Artikkelit jotka sisältää sanan 'rakenne'

Metsillä on erityinen rooli luonnon monimuotoisuuteen liittyvässä päätöksenteossa, sillä ne kattavat noin 80 % maaekosysteemien monimuotoisuudesta maailmanlaajuisesti. Metsäkasvillisuuden rakenne ja sen moninaisuus vaikuttavat paikalliseen monimuotoisuuteen muokkaamalla mikroilmastollisia olosuhteita, tarjoamalla suojaa ja lisääntymispaikkoja, sekä vaikuttamalla resurssien ja ekologisten lokeroiden jakautumiseen ja saatavuuteen. Metsien kasvillisuuden rakenteen arvioinnissa kaukokartoitusdataa, kuten lentolaserkeilausdataa (ALS; Airborne Laser Scanning) ja optista dataa (esim. ilma- ja satelliittikuvat), hyödynnetään laajalti. Tämän väitöskirjan tavoitteena oli tarkastella ALS-datan käyttömahdollisuuksia metsien biologisen ja rakenteellisen monimuotoisuuden arvioinnissa.

Ensiksi tehtiin katsaus ALS-datan hyödyntämisestä metsien biologisen ja rakenteellisen monimuotoisuuden arvioinnissa. Katsauksessa raportoitiin yleisimmin tutkitut aiheet ja yleisimmät tutkimusalueiden maantieteelliset sijainnit, sekä listattiin kaikista eniten käytetyt ja hyödyllisimmät ALS-metriikat. Toiseksi arvioitiin ALS-datan ja ilmakuvien yhteiskäyttöä ekologisesti arvokkaiden metsähaapojen tunnistuksessa. Haavan ekologista tärkeyttä alleviivaa se, että lukuisat haavasta riippuvat lajit ovat Punaisen listan lajeja. Kaukokartoitukseen perustuva haavan kartoitus on tunnetusti haastavaa, sillä haavat sekoittuvat eniten muiden lehtipuiden kanssa, mutta myös siksi, että haapoja esiintyy vain harvakseltaan. Haapojen harvalukuisuus otettiin huomioon tasapainottamalla opetusaineistoa niin kutsutulla SMOTE-menetelmällä (Synthetic Minority Oversampling TEchnique). Kolmanneksi arvioitiin ALS-datan ja Sentinel 2-satelliittikuvien yhteiskäyttöä metsikkökoealojen iän ennustamisessa. Kaukokartoitusmuuttujien lisäksi laskettiin maastoaineistosta kategorisia selittäjiä, joilla kuvattiin koealan kasvuolosuhteista. Koealojen iän ennustamisessa verrattiin lineaarista sekamallia (LME) ja tehostettua päätöspuumenetelmää, joka hyödyntää satunnaisvaikutuksia (GPBoost). Joillakin koealoilla oli edellisen puusukupolven niin kutsuttuja ylispuita (siemen- ja jättöpuita), jotka vaikeuttivat iän ennustamista näillä koealoilla. Ylispuut otettiin huomioon testaamalla vaihtoehtoista ennustusmenetelmää, joka sisälsi ylispuukoealojen luokituksen ennen iän ennustamista.

Tulokset osoittivat, että suurin osa ALS-perustaisesta metsien biologisen ja rakenteellisen monimuotisuuden tutkimisesta on tähän saakka tapahtunut Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa. Eläinekologia, kuollut puusto ja puulajien monimuotoisuusindeksit olivat eniten tutkittuja aihealueita. ALS-dataa käytettiin usein yhdessä muiden kaukokartoitusaineistojen, kuten ilma- ja satelliittikuvien kanssa, mikä oli erityisen hyödyllistä, kun puulajeja käsiteltiin suorasti tai epäsuorasti. Katsauksen perusteella ei löydetty yhtä selvää ALS-selittäjää, joka olisi hyödyllinen kaikenlaisessa metsien biologisen ja rakenteellisen monimuotoisuuden arvioinnissa. Kasvillisuuden korkeuden keskihajonta, keskiarvo ja variaatiokerroin olivat eniten hyödynnettyjä ja useimmiten hyödyllisiksi osoittautuneita ALS-selittäjiä.

Kookkaiden haapojen puu- ja koealatasojen luokittelutarkkuus parani, kun SMOTE-menetelmää hyödynnettiin harvinaisten haapahavaintojen augmentoinnissa. Ilmakuvaselittäjät osoittautuivat ALS-selittäjiä tärkeämmiksi kookkaiden haapojen tunnistamisessa. Eritoten lähi-infrakanava ja sen suhteet muiden ilmakuvakanavien kanssa olivat tärkeitä selittäjiä. Tulokset osoittavat, että kookkaiden haapojen tunnistaminen aidoissa populaatioissa on edelleen haasteellista.

Koealatason iän ennustamisessa GPBoost-menetelmä oli LME-menetelmää parempi, ja luokka-asteikollisten selittäjien mukaan ottaminen satunnaisvaikutuksina johti selvään ennustevirheen pienentymiseen. Ennustevirheen pieneneminen oli LME-malleissa suurempaa kuin GPBoost-malleissa. Kaikista parhaat tulokset saatiin, kun ylispuukoealojen luokitus tehtiin ennen iän ennustamista.

Tämä väitöskirja osoitti, että ALS-data tarjoaa arvokasta informaatiota metsäluonnon monimuotoisuuden arviointiin niin pienessä kuin suuressakin mittakaavassa. Se myös osoitti, että on tärkeää arvioida menetelmän tehokkuutta aineistolla, joka antaa realistisimman kuvan tarkasteltavasta populaatiosta. Tulevaisuudessa tarvitaan enemmän tutkimusta vähemmän tutkituista aiheista, kuten funktionaalisesta monimuotoisuudesta. Lisäksi GPBoost-menetelmää tulisi testata myös muiden metsää kuvaavien ominaisuuksien kuin iän ennustamisessa.

• Toivonen, University of Eastern Finland, Faculty of Science, Forestry and Technology, School of Forest Sciences https://orcid.org/0000-0003-1319-3035 Sähköposti: janne.toivone@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

Puun lämpökäsittely on laajalti käytetty menetelmä, jolla vähennetään puuaineen muodonmuutoksia ja parannetaan sen biologista kestävyyttä. Lämpökäsitellyn puun käyttäytymistä muuttuvissa sää- ja kosteusolosuhteissa ei kuitenkaan täysin tunneta. Tässä väitöskirjassa tutkittiin lämpökäsiteltyjen kuusi-, mänty-, saarnikoekappaleiden kemiallisia, rakenteellisia ja fysikaalisia muutoksia lämpötila- ja kosteusaltistuksessa sekä pitkäaikaisessa säärasituksessa.

Tulokset osoittavat, että korkeampi käsittelylämpötila alentaa puun tasapainokosteutta ja parantaa sen mittapysyvyyttä erityisesti tangentiaalisuunnassa. Lämpökäsittely ei vaikuttanut puulajien Brinell-kovuuteen, mutta tasapainokosteuden kohoaminen alensi kovuutta. Pitkäaikainen kosteusrasitus muutti erityisesti hemiselluloosien ja selluloosan rakennetta ja lisäsi puun hygroskooppisuutta sekä lämpökäsitellyissä että -käsittelemättömissä koekappaleissa. Lämpökäsitellyn puun happamuus nopeutti soluseinämän hajoamista, kun koekappale upotettiin veteen lämpökäsittelyn jälkeen.

Säärasituksessa ligniinin pilkkoutuminen ja hajoamistuotteiden huuhtoutuminen aiheuttavat koekappaleen pinnan harmaantumisen ja pintaosan suhteellisen selluloosa- ja hemiselluloosapitoisuuden kohoamisen. Koska lämpökäsitellyn puun hygroskooppisuus on alhaisempi kuin käsittelemättömän, muuttuivat lämpökäsiteltyjen koekappaleiden ligniinin rakenne ja pinnan väri säärasituksen aikana vähemmän kuin käsittelemättömien verrokkien. Lämpökäsitellyn puun alhaisempi tasapainokosteus ja puun syiden kyllästymispiste aiheuttavat sen, että lämpökäsitelty puu pysyy säärasituksessa käsittelemätöntä puuta kuivempana. Niinpä lämpökäsitelty puu myös kupertuu kastuessaan vähemmän kuin käsittelemätön puu. Säärasituskokeen seurauksena puun pinnan Brinell-kovuus aleni kaikilla puulajeilla hieman soluseinämien rapautumisen ja tasapainokosteuden kohoamisen vuoksi. Korkeammassa lämpötilassa käsiteltyjen koekappaleiden kemialliset muutokset säärasituksen seurauksena olivat vähäisempiä kuin käsittelemättömien ja alemmassa lämpötilassa käsiteltyjen koekappaleiden. Korkeampi käsittelylämpötila alentaa puun huokoisuutta ja veden pääsyä puuhun, mikä selittää parantunutta säänkestoa.

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

Hirven elinympäristökäytön tutkiminen yhdistämällä laserkeilausaineistoa GPS-panta-aineistoon Laserkeilausperusteinen metsien inventointi ja -maanpinnan kartoitus ovat tänä päivänä yleisiä menetelmiä joka puolella maailmaa. Tätä aineistoa kerätään yleensä maanmittauksen ja metsätalouden tarpeisiin, mutta se sisältää paljon tietoa, josta voivat hyötyä muutkin toimijat. Eläinten ekologian kannalta metsien ja kasvillisuuden kolmiulotteisen rakenteen tunteminen on tärkeää, koska sen perusteella voidaan arvioida, kuinka hyvän elinympäristön tietty alue voi tietylle lajille tarjota. Laserkeilausaineisto antaa kolmiulotteisen, tarkan ja alueellisesti kattavan kuvauksen tästä rakenteesta. Tässä väitöskirjatyössä olen yhdistänyt laserkeilausaineistoa GPS-pannoitettujen hirvien sijainteihin. Analysoimalla laseraineistoa näiden sijaintien ympäriltä olen voinut tutkia kuinka metsän rakenne hirvien ympärillä vaihtelee esimerkiksi vuodenaikojen mukaan ja millä tavalla lämpötila vaikuttaa hirven käyttäytymiseen. Lisäksi käytetty aineisto on mahdollistanut sukupuolten sekä mukana kulkevan vasan vaikutusten tutkimisen. Viimeisessä osatutkimuksessa laseraineistoa käytettiin tunnistamaan hirven aiheuttamia metsätuhoja nuorissa taimikoissa. Saadut tulokset näyttävät selvästi, että laserkeilaus tuottaa tietoa, mistä voi olla suurta hyötyä ekologisessa tutkimuksessa. Tulokset todistivat, että metsän rakenne elinympäristöissä, joita hirvi käyttää vaihtelee merkittävästi eri vuodenaikojen mukaan. Tämä selittyy sillä mitä ravintoa hirvi eri vuodenaikoina käyttää ja millaisissa metsissä tämä ravinto kasvaa. Myös lämpötilan vaikutusta hirvien käyttäytymiseen tutkittiin, ja nämä tulokset näyttivät, että kuumina kesäpäivinä hirvi joutuu hakeutumaan sille epätyypillisiin metsiin saadakseen suojaa lämpöstressiä vastaan. Nämä alueet olivat metsiä, joissa latvusto oli huomattavan korkea ja tiheä. Tulokset antoivat myös uusia näkökulmia metsän rakenteen merkityksestä vasomisaikaan. Tutkitut hirvet synnyttivät avoimilla mailla (suot), mutta pian tämän jälkeen siirtyivät metsiin, joissa oli huomattavan tiheä ja runsas aluskasvillisuus mikä ilmeisesti tarjosi suojaa sekä ruokaa kasvavalle vasalle ja imettävälle emälle. Viimeisessä osatutkimuksessa vakavat hirvituhot pystyttiin onnistuneesti tunnistamaan laserkeilausaineistosta. Tämä väitöskirja antoi esimerkkejä kuinka laserkeilaus- ja GPS-panta-aineiston yhteiskäyttö voidaan toteuttaa ja millaisia tuloksia näin voidaan saavuttaa. Käytetyt menetelmät ovat helposti sovellettavissa myös muihin lajeihin.

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

Maankäytön ja metsien ikärakenteen muutoksen sekä metsien hoidon vaikutus Euroopan metsien hiilidynamiikkaan Euroopan metsien hiilivarasto on kasvanut viimeiset 60 vuotta, mutta eri tekijöiden, kuten metsien ikärakenteen, metsänhoidon ja ympäristötekijöiden vaikutus siihen on vielä epäselvä. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia maankäytön muutoksen, metsien ikärakenteen ja metsänhoidon vaikutuksia Euroopan metsien hiilidynamiikkaan. Eri osatöiden tavoitteet olivat: i)rekonstruoida Euroopan metsien ikärakenne 1950 - 2010 ja tutkia metsien keski-iän muutosta tällä aikavälillä; ii)arvioida metsityksen vaikutusta keski-iän kehitykseen ja metsien pinta-alan ja rakenteen muutoksen vaikutusta metsien hiilivarastoihin, iii)määritellä kiertoajan vaikutusta metsien hiilivarastoihin ja mahdollisuuteen hillitä ilmastonmuutosta ja iv) arvioida metsäpalojen aiheuttamia vuosittaisia hiilidioksidipäästöjä Välimeren alueella ja mahdollisuuksia vähentää niitä ennaltaehkäisevän kulotuksen avulla. Tulokset osoittavat että vaikka puuston tilavuus ja hiilivarasto ovat kasvaneet Euroopan metsissä, niiden keski-ikä on nyt alhaisempi kuin 1950-luvulla ja vanhojen metsien osuus on laskenut. Maakohtaiset erot ovat kuitenkin suuria. Metsitys on myös vaikuttanut jonkin verran puuston keski-iän kehitykseen, mutta ei ole muuttanut sen kehityssuuntaa, mikä oli nähtävissä Suomessa ja Tšekin tasavallassa tehdyssä tutkimuksessa. Kummassakin maassa puuston keskitilavuuden kasvu oli myös vaikuttanut enemmän hiilivaraston kasvuun kuin metsäpinta-alan muutos. Tulokset osoittavat myös, että pidempiä kiertoaikoja käyttämällä puuston keskimääräistä hiilivarastoa voidaan lisätä, mikä toisaalta voi vähentää maaperän ja puutuotteiden varastoimaa hiilen määrää. Lisäksi tässä työssä havaittiin, että Välimeren maissa ennaltaehkäisevän kulotuksen avulla voidaan vähentää metsäpaloista aiheutuvia hiilidioksidipäästöjä ja siten merkittävästi vaikuttaa LULUCF-sektorin hiilitaseeseen. Huolimatta tutkimusaineistoon ja käytettyihin menetelmiin liittyvistä epävarmuustekijöistä, tämä työ tuotti arvokasta tietoa maankäytönmuutoksen, metsien ikärakenteen ja hoidon vaikutuksista Euroopan metsien hiilidynamiikkaan ja hiilitaseeseen. Puuston kasvua selvästi alhaisemmat hakkuut selittävät suurelta osin Euroopan metsien hiilivaraston kasvua, mutta eri tekijöiden vaikutus vaihtelee suuresti maittain. Tämän työn perusteella Euroopan metsien hiilidynamiikan ja hiilitaseen sekä niihin vaikuttavien tekijöiden nykyistä systemaattisempi arviointi on tarpeen, jotta kyetään arvioimaan ja hyödyntämään tehokkaasti metsien tarjoamat mahdollisuudet ilmastonmuutoksen hillinnässä.

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

Latvusarkkitehtuuri ja sen rooli lajien välisessä vuorovaikutuksessa boreaalisessa sekametsässä Tutkin väitöskirjassani puiden latvuksen rakennetta ja sen roolia lajien välisessä vuorovaikutuksessa sekametsässä. Aiheesta tekee kiehtovan latvusrakenteen joustavuus eli puut vastaavat herkästi kasvuympäristössään tapahtuviin muutoksiin muokkaamalla rakennettaan. Kiinnostus puulajiston monimuotoisuutta suosivaa metsänkasvatusta kohtaan on kasvussa, mutta silti tiedämme melko vähän siitä, miten pääpuulajiemme latvusrakenne toimii kilpailtaessa elintilasta ja resursseista metsiköiden sisällä. Väitöskirjassani keskityin selvittämään miten puiden rungon, oksien ja versojen muodostama latvusrakenne muuttuu naapuripuista johtuvan kilpailun vaikutuksesta, ja onko muutoksissa naapuripuulajista johtuvia eroja. Halusin myös ymmärtää paremmin minkälainen suhde on latvuksen ulkoisella ja puuaineen sisäisellä rakenteella. Väitöskirjani tulokset osoittavat, että mänty ja koivu vastaavat molemmat latvuskilpailuun mm. kasvattamalla vähemmän ja pienempiä oksia, joissa lehdetön osuus oksan pituudesta kasvaa. Lajien välillä näyttää kuitenkin olevan eroa biomassan suhteellisessa jakautumisessa, sillä nuorilla koivuilla pääoksien osuus kokonaisbiomassasta kasvoi kilpailun lisääntyessä rungon kustannuksella, kun taas nuorilla männyillä rungon biomassaosuus kasvoi. Männyn ja koivun latvusrakenne muuttuu paitsi naapuripuiden koon, lukumäärän ja etäisyyden suhteen myös naapuruston pääpuulajin suhteen. Sekä mänty että koivu kasvoivat toistensa ympäröimänä enemmän pituutta, mutta niiden kokonaiskasvu oli alhaisempi verrattuna lajitovereiden ympäröimiin yksilöihin. Selvitimme tuloksen taustoja metsiköiden valaistussimulaatioiden avulla ja havaitsimme, että koivikko päästi tiheissä metsiköissä valoa latvuston läpi samanpituista männikköä enemmän, mutta harvemmissa metsiköissä tätä eroa ei ollut. Tulosten mukaan ennustettaessa latvusrakennetta ja kasvua, naapuripuiden lajityypillinen rakenne on otettava huomioon niiden kilpailuvaikutusta arvioitaessa. Tulokseni osoittavat myös, että puun solukoiden rakenne on yhteydessä ulkoiseen latvusrakenteeseen. Vesi kulkee puun sisällä juurista ylös haihduttaviin lehtiin vedenkuljetussoluista muodostuneissa putkimaisissa rakenteissa. Vedenkuljetussolujen läpimitta leveni odotetusti ylhäältä alaspäin etäisyyden funktiona. Tämän lisäksi solukoko pieneni ja solutiheys kasvoi hyppäyksenomaisesti siirryttäessä rungosta oksiin, pääoksista sivuhaaroihin ja koivun tapauksessa oksista lehtiruoteihin. Myös lehtiruodeissa solukoko vaihteli lehden pinta-alan funktiona. Näyttääkin siltä, että myös vedenkuljetussolukon rakenne heijastaa joustavan latvusrakenteen välityksellä kasvuympäristön tilaa kuten latvuskilpailua.

• Lintunen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: anna.lintunen@helsinki.fi

Menetelmiä ja sovelluksia kehittää metsiköiden rakennetta kuvaavien parametrien ennustemalleja Suomessa Väitöskirja käsittelee menetelmiä ja sovelluksia metsikön puiden kokojakaumien ennustamiseksi. Menetelmien tavoitteena on parantaa ennustemalleja parametreille, joita tarvitaan kuvattaessa suomalaisten metsiköiden rakennetta. Alustavien tutkimusten aineisto oli paikallista, mutta lopullisten mallien aineistot kattoivat koko Suomen. Kattavista aineistoista laaditut mallit on tarkoitettu käytännön metsäsuunnittelun tarpeisiin. Työssä vertailtiin Weibull- ja Johnsonin SB-jakaumafunktioita ja erilaisia regressiomallien estimointimenetelmiä. Kehitettyjä malleja arvioitiin ennustetuista jakaumista laskettujen puustotunnusten, kuten tilavuuden, luotettavuutta tarkastelemalla. Perinteisesti läpimittajakauma kuvataan yhdessä pituuden odotusarvon kanssa, jolloin pituusjakauma supistuu. Sen sijaan kaksiulotteisella jakaumalla voidaan kuvata yhtäaikaisesti läpimittaluokkien välinen ja sisäinen pituusvaihtelu. Kaksiulotteisen SBB-jakauman ennustemallilla saatiin kuvattua läpimitan ja pituuden välinen luonnonmukainen vaihtelu. SBB-jakaumaan verrattava vaihtoehto saatiin, kun käytettiin pituusmallin virhetermiä. Metsäsuunnittelun tarpeisiin metsiköiden rakenteen kuvaus on ollut puutteellista taimikoiden ja turvemaiden osalta. Niille laadittuja pituus- ja läpimittajakaumamalleja testattaessa väitöskirjassa vertailtiin myös tilastollisen mallin vaihtoehtoisia estimointimenetelmiä. Edistykselliset regressiomenetelmät paransivat ennustemallien luotettavuutta. Metsikön puustotunnusten, jakaumafunktioiden ja pituuskäyrän ennustamiseksi laadittu malliperhe hyödynsi mallien virheiden välistä riippuvuutta ns. lineaariseksi ennustamiseksi. Siinä tunnettuja puustotunnuksia käytettiin tuntemattomien puustotunnusten ja parametrien ennusteiden kalibroimiseksi. Tällä sovelluksella etsittiin metsikön eri kehitysvaiheisiin sopivia puustotunnusten yhdistelmiä ennusteen tarkkuuden parantamiseksi ja laadittujen vaihtoehtoisten jakaumamallien vertailemiseksi. Vertailun perusteella pituusjakaumaa suositellaan käytettäväksi nuorimmissa taimikoissa pituusjakauman jatkuvan luonteen vuoksi. Kun keskipituus kasvaa yli neljän metrin, rinnankorkeusläpimittaan perustuva runkolukusarjamalli on paras vaihtoehto nuorissa metsiköissä, jolloin tunnetut puustotunnukset oletetaan aritmeettisiksi. Varttuneissa metsissä puustotunnukset arvioidaan tyypillisesti pohjapinta-alalla painottettuna, jolloin vastaavasti painotetut jakaumat ovat luotettavampia kuin painottamaton runkolukusarja. Väitöskirjatutkimus osoitti, että Näslundin pituuskäyrä on erittäin käyttökelpoinen puun läpimitan ja pituuden välistä riippuvuutta ennustettaessa. Tutkimuksessa esiteltiin myös joitain tehokkaita muunnoksia, kuten ns. muotoindeksi. Siinä yhdistettiin metsikön pohjapinta-ala, runkoluku ja mediaaniläpimitta havaitun ja laskennallisen pohjapinta-alan suhdeluvuksi. Muotoindeksin avulla ojitetuille rämeille laaditulla SB-jakaumamallilla pystyttiin luotettavasti kuvaamaan metsikön tiheyden vaihtelua. Kyseinen malli osoittautui käyttökelpoiseksi myös sitä kivennäismaille sovellettaessa.

• Siipilehto, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: jouni.siipilehto@metla.fi

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

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

Tutkimuksen tavoitteena oli kartoittaa metsämaiseman ominaispiirteitä, jotka ovat merkityksellisiä metsien käsittelyn ja maatalouden aikaansaamissa maiseman muutosprosesseissa. Löytyykö erityisiä maiseman ominaispiirteitä, joilla on sisäisesti yhtenäisiä laatutekijöitä, niin että ne voidaan yhdistää samoiksi metsämaisematyypeiksi ja erottaa ao. tekijöiden perusteella muista maisematyypeistä? Mitkä ovat maiseman ominaispiirteiden tekijät, arvostetut maisemanhoitovaihtoehdot sekä visuaaliset ongelmat eri metsämaisematyypeissä? Tutkimus perustui kahdeksaan tapaustutkimukseen eri maisemamaakunnissa Suomessa. Tutkittavat maisemallisesti arvokkaat alueet olivat Ruissalo, Koli, Melalahti, Häntälä, Peränne, Naapurinvaara, Vuokatti ja Tipasoja. Suunnitteluprosessiin liittyneet maisema-arvostustutkimukset toivat esiin eroavuuksia eri maisematyyppien havaitsemisessa, erityisesti niiden visuaalisessa herkkyydessä muutosprosesseille. Muutoksen havaittu voimakkuusaste oli suhteessa toimenpiteen sijaintiin maisemarakenteessa. Tapaustutkimusalueilla kartoitettiin metsän spatiaalisen rakenteen ominaispiirteet, visuaaliset ongelmat ja luokiteltiin ne 11 erilaiseksi metsämaisematyypiksi sijaintinsa ja maankäytön mukaan. Maisemarakenteen korkeimmat alueet olivat lakimetsiä, joita seurasivat horisontaalisesti rinne- ja reunametsät. Reunametsien ominaispiirteissä ja maankäytössä esiin tyi usein eniten vaihtelua, ne jakaantuivat vielä kulttuurivaikutteisesta reunametsästä hakamaihin, tienvarsimetsiin ja soihin. Maisemarakenteen alavimmat alueet olivat laaksometsät metsäsaarekkeineen ja mosaiikkimaisine puuryhmineen sekä rantametsät (kulttuurivaikutteinen, luonnonvarainen sekä saaret). Kun metsämaisematyyppien sijaintia verrattiin eri tapaustutkimusalueiden välillä, osa tyypeistä sijaitsi pääsääntöisesti tietyillä maisemarakenteen kohdilla (pysyvät tyypit), kun taas osan tyyppien sijainti vaihteli (muuttuvat tyypit). Pysyviä tyyppejä olivat lakimetsät, rinnemetsät, reunametsät, laaksot ja rantametsät. Muuttuvien tyyppien kuten hakamaiden ja soiden sijainti maisemarakenteessa oli laajalti riippuvainen alueellisen maisemarakenteen ominaispiirteistä ja paikallisesti maankäytöstä. Maisemahoitomallien kartoittamiseksi esimerkkialueiden maisema-analyysien tietoa verrattiin maisema-arvostustutkimusten tuloksiin. Tutkimuksen tuloksena esitetään metsämaisematyyppien luokitus, tyyppien kuvaus, visuaaliset ongelmat sekä maisemanhoitosuosituksia. Tutkimuksessa sovellettu maisemarakenneteoria oli käyttökelpoinen eroteltaessa metsämaiseman ekologista, kulttuurihistoriallista ja spatiaalista kerroksellisuutta. Kahdeksan tapaustutkimuksen tulokset osoittavat, että metsämaisematyyppien eroavuuksia voidaan identifioida käytetyllä suunnittelumenetelmällä, sekä löytää keinoja kuinka metsien käsittelyä voidaan sovittaa ao. tyyppien maisemallisiin ominaispiirteisiin. Huomioimalla metsäalueen erilaiset maisematyypit metsien käsittelyllä voidaan korostaa maiseman alueellisia piirteitä ja vähentää maankäytön konflikteja muiden käyttömuotojen kuten matkailun kanssa. Metsämaisematypologia voi toimia työvälineenä kestävien kehitysstrategioiden sekä maisemanhoitomallien laatimiseksi maisemallisesti arvokkaiden metsäalueiden suunnitteluun.

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

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli mallintaa männyn (Pinus sylvestris L.) kasvua sekä rungon ja puuaineen ominaisuuksien kehitystä. Lisäksi tavoitteena oli tutkia, miten metsänhoito vaikuttaa rungon oksikkuuteen ja muihin puuaineen ominaisuuksiin sekä sahatavaran saantoon ja ominaisuuksiin. Tutkimuksessa kehitettiin edelleen olemassa olevaa kolmiulotteista männyn kasvumallia, joka ennustaa rungon ja puuaineen ominaisuuksia (osajulkaisu I). Kolmiulotteista kasvumallia käytettiin myös yhdessä sahaussimulaattorin (osajulkaisu II) kanssa, kun tutkittiin miten metsänhoito (puuston alkutiheys, harvennus ja oksien pystykarsinta) vaikuttaa sahatavaran laatuun ja saantoon (osajulkaisu III). Lisäksi kehitettiin empiirisiä malleja rungon paksuuskasvun (osajulkaisu IV) ja puuaineen ominaisuuksien, kuten kevätpuun osuuden, puuaineen tiheyden ja kuidun pituuden (osajulkaisu V) ennustamiseksi rungon eri osissa. Näitä empiirisiä malleja hyödynnettiin edelleen prosessipohjaisella kasvu- ja tuotosmallilla tehtävissä simuloinneissa (osajulkaisut IV ja V). Työssä havaittiin, että sahatavaran laadun maksimoimiseksi tulisi kiertoajan alussa metsikköä kasvattaa tiheässä (jopa 5 000 runkoa hehtaarilla), jotta oksien kasvua saataisiin hillittyä, ja vastaavasti kiertoajan lopussa metsikön tulisi olla suhteellisen harva (esimerkiksi 500 runkoa hehtaarilla), jotta kuolleiden oksien luontainen karsiutuminen ja oksien kylestyminen nopeutuisivat ja rungon tilavuuskasvu olisi mahdollisimman suuri (osajulkaisu III). Lisäksi havaittiin, että rungon paksuuskasvu ja puuaineen ominaisuudet rungon eri osissa vaihtelivat suuresti johtuen metsikön kehitysvaiheesta (nuoresta varttuneeseen metsikköön), metsänkäsittelystä (puuston alkutiheydestä ja harvennushakkuista) sekä puiden metsikköasemasta (vallitussa asemat olevat puut ja valtapuut). Lisäksi kyseiset ominaisuudet vaihtelivat huomattavasti tarkastelun kohteena olevan rungon osan mukaan (koko runko keskimäärin, rungon sisä-, pinta- tai latvaosa) (osajulkaisut IV ja V). Johtopäätöksenä todettakoon, että tässä työssä kehitetyt integroidut mallit mahdollistavat tutkia, miten metsänhoito vaikuttaa samanaikaisesti sekä puiden kasvuun että ominaisuuksiin.

• Ikonen, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences Sähköposti: vi@nn.fi

Palo-olosuhteiden muotoutuminen ja metsäpalojen käyttäytymismekaniikka suomalaisessa talousmetsämaisemassa ovat niukasti tutkittuja ilmiöitä. Puutteellinen tietämys johtaa resurssien epäoptimaaliseen käyttöön palojen valvonnassa ja sammutuksessa sekä toisaalta vaikeuttaa tulen hallittua käyttöä luonnonhoidollisiin tarkoituksiin. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia kenttäkokein palojen esiintymis- ja käyttäytymispiirteitä yleisissä suomalaisissa talousmetsärakenteissa ja tarkastella metsikkötyyppikohtaisen palovaaran arviointiin soveltuvia metodeja. Metsäpalojen esiintymistä ja käyttäytymistä säätelevät pääasiassa ilmasto ja sää, maastonmuodot sekä kasvillisuuden rakenne. Suomessa nähdään hyvin harvoin todella tuhoisia ja laaja-alaisia maastopaloja, koska paloympäristöstämme uupuvat useimmat vaarallisille maastopaloille tyypilliset taustatekijät kuten palokauden aikaiset voimakkaat tuulet ja pitkät sateettomat periodit, sekä jyrkkäpiirteinen topografia. Lisäksi metsämaisema nykyisellään sisältää runsaasti sekä luontaisia että ihmisen rakentamia paloesteitä. Palojen pääasiallinen polttoaine suomalaisissa talousmetsissä on metsänpohjan sammalkerros, johon on sekoittunut vähäisessä määrin kasvillisuuskariketta. Huokoisen ja ilmavan rakenteensa ansiosta sammalkerros kuivuu suotuisien sääolosuhteiden vallitessa nopeasti ja levittää paloa tehokkaasti. Puusto säätelee välillisesti sammalkerroksen kosteuspitoisuutta ja syttyvyyttä muokkaamalla metsänpohjalla vallitsevia sadanta-, tuuli- ja säteilyolosuhteita. Puukerros voi myös osallistua aktiivisesti palamisreaktioon ja ääritapauksessa laajentaa palon latvapaloksi. Tässä tutkimuksessa merkitseviksi tekijöiksi palojen syttymispotentiaalin ja käyttäytymisen muotoutumisessa osoittautuivat vallitseva puulaji, metsikön kehitysvaihe, palosää ja kasvukauden vaihe. Sammalkerros oli keskimäärin kuivin ja herkimmin syttyvä hakkuuaukoilla, joissa puiden muodostamaa latvuskerrosta oli vähän tai ei ollenkaan. Metsikköpolttokokeissa palot kuitenkin etenivät nopeimmin ja olivat intensiivisimpiä 30–45-vuotiaissa puolukkatyypin männiköissä. Sulkeutuneiden kuusikoiden syttymisherkkyys oli alhaisin tutkituista metsikkörakenteista. Yleisin palotyyppi olivat pintapalot. Puiden latvuskerros osallistui palamisreaktioon erityisesti tiheissä männiköissä. Palojen syttymisherkkyyttä selitti parhaiten kanadalainen Fire Weather Index. Suomessa nykyisin käytössä oleva metsäpalovaroitusindeksi selitti hyvin metsänpohjan kosteuspitoisuutta eri metsikkörakenteissa. Kasvukauden vaihe vaikutti palojen leviämispotentiaaliin ja toisaalta paloindeksien kykyyn arvioida palo-olosuhteita. Metsikkörakenteen huomiointi yleisesti paransi säähän pohjautuvien indeksien palo-olosuhteiden laadun arviointitarkkuutta.

• Tanskanen, University of Helsinki, Department of Forest Ecology Sähköposti: heidi.tanskanen@helsinki.fi

Suomalaisten metsien alueellinen rakenne on muuttunut paljon viime vuosikymmenien aikana, ja alueellista rakennetta kuvataan usein termeillä fragmentoinut tai pirstoutunut. Metsien pirstoutumiseen liittyviä muutoksia ei ole kuitenkaan juurikaan tutkittu ja oletettujen muutosten kvantitatiivinen analyysi on ollut vähäistä, vaikka metsien alueellinen rakenne voi rajoittaa metsänhoidolle asetettuja ekologisia ja taloudellisia tavoitteita. Tietoa historiallisista muutoksista ja nykyisestä alueellisesta rakenteesta tarvitaan, jotta metsänhoitomenetelmiä voidaan kehittää tieteellisesti pätevin perustein. Tämän tutkimuksen tarkoitus oli arvioida hakkuiden ja metsätieverkon rakentamisen vaikutuksia Etelä-Suomen metsien alueelliseen rakenteeseen 1950- ja 1990-lukujen välisenä aikana. Tutkimusaluiksi valittiin Etelä-Suomesta viisi aluetta kooltaan 14 000–20 000 siten, että osa alueesta sijaitsi aina yksityismaalla ja osa valtion maalla. Kutakin aluetta tarkasteltiin kolmena eri ajankohtana ja metsiköt jaettiin ilmakuvatulkinnan perusteella kahteen luokkaan, peittoinen metsä ja aukea. Yhdellä tutkimusalueella oli käytössä tarkempi kehitysluokkiin perustuva luokittelu. Tulokset osoittavat, että 1950-luvulla vallinnut lähes yhtenäinen metsäpeitto on pirstoutunut hakkuiden seurauksena. Suurimmat muutokset olivat nähtävissä jo 1970-luvulla. Peitteinen metsä on kuitenkin yhä hallitseva maisemaelementti ja se esiintyy jopa hieman yhtenäisempänä verrattuna 1970-luvun tilanteeseen. Myös aukkojen koko oli pienempi 1990-luvulla kuin 1970-luvulla. Pirstoutuminen näkyy silti reunahabitaattien suurena osuutena metsäalueesta. Tieverkon vaikutus metsien yhtenäisten metsäalueiden pirstoutumiseen oli suurempi kuin hakkuiden ja tien läheisyys lisäsi hakkuiden todennäköisyyttä. Metsien alueelliseen rakenteeseen voidaan pyrkiä vaikuttamaan erilaisin metsänhoidollisin toimin, mutta on todennäköistä, että nykyinen rakenne tulee säilymään pitkään. Aluetason suunnittelu on keskeisessä asemassa, mikäli halutaan palauttaa aikaisemmin vallinneita piirteitä metsien alueelliseen rakenteeseen.

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

Suot ja suometsät ovat Suomen luonnolle merkittävä ekologinen ominaispiirre. Ojitetut suometsät, joita on maassamme vajaat 5 milj. ha, muodostavat merkittävän puuraaka-aineen varannon. Toisaalta taas luonnontilaisten soiden metsät ovat tärkeitä luonnontilaisenkaltaisten metsien alueita. Suometsien puuston rakenne ja sen pitkäaikainen kehitys ovat kuitenkin olleet huonosti tunnettuja. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää metsien rakenne ja sukkessiodynamiikka toisaalta luonnontilaisten soiden ja toisaalta ojitettujen soiden metsissä. Tutkimuksessa selvitettiin lisäksi miten metsikön sisäiset ja ulkoiset tekijät sekä metsänkäsittely vaikuttavat puuston rakenteeseen ja kehitykseen mänty ja kuusivaltaisissa metsiköissä. Luonnontilaisten suopuustojen tutkimuksessa hyödynnettiin inventointipohjaista metsikkökoeala-aineistoa, kun taas ojitetuista suometsistä oli käytössä pitkäaikaiseen seurantaan perustuva metsikköaikasarja-aineisto. Aineistot kattoivat keskeisimmät turvemaiden kasvupaikkatyypit Suomessa. Metsikön rakennetta ja sukkessiota tutkittiin luonnontilaisten suometsien puustoissa tarkastelemalla läpimitta- ja ikäjakaumien ominaisuuksia ja vertaamalla niitä suhteessa ilmastollisiin alueisiin ja kasvupaikkatyyppeihin. Ojitettujen suometsien puustojen läpimittajakaumat parametrisoitiin ja niitä mallitettiin lineaarista sekamallitekniikkaa hyödyntäen. Tulokset osoittivat, että luonnontilaisilla soilla sekä ilmasto että kasvupaikan ekohydrologiset ominaisuudet ovat hyvin tärkeitä puuston rakennetta muovaavia ja sukkessiota ohjaavia tekijöitä. Ne vaikuttavat merkittävästi metsikön dynamiikkaan vielä suon kuivumisen jälkeenkin huolimatta kuivatuksen aiheuttamasta pintakasvillisuuden muutoksesta sekä puuston lisääntyneestä kasvusta ja järeytymisestä. Runsaspuustoisilla soilla puiden välinen kilpailu on kuitenkin merkittävä puuston kehitystä muovaava tekijä. Luonnontilaisilla soilla puiden ikä- ja kokovaihtelu kasvoivat metsikön iän kasvaessa, mutta tämä suuntaus tasoittui vähitellen metsikön keski-iän ylittäessä 100 vuotta. Ojituksen jälkeen metsikön erikokoisrakenteisuus aluksi äärevöityi lisääntyneen aukkopaikkojen taimettumisen vuoksi. Tämä rakenteen muutos oli suurempaa alkuaan sekatyyppiä edustavilla mäntyvaltaisilla soilla kuin aidoilla puustoisilla kasvupaikoilla. Toisaalta sekatyypin kasvupaikoille oli lisäksi ominaista valtapuuston alle ajanmittaan muodostuva hieskoivu-kuusialikasvos. Puuston kokovaihtelu alkoi kuitenkin pienentyä 20-30 vuoden kuluttua ojituksesta mm. lisääntyneen kilpailun aiheuttaman pienten puiden kuolemisen vuoksi, ja puuston rakenne tasoittui 40-50 vuoden kuluttua ojituksesta. Yli 60 vuotta vanhoilla ojitusalueilla metsien rakenne alkaa puolestaan saada jo vanhojen metsien piirteitä. Suometsät osoittautuivat dynaamisemmiksi puupopulaatioiksi kuin aiemmin on arveltu. Luonnontilaisilla soilla puuston kehityksellä voi olla useita erilaisia suuntia ja metsikön kehityksessä ei voida erottaa selviä kehitysvaiheita. Ojitusalueilla puustot taas kehittyvät yhdenmukaisemmin tasarakenteiseen suuntaan ja niiden sukkessiossa voidaan erottaa vähintään kolme kehitysvaihetta. Harvennukset vaikuttavat vain vähän metsikön kehityksen suuntaan. Tutkimuksessa saatua tietoa voidaan hyödyntää esim. metsäsuunnittelussa ja suometsien metsänhoidollisten menetelmien valinnassa sekä arvioitaessa mm. ilmastonmuutoksen vaikutuksia pohjoisten metsäisten soiden ekosysteemeihin.

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

Väitöskirjassa käsitellään metsäpaloriskin sisällyttämistä metsäsuunnitteluun Kataloniassa (Koillis-Espanjassa). Väitöskirjan alkuosassa mallitetaan paloriskin riippuvuutta metsikkötunnuksista (tutkimukset I, II, III ja IV), ja jälkimmäisessä osassa kehitetään menetelmien mallien sisältämän tiedon huomioonottamiseksi metsäsuunnittelun analyyseissä (tutkimukset V ja VI). Mallit kehitettiin metsäsuunnittelua varten ja niissä käytettiin selittäjiä, jotka ovat helposti saatavissa inventointitietona tai simuloimalla, ja osa selittäjistä riippui metsikön käsittelystä. Tutkimuksissa I ja II kehitettiin mallit metsäpalon esiintymisen todennäköisyydelle käyttäen palaneiden alueiden rajoja, Espanjan metsäkarttaa (MFE50) sekä toisen valtakunnan metsien inventoinnin koealoja. Tutkimuksessa III kehitettiin tuhon astetta ja puun elossasäilymistodennäköisyyttä ennustavat mallit käyttäen aineistona paloalueiden rajoja sekä toista ja kolmatta valtakunnan metsien inventointia. Tutkimuksessa IV kehitetyt mallit perustuivat asiantuntijamielipiteeseen erilaisten metsiköiden paloherkkyydestä. Tutkimukset I ja II osoittivat että metsikön korkeus merenpinnasta vaikuttaa voimakkaasti palon todennäköisyyteen, alhaalla sijaitsevien metsiköiden palaessa useimmin. Tulosten mukaan varttuneiden metsiköiden, joissa puun pituuden vaihtelu on pientä ja joissa ei ole pensaskerrosta, paloriski on pienin. Suuret valtapuut selviävät parhaiten elossa metsäpalosta. Tutkimuksessa II kehitettyä mallia metsäpalon todennäköisyyden ennustamiseksi käytettiin kahdessa suunnittelusovelluksessa. Ensimmäisessä (tutkimus V) optimoitiin metsikön käsittelyohjelma ottamalla huomioon metsäpaloriski. Toisessa sovelluksessa (tutkimus VI) maisematason suunnitteluongelman analyysissä tavoitemuuttujina käytettiin erilaisia maiseman rakennetta ja koostumusta kuvaavia indeksejä, joiden avulla vaikutettiin paloherkkien ja paloa sietävien metsiköiden määrään ja sijaintiin. Väitöskirjan yhteenvedossa esitetään lisäksi alueellinen skenaarioanalyysi puuston tilavuuden ja hakkuukertymän kehityksestä, käyttäen hyväksi väitöskirjassa esitettyjä malleja metsäpalon todennäköisyydelle, tuhon asteelle ja puiden elossasäilymistodennäköisyydelle. Analyysien mukaan metsikön optimaalinen kiertoaika lyhenee metsäpaloriskin suurentuessa. Alueelliset kertymäennusteet saattavat olla huomattavia (10–20%), jos paloriskiä ei oteta huomioon.

• González Olabarria, University of Joensuu, Faculty of Forestry Sähköposti: gonzalez@cc.joensuu.fi

Tässä työssä kehitetään menetelmiä versorakenteen huomioimiseksi havumetsien valonkulkumalleissa. Havupuiden versorakenne vaihtelee kasvuston sisällä saatavilla olevan valon määrästä riippuen. Versorakenne vaikuttaa siihen kuinka paljon verso sitoo valoa suhteessa verson neulaspinta-alaan, neulasbiomassaan ja verson sisältämän typen määrään. Neulasten ryhmittyminen versoiksi aiheuttaa myös huomattavan määrän valon moninkertaista sirontaa yhden verson eri neulasten välillä. Versorakenteen vaikutusta valonsidontaan käsitellään metsikkötason fotosynteesi- ja resurssienkäyttömallien näkökulmasta ja versonsisäistä valon moninkertaista sirontaa metsien kaukokartoituksessa käytettävien fysikaalisten heijastusmallien näkökulmasta. Valon sidonta. Esitetään menetelmä havupuun verson sitoman fotosynteettisesti aktiivisen säteilyn (PAR) määrän estimoimiseksi. Menetelmässä käytetään mallia kasvuston yläpuoliselta taivaalta tulevan säteilyn suuntajakaumasta, verson kohdalta otetuista kalansilmäkuvista analysoitua kasvuston aukkoisuutta eri suunnissa ja mittauksia verson asennosta ja muodosta. Aineistoa metsikön valaistusoloista, versojen ja neulasten rakenteista sekä typpipitoisuuksista on kerätty purppurapihdasta (Abies amabilis (Dougl.) Forbes) ja kuusesta (Picea abies (L.) Karst.). Versorakenne mukautui kasvustonsisäiseen valonvaihteluun siten että varjostetummilla versoilla oli suurempi valonsidonnan tehokkuus. Versojen valonsidonnan tehokkuus vaihteli noin kaksinkertaisesti suhteessa neulaspinta-alaan, noin nelinkertaisesti suhteessa neulasten kuivapainoon ja noin viisinkertaisesti suhteessa typen määrään. Vertailu lannoitetun ja lannoittamattoman kuusimetsikön välillä osoitti ettei lannoitus juurikaan vaikuta versojen valonsidonnan tehokkuuteen. Valon sironta. Havupuiden verson rakenteesta aiheutuu valon moninkertaista sirontaa verson neulasten välillä. Monisirontaa simuloitiin käyttämällä geometrista mallia verson rakenteesta ja säteenjäljitysmenetelmää. Simulaatiotulosten pohjalta osoitetaan että verson sirontakertoimen riippuvuus neulasten sirontakertoimesta voidaan kuvata yksinkertaisella yksiparametrisella mallilla. Tämä parametri, jota kutsutaan uudelleentörmäystodennäköisyydeksi, kuvaa kuinka tiukasti neulaset ovat versossa ryhmittyneet. Parametri ei riipu säteilyn aallonpituudesta, ja se voidaan liittää aikaisempiin ryhmittymisindekseihin. Kuvaamalla versonsisäinen monisironta uudelleentörmäystodennäköisyyden avulla voidaan lehtiä peruselementteinä käyttävät valonkulkumallit muuntaa käyttämään versoja peruselementteinä, jolloin malleja voidaan soveltaa havumetsille. Tämän lähestymistavan alustava testaus näyttää, ainakin osittain, selittävän miksi havumetsät näyttävät satelliittiaineistossa lehtimetsiä tummemmilta.

• Smolander, University of Helsinki, Department of Mathematics and Statistics Sähköposti: sampo.smolander@helsinki.fi

Tämän tutkimuksen tarkoitus oli tutkia organisaation uudistumista suurissa, vakiintuneissa yrityksissä, jotka pyrkivät kestävään, kannattavaan kasvuun. Tutkimuksen aineisto kerättiin 27 pohjoisamerikkalaisesta ja eurooppalaisesta puutuoteteollisuusyrityksestä, joista 11 valittiin lähempään tarkasteluun. Tutkimuksessa yhdistettiin sisäisen yrittäjyyden teoria ja strategialähtöinen organisaation kyvykkyyksien näkökulma. Tutkimus kehitti edelleen luokittelurunkoa, joka koostuu 1) yritysspesifeistä ja toimialalle ominaisista kyvykkyyksistä, 2) organisaation kyvykkyyksien välisestä hierarkiasta ja niiden muodostamista portfolioista, ja 3) yksittäisen kyvykkyyden rakenteesta. Kyvykkyyksien rakentumista analysoitiin keskittymällä organisaatiorakenteeseen, tarvittavaan teknologiaan ja resursseja yhdistävään prosessiin (uutta luova vs. entistä kyvykkyyttä vahvistava). Kyvykkyysportfolioiden ja organisaatiomuutosten kuvauksen lisäksi tutkimus selvitti tapoja, joiden avulla yritys voi vaikuttaa tehokkuuden ja luovuuden väliseen tasapainoon päivittäisessä liiketoiminnassa. Suurten metsäteollisuusyritysten tulevaisuuden haaste on tuottaa innovatiivisia asiakasratkaisuja – ja säilyttää samalla skaalaedut ja kustannustehokkuus. Case-yrityksissä uusimman teknologian hyödyntäminen oli siirtynyt kilpailuetua luovasta kyvykkyydestä toimialan perusedellytykseksi. Tiedon ja informaation hallintaan liittyvät kyvykkyydet olivat nousseet perinteisen kustannustehokkuuden rinnalle. Tutkimuksen aikana case-yritykset tukivat kuitenkin paremmin vakiintuneisiin kyvykkyyksiin perustuvaa kasvua kuin hyödynsivät uusiin liiketoimintaideoihin sisältyvää kasvupotentiaalia. Asiakaslähtöistä, vähittäistä innovointia suosittiin kokeiluun perustuvan, riskiä ottavan, radikaalin innovaation kustannuksella. Suurimmat esteet organisaation uudistumiselle löytyivät resurssipulasta, pyrkimyksestä keskitettyyn, matalaan organisaatiorakenteeseen ja sisäänpäin kääntyneistä kommunikaatioverkostoista.

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

Tutkimuksen tavoitteena oli analysoida lämpötilan ja hiilidioksidipitoisuuden vaikutuksia fotosynteesiin ja siihen liittyviin prosesseihin ottaen huomioon lajille tyypillinen lehden kolmiulotteinen rakenne. Lehden rakenne vaikuttaa sekä hiilidioksidin kulkeutumiseen että valon absorptioon lehteen ja siten viherhiukkasten fotosynteesitehokkuuteen. Työssä yhdistetään fotosynteesiin vaikuttavia fysikaalisia ja biologisia tekijöitä. Puiden mukautumista ilman kohoavaan hiilidioksidipitoisuuteen tutkittiin kokeellisesti männyllä ja rauduskoivulla ja tuloksia tulkittiin suhteessa lehden ja neulasen rakenteellisiin eroihin. Tutkimuksessa kehitettiin rauduskoivun lehden kolmiulotteista rakennetta yksityiskohtaisesti kuvaava malli, jonka avulla hiilidioksidin kulkeutumista ja valon absorptiota lehden sisällä voitiin analysoida. Lämpötilan vaikutusta hiilidioksidin sitoutumiseen lehdessä tutkittiin aluksi määrittämällä kokeellisesti fotosynteesin tärkeimpien reaktioiden lämpötilariippuvuus boreaalisella vyöhykkeellä kasvavalle rauduskoivulle. Tässä käytettiin hyväksi perinteistä fotosynteesireaktioita kuvaavaa mallia. Näitä riippuvuuksia hyväksi käyttäen voitiin kolmiulotteisella mallilla analysoida fysikaalisten tekijöiden vaikutuksia lehden fotosynteesin lämpötilariippuvuuteen. Kehitetty malli osoittautui hyväksi työkaluksi kun tutkitaan hiilidioksidin sitoutumista eri lajeilla. Tulosten perusteella määritettiin uudet fotosynteesireaktioiden lämpötilariippuvuudet, joissa lehden rakenteen ja fysikaalisten tekijöiden vaikutus otettiin huomioon. Tulosten perusteella voidaan sanoa että lehden rakenteelliset ominaisuudet vaikuttavat selvästi lehtitasolla mitatun fotosynteesin lämpötilariippuvuuteen. Tällä on merkitystä kun tarkastellaan lajien välisiä eroja muuttuvassa ympäristössä. Kolmiulotteisen mallianalyysin perusteella voitiin myös todeta, että muiden vaikuttavien tekijöiden lisäksi lehden rakenteella voi olla huomattava vaikutus siihen miten kasvi mukautuu ilman kohoavaan hiilidioksidipitoisuuteen. Puiden mukautumista tutkittiin kahdella eri puulajilla, ja tulosten perusteella voidaan sanoa että mukautuminen ilman kohoavaan hiilidioksidipitoisuuteen eroaa puulajien välillä. Mänty hitaasti kasvavana ikivihreänä puuna suuntaa käytettävissä olevia resursseja fotosynteesin lisäksi myös esimerkiksi talviaikaiseen suojautumiseen ja kuivuuteen mukautumiseen, kun taas koivu nopeasti kasvavana lehtipuuna voi käyttää resurssejaan fotosynteesinopeuden hetkelliseen maksimointiin. Nämä puulajien väliset erot näkyvät myös mukautumisessa muuttuvaan ympäristöön. Hiilidioksidipitoisuuden noustessa saattaa jopa käydä niin, että mänty hyötyy pitoisuuden noususta ainakin väliaikaisesti enemmän kuin rauduskoivu.

• Juurola, University of Helsinki, Department of Forest Ecology Sähköposti: eija.juurola@helsinki.fi