallisessa kierrossa kasvien, karikkeen ja maan kemiallinen koostumus, mikrobiyhteisöt, entsyymikoneisto ja ilmastolliset olosuhteet ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Tässä väitöskirjassa tarkastellaan terpeenien merkitystä boreaalisten metsämaiden hiilen ja typen kierrossa. Terpeenit ovat yleisiä kasvin sekundääriyhdisteitä. Väitöskirjassa keskitytään joihinkin mono-, di- ja triterpeeneihin.

Laboratoriokokeet osoittivat, että tutkitut terpeenit kiihdyttivät metsämaan hiilen mineralisaatiota, mutta samalla ne hidastivat typen nettomineralisaatiota ja nettonitrifikaatiota. Lisäksi terpeenit lisäsivät mikrobibiomassassa olevat hiilen ja typen määrää todennäköisesti siitä syystä, että ne kiihdyttivät bakteerien kasvunopeutta; sienten kasvunopeus sen sijaan hidastui terpeenien vaikutuksesta. Tulokset viittasivat siihen, että terpeenit toimivat hiilen lähteenä joillekin mikrobeille. Lisäksi terpeenit estivät hiilen, typen, fosforin ja rikin kiertoon liittyvien entsyymien toimintaa, johtuen ainakin osaksi terpeenien kyvystä sitoa entsyymejä.
Kuusen avohakkuulla tutkittiin sekä hakkuutähteen että puun tuhkan vaikutusta maan terpeenikoostumukseen ja hiilen ja typen kierron toimintoihin viisi vuotta hakkuun jälkeen. Hakkuutähde lisäsi joidenkin terpeenien pitoisuutta orgaanisessa kerroksessa. Sekä hakkuutähde että tuhka kiihdyttivät typen nettomineralisaatiota ja nettonitrifikaatiota. Joidenkin terpeenien pitoisuudet korreloivat hiilen ja typen kierron aktiivisuuksien kanssa, mutta kenttäolosuhteissa suhde jäi silti epäselväksi.

Väitöskirja osoitti, että terpeeneillä on kyky vaikuttaa metsämaan hiilen ja typen kiertoon. Todennäköisesti terpeenit muuttavat typen kiertoa niin, että suurempi osa typestä jää orgaaniseen muotoon ja mahdollisesti typpihäviöt metsäekosysteemistä pienentyvät.

• Adamczyk, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: sylwia.adamczyk@luke.fi

• Rana, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: parvez.rana@uef.fi

• Wang, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: aifang.wang@luke.fi

• Holopainen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: jani.m.holopainen@helsinki.fi

• D’Amato, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: dalia.damato@helsinki.fi

• Vehkaoja, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: mia.vehkaoja@helsinki.fi

• Saarinen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: ninni.saarinen@helsinki.fi

• Viitala, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: esa-jussi.viitala@luke.fi

• Melin, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: markus.melin@uef.fi

• Haltia, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: emmi.haltia@ptt.fi

• Fabra-Crespo, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: mfabracrespo@yahoo.com

• Mattila, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: osmo.mattila@helsinki.fi

• Kankare, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: ville.kankare@helsinki.fi

• Pippuri, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: inka.pippuri@uef.fi

• Torssonen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: piritta.torssonen@uef.fi

• Maanavilja, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: liisa.maanavilja@helsinki.fi

• Vilén, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: terhi.vilen@gmail.com

• Karttunen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: kalle.karttunen@helsinki.fi

• Turtiainen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: marjut.turtiainen@uef.fi

• Hou, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: hou.zhengyang@gmail.com

• Zhang, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: yijing.zhang@helsinki.fi

• Kankaanhuhta, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: ville.kankaanhuhta@metla.fi

• Saari, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: paivi.saari@ely-keskus.fi

• Goltsev, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: goltsev@student.uef.fi

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

• Hamunen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: katri.hamunen@uef.fi

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

• Saarinen, Helsingin yliopisto, Metsätieteiden laitos Sähköposti: markku.saarinen@metla.fi

• Pearson, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: meeri.pearson@helsinki.fi

• Niskanen, University of Helsinki, Department of Agricultural Sciences Sähköposti: anna-maija.niskanen@helsinki.fi

• Aaltonen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: hermanni.aaltonen@helsinki.fi

• Kettula, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: kirsi.kettula@aalto.fi

• Pakkala, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: timo.pakkala@hotmail.fi

• Ramcilovic-Suominen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: sabaheta.ramcilovic-suominen@efi.int

• Eyvindson, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: kyle.eyvindson@helsinki.fi

• Röser, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: dominik.roser@metla.fi

• Hokajärvi, Helsingin yliopisto, Metsätieteiden laitos Sähköposti: raili.hokajarvi@oamk.fi

• Laitila, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: juha.laitila@metla.fi

• Damnyag, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: ldamnyag@yahoo.com

• Hiltunen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: veikko.hiltunen@metsa.fi

• Barua, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: sepul.barua@helsinki.fi

• Härkönen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: sanna.harkonen@metla.fi

• Kulmala, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: liisa.kulmala@helsinki.fi

• Mei, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: mei.qu@uef.fi

• Wang, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: lei.wang@helsinki.fi

• Arevalo, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: javier.arevalo@uef.fi

• Routa, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: johanna.routa@metla.fi

• Vehmas, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: mikko.vehmas@uef.fi

• Alam, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: ashraful.alam@uef.fi

• Primmer, University of Helsinki, Department of Forest Science Sähköposti: eeva.primmer@ymparisto.fi

• Vauhkonen, Itä-Suomen yliopisto, Metsätieteiden osasto Sähköposti: jari.vauhkonen@uef.fi

• Cao, Helsingin yliopisto, Metsätieteiden laitos Sähköposti: tianjian.cao@helsinki.fi

• Pasalodos-Tato, Itä-Suomen yliopisto, Metsätieteiden osasto Sähköposti: pasalodos.maria@inia.es

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

• Komulainen, Aalto University, Department of Architecture Sähköposti: minna.komulainen@proagria.fi

• Mäkinen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: antti.makinen@helsinki.fi

• Torniainen, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences Sähköposti: tatu.torniainen@mmm.fi

• Gritten, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences Sähköposti: david.gritten@joensuu.fi

• Miettinen, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences Sähköposti: janne.miettinen@rktl.fi

• Liu, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry Sähköposti: chunjiang.liu@hotmail.com

• Hujala, University of Helsinki, Department of Forest Resource Management Sähköposti: teppo.hujala@helsinki.fi

• Kojola, Helsingin yliopisto, Metsäekologian laitos Sähköposti: soili.kojola@metla.fi

• Schuck, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences Sähköposti: annschu@yahoo.com

• Räisänen, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences Sähköposti: tommi.raisanen@joensuu.fi

• Raiskila, University of Helsinki, Department of Biological and Environmental Sciences Sähköposti: sr@nn.fi

• Thessler, University of Turku, Faculty of Mathematics and Natural Sciences Sähköposti: sirpa.thessler@mtt.fi

• Jyske, University of Helsinki, Department of Forest Resource Management Sähköposti: tuula.jyske@metla.fi

• Malmivaara-Lämsä, University of Helsinki, Faculty of Biosciences Sähköposti: minna.malmivaara@metla.fi

• Kanerva, University of Helsinki, Department of Applied Chemistry and Microbiology Sähköposti: sanna.kanerva@metla.fi

• Janse, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences Sähköposti: gerben.janse@cepf-eu.org

• Leskinen, Tampereen yliopisto, Yhdyskuntatieteiden laitos Sähköposti: leena.leskinen@metla.fi

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

• Garcia-Gonzalo, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences Sähköposti: Jordi.garcia@joensuu.fi

• Junninen, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences Sähköposti: kaisa.junninen@joensuu.fi

• Pihlatie, University of Helsinki, Faculty of Biosciences Sähköposti: mari.pihlatie@helsinki.fi

• Heinonen, University of Joensuu, Faculty of Forestry Sähköposti: tero.heinonen@joensuu.fi

• Löfman, University of Joensuu, Faculty of Forestry Sähköposti: satu.lofman@joensuu.fi

• Karjalainen, University of Helsinki, Faculty of Biosciences Sähköposti: eeva.karjalainen@metla.fi

• Muukkonen, University of Helsinki, Faculty of Science Sähköposti: petteri.muukkonen@metla.fi

• Sarkkola, University of Helsinki, Department of Forest Ecology Sähköposti: sakari.sarkkola@helsinki.fi

• Hokkanen, University of Joensuu, Faculty of Forestry Sähköposti: paivi.hokkanen@joensuu.fi

• Tikkanen, Joensuun yliopisto, Metsätieteellinen tiedekunta Sähköposti: jukka.tikkanen@oamk.fi

• Briceño-Elizondo, University of Joensuu, Faculty of Forestry Sähköposti: elemer.briceno@joensuu.fi

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

• Korhonen, University of Helsinki, Department of Forest Economics Sähköposti: silja.korhonen@helsinki.fi

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

• Hongcheng, University of Joensuu, Faculty of Forestry Sähköposti: hongcheng.zeng@joensuu.fi

• Lehtonen, University of Helsinki, Department of Forest Ecology Sähköposti: aleksi.lehtonen@metla.fi

• Niskanen, University of Joensuu, Faculty of Forestry Sähköposti: iinuski@pp.inet.fi

• Haara, University of Joensuu, Faculty of Forestry Sähköposti: arto.haara@metla.fi

• Matala, University of Joensuu, Faculty of Forestry Sähköposti: juho.matala@joensuu.fi

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