Dissertationes Forestales

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

Heikki Korpunen. (2015). Activity-based costing method in forest industry – modelling the production and costs of sawing, the pulp and paper industry, and energy production. https://doi.org/10.14214/df.203

Avainsanat: Toimintoperusteinen kustannuslaskenta; tuotantokustannukset; tuotto; prosessi; saha; sellutehdas; paperitehdas; sähkön ja lämmön yhteistuotanto

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Suomessa korjataan vuosittain noin 50 miljoonaa kuutiometriä puuta teollisuuden tarpeisiin tämä vastaa noin 1,6 miljardin euron kantorahatuloa metsänomistajille. Tämän väitöskirjan tavoitteena oli tutkia ja mallintaa sahan, sellu- ja paperitehtaiden sekä sähkön- ja lämmöntuotantolaitoksen (CHP) tuotanto- ja kustannusrakenteita. Nämä laitokset ovat useimmiten metsäteollisuuden raakapuutoimitusten kohteina. Mallinnusmenetelmänä käytettiin toimintoperusteista kustannuslaskentaa ja laskennan tuloksia testattiin virtuaalisilla tuotantolaitoksilla suomalaisissa toimintaympäristöissä. Ensin laitosten tuotanto jaettiin prosesseihin: sahalaitoksella oli kahdeksan, sellu- ja paperitehtailla molemmilla kymmenen, ja CHP-laitoksella neljä tuotantoprosessia. Seuraavaksi prosessien toimintojen edellyttämät resurssit määriteltiin. Resurssien aiheuttamat kustannukset kohdistettiin lopuksi raaka-aineille ja tuotteille erillisten kustannusajureiden mukaan. Mallinnusten ja esimerkkilaskelmien perusteella eri laitosten kustannusrakenteissa oli joitain yhteneväisyyksiä: sahalla noin 40 %, sellutehtaalla noin 39 % ja paperitehtaalla noin 18 % tuotantokustannuksista aiheutui kuivauksesta. CHP-laitoksella ei ollut varsinaista kuivausta ja polttoprosessi aiheutti suurimmat kustannukset, noin 47 prosenttia tuotantokustannuksista. Vaikka tutkimuksessa esitetyt laskelmat perustuivat osin teoreettisten virtuaalilaitosten kustannuslaskelmiin, tuloksista voitiin päätellä, että sellutehdas, paperitehdas ja CHP-laitos voivat toimia taloudellisesti kannattavasti. Sahauksen kannattavuutta ei tässä tutkittu, koska tarvittavia markkinatietoja ei ollut riittävästi saatavilla. Toimintoperusteinen kustannuslaskenta soveltui menetelmänä hyvin metsäteollisuuteen. Tässä tutkimuksessa esitettyjä malleja ja laskelmia voidaan käyttää metsäteollisuuden päätöksenteon tukena. Tulosten perusteella voidaan todeta, että sahausasete on tärkeä kustannuksiin vaikuttava tekijä sahauksessa, samoin energian tuotanto sellu- ja paperiteollisuudessa sekä kapasiteetin käyttöaste energiantuotannossa. Mallien ja laskelmien avulla voidaan analysoida teollisuuden suorituskykyä, esimerkiksi suuret kuivauskustannukset viittaavat siihen, että taloudellisesti kannattavimpia kehittämiskohteita kannattaa etsiä energian tuotannosta ja käytöstä. Kirjallisuuskatsauksen mukaan energiaan liittyvät kehittämisprojektit ovatkin olleet merkittäviä viime vuosina metsäteollisuudessa. Tämän tutkimuksen tuloksia voidaan käyttää myös puunhankinnan kehittämisessä. Puunjalostuksen kustannusperusteinen arviointi voi parantaa puun katkonnan ohjausta: metsässä tapahtuvia katkontapäätöksiä voidaan vertailla taloudellisten kannattavuuksien mukaan ja puu voidaan ohjata kannolta tehtaalle käyttäen parasta katkontaa.

Korpunen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: heikki.korpunen@gmail.com

Liisa Maanavilja. (2015). Restoration of ecosystem structure and function in boreal spruce swamp forests. https://doi.org/10.14214/df.191

Avainsanat: suometsä; fotosynteesi; Kasvillisuus; rahkasammal; biomassatuotto; biogeokemia

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Korpiekosysteemin rakenteen ja toiminnan ennallistaminen Korvet ovat puustoisia, kuusivaltaisia soita. Luonnontilaiset boreaaliset korvet ovat arvokkaita luonnon monimuotoisuuden keskittymiä, hiilen varastoja ja hyödyllisiä orgaanisen aineksen suodattajia valuma-alueen vesistä ennen niiden päätymistä vesistöihin. Aiemmin yleisten korpien määrä on Pohjois-Euroopassa vähentynyt rajusti viime vuosikymmeninä, pääasiassa metsätaloudellisten ojitusten vuoksi. Ennallistamisessa vedenpinta nostetaan uudelleen tukkimalla kuivatusojat. Tavoite on palauttaa luonnontilaisen korven rakenne ja toiminta ja sitä kautta korven tarjoamat hyödyt. Tämä tutkimus mittaa rakenteen ja toiminnan palautumista ekosysteemin eri osa-alueilla ja palautumiseen vaikuttavia tekijöitä. Tutkittavina ovat korven pohjan kasviyhteisörakenne, rahkasammalten yhteyttäminen ja kasvu sekä pintaturpeen biogeokemia. Tutkimuskohteina toimivat 18 ennallistettua korpea, joissa ojat on tukittu 1−15 vuotta aiemmin, sekä yhdeksän luonnontilaista ja yhdeksän ojitettua korpea Etelä-Suomessa. Mukana on myös korpia Šumava-vuorilta Tšekin tasavallasta. Otannassa luonnontilaiset korvet edustavat ennallistamisen tavoitetta ja sen sisäistä vaihtelua. Ojitetut korvet kuvaavat tilannetta ennen ennallistamista. Vedenpinnan noston oli oltava riittävän suuri, jotta muutoksia ilmeni missään mitatuista tunnuksista; toisaalta riittävää vedenpinnan nostoa seuraavat muutokset olivat nopeita. Onnistunut vedenpinnan nosto loi edulliset olosuhteet rahkasammalten yhteyttämiselle ja käynnisti rahkasammalen nopean leviämisen ja korkeuskasvun. Uusi kasvu alkoi kerryttää korpeen soille tyypillistä huokoista pintakerrosta, mikä kiihdytti pinnan mikrobiaktiivisuutta kohti luonnontilaista tasoa. Samaan aikaan kuitenkin korkean vedenpinnan ja ojitetulta kaudelta periytyvän tiiviin, pitkälle hajonneen turpeen yhdistelmä loi aivan uudenlaiset olosuhteet kasveille ja mikrobeille. Tämä johti opportunistikasvilajien runsastumiseen sekä ammoniumtypen vapautumisen ja metaanintuoton lisääntymiseen. Vaativat korpilajit puuttuivat ennallistetuilta korpikohteilta, mutta vedenpinnan nosto palautti yleiset lajit. Onnistunut vedenpinnan nosto ja sitä seurannut rahkasammalten paluu sysäsivät korpiekosysteemin toiminnan pois ojitetusta tilasta luonnontilaisen kaltaiseen suuntaan.

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

Tianjin Cao. (2010). Silvicultural decisions based on simulation-optimization systems. https://doi.org/10.14214/df.103

Avainsanat: hiililaskenta; taloudellinen tuotto; lannoitus; metsäbioenergia; optimiharvennus; puunaineen laatu

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Metsänkäsittelyn päätökset simulointi-optimointijärjestelmiin perustuen Metsien hoito kohtaa uusia haasteita ilmastonmuutoksesta johtuen. Muokkaamaalla harvennusohjelmia perinteinen metsänhoito voidaan mukauttaa metsävarojen käytön erilaisiin tavoitteisiin, kuten puuaineen laatu, metsäbioenergia ja hiilen sidonta. Tässä väitöskirjassa kehitetään optimointi-simulointijärjestelmä, jolla voidaan saavuttaa monitieteinen ymmärrys puutieteen, metsäekologian ja metsäekonomian vuorovaikutuksista. Työssä kehitettiin OptiFor-sovellus metsänkäsittelyä varten. OptiFor-simulointi-optimointijärjestelmä yhdistää prosessipohjaisen PipeQual-kasvumallin, puuaineen laadun mallit, biomassan tuotannon ja hiilipäästöjen mallit sekä energiapuu- ja korjuukustannusmallit yhdeksi optimointimalliksi. Optimointialgoritmina päätösmuuttujien optimiarvojen määrittämiseksi käytettiin Osyczkan suora- ja satunnaishakualgoritmia. Tämän väitöskirjan numeeriset tutkimukset laajensivat nykytietämystä ja ymmärrystä puutieteen, metsäekologian ja metsäekonomian suhteista. Puuntuotantoa koskevat tulokset osoittavat, että optimaalinen harvennusohjelma riippuu kasvupaikasta ja nuoren metsikön ominaisuuksista. Puun laadun kohdalla tulokset osoittivat, että kasvava harvennusvoimakkuus johti alempaan puun tiheyteen ja lyhyempiin kuituihin. Ravinteiden lisääminen kiihdytti tilavuuskasvua mutta alensi puun laatua kuusella. Kun energiapuuharvennusta tarkasteltiin yhdessä perinteisen metsänkasvatuksen kanssa, todettiin, että perinteinen metsänkasvatus ilman energiapuun korjuuta oli edullisin tapa alhaisen tiheyden männiköissä. Energiapuun korjuu ensiharvennuksissa oli sen sijaan edullista tiheissä metsiköissä. Kun metsän hiilitasapaino otetaan huomioon, tulosten mukaan eri hiililaskennan menetelmät johtavat hyvin poikkeaviin optimaalisiin harvennusohjelmiin ja keskimääräisiin hiilivarantoihin. Hiilen hinnan nostaminen johti pidempiin kiertoaikoihin ja korkeampaan keskikasvuun sekä huomattavasti korkeampaan hiilivarantoon kiertoajan kuluessa.

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

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

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

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

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

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

Artikkelit jotka sisältää sanan 'tuotto'

Kategoria : Articles