Dissertationes Forestales 2021

Roope Ruotsalainen. (2021). Economic losses in forest management due to errors in inventory data. https://doi.org/10.14214/df.318

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

  • Ruotsalainen, University of Eastern Finland, Faculty of Science and Forestry, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti roope.ruotsalainen@uef.fi (email)
Dongxia Wu. (2021). Frost hardiness of Scots pine progenies and some woody horticultural cultivars under different preconditioning. https://doi.org/10.14214/df.317

Pakkaskestävyys on yksi boreaalisten puiden ja puuvartisten puutarhakasvien menestymiseen ja kasvuun vaikuttava tekijä. Onnistunut viljely ja kasvatus edellyttää, että taimien sopeutuneisuus kylmiin kasvuolosuhteisiin on testattu, ennen kuin viljelijät ja metsänomistajat käyttävät niitä viljelyssä. Tällä hetkellä ei ole olemassa sopivaa menetelmää, jolla eri alueille sopivat metsäpuiden siemenalkuperät ja hedelmäpuiden ja -pensaiden lajikkeet voitaisiin testata. Tässä tutkimuksessa kehitettiin menetelmä männyn (Pinus sylvestris L.) siemenviljelysjälkeläisten ja neljän puuvartisen puutarhakasvin, eli omenan (Malus domestica Borkh.), pensasmustikan (Vaccinium corymbosum L.), mustaherukan (Ribes nigrum L.) ja päärynän (Pyrus communis L.), eri lajikkeiden pakkaskestävyyden testaukseen. Tutkimus muodostui kolmesta osasta, joiden tavoitteet olivat: i) Kuinka männyn siemenviljelyksen sijainti vaikuttaa jälkeläisten pakkaskestävyyteen, ii) millaisissa oloissa omenapuun, pensasmustikan ja mustaherukan eri lajikkeiden taimet pitää syksyllä esikäsitellä, että niiden pakkaskestävyydessä esiintyvät erot saadaan näkyviin, ja iii) kuinka lyhytaikainen lämpöjakso talvella vaikuttaa päärynälajikkeiden pakkaskestävyyteen. Tavoite oli myös vertailla pakkaskestävyyden testauksessa käytettäviä mittausmenetelmiä.

Ensimmäisen osan materiaali koostui männyn pluspuiden Suomessa ja Ukrainassa sijaitsevien siemenviljelysten jälkeläisistä, sekä luonnonpopulaatioista kerätyistä siemenistä kasvatetuista taimista, joista kustakin oli kolme siemenerää. Taimet karaistiin kontrolloiduissa oloissa kasvatuskammioissa ja pakkaskestävyys testattiin eri altistuslämpötiloissa kahtena ajankohtana karaisukäsittelyn aikana. Toisen osan kokeissa oli mukana kaksi omenalajiketta, kolme pensasmustikkalajiketta ja kolme mustaherukkalajiketta. Taimet karaistiin ensin luonnon oloissa ja sen jälkeen kontrolloiduissa oloissa. Sen jälkeen ne siirrettiin neljään eri esikäsittelylämpötilaan (+3, −3, −7 ja −10 °C). Viikon ja kolmen viikon jälkeen testattiin taimien pakkaskestävyys. Kolmannen osan kokeissa oli kolme päärynälajiketta, joiden karaisu tapahtui luonnon oloissa. Keskitalvella taimet siirrettiin kammioihin, joissa niille annettiin ensin joko 3-4 päivän tai 16 päivän lämpökäsittely +5 asteessa, ja näiden käsittelyjen jälkeen 5-7 päivän kylmäkäsittely -7 asteessa. Kunkin vaiheen lopussa testattiin taimien pakkaskestävyys.

Pakkaskäsittelyt vaikuttivat voimakkaasti männyn siemenviljelmistä ja luonnonpopulaatioista kasvatettujen jälkeläisten eri kasvinosien fysiologiaan ja kasvuun. Siemenviljelyksen sijainnilla ei kuitenkaan havaittu mitään selvää vaikutusta jälkeläisten pakkaskestävyyteen. Paras esikäsittely omenan ja pensasmustikan maksimaalisen pakkaskestävyyden saavuttamiseksi oli 3 viikkoa -3 asteessa, mutta mustaherukalle lyhyempi käsittelyaika samassa lämpötilassa voi olla riittävä. Päärynän taimet reagoivat talvella esiintyneeseen lämpö- ja kylmäjaksoon oletettua vähemmän, eikä lajikkeiden välillä havaittu eroja. Impedanssi- ja ionivuotomenetelmillä määritetyt pakkaskestävyydet eivät poikenneet merkittävästi toisistaan, mutta molemmat yliarvioivat kestävyyttä, kun niitä verrattiin silmämääräisellä menetelmällä määritettyyn tulokseen. Eksotermianalyysillä määritetyssä pakkaskestävyydessä oli muihin menetelmiin verrattuna vähemmän hajontaa, mutta alhaisen lämpötilan eksotermin mittaukseen perustuvan menetelmän käyttöä rajoittaa se, että kyseistä eksotermiä ei havaittu kaikissa näytteissä tai joillakin lajeilla sitä ei esiinny ollenkaan.

  • Wu, University of Eastern Finland, Faculty of Science and Forestry, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti ext.dongxia.wu@luke.fi (email)
Katalin Waga. (2021). Unpaved forest road quality assessment using airborne LiDAR data. https://doi.org/10.14214/df.316

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

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

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

  • Waga, University of Eastern Finland, Faculty of Science and Forestry, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti katalin.waga@uef.fi (email)
Noora Viholainen. (2021). Business ecosystem and end-user lenses in wooden multistorey construction. https://doi.org/10.14214/df.315

Tämä väitöskirja tarkastelee puukerrostalohankkeita liiketoimintaekosysteemi-lähestymistapaa hyödyntäen. Lähestymistavan avulla pyritään havaitsemaan tehokkaita ja tehottomia yhteistyön käytäntöjä työskenneltäessä uusien puumateriaalien kanssa ja kerrytettäessä niistä tietoa. Lisäksi väitöskirja syventää ymmärrystä kansalaisten käsityksistä ja asunnon omistajien kokemuksista puukerrostaloista, jotta ammattilaiset kykenevät rakentamaan rakennuksia, jotka eivät ole pelkästään taloudellisesti kannattavia, mutta myös loppukäyttäjien arvostamia ja toimivia päivittäisessä käytössä. Tutkimus hyödyntää laadullisia tutkimusmenetelmiä antamaan syvällisen katsauksen tutkittaviin aiheisiin.

Tulokset osoittavat, että vaikka kaikki rakennushankkeet vaativat yhteistyötä, puukerrostalorakentamisen materiaalien ja metodien uutuus edellyttää entistä enemmän kommunikaatiota ja oppimista liiketoimintaekosysteemin osallistujien kesken. Liiketoimintaekosysteemin kulmakivellä on keskeinen rooli osallistujien syvemmän, pitkäaikaisen sitoutumisen mahdollistamisessa hankintamenettelyjä sekä tapaamisia hyödyntäen. Näiden avulla osallistujat voivat työskennellä yhteisen tavoitteen saavuttamiseksi ja kerätä tietoa puurakentamisesta myös projektien välillä. Palautteenantoprosesseja tulisi kehittää osallistujien välillä, mutta myös asunnonomistajien kokemuksia tulisi hyödyntää tehokkaammin. Tulokset viittaavat siihen, että vaikka liiketoimintaekosysteemi tarjoaa käyttökelpoisen linssin yhteistyön tarkasteluun puukerrostalohankkeissa, ekosysteemiä ei tulisi nähdä staattisena, joka keskittyy suunnittelu- ja rakennusvaiheisiin, vaan koko rakennuksen elinkaaren ajan kehittyvänä, käsittäen loppukäyttäjät ekosysteemin kulmakivenä siirryttäessä rakennuksen käyttövaiheeseen.

Lisäksi tulokset tukevat aiempaa kirjallisuutta, jonka mukaan loppukäyttäjät arvostavat puumateriaalin pehmeitä puolia, kuten estetiikkaa ja tunnelmaa, kun taas kestävyys ja huollon tarve aiheuttavat huolta. Tässä tutkimuksessa käytetty laadullinen lähestymistapa kuitenkin paljastaa, että jotkut seikat ovat monitahoisia ja niillä on sekä positiivisia että negatiivisia merkityksiä loppukäyttäjille. Asunnon omistajien kokemukset osoittavat kodin materiaalien jokapäiväisen käytettävyyden tärkeyden. Lisäksi puumateriaalin ”elävyys” vaikutti yllättävän jotkut asunnon omistajista mikä osoittaa, että muut urbaanin rakentamisen materiaalit ovat heille tutumpia. Viestintää loppukäyttäjien kanssa olisi siis hyvä kehittää huolenaiheiden vähentämiseksi, mutta myös puumateriaalin käytännön hyödyistä, kuten miellyttävästä äänimaisemasta, tiedottamiseksi.

  • Viholainen, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti noora.viholainen@helsinki.fi (email)
Tuomas Yrttimaa. (2021). Characterizing tree communities in space and time using point clouds. https://doi.org/10.14214/df.314

Luonnonilmiöiden taustalla olevien prosessien ymmärtämiseksi tarvitaan tarkkoja havaintoja ja mittauksia. Metsäekosysteemin hierarkkisen rakenteen vuoksi sen toiminnalliset ominaisuudet määräytyvät suurelta osin puiden ja puujoukkojen toiminnallisten ominaisuuksien kautta. Siksi metsäekosysteemin toiminnallista rakennetta ja siinä tapahtuvia muutoksia voidaan tarkastella puiden toiminnallisilla ominaisuuksilla ja niissä tapahtuvilla muutoksilla. Kolmiulotteiset lähikartoitusmenetelmät ovat mahdollistaneet puiden yksityiskohtaisen tarkastelun pistepilvien avulla. Tämän tutkielman tavoitteena oli kehittää pistepilvi​​menetelmiä elävien ja kaatuneiden puiden kartoitukseen sekä testata kehitettyjen menetelmien toimivuutta ja sovellettavuutta metsän rakenteen tarkasteluun boreaalisissa metsissä.

Osajulkaisuissa I–III kehitettiin pistepilvi​​menetelmiä metsän eri rakenteiden havaitsemiseen ja niiden ominaisuuksien kartoittamiseen. Kaatuneet kuolleet puunrungot pystyttiin erottamaan aluskasvillisuudesta niiden säännöllisen, sylinterimäisen geometrian avulla (I). Tasaiset ja sylinterimäiset pinnat sekä pystysuoruus olivat toisaalta ominaisuuksia, joiden perusteella elävien puiden rungot voitiin erottaa lehdistä ja oksista (II). Näiden menetelmällisten periaatteiden pätevyys sekä niihin perustuvien pistepilvimenetelmien toimivuus testattiin rakenteellisesti vaihtelevissa boreaalisissa metsissä.

Osajulkaisuissa II–V tutkittiin kehitettyjen pistepilvimenetelmien sovellettavuutta puiden ja puujoukkojen tarkasteluun sekä niissä tapahtuvien muutosten havaitsemiseen. Metsikön rakenteellisen monimuotoisuuden havaittiin olevan tärkein puun tarkastelun tarkkuuteen vaikuttavista tekijöistä (II). Väitöskirjassa kehitetyn pistepilvimenetelmän havaittiin toimivan parhaiten tasarakenteisissa metsissä. Puuston rakenteen vaikutusta kyseisen pistepilvimenetelmän tarkkuuteen tutkittiin tarkemmin kontrolloiduissa olosuhteissa harvennuskokeiden avulla (III). Niissä harvennusvoimakkuuden havaittiin olevan merkittävämpi tarkkuuteen vaikuttava tekijä kuin harvennustapa (ts. yläharvennus, alaharvennus ja systemaattinen harvennus). Latvuston yläpuolelta kerätyn ilmakuvapistepilven yhdistäminen maastolaserkeilauspistepilveen paransi puiden ja puujoukkojen pituusominaisuuksien tarkastelun tarkkuutta pelkkään maastolaserkeilauspistepilveen perustuvaan menetelmään verrattuna (IV). Lopuksi havaittiin, että viiden vuoden tarkastelujakson aikana puiden ja puujoukkojen rakenteissa tapahtuneita keskimääräisiä muutoksia pystyttiin mittaamaan kahden eri ajankohdan maastolaserkeilauksella (V).

Tämän tutkielman tulokset parantavat tietämystä pistepilvimenetelmien sovellettavuudesta puiden ja puujoukkojen ominaisuuksien sekä niissä tapahtuvien muutosten tarkasteluun. Metsäympäristön yksityiskohtainen kolmiulotteinen mallinnus pistepilvien avulla parantaa puun ominaisuuksien tarkastelua, kun puiden kasvua ja puujoukkojen dynamiikkaa voidaan havainnoida entistä tarkemmin. Tämän tutkielman perusteella metsistä kerättyjen pistepilvien ja niitä hyödyntävien analyysimenetelmien avulla voidaan siis ymmärtää metsäekosysteemejä ja niitä muokkaavia prosesseja paremmin.

  • Yrttimaa, University of Eastern Finland, Faculty of Science and Forestry, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti tuomas.yrttimaa@uef.fi (email)
Elifuraha E. Njoghomi. (2021). Tree growth dynamics and ecological recovery in Kitulangalo miombo woodlands Morogoro, Tanzania. https://doi.org/10.14214/df.313

Tämä tutkimus keskittyy puuston dynamiikkaan ja ekologiseen palautumiseen Miombon metsämailla, Morogorossa, Tansaniassa. Tutkimuksessa käytetään Kitulangalon pysyviä näytekäyriä (PSP) puulajien paikkakohtaisen kasvun, uudistumisdynamiikan ja puuston kehityksen analysointiin empiiristen ja mallintamismenetelmien avulla. Puulajien suuri määrä miombossa edellytti kolmen lajiryhmän muodostamista, mukaan lukien 1) puut, jotka kasvavat suhteellisen nopeasti hallitseviksi ylimmissä latvuskerroksissa 2) puut, jotka pysyvät pääasiassa alemman ja keskimmäisen latvuksen tasolla ja 3) hitaasti kasvavat mutta pysyvästi ja voi lopulta nousta hallitseviin ja kodominantteihin katosasemiin, joita sovelletaan tutkimuksissa I ja III. Tutkimuksessa III käytetään myös kolmea puunkorjuuvaihtoehtoa, jotka sopivat näiden metsien suositeltuihin korjuukäytäntöihin.

Halkaisijan kasvu vaihteli peruspinta-alan kasvun muutoksen mukaan lajien ryhmissä, ja se saavutti vuosina 2008-2016 korkeintaan 3,2 cm (ryhmä 1). Tiheydestä riippuvainen kuolleisuus ja ingrowth vaihtelivat myös lajiryhmittäin, koska korkeammat kuolleisuusasteet hallitsivat alemman ja keskimmäisen katoksen kerroksia epäsymmetristen kilpailujen vuoksi. Tonttien aidat aiheuttivat paksun ruohon peitteen. Uudistumisvarsien kokonaismäärän lasku ja samanaikainen päävarsien määrän kasvu aidatuilla alueilla ja tiheillä tontilla osoittivat kilpailun aiheuttaman itsestään ohenevan prosessin. Tämä liittyy monivarren uudistumiseen, joka on morfologisesti muuttumassa yhden varren taimiksi (päävarret) ja lopulta pieniksi puiksi. Sadonkorjuun intensiteetti, tiheydestä riippuva kuolleisuus ja kasvut säätelivät puuston pohjapinta-alaa ja siten kasvun ja kehityksen simulaation aikana. Puiston rakenteellista kehitystä hallitsivat lajiryhmät 1 ja 2, mikä osoitti lajien koostumuksen ja rakenteiden kestävyyttä. Puuston kehitykseen vaikutti uusien lajien lisääminen kustakin lajista jokaisena simulointivuonna.

Miombon puistot ovat osoittaneet potentiaalin saavuttaa vakaan tilan keskipitkällä aikavälillä huonosti säänneltyjen puiden olosuhteissa ja metsänhoitomenetelmissä. Kehitetyt mallit, käsittelyt ja sadonkorjuuvaihtoehdot voivat olla rajoitettuja Kitulangaloon ja vastaaviin Tansanian alankoisiin miombo-metsiin. Tulevat puuston olosuhteita, metsänhoitomenetelmiä ja sadonkorjuuvaihtoehtoja koskevat tutkimukset ovat elintärkeitä, jotta ymmärrettäisiin paremmin metsän dynamiikkaa Tansanian miombo-metsissä.

  • Njoghomi, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti elisha.njoghomi@helsinki.fi (email)

Rekisteröidy käyttäjäksi
Paina tätä linkkiä Metsätieteen aikakauskirjan käsikirjoituksen tarjoamis- ja seurantajärjestelmään (OJS) kirjautumiseen.
Kirjaudu sisään
Jos olet kirjautunut käyttäjäksi, kirjaudu sisään tallentaaksesi valitsemasi artikkelit myöhempää käyttöä varten.
Ilmoitukset päivityksistä
Kirjautumalla saat tiedotteet uudesta julkaisusta.


Valitsemasi artikkelit