Dissertationes Forestales

Lingyun Tong. (2024). Chinese urban consumers' experience and consumption behavior with edible non-wood forest products. https://doi.org/10.14214/df.352

Avainsanat: ekosysteemipalvelut; kulutus; käyttäytyminen; ruoka; kaupunki-maaseutuyhteys; markkinointi

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Kuluttajilla maailmanlaajuisesti on pitkä historia osallistumisestaan syötävien metsäntuotteiden kulutukseen ja keräilyyn sekä maaseutu- että kaupunkiympäristöissä. Syötävät metsäntuotteet ovat tärkeitä erityisesti ravinnon ja kulttuuristen ekosysteemipalvelujen näkökulmasta, ja siirtävät kulttuurista ja henkistä merkitystä yksilöille ja yhteisöille vaikka niiden perinteisenä roolina on toimia ruoan ja muiden hyödykkeiden lähteenä. Nykyinen tutkimus keskittyy pääasiassa ei-puupohjaisten metsäntuotteiden taloudelliseen ja elinkeinolliseen merkitykseen maaseutualueilla. On siten tarvetta tutkia kaupunkikuluttajien kokemuksia ja vaatimuksia näistä tuotteista, erityisesti siirtymätalousmaiden markkinoilla.

Tämä väitöskirja pyrkii tutkimaan erilaisia muotoja ja syitä kaupunkilaiskuluttajien syötävien metsäntuotteiden taustalla kokemusten ja kulutuskäyttäytymisen näkökulmasta Kiinan alueellisilla markkinoilla. Tutkimus tarkastelee kuluttajien käyttäytymistä kolmesta keskeisestä näkökulmasta: osto-käyttäytymisessä, kuluttajien kokemukset metsäntuotteiden keräämisessä ja ympäristöystävällisyyden merkityksestä kulutuskäyttäytymisessä. Teoreettinen tausta liittyy pääasiassa ekosysteemipalveluihin ja Motivaatio–Mahdollisuus–Kyky -malliin sekä suunnitellun käyttäytymisen teoriaan. Tämä väitöskirja esittää käsitteellisen viitekehyksen kaupunkilaiskuluttajien kokemuksen ja kulutuskäyttäytymisen ajureista. Työ yhdistää kvalitatiivista haastattelumenetelmää ja kvantitatiivistä kyselymenetelmää kehitetyn kehyksen selvittämiseksi ja validointiin.

Tulokset joita on raportoitu artikkeleissa I-III paljastavat monipuolisuuden kaupunkikuluttajien kulutuskäyttäytymisen syötävien metsätuotteiden suhteen, korostaen vahvistuvaa kaupunki-maaseutu-yhteyttä näiden tuotteiden ympärillä. Tulokset (I) korostavat motivaatiota merkittävänä kuluttajakäyttäytymisen ajurina. Yhteys löytyy kiinalaiseen kulttuurin ja kaupunkikuluttajien motiivien välillä teen ostamisen yhteydessä. Kestävyys ja pragmaattisuus ovat hallitsevia motivaatioita omaan käyttöön tulevaan ostokäyttäytymiseen liittyen, kun taas lahjaostoksissa kiinalainen mianzi ja renqing olivat vallitsevia motiiveja. Marjojen keräämistä koskevissa toimissa havaittiin monipuolisempia motiiveja erityisesti lapsiperheissä ja tiettyihin demografisiin ryhmiin kuuluvien kaupunkilaiskuluttajien keskuudessa (II). Yhteiskunnalliset normit ja kulttuuri vaikuttivat kuluttajien asenteisiin ja uskomuksiin (I, II, III). Lisäksi laadukkaat tuotteet ja palvelut sekä tuottajien ja jakelijoiden tarjoamat sosiaalisen median markkinointikanavat loivat uusia kulutusmahdollisuuksia (II, III). Tutkimus osoitti myös, että kaupunkilaiskuluttajien henkilökohtainen tietämys ja tapojen rakentuminen ovat metsäntuotteissa keskeisiä tekijöitä. Nämä tulokset tarjoavat uusia näkökulmia siihen, miten kaupunkilaiskuluttajat osallistuvat ei-puupohjaisten metsäntuotteiden markkinoihin, mikä luo pohjaa lisätutkimuksia tällä alueella.

Tong, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences https://orcid.org/0000-0002-4155-9017 Sähköposti: lingyun.tong@helsinki.fi

Xiaoqian Xu. (2023). Land-use patterns of energy crops in the agricultural landscape. https://doi.org/10.14214/df.337

Avainsanat: bioenergia; maankäytön muutos; biomassan tuotantojärjestelmä; nopeakasvuiset puuviljelmät; lignoselluloosa biomassa

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Lignoselluloosa energiakasvit voivat tuottaa huomattavia määriä biomassaa energian tuotantoon, mutta niiden käyttöönottoon liittyy usein maankäytön muutoksia, koska niitä viljellään pääasiassa maatalouden hallitsemissa maisemissa. Väitöskirjassa käsitellään energiakasvien esiintyvyyttä ja analysoidaan niiden maankäytön muotoja Ruotsin maatalousmaisemissa. Tavoitteena on erityisesti i) arvioida eri energiakasveja tuotannon, sijainnin sekä ilmastoprofiilien suhteen, ii) karakterisoida ja määritellä ympäröivää maatalousmaisemaa sekä iii) tutkia maankäytön yleisiä muutoksia, jotka johtuvat energiakasvi viljelmien perustamisesta. Analyysi perustuu empiirisiin tietoihin kaupallisista nopeakasvuisista puuviljelmistä (paju, poppeli ja hybridihaapa) sekä energiaruohosta (ruokohelpi) useilla spatiaalisilla mittakaavoilla aina peltokuvioilta maisematasolle vuosina 1986–2018. Peltotasolla suuntaus on pienempiin ja säännöllisen muotoisiin kuvioihin energiakasvien osalta, samalla niiden viljelyalueet ovat siirtyneet kohti tuottavampia maita, mikä heijastaa maankäytön muutosta. Pajuviljelmiä perustettiin aluksi pääasiassa kesannoille, mutta myöhemmin monet viljelyksistä korvattiin viljakasveilla maailmanlaajuisten viljan hintojen muutosten vuoksi. Ruokohelven kohdalla maankäytön muutos oli samansuuntainen, vaikkakin muutokset ilmestyivät myöhemmin eivätkä olleet niin ilmeisiä. Maisematasolla energiakasvit monipuolistavat merkittävästi maatalousmaisemaa, sillä nopeasti kasvavia puuviljelmiä istutetaan pääasiassa viljan viljelyalueille ja ruokohelpeä metsävaltaisiin maisemiin. Väitöskirjassa käytetyt menetelmät ja analyysit auttavat ymmärtämään paremmin energiakasveihin liittyviä maankäytön muutoksia ja auttavat määrittelemään niiden osuuden merkitystä maatalousmaiseman monipuolistamisessa.

Xu, University of Eastern Finland, Faculty of Science and Forestry, School of Forest Sciences Sähköposti: xiaoqian.xu@uef.fi

Olli-Jussi Korpinen. (2021). Spatial forest biomass supply chain analysis in Finland. https://doi.org/10.14214/df.323

Avainsanat: optimointi; simulointi; elinkaariarviointi; logistiikka; kuljetus; paikkatietojärjestelmät

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Metsäbiomassan hankinnalla on tärkeä asema erilaisten puupohjaisten tuotteiden arvoketjuissa, ja myös sen ympäristövaikutukset ovat usein merkittäviä. Biomassan toimitusketjujen suorituskykyä voidaan arvioida eri yhteyksissä erilaisilla metodologisilla menettelytavoilla, joissa arvioinnin kohde joko on tai ei ole sidottu maantieteelliseen sijaintiin. Tämän väitöskirjan tarkoituksena oli selvittää, millaista paikkatietoa tarvitaan ja on saatavilla tapauskohtaisiin metsäbiomassojen toimitusketjujen analyyseihin Suomessa, ja millainen on sopiva spatiaalisen tarkkuuden taso eri tarkastelutapoja ja menetelmiä käytettäessä. Työ koostuu viidestä osajulkaisusta, joista yhdessä tarkastellaan eri maantieteellisissä ympäristöissä eri puolilla maailmaa tehtyjä tutkimusalan tapaustutkimuksia. Loput neljä osajulkaisua ovat spatiaalisia tapaustutkimuksia metsäbiomassan toimitusjärjestelmistä Suomessa. Näistä kolme keskittyy biomassaan energiantuotannon raaka-aineena ja yksi uuteen kuitupuun kuljetuskonseptiin. Yhdessä tutkimuksessa paikkatietojärjestelmää käytettiin pääasiallisena tutkimusvälineenä, kun taas kolmessa tutkimuksessa paikkatietojärjestelmän tehtävänä oli tuottaa spatiaalisesti analysoitua tietoa toimitusketjujen elinkaariarvioinnin ja agenttipohjaisen simuloinnin lähtötiedoiksi. Tärkein johtopäätös on, että suomalaisia metsäbiomassan toimitusjärjestelmiä mallinnettaessa riittää spatiaalinen tarkkuus 1 km ja 10 km väliltä, jolloin jokainen toimitusketjun lähtöpiste edustaa noin 1–100 km² kokoista aluetta. Lopullinen tarkkuus olisi määritettävä tapaustutkimuksen rakenne, toimitusjärjestelmän monimutkaisuuteen johtavat tekijät ja tutkimusalueen maantieteellinen laajuus huomioiden. Suomessa toimitusketjujen tutkimuksessa tarvittavaa korkealaatuista ja tarkkaa paikkatietoa on moneen muuhun maahan verrattuna hyvin saatavilla. Paikkatietopohjaista tutkimusta voitaisiin edelleen parantaa lisäämällä paikkatietomalleihin dynaamisia ominaisuuksia ja stokastisuutta, koska raaka-aineen kysynnän ja tarjonnan ajallinen vaihtelu tulee todennäköisesti lisääntymään tulevaisuudessa.

Korpinen, University of Eastern Finland, Faculty of Science and Forestry, School of Forest Sciences Sähköposti: olli-jussi.korpinen@lut.fi

Sari Pynnönen. (2020). Knowledge use in the management of privately owned forests: a focus on decision support services for multi-objective forest use. https://doi.org/10.14214/df.289

Avainsanat: yksityismetsänomistajat; päätöstukipalvelu; tietämysjärjestelmä; monitoimija-verkosto; monimenetelmätutkimus

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

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

Maxim Trishkin. (2019). Assessment of forest industries compliance to forest certification standards in northwestern Russia. https://doi.org/10.14214/df.285

Avainsanat: metsäteollisuus; Asenteet; Venäjän federaatio; Luoteis-Venäjän hallintoalue; laittomat hakkuut; metsäsertifiointi; FSC; Due Diligence; poikkeamat

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

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

Karthikeyan Natarajan. (2019). Mapping investment environment by optimizing the forest bioenergy production plant locations. https://doi.org/10.14214/df.273

Avainsanat: biomassa; toimitusketju; nestemäiset biopolttoaineet; CHP; energian kysyntä

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Metsä uusiutuvana luonnonvarana tarjoaa mahdollisuuksia edistää biotaloutta, energiaturvallisuutta ja ympäristöhyötyjä. Väitöskirjan tavoitteena on analysoida metsäbiomassaan perustuvan bioenergiatuotannon kasvavaa potentiaalia (metanoli, Fischer Tropsch biodieseli, CHP) Suomessa. Tutkimuksessa sovellettiin spatiaalisesti täsmällistä, teknillis-taloudellista Mixed Integer Linear Programming (MILP) -mallia, jolla optimoitiin uusien bioenergian jalostusyksiköiden sijoituspaikkakuntia minimoimalla tuotantoketjun kokonaiskustannuksia. Samalla otettiin huomioon metsäresurssin tarjonta, teollisuuden kilpailutekijät ja energian kysyntä. Optimointimallin soveltamisen lisäksi toteutettiin Puolassa 210 maanviljelijän kyselytutkimus, jolla tunnistettiin keskeisiä yhteiskunnallisia parametrejä, joiden hyödyntäminen auttaa tulevaisuudessa optimoimaan tuotantoyksiköiden sijaintia, kun otetaan huomioon bioenergiatuotannon arvoketjun taloudelliset, ympäristöön liittyvät sekä yhteiskunnalliset näkökohdat.

Tutkimuksen tulokset tarjoavat investoijille ja päätöksentekijöille arvokasta tietoa, kun hahmotellaan energiaa koskevaa maantieteellistä suunnittelustrategiaa, ja kohdataan samalla nestemäisten liikennepolttoaineiden ja metsähakkeen osalta Suomen 2020 -luvun energiatuotannon tavoitteet. Mallin tulokset sisältävät kustannusperusteisesti optimaalisen laitospaikkakunnan, teknologiavalinnan, raaka-ainevarannon allokoinnin mukaan lukien tuontimahdollisuus, raaka-aineen tarjontaketjun, sivutuotteiden myyntitulot ja hiilidioksidipäästöjen vähenemisen. Malliparametrien herkkyystarkastelu osoitti, että investointikustannukset, konversiotehokkuus ja lämmön hintavaihtelut olivat yksikkövaikutuksien osalta merkittävimpiä parametrejä. Seuraavia vaikutusten merkittävyyden suhteen olivat raaka-aineen hinta, sähkön hinta, tuet ja kuljetuskustannukset. Havaitut parametrimuutokset epävarmoissa markkinaolosuhteissa, joita epävakaat politiikkatoimet ruokkivat, aiheuttaisivat tulevaisuudessa biopolttoaineisiin ja CHP-tuotantoon perustuvalle teollisuudelle merkittäviä haasteita niiden edistäessä metsäbiomassan käyttöä. Kyselytutkimus osoitti, että maanviljelijöiden halukkuus tarjota biomassaa saattaisi olla saatavuuden suhteen olennainen tuotannollinen varmuustekijä nestemäisten biopolttoaineiden tuotannolle ja CHP-teollisuudelle. Sosiaalisesti kattavien politiikkatoimien aikaan saaminen on siksi välttämätöntä pitkän aikavälin markkinavakautta ja tulevaisuuden menestymistä tavoittelevalle bioenergiateollisuudelle.

Natarajan, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: karthikeyan.natarajan@uef.fi

Laith ALRahahleh. (2018). Scenario analyses on the effects of forest management and CMIP5 climate projections on timber production and carbon stocks of upland boreal forests in Finland. https://doi.org/10.14214/df.264

Avainsanat: lahopuu; metsän suojelun intensiteetti; metsäekosysteemimalli; RCP skenaariot; ainespuun tuotanto; eri puulajien suosiminen

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

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

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

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

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Maaperä on metsäekosysteemin rakenteen ja toiminnan perusta. Maaperän biologiset, kemialliset ja fysikaaliset prosessit säätelevät koko metsän hiilen, ravinteiden ja veden kiertoa. Ihmisen toimenpiteet muuttavat suomalaisten metsämaiden rakennetta ja toimintaa ja edelleen metsäekosysteemin häiriödynamiikkaa.

Tässä väitöskirjassa määritettiin kahden maaperän rakenteeseen ja kemialliseen koostumukseen vaikuttavan toimenpiteen − kantojen korjuun ja tekopohjaveden muodostamisen – pitkäaikaisvaikutuksia metsämaaperän ja -kasvillisuuden rakenteeseen, toimintaan ja toipumiseen. Kantojen korjuussa maaperän pintakerros häiriintyy ja siitä poistuu hiiltä ja ravinteita korjattavien juurten ja kantojen mukana. Tekopohjaveden muodostaminen sadettamalla ravinnerikasta järvivettä harjualueille puolestaan lisää maaperään hiiltä ja ravinteita, ja käsittelyn tuloksena maaperän kemiallinen koostumus muuttuu ja metsäekosysteemi rehevöityy. Aiemmat kotimaiset tutkimukset näiden toimenpiteiden vaikutuksista on tehty korkeintaan muutamia vuosia toimenpiteiden päättymisen jälkeen eikä vaikutusten kestoa ja ekosysteemien toipumisnopeutta tunneta.

Kantojen korjuun vaikutuksia tutkittiin Keski- ja Etelä-Suomessa sijaitsevilla metsäalueilla ja tekopohjaveden ekosysteemivaikutuksia Keski-Suomessa sadetusimeytystä käyttävällä tekopohjavesilaitoksella. Tutkimuksissa tarkasteltiin metsäekosysteemin toipumista toimenpiteistä, jotka olivat päättyneet yli 10 vuotta aiemmin. Tulokset osoittavat, että kantojen korjuun ja sen jälkeen tehtävän maanmuokkauksen seurauksena kuusikoiden maaperän pintakerros häiriintyy laajalti rakenteeltaan ainakin yli 10 vuoden ajaksi. Orgaanisen aineen jakauman muuttuminen heijastuu maaperän hiilen ja typen dynamiikkaan. Suomalaisten havupuiden kannot ja paksujuuret ovat huomattava hiilen ja ravinteiden pitkäaikaisvarasto maaperässä, ja kantojen korjuun merkittävin ekologinen vaikutus on lahopuun ja sen hiilivaraston määrän väheneminen.

Tekopohjaveden muodostaminen sadettamalla muutti maaperän happamuuden ja ravinteisuuden sekä edelleen kasvilajiston, ja muutokset kestivät pitkään imeytyksen lopettamisen jälkeen. Tekopohjavesialueilla maaperän pH ja ravinteiden pitoisuudet olivat 12−15 vuoden jälkeen sadetuksen päättymisestä edelleen huomattavasti korkeampia sadetetuilla koealoilla kuin vertailualoilla. Myös aluskasvillisuuden lajien runsaussuhteet ja dynamiikka olivat edelleen muuttuneita.

Tulokset osoittavat, että maan pintakerroksen rakenne ja toiminta häiriintyy pitkäaikaisesti molempien käsittelyjen seurauksena. Ympäristövaikutusten keston ja niistä toipumisen tunteminen on ensiarvoisen tärkeää, jotta toimenpiteitä, kuten metsäenergian korjuuta ja sen päätöksentekoa ja vastaavasti tekopohjavesilaitosten toimintaa voidaan suunnitella mahdollisimman pienin ympäristöhaitoin.

Kaarakka, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: lilli.kaarakka@helsinki.fi

Anni Vanhatalo. (2018). Long-term dynamics of BVOC production, storage and emission in boreal Scots pine. https://doi.org/10.14214/df.253

Avainsanat: monoterpeeni; metanoli; pihka; runko; syntaasiaktiivisuus; mittauskammio

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Kasvit tuottavat osana sekundaarimetaboliaansa tuhansia erilaisia haihtuvia orgaanisia yhdisteitä eli VOC-yhdisteitä, joita ne hyödyntävät erityisesti puolustusyhdisteinä. Alhaisista pitoisuuksistaan huolimatta nämä yhdisteet osallistuvat ilmakehässä moninaisiin kemiallisiin prosesseihin, jolloin niiden vaikutus ulottuu paljon yksittäisen kasvin kasvuympäristöä laajemmalle. Mänty (Pinus sylvestris L.) tuottaa erityisesti mono- ja seskviterpeenejä, joista valtaosa varastoituu pihkaan. Pihka on tiehyissä paineenalaisena. Tässä tutkimuksessa paineen havaittiin korreloivan positiivisesti sekä ilman lämpötilan että versojen transpiraationopeuden kanssa. Lisäksi sekä korkean pihkanpaineen että ilman korkean lämpötilan havaittiin lisäävän monoterpeenien haihduntanopeutta rungosta.

Monoterpeenisyntaasiaktiivisuus kuvaa neulasten maksimaalista kykyä tuottaa monoterpeenejä. Ympäristötekijöiden vuodenaikaisvaihtelun ja neulasten iän todettiin selittävän suurimman osan neulasten monoterpeenisyntaasiaktiivisuuksien sekä monoterpeenivarastojen ja -päästöjen vaihtelusta. Männynneulasten monoterpeenipitoisuuden vaihtelu vuodenaikojen, eri-ikäisten neulasten ja eri puiden välillä oli puolestaan verrattain pientä. Monoterpeenisyntaasiaktiivisuus oli suurempaa alle vuoden ikäisillä neulasilla kuin tätä vanhemmilla. Saman puun neulasten monoterpeenisyntaasiaktiivisuuksien ja monoterpeenivarastojen yhdistekohtainen koostumus ei heijastunut päästöjen koostumukseen: esimerkiksi δ-3-kareenia oli päästöissä selvästi suurempi osuus kuin varastoissa ja syntaasiaktiivisuuksissa.

VOC-yhdisteiden päästöjä on mitattu puiden yhteyttävistä osista jo pitkään, mutta tässä tutkimuksessa seurattiin ensikertaa puiden puuosien päästöjä usean vuoden ajan. Mittaukseen käytettiin automaattista kammiomittausjärjestelmää ja siihen liitettyä protoninvaihtoreaktiomassaspektrometriä.

Männyn rungosta havaittiin vapautuvan ilmaan monoterpeenejä ja metanolia. Kummankin aineen päästöissä näkyi vuodenaikaisvaihtelua: Metanolipäästöt olivat suurimmillaan keskellä kasvukautta. Monoterpeenipäästöt puolestaan olivat korkeimmillaan paitsi kesien kuumimpina päivinä, myös keväällä puiden yhteytyskapasiteetin palautuessa lepokauden jälkeen. Tutkittujen puiden monoterpeenipäästöjen enantiomeerikoostumuksessa esiintyi vuorokausivaihtelua. Puiden vapauttamien yhdisteiden määrän, yhdisteiden reaktiivisuuden, metsän puulajikoostumuksen ja puiden eri kemotyyppien runsauden havaittiin heijastuvan latvuskerroksen yläpuolisen ilman terpeenikoostumukseen.

Vanhatalo, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Institute for Atmospheric and Earth System Research / Forest Sciences Sähköposti: anni.vanhatalo@alumni.helsinki.fi

Anuliina Putkinen. (2018). Sphagnum-associated methanotrophs – a resilient CH₄ biofilter in pristine and disturbed peatlands. https://doi.org/10.14214/df.252

Avainsanat: mikrobiyhteisöt; rahkasammal; metaania hapettavat bakteerit; molekyylibiologia; soiden ennallistaminen; kasvihuonekaasupäästöt

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Pohjoiset suot ovat tärkeitä hiilen nieluja sitoessaan sitä hitaasti kertyviin turvekerroksiin. Samalla ne vapauttavat kasvihuonekaasu metaania (CH₄), jota syntyy kasvimateriaalin hajotessa hapettomissa oloissa. Näiden soiden yleisin kasvi, rahkasammal (Sphagnum), on oleellinen paitsi turpeen kertymiselle, myös metaanipäästöjen torjunnalle: Se tarjoaa asuinympäristön metaania hapettaville bakteereille, metanotrofeille, jotka suodattavat osan metaanista rajoittaen sen vapautumista ilmakehään. Samalla metaanin hapetuksessa syntyvä hiilidioksidi (CO₂) siirtyy rahkasammalen käyttöön. Rahkasammalien ja metanotrofien muodostama ”metaanisuodin” on havaittu useammassa tutkimuksessa, mutta muun muassa sen herkkyys ympäristön muutoksille tunnetaan huonosti.

Tässä väitöstutkimuksessa selvitettiin rahkasammalien ja niissä elävien metanotrofien vuorovaikutuksen tarkempaa luonnetta. Metanotrofien yhteisörakennetta ja aktiivisuutta tarkasteltiin suhteessa suoekosysteemissä tapahtuviin muutoksiin. Vertailun vuoksi tutkittiin myös sammalten alapuolisten turvekerrosten metaaninhapetusta. Metanotrofien molekyylibiologisessa analysoinnissa hyödynnettiin erityisesti metaaninhapetuksen mahdollistavaa pmoA-geeniä sekä siihen perustuvaa koetinsirutekniikkaa.

Ensimmäisessä osatyössä metanotrofien ja niiden hapetusaktiivisuuden osoitettiin leviävän rahkasammalesta toiseen veden välityksellä. Työn perusteella nämä metanotrofit kykenevät elämään myös sammalien ulkopuolella eli niiden välillä näyttäisi olevan ns. fakultatiivinen symbioosi. Kahdessa muussa osatyössä rahkasammalten metanotrofien dynamiikan havaittiin olevan hyvin samankaltaista kahdella erilaisella suon kehitysgradientilla: sekä luonnontilaisilla soistuvilla aloilla, että eri-ikäisillä, uudelleen kasvittuneilla turvetuotantoaloilla. Metanotrofien yhteisöt olivat monimuotoisia kaikissa kehitysvaiheissa, mutta niiden valtaryhmät erosivat nuorten, vedenpinnaltaan epävakaiden alojen ja vanhojen, täysin sammalpeitteisten alojen välillä. Huolimatta yhteisöjen eroista metaaninhapetusaktiivisuus ei eronnut merkitsevästi eri kehitysvaiheissa, lukuun ottamatta aivan vanhimpien alojen heikompaa aktiivisuutta. Tämä viittaa ns. toiminnalliseen päällekkäisyyteen, jossa tietystä toiminnosta vastaa useampi, eri olosuhteisiin erikoistunut eliöryhmä. Toisin kuin elävässä sammalkerroksessa, sen alapuolisessa turpeessa hapetuspotentiaali kasvoi turpeentuotantoalojen kasvipeitteen kehityksen mukana.

Kyky levitä veden välityksellä sekä toiminnallinen päällekkäisyys viittaavat rahkasammalten metanotrofien pystyvän sekä sopeutumaan erilaisiin olosuhteisiin, että palautumaan suoekosysteemiä kohtaavista häiriöistä, kuten ilmastonmuutoksen mukana mahdollisesti lisääntyvistä kuivista jaksoista. Rahkasammalkerroksessa jo nuorimmalla turvetuotantoalalla havaittu metaaninhapetuspotentiaali tulisi huomioida näitä aloja ennallistettaessa: rahkasammal-istutusten avulla näyttäisi olevan mahdollista paitsi käynnistää hiilensidonta turpeeksi, myös torjua samanaikaisesti lisääntyviä metaanipäästöjä.

Putkinen, University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences Sähköposti: anuliina.putkinen@helsinki.fi

Aino Korrensalo. (2017). Behind the stability of boreal bog carbon sink: Compositional and functional variation of vegetation across temporal and spatial scales. https://doi.org/10.14214/df.240

Avainsanat: fotosynteesi; rahkasammal; biomassatuotto; keidasräme; hiilinielu; hiilidioksidinvaihto

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Boreaaliset suot ovat merkittäviä hiilen varastoja ja nieluja. Tämän väitöskirjan tarkoituksena oli tutkia, miten suon sisäinen vaihtelu kasvillisuuden rakenteessa vaikuttaa suoekosysteemin hiilinieluun. Tutkimuksessa mitattiin kasvilajin, kasviyhteisön ja ekosysteemin mittakaavatasoilla suon hiilinielun prosesseja: Fotosynteesiä, respiraatiota, kasvibiomassan koostumusta ja tuottoa, sekä nettohiilidioksidinvaihtoa.

Suon sisäinen vedenpinnan tason vaihtelu aiheutti voimakasta vaihtelua kasvilajikoostumuksessa ja elävän kasvibiomassan määrässä. Vedenpintagradientin kuivassa päässä varpuvaltaisilla mättäillä kasvillisuuden elävä biomassa oli suurempi kuin saravaltaisissa märissä kuljuissa. Hiilidioksidinvaihdon osaprosessit, respiraatio ja bruttofotosynteesi, olivat korkeimmillaan kuivissa kasviyhteisöissä. Tästä huolimatta nettohiilidioksidinvaihto ja biomassan tuotto olivat saman suuruisia kaikissa rahkasammalten vallitsemissa kasviyhteisöissä läpi koko vedenpintagradientin. Tämä tasainen biomassatuotto on seurausta kasvilajien toiminnallisista eroista; märkien habitaattien kasvilajien biomassatuotto oli mätäslajeja tehokkaampaa. Nettohiilidioksidinvaihdon tasaisuus vedenpintagradientilla puolestaan johtui respiraation ja bruttofotosynteesin hyvin symmetrisestä vasteesta vedenpinnan tasoon. Vain sammalettomilla ruoppapinnoilla biomassatuotto oli pienempää kuin muissa kasviyhteisöissä, ja ne toimivat pääasiassa hiilen lähteenä. Rahkasammalten peittämien kuljujen ja ruoppapintojen välillä on vain pieni ero vedenpinnan tasossa. Siksi muutokset kosteusoloissa saattaisivat muuttaa näiden kasviyhteisöjen määrää ekosysteemissä, ja aiheuttaa muutoksen ekosysteemin hiilinieluun.

Tässä tutkimuksessa havaittu saman suuruinen hiilinielu läpi suon vedenpintagradientin on ristiriidassa aiemman tutkimuksen kanssa. Toisaalta hiilinielun osaprosessien vaste ympäristötekijöihin oli samankaltainen kuin aiemmissa tutkimuksissa. Toiminnallisesti erilaisten kasvilajien määräsuhteet vaihtelevat soiden välillä. Tulosten perusteella suon sisäinen hiilinielun vaihtelu näyttää olevan voimakkaasti riippuvainen kyseiselle suolle ominaisesta kasvillisuuden rakenteesta.

Suokasvilajien ympäristövasteet ja kasvukaudenaikainen lehtialankehitys eroavat. Tässä tutkimuksessa kasvilajien ja –yhteisöjen fotosynteesin ja nettohiilidioksidinvaihdon havaittiin olevan suurimmillaan eri vaiheissa kasvukautta. Nämä lajien väliset erot puolestaan vähensivät kasvukaudenaikaista vaihtelua ekosysteemitason hiilinielussa. Tutkittujen kolmen vuoden välillä kasviyhteisöjen roolit ekosysteemin hiilinielussa vaihtelivat. Tutkimuksen perusteella toiminnallisesti vaihteleva kasvilajikoostumus saattaa lisätä suoekosysteemin toiminnan palautuvuutta (resilienssiä) muuttuvissa olosuhteissa. Tämä empiirinen tulos voidaan varmentaa prosessimallien avulla, jotka pyrkivät ennustamaan soiden hiilinielun muutoksia muuttuvassa ilmastossa. Tämän tutkimuksen tulokset korostavat, että toiminnallisesti erilaisten kasvillisuuskomponenttien vaste ympäristötekijöihin tulee huomioida näissä prosessimalleissa, jotta ennusteet soiden hiilinieluista olisivat mahdollisimman tarkkoja.

Korrensalo, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences http://orcid.org/0000-0002-0320-8689 Sähköposti: aino.korrensalo@uef.fi

Jani Holopainen. (2016). Changing institutions and consumer-driven development of forest products and services. https://doi.org/10.14214/df.223

Avainsanat: Institutionaalinen teoria; liiketoimintaekosysteemimalli; tukimus- ja kehitysmalli; kuluttajatrendit; biotalous; metsätuotteet ja -palvelut; sertifioidut puutuotteet

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Metsäsektori on kyennyt kehittämään monia uusia biopohjaisia ja kestäviä tuotteita yritysasiakasmarkkinoille, mutta sektorilla ei ole vielä nähty uusien metsätuotteiden ja -palveluiden läpimurtoja kuluttajamarkkinoille. Tämä johtuu puutuotteiden korkeammasta hinnasta verrattuna kilpaileviin materiaaleihin, kuten betoniin, teräkseen ja muoviin, mutta sektorilla on myös vain vähän kuluttajamarkkinoille kohdistuvaa innovaatiokehitystä. Jotta pystymme ymmärtämään biotalouden kehitystä, joka tuo myös uusia mahdollisuuksia metsäsektorin kuluttajamarkkinoille, on meidän ymmärrettävä uutta liiketoimintaekosysteemiä. Liiketoimintaekosysteemimalli on kokonaisvaltainen näkymä tämänhetkisistä instituutioista huomioiden sidosryhmien suhteita ja mahdollisuuksia, sekä resursseja ja teknologioita. Näiden käsitteiden parempi ymmärtäminen auttaa kuluttajalähtöisessä metsätuotteiden ja -palveluiden kehityksessä luoden myös kilpailuetua sektorille. Tämä väitöskirja esittelee kokonaisvaltaisen tutkimus- ja kehitysmallin uusien tuote- ja palveluinnovaatioiden synnyttämiseksi metsäsektorille. Koska viimeaikainen metsäsektorin innovaatiotoiminta on ollut teknologialähtöistä, tämä tutkimus keskittyy kuluttajalähtöiseen tuote-, palvelu- ja liiketoimintamallikehitykseen ja näin pyrkii vastaamaan vallitseviin kuluttajatrendeihin. Tutkimuksessa keskeisessä roolissa ovat metsätuotteiden ja -palveluiden vastuullisuus ja kestävyys, sillä nämä ovat yhä tärkeämpiä kuluttajille ja metsäsektorilla on potentiaalia vastata tähän kysyntään. Väitöskirja koostuu yhdestä kirjakappaleesta ja kolmesta vertaisavioidusta artikkelista, joissa jokaisessa on käytössä eri tutkimusmenetelmät. Näiden osajulkaisujen aiheet ja tulokset ovat ryhmiteltynä kolmeen teemaan viitekehyksessä Kuluttajalähtöinen liiketoimintaekosysteemi tutkimus- ja kehitysmalli. Malli laajentaa perinteistä teknologialähtöistä ja kysyntävetoista innovaatiomallia ottaen paremmin huomioon kuluttajien arvot, mahdollistavat resurssit sekä vallitsevat logiikat. Mallissa huomioidaan myös sujuva informaation kulku jokaisessa tutkimus- ja kehitysprosessin vaiheessa tavoitellen uusia kuluttajalähtöisiä ratkaisuja.

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

Dalia D’Amato. (2016). The ecosystem services approach in corporate sustainability: results from industrial plantation forestry in China. https://doi.org/10.14214/df.221

Avainsanat: metsäteollisuus; yritysvastuu; ekosysteemipalvelut; Kiina; Puuviljelmät

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Ekosysteemipalvelut ovat laajasti käsitelty teema sekä tiedemaailmassa että poliittisessa päätöksenteossa. Aiheessa on keskitytty luonnon tarjoamien palveluiden kuten ruoan, kuitujen, veden, ilmaston, maanperän ja kulttuurin merkitykseen yhteiskunnallisesta ja taloudellisesta näkökulmasta tutkittuna. Varsinkin kasvavan talouden paineet ovat kuitenkin aiheuttaneet erilaisia häiriöitä ekosysteemipalveluista saataviin hyötyihin. Useat talouden sektorit ovat riippuvaisia ekosysteemipalveluista ja vaikuttavat samalla niistä saataviin hyötyihin. Tämän takia yksityissektorilta odotetaankin yhä suurempaa panosta ympäristöhallinnointiin maailmanlaajuisesti, sillä kestävän talouden ylläpito myös kannustaa yrityksiä sekä rahallisesti että strategisesti. Tämä väitöskirja on yksi ensimmäisistä tutkimuksista, joissa keskitytään selvittämään teollisuuden ja ekosysteemipalveluiden vuorovaikutuksia. Empiirisenä tutkimuskohteena ovat teolliset puuviljelmät Kiinan kehittyvillä markkinoilla. Tutkimuksen päätavoitteena on selvittää, miten ekosysteemipalvelukehikko voisi edistää yritysvastuun toimintaohjelmia ja käytäntöjä. Tutkimustulokset osoittavat, että ekosysteemipalveluiden tutkimus voi myötävaikuttaa ympäristön ja sosiaalisten tekijöiden kattavampaan ja kokonaisvaltaisempaan ymmärrykseen. Tutkimuksella voidaan muun muuassa parantaa ymmärrystä yritysten vaikutuksista ja riippuvuuksista ekosysteemeihin sekä niihin liittyviin liiketaloudellisiin riskeihin ja mahdollisuuksiin. Lisäksi voidaan tarkentaa analyyttisiä työkaluja yrityssidosryhmien näkökulmien ja odotuksien ymmärtämisessä ja parantaa yritysvastuuseen liittyviä käytäntöjä sekä kehittää kestävyysraportointia. Tutkimustulokset osoittavat, että ekosysteemipalveluiden tutkimus voi myötävaikuttaa ympäristön ja sosiaalisten tekijöiden kattavampaan ja kokonaisvaltaisempaan ymmärrykseen. Tutkimuksella voidaan muun muuassa parantaa ymmärrystä yritysten vaikutuksista ja riippuvuuksista ekosysteemeihin sekä niihin liittyviin liiketaloudellisiin riskeihin ja mahdollisuuksiin. Lisäksi voidaan tarkentaa analyyttisiä työkaluja yrityssidosryhmien näkökulmien ja odotuksien ymmärtämisessä ja parantaa yritysvastuuseen liittyviä käytäntöjä sekä kehittää kestävyysraportointia. Ekosysteemipalveluiden käsitteistön tarkempi operationalisointi yritysvastuukäytöntöihin edellyttää sekä systemaattisempaa arviointia että vertailua tarkoituksenmukaisten yrityssektoreiden ja ekosysteemien välillä. Kehitystyö edellyttää perehtymistä maailmanlaajuisten ja paikallisten vaihtosuhteiden analysointiin, ekologisten rajoitteiden ja resilienssin käsitteiden omaksumista sekä yritys- ja toimialastrategioiden täsmentämistä.

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

Brent D. Matthies. (2016). A service-dominant perspective on payments for ecosystem service offerings. https://doi.org/10.14214/df.219

Avainsanat: ekosysteemipalvelu; palvelulähtöisyys; arviointi; ekosysteemipalvelumaksut; ekologinen taloustiede

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Ekosysteemipalvelunäkökulma mahdollistaa palvelujen tuottamien arvovirtojen tarkastelun ekosysteemien ja ihmisten hyvinvoinnin välillä. Tämän näkökulman mukaan ekosysteemien toiminnot voidaan jakaa eri kategorioihin sen mukaan, miten hyödyn saajat hankkivat hyötyjä ja käyttävät niitä. Ekosysteemipalvelunäkökulmasta on tullut julkisen ja yksityisen päätöksenteon työkalu, jolla tuetaan ympäristön ulkoisvaikutusten sisällyttämistä paremmin osaksi taloudellisten toimijoiden arvonluontiprosesseja. Tämä tutkimus kohdistuu kahteen puutteeseen ekosysteemipalveluja tutkivassa kirjallisuudessa. Ensiksi, palvelulähtöinen näkökulma ekosysteemipalvelujen tarjoamiseen puuttuu, mikä johtaa asiaan kuuluvien käsitteiden ja termien väärinkäyttöön keskusteltaessa niiden roolista arvoverkoissa ja arvonluonnissa. Toiseksi, tarjolla on vain niukasti tietoa siitä, miten ekosysteemipalvelujen tarjonta sisäistetään tehokkaasti osaksi arvoverkkoja. Ensimmäisessä artikkelissa kehitettiin palvelulähtöisen arvonluonnin viitekehys ja sitä tukeva termistö ja käsitteistö ohjaamaan monitieteistä keskustelua ekosysteemipalvelujen tarjonnan roolista arvoketjun luomisprosesseissa. Value-in-impact -termi luotiin keinoksi keskustella ekosysteemipalvelujen tarjonnan vaihtosuhteista ja vaikutuksista kyseisissä prosesseissa. Muut kolme artikkelia käsittelivät seuraavia näkökulmia ekosysteemipalvelumaksujen suunnittelussa: (1) herkkyys parametrien arvoille, (2) hintavaihteluiden vaikutukset palvelutuottajiin ja (3) käyttäytymistaloustieteen kontribuutiot. Vaihtosuhteiden vaikutus eri ekosysteemipalvelujen tarjontaan ja vaihtosuhteet ekosysteemipalvelujen ja taloudellisten tavoitteiden välillä otettiin myös huomioon. Tulokset osoittivat, että kokonaisvaltainen ekosysteemipalveluiden indikaattorien tarkastelu (optimaalisen puulajisekoituksen valitseminen, korreloimattomat ekosysteemipalvelujen hintojenvuorovaikutukset ja metsän optimaalinen kohdentaminen suojeluun) johti ekologisiin ja rahoituksellisiin hajauttamishyötyihin palvelujen tarjoajille. Palvelutarjoajien tuuppaaminen (nudging) johti myös sosiaalisesti tehokkaampaan ekosysteemipalvelujen tarjontaan. Kussakin analyysissä käytettiin uutta ekosysteemipalvelujen odotusarvon käsitettä kuvaamaan tarkemmin metsämaan ekosysteemipalvelujen päättymättömän ajan tarjontaa.

Matthies, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: brent.matthies@helsinki.fi

Pieter Johannes Verkerk. (2015). Assessing impacts of intensified biomass removal and biodiversity protection on European forests. https://doi.org/10.14214/df.197

Avainsanat: ekosysteemipalvelut; EFISCEN; skenaarioanalyysi

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Intensiivisen puubiomassan korjuun ja biodiversiteetin suojelun vaikutus Euroopan metsiin Metsät tarjoavat yhteiskunnalle monia hyötyjä. On tärkeää ymmärtää, kuinka ohjausjärjestelmät vaikuttavat ekosysteemipalveluiden tuotantoon. Tämä väitöskirja analysoi ja arvioi tehostetun biomassan tuotannon ja biodiversiteetin suojelun vaikutuksia Euroopan metsien tarjoamiin ekosysteemipalveluihin. Artikkeli I arvioi metsien suojelun ja hakkuurajoituksien vaikutusta potentiaaliseen vuosittaiseen hakkuukertymään. Nykyisin suojeltuihin metsäalueisiin kohdistuvat hakkuurajoitukset vähentävät pitkällä aikavälillä potentiaalista hakkuukertymää 35 miljoonalla kuutiometrillä vuodessa. Rajoituksista huolimatta puuta voidaan korjata melko paljon myös suojelluissa metsissä. Artikkelit II-V arvioivat puuperäisen biomassan tulevaa tuotantopotentiaalia ja erilaisten skenaarioiden vaikutusta metsiin käyttäen EFISCEN-simulointiohjelmistoa (European Forest Information SCENario). Artikkelissa II korjattavan puuperäisen biomassan määräksi vuodelle 2010 arvioitiin 741 miljoonaa kuutiometriä ja vuodelle 2030 vastaava luku on 620–891 miljoonaa kuutiometriä. Tämä luku sisältää runkojen, hakkuutähteiden ja kantojen biomassan. Näiden lukujen saavuttaminen vaatisi radikaaleja muutoksia Euroopan metsien hoidossa. Artikkelien III-V mukaan tehostettu biomassan keruu saattaa johtaa ristiriitatilanteisiin muiden metsien ekosysteemipalveluiden kanssa. Puuperäisen biomassan sisältämän hiilen ja kuolleen puun määrän arvioitiin pienenevän metsien käyttöasteen nostamisen myötä. Talouteen perustuva arvio osoitti, että biomassan korjuun lisääminen voi johtaa nettotuoton kasvuun, kun otetaan huomioon viiden ekosysteemipalvelun yhteenlaskettu arvo ja verrataan sitä arvioihin, joissa biomassan käyttöastetta ei nosteta. Laajemmat yhteiskunnalliset hyödyt voitaisiin saavuttaa, jos Euroopan metsien biodiversiteetin suojelua lisättäisiin. Tässä väitöksessä esitetyt tulokset osoittavat, että tarvitaan huolellista suunnittelua, jotta biodiversiteetin suojelu, lisääntyvä puuraakaaineen tarve ja ekosysteemipalveluiden tuotanto voidaan ottaa huomioon.

Verkerk, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: hans.verkerk@efi.int

Cristobal Delgado-matas. (2015). Optimal management of the Umbundu traditional land use system in the central Highlands of Angola. https://doi.org/10.14214/df.178

Avainsanat: Maankäytön suunnittelu; Pinus spp.; Eucaliptus spp.; Lineaarinen ohjelmointi; kasvumallit; Umbundu-maankäyttösysteemi (ULUS)

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Maankäytön suunnittelu, Pinus spp., Eucalyptus spp., Lineaarinen ohjelmointi, kasvumallit, Umbundu-maankäyttösysteemi (ULUS) Väitöskirjan tutkimuskokonaisuus kattaa yhden julkaisun perinteisestä maankäyttösysteemistä Angolan ylänkömailla, kolme julkaisua yhdeksän trooppisen mäntylajin ja kuuden eukalyptuslajin kasvusta ja tuotoksesta, sekä yhden julkaisun maankäytön optimoimisesta Angolan ylänkömailla. Maankäyttösysteemien analyysin aineisto on peräisin kahden vuoden kenttätyöstä ja kirjallisuuskatsauksesta, joka ulottuu aina siirtomaa-aikoihin. Kasvumallit perustuivat 19 388 läpimitankasvuhavaintoon 1 059:sta männystä ja 10 499 läpimitankasvuhavaintoon 803 eukalyptuksesta. Vaihtoehtoisten maankäyttömuotojen optimaalinen kombinaatio haettiin lineaarisella ohjelmoinnilla (LO). LO-ongelmat muodostettiin tämänhetkistä ruokavaliota tavoittelevalle maankäytölle, parannetulle ruokavaliolle sekä vaihtoehdolle, jossa maksimoidaan puuntuotosta niin, että ruoan tuotanto paikalliselle väestölle on samalla riittävää. Väitöskirjan ensimmäisellä tutkimuksella on vaikutuksia maankäytön suunnitteluun (esim. kesannointiajan pituus) ja konfliktien hallintaan Angolassa ja muualla. Kehitetty kasvumallisarja sisältää mallit metsikön valtapituuden ja puun läpimitan kasvulle, puun pituudelle sekä puiden kuolleisuudelle. Mallisarja mahdollistaa metsikön kehittymisen simuloinnin puukohtaisesti. Mallien havaittiin antavan tarkkoja ennusteita, kun simuloitua puuston kehitystä verrattiin havaittuun kehitykseen. Näin ollen malleja voidaan käyttää metsäsuunnittelun työkaluina trooppisten mänty- ja eukalyptuslajien viljelmillä Angolassa. Kehitettyjä malleja käytettiin tämän työn viimeisessä tutkimuksessa puutavaran tuotannon laskemiseen lyhyen ja pitkän kiertoajan metsätaloudessa. Työn viimeinen tutkimus osoitti, että parhaan taloudellisen tuloksen tuotti maankäyttö, jossa vuorottelivat puiden kasvatus lyhyellä kiertoajalla ja myytävien viljelykasvien (cash crops) kasvatus. Ruokavalion muuttaminen monipuolistamalla hiilihydraatti- ja proteiinilähteitä paransi tuotannon kannattavuutta ja vähensi kausittaista naistyövoiman tarvetta. Puutavaran maksimaalista tuotantoa tavoiteltaessa optimaalinen osuus puuviljelmien maa-alasta oli 57 %, kun samalla tuotettiin riittävä määrä ravintoa paikalliselle väestölle.

Delgado-matas, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: cristobal.delgado-matas@uef.fi

Qing Xu. (2014). Calibration of the tree size distributions by combining the area-based approach and the individual tree detection using the airborne laser scanning. https://doi.org/10.14214/df.182

Avainsanat: läpimittajakauma; korkeusjakauma; valtapuiden alla oleva puusto; lähimmän naapurin menetelmät; katkaisupisteen tunnistus; rungon tilavuus

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Aluepohjaisten ja puutason menetelmien yhdistäminen laserkeilauksella tuotetun puiden kokojakaumien kalibroimiseksi Metsikön puiden tunnistusta (ITD) – on tutkittu laserkeilauspohjaisena metsänarviointimenetelmänä ja sen tyypillinen ongelma on ollut runkoluvun ja tilavuuden aliarviointi, joka pääosin johtuu lentokoneesta tehdyn havainnoinnin vaikeudesta havaita metsikön valtapuiden alla olevaa puustoa. Puutason tunnusten arvioinnin epävarmuudet (esim. pituus, läpimitta, mallitettu tilavuus) lisäävät myös koealatason arvioinnin epätarkkuutta. Tämä väitöskirja selvitti sekä puu- että koealatason aliarviointia ja kehitti sen korjausmenetelmiä. Koealatasolla aliskasvusto ja vallitut puut arvioitiin aluepohjaisella puujoukon arviointimenetelmällä. Puutasolla, puiden läpimitat ennustettiin kvanttaaliperusteisella lähimmän naapurin menetelmällä. Aluepohjaisella (ABA) metsäinventoinnin laserkeilausaineiston hyödyntämismenetelmällä voidaan nykyisin ennustaa suoraan harhattomasti koealatason tilavuustiedot. K-MSN menetelmää käytetään aluetason puustotunnusten ennustuksen operatiivisena perusmenetelmänä. Jos koealoilta on puutason maastomittauksen käytössä, voidaan läpimitan ja pituuden puustotunnusten jakauma ennustaa koealoille K-MSN menetelmällä. Yhdistämällä puittainen tunnistus ja aluepohjainen estimointimenetelmä, voidaan parantaa aluepohjaisen menetelmän tukkipuutilavuuden arvioinnin tarkkuutta ja ennustaa puittaiseen tunnistukseen perustuvan menetelmän vallittujen puiden kokoa kuvaavat tunnukset Puujoukkojen kokojakaumien kalibroinnissa käytettiin jakauman korvaukseen perustuvia ja histogrammin sovitukseen perustuvia menetelmiä. Kalibroinnin jälkeen kokonaistilavuuden suhteellinen keskineliövirhe pieneni 2 % ja harha ei ollut merkittävä. Kvanttaaliperusteinen lähimmän naapurin estimointimenetelmä estimoi puittaisen tarkkuuden aluepohjaista menetelmää vastaavasti. Menetelmä hyödynsi laserpohjaista puun pituutta ja latvuksen läpimittaa ennustuksessa ja paransi erityisesti isojen puiden tilavuuden estimointia.

Xu, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: qing.xu@uef.fi

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

Avainsanat: simulointi; tuottavuus; Eukalyptus; korjuumenetelmät; ajankäyttötutkimus

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

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

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

Vadim Goltsev. (2014). Estimation of potential production of energy wood in the Leningrad region of Russia. https://doi.org/10.14214/df.171

Avainsanat: ilmastonmuutos; metsähake; tekninen saavutettavuus; hankintaketju

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Arvio energiapuun tuotannon mahdollisuuksista Leningradin alueella Venäjällä Venäjän metsissä on maailman suurin puuvaranto eri tarkoituksiin. Puun kasvavan kysynnän tyydyttämiseksi metsätaloutta on tehostettava Venäjällä. Tässä tutkimuksessa analysoitiin energiapuuvaroja Leningradin alueella metsätalouden tehostamisen kannalta ja ottamalla huomioon teknisiä, yhteiskunnallistaloudellisia ja ilmastoon liittyviä kysymyksiä. Arvio tehtiin käyttämällä resursseihin perustuvaa lähestymistapaa ja tilastollisia, spatiaalisia ja kustannustehokkuuden analyyseja. Alueellisesti ja piiritasolla analysoitiin kolmea energiapuuvarojen potentiaalin skenaariota, jotka perustuivat erilaiseen metsätalouden tehokkuuteen. Tarkoituksena oli vertailla puunhankintaketjujen tehokkuutta, arvioida metsähakkeen tuotannon työllisyysvaikutuksia ja analysoida metsähakkeen kustannuskilpailukykyä. Ilmastonmuutoksen vaikutuksia analysoitiin metsien tekniseen saavutettavuuteen ja korjattavaan teollisuus- ja energiapuun tilavuuteen. ”Sallittu” –skenaariossa energiapuun saatavuus kasvoi 4,1 miljoonasta kuutiometristä 6,3 miljoonaan kuutiometriin (+54 %) ”Viimeaikainen” -skenaarioon verrattuna. ”Mahdollisuuksien” –skenaariossa energiapuun kokonaistilavuus oli 9,2 miljoonaa kuutiometriä (+124 % verrattuna ”Viimeaikaiseen” -skenaarioon). Piiritasolla vastaavat lisäykset energiapuupotentiaalissa olivat +50 % ja +83 %. Venäläisissä hakkuuyrityksissä keskimääräinen hakkuutyön tuottavuus oli 20-30% pienempi kuin Suomessa. Energiapuun saatavuusskenaario ja metsähakkeen tekemiseen käytetyn hakkurin tyyppi vaikuttivat työllisyyteen. ”Mahdollisuuksien” –skenaario lisäsi työpaikkojen määrää 84 %:lla ”Viimeaikaiseen” –skenaarioon verrattuna. Metsähake oli 2-3 kertaa kalliimpaa kuin maakaasu ja kivihiili, mutta halvempaa kuin raskas polttoöljy. Talvihakkuukausi lyhenee 3-4 päivällä vuosikymmenessä. Metsien teknisen saavuttamattomuuden vuoksi tyypillisen suuremman puunkorjuuyrityksen tappiot voivat olla noin 360 000 euroa vuodessa jo vuoteen 2015 mennessä. Tutkimusalueella on paljon energiapuuta, mutta sen käyttöä rajoittavat tekniset ja taloudelliset tekijät. Tässä tutkimuksessa ehdotettu menetelmä voisi auttaa hakkuuyrityksiä ja paikallisviranomaisia ennustamaan energiapuun hyödyntämisen taloudellisia ja sosiaalisia vaikutuksia.

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

Jinnan Gong. (2013). Climatic sensitivity of hydrology and carbon exchanges in boreal peatland ecosystems, with implications on sustainable management of reed canary grass (Phalaris arundinacea, L.) on cutaway peatlands. https://doi.org/10.14214/df.166

Avainsanat: ilmastonmuutos; mallinnus; hiilen kierto; ruokohelpi; Suoekosysteemi; hydrologia

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Ilmastonmuutoksen vaikutus boreaalisten suoekosysteemien vesitalouteen ja kasvihuonekaasujen päästöihin sekä ruokohelven kasvuun tuotannosta vapautuneilla turvekentillä Väitöskirjatyössä tutkittiin, miten ilmastonmuutos vaikuttaa boreaalisten suoekosysteemien vesitalouteen ja kasvihuonekaasujen päästöihin sekä ruokohelven kasvuun tuotannosta vapautuneilla turvekentillä. Tätä varten laadittiin simulointimalleja, jotka kuvaavat kohosoiden ja aapasoiden hydrologisia olosuhteita ja niiden herkkyyttä ilmastotekijöiden vaihtelulle ja ilmastonmuutokseen (ilman hiilidioksidipitoisuuden ja lämpötilan kohoaminen sekä sadannan muuttuminen) Suomen eri osissa. Tehtyjen mallilaskelmien avulla arvioitiin miten ilmastonmuutos vaikuttaa luonnontilaisten ja turvetuotannosta vapautuneilta soilta tapahtuviin kasvihuonekaasupäästöihin sekä ruokohelven kasvuun tuotannosta vapautuneilla turvekentillä, ja miten ruokohelpeä voidaan tällaisissa olosuhteissa käyttää hyväksi ilmastonmuutoksen hillinnässä. Koko Suomen yli ulottuneet mallilaskelmat osoittivat, että luonnontilaisten soiden pohjaveden pinta voi laskea ilmaston lämmetessä sadannan lisääntymisestä huolimatta tämän vuosisadan loppuun mennessä verrattuna nykyilmastoon. Tämän seurauksena soiden merkitys hiilidioksidin sidonnassa vähenisi samalla, kun metaanipäästöt lisääntyisivät. Koko maan tasolla nämä muutokset vähentäisivät tuntuvasti luonnontilaisten soiden merkitystä ilmastonmuutoksen hillinnässä. Erityisesti maan etelä- ja länsiosissa suot voivat muuttua hiilen nieluista hiilen lähteiksi tämän vuosisadan loppupuolella. Tehdyt mallilaskelmat osoittivat myös, että ruokohelven kasvu on suuresti riippuvainen pintaturpeen kosteudesta. Tämän vuoksi ruokohelven kasvu tuotannosta vapautuneilla turvekentillä on herkkä suhteessa pohjavedenpinnan syvyyteen sekä sateiden määrään ja toistuvuuteen. Ilman hiilidioksidipitoisuuden ja lämpötilan kokoaminen voi lisätä ruokohelven kasvua tulevaisuudessa, mutta samanaikaisesti tapahtuva pohjavedenpinnan lasku ja pintaturpeen kuivuminen voivat vähentää tuntuvasti ruokohelven kasvua verrattuna potentiaaliseen kasvuun. Ruokohelpikasvuston kyky sitoa hiiltä oli tehtyjen mallilaskemien mukaan kuitenkin vielä tämän vuosisadan loppupuolella likimain yhtä suuri kuin vastaavan luonnontilaisen suokasvuston. Riittävän korkea pohjavedenpinta on avainasemassa pyrittäessä maksimoimaan ruokohelven kasvua tuotannosta vapautuneilla turvekentillä, olipa kysymyksessä nykyinen tai nykyistä lämpimämpi ilmasto.

Gong, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: jinnang@student.uef.fi

Juha Laitila. (2012). Methodology for choice of harvesting system for energy wood from early thinning. https://doi.org/10.14214/df.143

Avainsanat: energiapuu; Korjuri; metsäkuljetus; ajanmenekki mallit; kokopuu; ranka; metsähakekertymät

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Menetelmä nuorten metsien energiapuun korjuumenetelmän valintaan Työn tavoitteena oli luoda tuottavuus- ja kustannustietoa nuorten metsien energiapuun korjuuketjuista sekä kehittää menetelmä nuorten metsien energiapuuvarojen kertymien ja korjuukustannusten laskentaan työmaa- ja aluetasolla. Vertailussa oli mukana yleisimmät korjuutavat. Korjuuketjujen tuottavuus- ja kustannustiedot perustuivat valtaosin väitöskirjan osajulkaisujen tuloksiin ja energiapuun kertymä Jyväskylän ympäristössä laskettiin VMI:n koealatietojen avulla. Lisäksi laadittiin "päätöspuu" taloudellisesti, sosiaalisesti ja ekologisesti kestävän energiapuun korjuumenetelmän valintaan vaikuttavista tekijöistä osajulkaisujen tulosten ja kirjallisuuskatsauksen perusteella. Kokopuun metsäkuljetuksen tuottavuus oli koneellisen kaato-kasauksen jäljiltä selvästi parempi kuin siirtelykaatotekniikalla tehdyn metsurihakkuun jäljiltä. Koneellisessa kaato-kasauksessa kourakasat tehdään lähelle ajouraa ja ne ovat suuria. Tämä tehostaa kuormaustyötä ja alentaa metsäkuljetuskustannuksia. Leimikkotason vertailulaskelmassa koneelliseen kaato-kasaukseen perustuvalla korjuuketjulla kokopuun korjuukustannukset tienvarteen toimitettuna olivat alimmat. Ero metsurityönä tai koneella tehdyn kaato-kasauksen kustannuksen välillä oli pieni. Toisaalta kun huomioidaan metsäkuljetuksen tehostuminen koneellisen kaatokasauksen jäljiltä, oli koneellinen korjuu selvästi metsurityötä edullisempaa. Energiapuukorjurilla kokopuun korjuukustannukset tienvarsivarastolla olivat vertailun korkeimmat. Metsätraktorialustaisen korjurin tuottavuutta on mahdollista parantaa kone- ja työteknisillä muutoksilla. Metsähakkeen tekninen korjuupotentiaali Jyväskylän ympäristön nuorissa metsissä aleni rankana korjuussa 42 % kokopuukorjuuseen verrattuna. Leimikkotasolla puubiomassan hehtaarikertymä pieneni, kun oksat ja latvakappaleet jäivät palstalle. Lisäksi rankana korjuussa energiapuun kertymälle asetettu vähimmäismäärä, 25 m³ ha-1, oli selvästi vaikeampi ylittää kuin kokopuukorjuussa. Rankana korjuussa oli kuitenkin mahdollista saada myös kustannussäästöjä ja lisätä metsähakkeen kertymää, kun latvusmassan karsinnan avulla energiapuun korjuu voidaan ulottaa niille kohteille, joilta kokopuukorjuuta on pyritty mahdollisten kasvuhäiriöiden ja -tappioiden vuoksi välttämään. Tällaisia kohteita ovat nykyisten korjuusuositusten mukaan muun muassa kuusikot, turvemaat ja karut kivennäismaat. Kokopuukorjuun rajoittaminen pelkästään reheville kivennäismaille – kuusikoita lukuunottamatta – laskee alueellista kertymää ja nostaa metsähakkeen korjuukustannusta käyttöpaikalla verrattuna vaihtoehtoon, jossa energiapuuta korjataan edellä mainittujen kasvupaikkojen lisäksi rankana kuusikoilta, soilta ja karuilta kivennäismailta. Puunkorjuussa hakkuulaitteiden monikäyttöisyys lisää peruskoneen käyttöastetta ja parantaa kustannustehokkuutta, kun samalla laitteella voidaan korjata niin teollisuuden ainespuuta kuin myös rankaa ja kokopuuta energiateollisuuden tarpeisiin.

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

Lawrence Damnyag. (2012). Valuation of ecosystem services for assessment of cost of deforestation, and analysis of its drivers with implications for sustainable forest management in Ghana. https://doi.org/10.14214/df.142

Avainsanat: metsän taloudellinen kokonaisarvo; metsäpalojen torjuntastrategiat; ilmastonmuutoksen hillitseminen; Ankasan suojelualue; maan hallintajärjestelmä; maanvuokraus

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Ekosysteemipalveluiden taloudellinen arvottaminen metsäkadon kustannusten arvioimiseksi ja metsäkadon syiden analyysi metsien kestävän käytön edistämiseksi Ghanassa Tämän väitöskirjan tavoitteena oli arvioida metsäkadon kustannuksia ja tunnistaa sen syyt Ghanan ylänkömetsien vyöhykkeellä. Tavoitteena oli myös lisätä tietämystä metsäkadon aiheuttamien ongelmien vakavuudesta sekä tarjota ratkaisuja metsäkadon torjuntaan, mikä samalla hillitsisi ilmastonmuutosta. Väitöskirja koostuu yhteenveto-osasta ja neljästä artikkelista. Metsäkadon kustannukset laskettiin arvioimalla neljän ekosysteemipalvelun tuotantomenetyksen arvo vaihtoehtois- ja korvaamiskustannusmenetelmillä. Lisäksi arvioitiin metsäpaloista satomenetyksinä paikallisyhteisöille aiheutuneet kustannukset. Metsäkatoriskiin vaikuttavaa viljelijäkäyttäytymistä mallinnettiin kyselyjen perusteella. Työn teoreettisena perustana käytettiin taloudellisen kokonaisarvon käsitettä sekä von Thunenin ja Chajanovin malleja. Empiirisen aineiston tilastollisessa analyysissä käytettiin kuvailevia menetelmiä sekä multinomiaalista ja ordinaalista regressioanalyysiä. Artikkeli (I) osoittaa, että metsäkadosta aiheutuu Ghanassa vuosittain yli 133 miljoonan dollarin kustannukset pelkästään neljän ekosysteemipalvelun bruttotulojen menetyksinä. Artikkelin (II) mukaan tutkimusalueella metsäpaloista aiheutuvat vuotuiset, viljelijäkohtaiset satotappiot ovat keskimäärin noin 230 dollaria. Artikkeli (III) puolestaan osoittaa, että maan hankinta- ja hallintatapa vaikuttaa merkittävästi sen käyttöön ja metsäkatoriskiin. Vuokraoikeudella maata hankkineet viljelijät ottivat todennäköisemmin käyttöön metsäkatoriskiä lisääviä lyhytkiertoviljelymenetelmiä verrattuna viljelijöihin, joiden maanhallinta perustui lahjoituksiin, perintöihin tai tapaoikeuteen. Artikkelin (IV) tapaustutkimusalueella, Ankasan suojelualueella, kotitarvemaatalous ja ihmisten suuri tulomuutto alueelle olivat tärkeimpiä metsäkadon aiheuttajia. Tulosten perusteella voidaan päätellä, että metsäpalojen torjuntaan ja niihin sopeutumiseen liittyvän paikallisen tiedon parempi hyödyntäminen tehostaisi metsäpalojen torjuntaa. Jotta metsien hyödyt jakautuisivat nykyistä tasaisemmin, paikallistason politiikat olisi uudistettava kiinnittäen huomiota erityisesti vuokraoikeuteen perustuviin viljelysmaan hallintajärjestelmiin. Vuokraoikeudella maata hankkineet viljelijät tulisi sisällyttää myös metsätulojen jakojärjestelmiin (mukaan lukien metsäkadosta ja metsien heikkenemisestä aiheutuvien päästöjen vähentämiseen tähtäävän REDD-ohjelman mahdolliset korvaukset). Ankasan suojelualueen hoidossa tulisi asettaa etusijalle paikallisväestön toimeentulomahdollisuuksien parantaminen sekä ekosysteemipalvelujen tuotannon turvaaminen, jotta alueen merkitys ilmastonmuutoksen hillitsemisessä kasvaisi.

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

Zhen-Ming Ge. (2011). Effects of climate change and management on growth of Norway spruce in boreal conditions – an approach based on ecosystem model. https://doi.org/10.14214/df.122

Avainsanat: ilmastonmuutos; prosessi-pohjainen ekosysteemimalli; kuusen kasvu

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Ilmastonmuutoksen ja metsänhoidon vaikutus kuusen kasvuun boreaaliisssa olosuhteissa - mallilaskelmiin perustuva analyysi Väitöskirjatyössä tutkittiin, miten ilmastonmuutos ja metsänhoito vaikuttavat kuusen (Picea abies Karst L.) kasvuun boreaalisissa olosuhteissa. Tutkimuksessa käytettiin hyväksi prosessipohjaista ekosysteemimallia, jossa puiden kasvu ja kehitys perustuvat puiden ekofysiologiaan. Mallissa ekofysiologiset prosessit ovat kiinteässä yhteydessä ilmasto-oloihin (säteily, ilman lämpötila, sadanta, ilman kosteus, ilman hiilidioksidipitoisuus) ja maaperäoloihin (veden ja typen saatavuus, maan lämpötila). Ilmaston oletettiin muuttuvan siten, että 2000-luvun lopulla hiilidioksidipitoisuus oli 840 ppm (nyt 351 ppm) sekä vuotuisen keskilämpötila 4o C ja vuotuinen sadanta 6–37 % (pohjoisessa enemmän kuin etelässä) suurempia kuin nykyilmastossa. Mallilaskelmat osoittivat, että Etelä-Suomessa ilmaston lämpeneminen voi lisätä veden haihtumista enemmän kuin sadanta lisääntyy, jolloin vettä virtaisi maaperään nykyistä vähemmän. Tämän seurauksena veden puute rajoittaisi vuosisadan loppupuolella (2050 eteenpäin) kuusen yhteyttämistä ja kasvu nykyistä useammin verrattuna nykyilmastolle tehtyihin laskelmiin. Mallilaskelmat osoittivat, että Etelä-Suomessa kuusen kasvu voi vähentyä 5–20 %, vaikka kasvu voi vielä lähivuosikymmeninä lisääntyä kohoavan lämpötilan ja hiilidioksidipitoisuuden seurauksen. Myös Pohjois-Suomessa ilmaston lämpeneminen vaikututti veden saatavuuteen vuosisadan loppupuolella, mutta veden saatavuudessa tapahtuvat muutokset vaikuttivat vain vähän tai ei lainkaan kuusen kasvuun näissä olosuhteissa. Päinvastoin: ilmastonmuutos voi Pohjois-Suomessa lisätä kuusen kasvua 5–38% verrattuna nykyilmastolle tehtyihin laskelmiin. Mallilaskelmat osoittivat, että vedensaatavuutta voitiin Etelä-Suomessa lisätä tekemällä harvennukset nykyistä voimakkaampina ja kasvattamalla puustoja nykyistä harvempina. Myös Pohjois-Suomessa harvennusvoimakkuus vaikututti veden saatavuuteen, mutta siellä harvennusvoimakkuuden valinnalla ei ollut samaa merkitystä kuin Etelä-Suomessa ilmastonmuutoksen vaikutusten hillinnässä.

Ge, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: zhenming.ge@uef.fi

Riikka Linnakoski. (2011). Bark beetle-associated fungi in Fennoscandia with special emphasis on species of Ophiostoma and Grosmannia. https://doi.org/10.14214/df.119

Avainsanat: eliöiden vuorovaikutussuhteet; kaarnakuoriaiset; molekyylisystematiikka; puun sinistyminen; seuralaissienet; sinistäjäsienet

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Kaarnakuoriaisten kuljettamat sinistäjäsienet Fennoskandiassa Kansainvälinen puukauppa lisää metsähyönteisten ja taudinaiheuttajien leviämisriskiä niiden luontaisen levinneisyysalueen ulkopuolelle. Kaarnakuoriaisiin kuuluu lukuisia lajeja, jotka ovat merkittäviä metsätuhoja aiheuttavia hyönteisiä. Kaarnakuoriaisten tiedetään elävän tiiviissä vuorovaikutussuhteessa sienten, erityisesti puuhun värivikaa aiheuttavien sinistäjäsienten (Ascomycota) kanssa. Puutavaran sinistymistä aiheuttavien lajien lisäksi tähän sieniryhmään kuuluu myös kasveille erittäin haitallisia metsäpatogeenisia lajeja. Kaarnakuoriaisten kuljettama sienilajisto sekä monimutkaisemmat vuorovaikutussuhteet sienten, hyönteisten ja isäntäpuulajien välillä ovat kuitenkin yhä varsin huonosti tunnettuja Fennoskandian metsissä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli lisätä tietoa kaarnakuoriaisten kuljettamasta sienilajistosta Fennoskandiassa; erityisesti sukuihin Ophiostoma ja Grosmannia kuuluvien lajien osalta. Tutkimuksessa selvitettiin kuusella, männyllä ja koivuilla esiintyvien 13:n eri kaarnakuoriaislajin seuralaissienilajistoa itäisessä Suomessa, Venäjän Karjalassa sekä Etelä-Norjassa. Sienilajien tunnistaminen perustui sekä morfologisiin tuntomerkkeihin että DNA-sekvenssien vertailuihin. Tutkimuksen tulosten perusteella Fennoskandian alueella esiintyy vähintään 29 Ophiostoma- ja Grosmannia-sukuihin kuuluvaa kaarnakuoriaisten kuljettamaa sinistäjäsienilajia. Kaikki tutkitut kaarnakuoriaiset kuljettivat mukanaan useita sienilajeja. Useita sinistäjäsienilajeja havaittiin ensimmäistä kertaa Suomesta, Venäjältä tai Norjasta. Tieteelle aikaisemmin tuntemattomia sienilajeja löytyi odotettua paljon suurempi lukumäärä. Kahdeksan sinistäjäsientä nimettiin tieteelle uusiksi lajeiksi. Tieteelle uusia lajeja havaittiin kaksi koivulla ja kuusi sekä männyllä että kuusella elävistä kaarnakuoriaisista. Lisäksi tutkimus paljasti uusia hyönteisten ja sienten välisiä vuorovaikutussuhteita. Maantieteellisesti suhteellisen suppealta alueelta löytynyt suuri lajimäärä viittaa siihen, että Fennoskandian alueella esiintyy aikaisemmin tunnettua runsaslukuisampi sinistäjäsienilajisto. Tutkimuksen tulokset korostavat sitä, että tämänhetkinen tuntemuksemme kansainvälisen puutavaran mukana kulkeutuvista taudinaiheuttajista ja niihin liittyvistä riskeistä on vielä hyvin puutteellinen.

Linnakoski, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: riikka.linnakoski@uef.fi

Ashraful Alam. (2011). Effects of forest management and climate change on energy biomass and timber production with implications for carbon stocks and net CO₂ exchange in boreal forest ecosystems. https://doi.org/10.14214/df.117

Avainsanat: ilmastonmuutos; metsänhoito; boreaaliset metsät; ekosysteemimalli; energiabiomassa; CO2-vaihto

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tarkastella metsänhoidon ja ilmastonmuutoksen vaikutuksia energiabiomassan ja ainespuun tuotantoon boreaalisissa metsäekosysteemeissä Suomessa. Tämän lisäksi tutkittiin sekä metsänhoidon että ilmastonmuutoksen vaikutuksia metsäekosysteemien hiilivarastoihin ja hiilidioksidivaihtoon. Ensiksi tarkasteltiin ekosysteemimallin avulla eri harvennuskäsittelyjen vaikutuksia metsien kasvuun, ainespuun tuotantoon ja hiilen varastoihin sekä nykyilmastossa että muuttuneessa ilmastossa 90 vuoden ajanjaksolla (Artikkeli I). Samalla tavalla tutkittiin energiabiomassan potentiaalia ja harvennusten ja muuttuneiden ilmasto-olosuhteiden vaikutuksia samanaikaisesti ainespuun tuotantoon ja hiilen varastoihin (Artikkeli II). Työssä kehitettiin myös elinkaarityökalu, jolla voidaan arvioida metsätuotannon CO₂-vaihtoa (Artikkeli III). Työkalua käytettiin ekosysteemimallisimulointien yhteydessä eri metsänhoitotoimenpiteiden (istutustiheys ja harvennuskäsittelyt) vaikutuksien arvioimiseen energiabiomassan tuotannossa ja tuotannon CO₂-päästöjen arvioimisessa 80 vuoden kiertoaikaa käyttäen (Artikkeli III&IV). Tulosten perusteella muuttuneet ilmasto-olosuhteet lisäsivät energiabiomassapotentiaalia, ainespuun tuotantoa ja hiilen sitoutumista ja hiilen varastoja metsäekosysteemeissä koko Suomessa. Vaikutukset olivat suhteellisesti suurempia Pohjois-Suomessa kuin Etelä-Suomessa (Artikkelit I&II). Kun harvennusrajojen pohjapinta-aloja laskettiin nykysuosituksista, ainespuun hakkuut ylittivät kasvun, ja metsäekosysteemien hiilen varastot pienenivät (Artikkeli I). Kun rajoja puolestaan nostettiin, tämä lisäsi samanaikaisesti energiabiomassaa, ainespuuta ja hiilen varastoja sekä nykyilmastossa että muuttuneissa ilmasto-olosuhteissa (Artikkeli II). Tässä työssä kehitetty elinkaarityökalu mahdollisti myös metsätuotannon CO₂-vaihdon tarkastelut (Artikkeli III). Kun työkalua käytettiin ekosysteemimallisimulointien yhteydessä, havaittiin, että muuttuneissa ilmasto-olosuhteissa lisääntynyt biomassan kasvu ei kompensoinut hajotuksen ja biomassan polton päästöjä Etelä-Suomessa. Tämän lisäksi metsänhoitotoimenpiteiden aiheuttamien päästöjen vaikutus CO₂-vaihtoon oli pieni verrattuna ekosysteemin aiheuttamiin vaikutuksiin (Artikkeli III). Näiden lisäksi havaittiin, että istutustiheyden lisääminen yleisesti käytetystä tiheydestä, 2000 tainta ha⁻¹, lisäsi energiabiomassan tuotantoa energiapuuharvennuksessa, mutta se vähensi myös metsänhoitotoimenpiteistä johtuvia CO₂-päästöjä (Artikkeli IV). Tulosten perusteella voidaan sanoa, että metsänhoidolla voidaan vaikuttaa ratkaisevasti metsäekosysteemien tuotannon ilmastovaikutuksiin. Yhdistetyt ekosysteemimallisimuloinnit ja elinkaaritarkastelut mahdollistavat ekologisesti kestävän energiabiomassan ja ainespuun tuotannon tarkastelut yhdessä metsien muiden ilmastonmuutoksen sopeutumisvaihtoehtojen kanssa.

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

Olga Tyukina. (2010). Development of management and cost accounting of wood harvesting in the Republic of Karelia. https://doi.org/10.14214/df.106

Avainsanat: johtamisjärjestelmät; Neuvostoliiton kustannuslaskenta; kokorunkomenetelmä; tavaralajimenetelmä; kustannuslaskennan kehitys

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Puunkorjuun johtamisen ja kustannuslaskennan kehittyminen Karjalan Tasavallassa Neuvostoliiton aikana Karjalan Autonomisessa Sosialistisessa Neuvostotasavallassa puunkorjuu oli keskittynyt valtion omistamille puunkorjuuyrityksille, lespromkhozeille, joiden puunkorjuutyöt perustuivat vähitellen lähes täysin mekanisoituun kokorunkomenetelmään. Yritysten johtaminen oli Neuvostoliiton suunnitelmatalouden kaudella myös täysin keskitettyä, ja puun hankintamäärät ja sen hinnat määriteltiin Metsätalouden ja metsäteollisuuden ministeriössä. Kustannukset laskettiin ministeriön sisäisesti sovittujen standardikustannuslaskennan menetelmien mukaisesti. Neuvostoajan suunnitelmatalouden päätyttyä, markkinatalouteen siirtymisen aikana 1990-luvun alkupuolella suurin osa Karjalan puunhankintayrityksistä ajautui taloudelliseen kriisiin. Pääsyinä olivat puunkorjuun kustannusten ja muiden markkinoista johtuvien kustannustekijöiden kasvu. Lisäksi vanha teknologia sekä kehittymätön infrastruktuuri vaikuttivat kannattavuuteen alentavasti. Neuvostoliiton aikaisten valtion omistamien puunkorjuuyrityksien omistusmuoto vaihtui osakeyhtiöiksi ja myös monia pieniä korjuuyrityksiä perustettiin. Tutkimus kuvaa ja analysoi sekä puunkorjuun johtamisjärjestelmän muutoksia Karjalan tasavallassa että kustannuslaskennan teorian ja käytännön kehitystä Neuvostoliiton ja Venäjän Federaation puunkorjuussa poikkeuksellisen tuntuvan taloudellisen ja sosiaalisen transformaation olosuhteissa. Nykyään Venäjällä, ja erityisesti Luoteis-Venäjällä sekä kokorunkomenetelmä että tavaralajimenetelmä ovat yleisessä käytössä. Karjalan Tasavallassa viimeisen 10-15 vuoden aikana pohjoismainen tavaralajimenetelmä on vallannut kasvavan osan puunkorjuussa. Vaikka myös kokorunkomenetelmää on jonkin verran uudistettu, perinteiset koneet ja menetelmät ovat edelleen vallitsevat. Tutkimuksessa on tehty kustannuslaskelmia kumpaankin menetelmään perustuville puunkorjuuketjuille hakkuutyömailta puuta käyttäville tehtaille tai vientiin saakka. Kaikki korjuuoperaatiot metsässä, kuljetuksessa ja puunkäsittelyterminaaleissa on jaettu keskeisiin toimintoihin logistisessa ketjussa. Puunkorjuun kustannuslaskelmat molemmissa puunkorjuumenetelmissä pohjautuvat edelleen muutamiin vaihtoehtoisiin työvaiheisiin sisältäen venäläisen tai pohjoismaisen koneiden ohella myös manuaalisia työvaiheita. Kustannuslaskennan teorian kannalta tutkimus perustuu omakustannushinnan laskentaan. Suunnitelmatalouden ja nykyisen venäläisen omakustannuslaskennan ja pohjoismaissa sovelletun puunkorjuun kustannuslaskennan menetelmien eroja ja yhtäläisyyksiä on kuvattu, analysoitu, ja verrattu keskenään. Yhtäläisyyksiä esiintyy molempien menetelmien kustannuskategorioissa sekä jaossa kiinteisiin ja muuttuviin kustannuksiin. Yhtenä peruserona on korjuukoneen vaihtoarvon laskeminen, jolla on tärkeä merkitys pohjoismaisessa konekustannuslaskennassa, mutta jota venäläisessä menetelmässä ei ole sovellettu. Vuosille 2000-2005 laaditut kustannuslaskentamallit osoittavat kokorunko- ja tavaralajimenetelmien puunhankintakustannusten kasvaneen Karjalan Tasavallassa reaalisesti 2.5-kertaisiksi. Puunkorjuukustannukset riippuvat paitsi puunhakkuumenetelmistä myös paljon raakapuun kuljetusetäisyyksistä. Vuonna 2005 tavaralajimenetelmän yksikkökustannuksiksi laskettiin 11-35 €/m3 ja vastaavasti kokorunkomenetelmälle 13-42 €/m3. Näyttääkin siltä, että skandinaaviseen teknologiaan perustuvan tavaralajimenetelmän lisääntynyt käyttö on monessa tapauksessa yhtä paljon kuin kustannuslaskelmista ollut seurausta puunkorjuun uusista organisaatio- ja johtamismalleista.

Tyukina, Itä-Suomen yliopisto, Metsätieteiden osasto Sähköposti: olga.tyukina@uef.fi

Anneli Viherä-Aarnio. (2009). Effects of seed origin latitude on the timing of height growth cessation and field performance of silver birch. https://doi.org/10.14214/df.87

Avainsanat: tuotos; hirvituhot; ilmastoon sopeutuminen; kriittinen yönpituus; provenienssi; rungon laatu; siemensiirto

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin siemenalkuperän leveysasteen vaikutusta rauduskoivun pituuskasvun päättymisen ajoittumiseen ja kenttämenestymiseen, kiinnittäen erityistä huomiota nuorten rauduskoivujen hirvituhoihin. Siemenalkuperän leveysasteen ja kylvöajankohdan vaikutusta pituuskasvun päättymisen ajoittumiseen tutkittiin kylvövuoden taimilla kasvihuonekokeessa kasvukauden aikana luonnollisesti vaihtelevassa valojaksossa. Kokeeseen sisältyi seitsemän alkuperää leveysasteilta 58°–67°N, jotka kylvettiin kesän aikana kahdeksan kertaa 1–2 viikon välein. Rauduskoivun kahden fotoperiodiekotyypin, ts. pohjoisen (67°N) ja eteläisen (60°N) metsikön, silmunmuodostuksen kriittistä yönpituutta ja sen vaihtelua ekotyypin sisällä puiden välillä tutkittiin kolmessa fytotronikokeessa. Siemenalkuperän vaikutusta hirvituhojen määrään 5–11 -vuotiailla rauduskoivun taimilla tutkittiin Etelä-Suomeen perustetussa kenttäkokeessa, joka sisälsi 29 alkuperää leveysasteilta 53°–67°N. Kaupallisen ainespuun koon saavuttaneiden 22-vuotiaiden rauduskoivualkuperien tuotosta ja rungon laatua verrattiin sekä tutkittiin etelä-pohjoissuuntaisten siemensiirtojen vaikutusta tuotokseen ja rungon laatuun kahdessa provenienssikokeessa Tuusulassa ja Viitasaarella, jotka sisälsivät 21 alkuperää Baltian maista, Suomesta ja Venäjältä leveysasteilta 54°–63°N. Pituuskasvun päättymisajankohta vaihteli systemaattisesti alkuperän leveysasteen ja kylvöajankohdan mukaan. Mitä pohjoisemmasta alkuperästä oli kyse, sitä aiemmin taimet päättivät kasvunsa ja sitä lyhyemmäksi jäi niiden kasvujakso. Kylvöajankohdan myöhentäminen myöhensi taimien kasvun päättymistä kaikilla alkuperillä, mutta samanaikaisesti niiden kasvujakso lyheni. Silmunmuodostuksen kriittinen yönpituus oli eteläisellä ekotyypillä pidempi, 6,3±0,2 h (95 % luottamusväli), kuin pohjoisella ekotyypillä, 3,1±0,3 h. Ekotyypin sisäinen varianssi silmunmuodostuksen kriittisessä yönpituudessa oli pohjoisella ekotyypillä suurempi (0,484 h²) kuin eteläisellä (0.150 h²). Hirvenkoskemien puiden osuus laski merkitsevästi alkuperän leveysasteen ja taimien keskipituuden kasvaessa. Suomea eteläisemmiltä leveysasteilta kotoisin olevilla alkuperillä oli suurempi hirvenkoskemien puiden osuus kuin pohjoisemmilla, kotimaisilla alkuperillä. Viitasaarella, Keski-Suomessa, tuotokseltaan parhaita olivat eteläsuomalaiset alkuperät, kun taas eteläisimmässä Suomessa, Tuusulassa, korkein tuotos oli virolaisilla ja pohjoislatvialaisilla metsikköalkuperillä sekä eteläsuomalaisilla pluspuujälkeläistöillä. Etelästä pohjoiseen ja pohjoisesta etelään tehdyn siemensiirron pituus vaikutti merkitsevästi alkuperien elävyyteen, tuotokseen ja runkoviallisten puiden osuuteen. Elävyyden ja tuotoksen suhde siirtoetäisyyteen oli käyräviivainen. Tuotos lisääntyi siirtämällä siementä etelästä pohjoiseen enintään n. kahden leveysasteen verran. Pidempi siirto etelästä pohjoiseen, samoin kuin siirto pohjoisesta etelään heikensi elävyyttä ja tuotosta. Runkoviallisten puiden osuus kasvoi suoraviivaisesti samalla kun siemenen siirtoetäisyys etelästä kasvoi.

Viherä-Aarnio, University of Helsinki, Department of Applied Biology Sähköposti: anneli.vihera-aarnio@metla.fi

Anu Kantola. (2008). The structure of Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) stems in relation to wood properties of sawn timber. https://doi.org/10.14214/df.70

Avainsanat: oksat; kuusi; puuaineen tiheys; puuaineen laatu; Latva; PipeQual; RetroSTEM; Runkokäyrä

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Suomalaisen metsäsektorin toimivuuden ja kilpailukyvyn kannalta ensisijaisen tärkeää on saada oikeanlaista puuraaka-ainetta metsistä jatkojalostukseen. Tätä silmälläpitäen erilaisia metsän kasvua ja puiden rakennetta sekä puuraaka-aineen laatua ennustavia simulaattoreita on lisääntyvässä määrin kehitetty. Kun edellä mainittuja simulaattoreita yhdistetään puuraaka-aineen jalostusprosessia mallintaviin simulaattoreihin (esim. sahaussimulaattorit), voidaan kehittää koko jalostusketjua kuvaavia ohjelmistoja. Tässä tutkimuksessa on muunnettu männyn kolmiulotteista rakennetta ennustavat simulaattorit PipeQual ja RetroSTEM kuvaamaan kuusen runkorakennetta (runkokäyrät, oksaisuus ja puuaineen tiheys). PipeQual ennustaa metsikön kasvua ja yksittäisten runkojen kolmiulotteisen rakenteen kehitystä dynaamisesti taimesta alkaen, aina metsikön kiertoajan loppuun. RetroSTEM rekonstruoi yksittäisille puille rungon kolmiulotteisen rakenteen, puun iän ja koon (pituus, rinnankorkeusläpimitta, latvussuhde) perusteella, aloittaen rakenteen muodostamisen taimesta ja päätyen puun olemassa oleviin mittoihin. Molemmat simulaattorit voidaan liittää sahaussimulaattoriin. PipeQual ja RetroSTEM simulaattorit perustuvat molemmat teoreettiseen kuvaukseen puun rakenteesta. Tutkimuksessa selvitettiin, missä määrin latvan rakenteen tai rungon, oksien ja latvan välisten rakennesuhteiden kehitys noudattaa tiettyjä säännönmukaisuuksia iältään ja kasvutilaltaan erilaisissa metsiköissä. Säännönmukaisesti käyttäytyviä tai vakioiksi havaittuja suhteita puun eri rakenteiden välillä voidaan hyödyntää simulaattorissa, kun kasvun jakautumista puun eri rakenteiden välillä ohjataan kiertoajan eri vaiheissa, tiheydeltään erilaisissa metsiköissä. Esimerkiksi puun neulasmassan suhde rungon pohjapinta-alaan latvusrajalla havaittiin olevan vakio iältään erilaisissa metsiköissä, ja puun neulastiheyden todettiin saavuttavan maksimitiheyden noin viidessä metrissä latvan kärjestä alas, riippumatta puun iästä tai sen asemasta latvuskerroksessa. Viiden metrin alapuolella latvan pituus ja leveys sekä samalla neulastiheys vaihtelevat puun iän ja kasvutilan mukaan. Tutkimuksessa testattiin PipeQual ja RetroSTEM simulaattoreiden ennustuskykyä vertailemalla simuloituja tunnuksia mitattuihin vastaaviin tunnuksiin. Molemmat simulaattorit ennustivat yksittäisten puiden runkokäyrän ja oksien läpimitan sekä tiheyden testiaineiston perusteella melko harhattomasti. Runkoläpimitta- ja oksaisuusennusteet rungon eri korkeuksilla osoittivat kuitenkin lievää yli- tai aliarviota ja vaativat näin ollen lisätestausta ja jatkotoimenpiteitä simulaattoreiden kehittämisessä. RetroSTEM simulaattori liitettiin edelleen InnoSIM sahaussimulaattoriin ja tämän pilottitutkimuksen perusteella voidaan todeta, että kyseisellä yhdistelmällä on mahdollista ennustaa nopeasti ja tehokkaasti kuusisahatavaran laatujakaumaa eritavoin käsitellyissä metsiköissä.

Kantola, University of Helsinki, Department of Forest Ecology Sähköposti: anu.kantola@metla.fi

Eugene Lopatin. (2007). Long-term dynamics in growth of Scots pine and Siberian spruce in Komi Republic (European part of Russia). https://doi.org/10.14214/df.53

Avainsanat: ilmastonmuutos; Pinus sylvestris L.; Picea obovata Ledeb.; sädekasvu; dendrokronolgoia; kasvunvaihtelu; pituuskasvun muutos; kasvupaikan tuottokyky; runkoanalyysi

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Työn tavoitteena oli tutkia männyn (Pinus sylvestris L.) ja kuusen (Picea obovata Lebed.) pitkäaikaista kasvunvaihtelua Komin tasavallassa Luoteis-Venäjällä muuttuvissa ympäristöolosuhteissa. Pitkäaikainen nouseva kasvutrendi havaittiin sekä männyllä että kuusella empiirisissä lustoaineistoissa ja pituuskasvuaineistoissa boreaalisen havumetsävyöhykkeen etelä-, keski- ja pohjoisosissa sekä vaihettumisvyöhykkeellä tundraan. Pituuskasvussa tilastollisesti merkitsevä lisäys oli kuusella 40 % ja männyllä 30 % koko Komin alueella. Havumetsävyöhykkeen keskiosissa kuusen pituuskasvun lisäys oli 240 % ja männyn 140 %. Pohjoisosissa kuusen pituuskasvun lisäys oli 164 %. Läpimitan kasvussa (sädekasvussa) kasvunlisäys oli kuusella 134 % vaihettumisvyöhykkeellä tundraan ja havumetsävyöhykkeen pohjoisosissa se oli 35 % kahden viimeisen 50 vuoden ajanjakson aikana (periodit 1901 – 1950 ja 1951 – 2000). Havumetsävyöhykkeen keskiosissa kuusen sädekasvussa havaittiin 76 % lisäys viimeisen sadan vuoden aikana mutta vastaavaa tilastollisesti merkitsevää kasvunmuutosta ei vyöhykkeen eteläosissa havaittu. Männyn sädekasvussa havaitut kasvunlisäykset olivat pohjoisosissa 32 % ja keskiosissa 55 %. Havumetsävyöhykkeen eteläosissa ei myöskään männyllä havaittu tilastollisesti merkitsevää kasvunmuutosta. Viimeisen 20 vuoden aikana ilman lämpötilan nousu on rekisteröity Komin tasavallan kaikilla ilmastoasemilla ja vastaavasti sademäärät ovat nousseet viimeisen 40 vuoden aikana. Nämä muutokset ovat nähtävissä kuusen ja männyn sädekasvussa. Muutos ilmastossa osin selittää lisääntynyttä kasvupaikan tuottokykyä. Lämpötila selitti 22 – 42 % kokonaisvaihtelusta ja sademäärä 19 – 28 %.

Lopatin, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences Sähköposti: eugene.lopatin@joensuu.fi

Leena Leskinen. (2007). Kestävyyden tulkinnat metsäkeskusten yhteistoiminnallisissa käytännöissä. https://doi.org/10.14214/df.44

Avainsanat: alueelliset metsäohjelmat; alueelliset metsäneuvostot; metsäsuunnittelu - ja neuvonta; metsätalouden kestävyys; sosioekologiset järjestelmät

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Työssä tutkitaan, millaiset yhteistoiminnallisuuden muodot tukevat kestävän metsätalouden toteutumista metsäkeskusten toiminnassa. Viidessä osatutkimuksessa käsitellyt yhteistoiminnalliset käytännöt olivat metsätalouden alueellinen sidosryhmätyö, metsäsuunnittelu ja -neuvonta sekä puun energiakäytön edistämishankkeet. Teoriaa, joka korostaa dynaamista vakautta sosioekologisen järjestelmän kestävyyden edellytyksenä, hyödynnetään tutkimuksessa heuristisena mallina. Analyyttisenä käsitteenä käytetään toimintakenttää, joka luo edellytykset toimijoiden vaikutusmahdollisuuksille. Kestävyys on sosioekologisen järjestelmän kykyä uusiutua ja palautua muutoksista niin, että se säilyttää pääpiirteissään toimintansa ja rakenteensa. Kun halutaan tarkastella metsien käytön kestävyyttä järjestelmän uusiutumis- ja palautumiskykynä sosioekologisten muutoksiin, olisi huomiota kiinnitettävä kolmeen asiaan: järjestelmän rajaukseen, toimijoiden muodostamiin verkostoihin ja niissä esitettyjen tulkintojen kokonaisuuteen sekä tiedon tuotannon käytäntöihin. Tutkimuksessa järjestelmäksi muotoutui maakuntatason metsätalouden toimintakenttä. Kestävän luonnonvarojen käytön tutkimiseksi on ensin kysyttävä: Mikä on sosiaalisessa yhteisössä esitetty tulkinta sosioekologiseksi häiriöksi? Miten ja millaisilla yhteistoiminnallisilla käytännöillä siihen vastataan? Sosioekologisiksi häiriöiksi ilmenivät puuntuotannon voimavarojen väheneminen, metsäluonnon monimuotoisuuden turvaaminen ja ensiharvennusrästien kasautuminen. Tulkinnat siitä, mitkä ovat kestävyyden kannalta merkityksellisiä häiriöitä, eivät perustu yksistään väittämän tieteelliseen pätevyyteen tai sen esittäjän valta-asemaan ja verkostoitumiskykyyn. Siihen, miten metsätaloudesta keskustellaan ja miten sen ongelmia käsitellään vaikuttaa voimakkaasti metsänhoidon periaatteiden luonnonvarapoliittiset sidokset. Näitä ovat muun muassa tukkipuun maksimoinnin idea ja tulkinta vain markkinahakkuista metsien hyödyntämisenä. Riippumatta siitä, keskitytäänkö metsätaloudessa tukkipuun tuotannon maksimointiin tai metsien monipuolisen hyödyntämisen mahdollistamiseen, on yhteistoiminta keino edistää metsätalouden kestävyyttä. Häiriötilanteessa voidaan yhteistoiminnallisilla käytännöillä etsiä uusia tulkintoja ja ratkaisuja esimerkiksi puunkorjuu- tai metsäpalveluyrittäjyyden kannattavuuden ongelmiin.

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

Mari Pihlatie. (2007). Nitrous oxide emissions from selected natural and managed northern ecosystems. https://doi.org/10.14214/df.36

Avainsanat: typpioksiduuli; lähde- ja nieluprosessit; maatalousmaat; kaatopaikat; metsäekosysteemit; kasvillisuuden ja maaperän N<sub>2</sub>O-päästöt; mittausmenetelmät

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Typpioksiduuli (N₂O) on voimakas kasvihuonekaasu alailmakehässä ja osallistuu otsonia tuhoaviin reaktioihin yläilmakehässä. Sen pitoisuus alailmakehässä on jatkuvasti kohonnut. Maan mikrobitoiminta on merkittävin typpioksiduulin lähde ilmakehään, mutta maaperän prosessit typpioksiduulin lähteinä ja nieluina ja typpioksiduulin kuljetusmekanismit maasta ilmakehään tunnetaan huonosti. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli määrittää N₂O-päästöjä erilaisissa pohjoisen ilmastovyöhykkeen maaekosysteemeissä ja tutkia typpioksiduulin tuotto- ja kuljetusprosesseja maasta ilmakehään. Typpioksiduulipäästöjä mitattiin maatalous- ja metsämailla sekä kaatopaikalla. Mittauspaikoiksi valittiin sellaisia ekosysteemejä, joiden arvioitiin olevan merkittäviä typpioksiduulin päästölähteitä, mutta joista oli olemassa vain vähän aikaisempaa mittaustietoa. Mittaukset tehtiin gradientti-, kammio- ja kovarianssimenetelmillä. Typpioksiduulin tuotto- ja kuljetusprosesseja tutkittiin laboratorio- ja kenttäkokein. Laboratoriokokeissa havaittiin, että maatalousmaiden typpioksiduulin tuotto lisääntyy radikaalisti maan kosteuden kasvaessa. Maan mikrobiologisten prosessien, nitrifikaation ja denitrifikaation, osuudet typpioksiduulin tuotossa olivat riippuvaisia maalajista. Laboratorio-oloissa tehdyissä kokeissa havaittiin myös, että puiden taimet pystyvät kuljettamaan maaperässä tuotettua typpioksiduulia ilmakehään. Mikäli merkittävä osa maassa tuotetusta typpioksiduulista kulkeutuu ilmakehään puiden kautta, nykyiset arviot metsämaiden N₂O-päästöistä voivat olla aliarvio todellisista ekosysteemitason päästöistä. Typpioksiduulipäästöt metsämailta ja kaatopaikalta olivat hyvin vaihtelevia ajan ja mittauspaikan suhteen. Pinta-alallisesti keskiarvoistava kovarianssimenetelmä osoittautui erittäin käyttökelpoiseksi mittausmenetelmäksi ekosysteemitason päästöjen arvioinnissa sekä metsämaalla että kaatopaikalla. Boreaalisen vyöhykkeen kangasmetsän päästöt olivat erittäin pieniä, ja ajoittain metsämaa toimi typpioksiduulin nieluna. Pienistä päästöistä huolimatta, gradienttimenetelmällä havaittiin selkeää vuodenaikaisvaihtelua typpioksiduulin tuotossa. Pääosa typpioksiduulin mikrobiologisesta tuotosta ja kulutuksesta tapahtui maan orgaanisessa pintakerroksessa. Kaatopaikkojen typpioksiduulipäästöt olivat yhdestä kahteen kertaluokkaa suuremmat kuin päästöt maatalousmailta. Kaatopaikkojen pienen pinta-alan vuoksi niiden merkitys Suomen kokonaispäästöihin on kuitenkin pieni. Tutkimus osoitti, että N₂O-päästöt erilaisista ekosysteemeistä vaihtelevat huomattavasti ajan ja paikan suhteen. Päästöjen suuren vaihtelun vuoksi lisää päästömittauksia sekä päästövertailuja eri menetelmillä tarvitaan jotta typpioksiduulin virrat maasta ilmakehään voidaan arvioida tarkemmin.

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

Stenvall Niina. (2006). Multiplication of hybrid aspen (Populus tremula L. x P. tremuloides Michx.) from cuttings. https://doi.org/10.14214/df.33

Avainsanat: kasvullinen lisäys; regeneraatiokyky; versopistokasmenetelmä; juuripistokasmenetelmä

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Paperiteollisuuden viime vuosien kiinnostus nopeakasvuisen hybridihaavan (Populus tremula L. x P. tremuloides Michx.) hienopaperin valmistukseen soveltuvaa puuainesta kohtaan on luonut tarpeen kotimaiselle haavan viljelyn lisäämiselle ja taimituotannon kehittelylle. Hybridihaapayksilöiden välillä on kuitenkin huomattavia eroja puuaineen ominaisuuksissa ja vain osa puista täyttää paperiteollisuuden laatuvaatimukset. Hybridihaapaa voidaan lisätä sekä suvullisesti (siemenet) että kasvullisesti (esim. pistokkaat), mutta vain kasvullisesti lisäämällä saadaan tuotettua täysin emonsa kaltaisia ja paperinvalmistuksen kriteerit täyttäviä taimia. Tutkimuksen tarkoituksena oli kehittää tehokas ja yksinkertainen kasvullinen pistokasmenetelmä, jonka avulla voidaan laajassa mittakaavassa tuottaa hybridihaavan taimia metsänviljelyyn. Erityisesti tutkittiin fysiologisia tekijöitä, jotka vaikuttavat pistokkaiden regeneraatiokykyyn, ja voidaanko näitä tekijöitä manipuloida erilaisilla käsittelyillä ja kasvatusolosuhteilla. Myös kloonien välisiä eroja pistokaslisäyksen tehokkuudessa tutkittiin. Tulosten mukaan taimien lisäyskerroin juuripistokasmenetelmällä on huomattavasti versopistokasmenetelmää korkeampi. Juuripistokasmenetelmällä kaksivuotiaasta kantataimesta saadaan kloonista riippuen tuotettua 81−207 tainta. Versopistokasmenetelmällä taimia saadaan yhdestä kantataimesta vain 1−8 tainta vuodessa. Käytännössä kaikki haavan juuriston osat soveltuvat pistokasmateriaaliksi. Suositeltavia ovat kuitenkin halkaisijaltaan alle yhden cm juuripistokkaat, sillä juurtumiskyky heikkeni pistokkaiden halkaisijan kasvaessa. Pohjalämmön käyttö juuripistokkaiden kasvatuksessa paransi versoontumista ja juurtumista sekä nopeutti versoontumista. Pistokkaiden versoontuminen valossa oli nopeampaa, mutta toisaalta ne juurtuivat paremmin pimeässä. Kloonien välinen vaihtelu oli huomattavaa. Vaikka hybridihaavan kloonivalintaan vaikuttavat pääasiassa kuituominaisuudet ja kasvunopeus, tehokas kasvullinen lisäyskyky on kuitenkin välttämätön ominaisuus. Kloonivalintaa kaupallista massalisäystä varten helpottaa se, että parhaiten versoontuneet kloonit myös juurtuivat tehokkaimmin. Laajan mittakaavan lisäykseen on tärkeää valita klooneja, joiden pistokastuotto on suuri. Taimien tuotantokustannusten suhteen on vielä tärkeämpää, että saaduilla pistokkailla on erinomainen regeneraatiokyky.

Niina, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry Sähköposti: niina.stenvall@metla.fi

Artikkelit jotka sisältää sanan 'stem'

Kategoria : Articles