Browsing by Subject "luonnontilainen"

Pohjois-boreaalisessa metsässä puun lahoaminen on hidas prosessi, joka vaikuttaa merkittävästi metsän rakenteeseen, dynamiikkaan ja kasvuolosuhteisiin. Hajotessaan lahopuu tuottaa vettä ja hiilidioksidia ja tarjoaa ravinteikkaan kasvupaikan kasveille, pieneliöille ja mikrobeille. Metsikön rakenteen muutoksen ja hiilen kierron ymmärtämiseksi tulee lahopuudynamiikkaa tutkia luonnontilaisessa metsässä. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kuolleen pysty- ja maalahopuun lahoamisnopeutta luonnontilaisessa metsässä. Lahopuut luokiteltiin viiteen laholuokkaan niiden lahoamisasteen perusteella ja laskettiin puiden viipymäaika kussakin laholuokassa. Lahoamisnopeus määritettiin lahopuun siirtymisellä näiden luokkien välillä iän funktiona. Lisäksi laskettiin pystyyn kuolleiden puiden kaatumistodennäköisyys vertaamalla pystyssä olevien lahopuiden määrää kaikkiin lahopuihin ja suhteuttamalla se viipymän pituuteen. Tulosten esittelyä varten laholuokista muodostettiin kolme eriasteisesti lahonnutta luokkaa: Tuore lahopuu, keskinkertaisesti lahonnut ja merkittävästi lahonnut. Lahopuuaineistoa kerättiin kolmesta paikasta; Värriön ja Maltion luonnonpuistoista sekä Venäjän Kazkimista. Koealoja oli yhteensä 48 kappaletta. Koealoilta mitattiin kaikki rinnankorkeusläpimitaltaan yli 10 cm kuolleet puut. Pystypuista kairattiin lustonäyte, maapuista sahattiin kiekkonäyte, joista puiden kuolinvuodet ajoitettiin dendrokronologisin menetelmin. Yhteensä 519 rungosta saatiin määritettyä kuolemisesta kulunut aika. Puulajeina oli mänty (Pinus sylvestris), kuusi (Picea abies) ja koivu (Betula spp.). Lahoamisnopeutta tarkasteltiin luomalla graafinen kuvaaja ajan funktiona, jonka avulla voitiin ennustaa kuinka kauan mittaustilanteessa löydetty lahopuusto lahoaa. Männyn lahoaminen näyttäytyi merkittävästi hitaampana kuin kuusen ja koivun. Männyn pystylaho-puista lahosi 95 % totaalisesti tai siirtyi kolmanteen, merkittävästi lahonneeseen laholuokkaan 210 vuodessa, kuusella vastaava lahoaminen kesti 85 ja koivulla 105 vuotta. Männyn maapuiden vastaa-va 95 % osuus vei 140 vuotta, kuusella 85 ja koivulla 105 vuotta. Tulosten perusteella pohjoisboreaa-lisessa metsässä pystyynkuolleiden puiden vuosittainen kaatumistodennäköisyys on pieni, vaihdellen 0 - 3 % välillä. Hidas, jopa 200 vuotta kestävä lahoamisprosessi on merkittävä tekijä pohjoisboreaalisessa metsässä ja vaikuttaa pitkällä aikavälillä kokonaisvaltaisesti ympäristönsä rakenteeseen ja dynamiikkaan.

Suomessa metsien tutkimus painottuu talousmetsiin, vaikka 13 % Suomen metsistä on suojeltuja. Luonnontilaisten metsien kasvun ymmärtäminen on tärkeää metsien hiilensidonnan ja biomassan tuotannon ymmärtämisen kannalta verrattuna talousmetsiin. Tämän tutkimuksen tavoite on tutkia kuusen (Picea abies) kasvun ajallista muutosta luonnontilaisissa kuusivaltaisissa metsissä ja selvittää syitä mahdolliselle kasvun muutokselle. Tutkimus pyrkii vastaamaan kysymyksiin luonnontilaisten metsien kuusen kasvuun vaikuttavista tekijöistä ja vertaamaan kasvun muutosta talousmetsien kasvun muutokseen. Kuusen kasvua luonnontilaisissa metsissä tarkasteltiin 25:llä koealalla vuosien 1991–2019 välillä mittaamalla koealat kolmena eri ajankohtana. Mittausten välille saatiin kaksi erillistä kasvun tarkastelujaksoa. Tutkimuksessa tarkasteltiin kuusten nettoperustuotantoa (NPP = net primary productivity) ja tilavuutta metsikkötasolla ja niiden muutosta eri tarkastelujaksojen välillä. Puiden tilavuus ja NPP:n laskemiseen käytetty puiden biomassan muutos saatiin käyttämällä kuusen tilavuusmallia sekä biomassamalleja. NPP:n ja tilavuuden muutoksen syitä tarkasteltiin koealojen maantieteellisen sijainnin ja kasvuolosuhteiden, metsän kuolleisuuden ja latvuspeittävyyden kannalta. Luonnontilaisten metsien kuusen NPP kasvoi keskimäärin 0,02 kg C/m2/v tämän tutkimuksen mittausten aikana, joka tarkoittaa ~11 % NPP:n kasvua 1991–2019. Kuusten tilavuus kasvoi tarkastelujaksolla 1 (1991–2007) 2,3 m3/ha/v ja tarkastelujaksolla 2 (2007–2019) 3,0 m3/ha/v. Metsän latvuspeittävyydellä tai puiden vuosittaisella kuolleisuudella ei havaittu olevan korrelaatiota kuusten NPP:n tai tilavuuden muutokseen. Kuusten tilavuus kasvoi molemmilla tarkastelujaksoilla voimakkaammin eteläisemmillä koealoilla verrattuna pohjoisempiin. Kuusten NPP ja tilavuus on tutkimuksen perusteella kasvanut luonnontilaisissa metsissä viimeisen kolmenkymmenen vuoden aikana. Kuusten NPP ja tilavuuden kasvun muutos on ollut suurempaa pohjoisemmissa luonnontilaisissa metsissä verrattuna eteläisempiin. Tilavuuden kasvu on keskimäärin yhtä suurta kuin vanhoissa talousmetsissä. NPP:n ja tilavuuden muutoksen voimakkuuteen vaikuttaa ainakin metsän maantieteellinen sijainti. Metsien rakenteellinen muutos ei tämän tutkimuksen perusteella vaikuta puuston kasvun muutoksen. Luonnontilaisten metsien monimuotoinen rakenne tuo haasteita puuston muutoksen tarkasteluun ja puiden kasvun muutoksen ymmärtämiseksi vaadittaisiin mahdollisesti tarkempaa tarkastelua metsän rakenteesta.

Tutkimuksessa konkretisoidaan muutostarpeita maatalouden suojakaistojen käyttöönottoon liittyen, kun ulkoisvaikutukset huomioidaan ravinnehuuhtouman, eroosion, kasvihuonekaasupäästöjen, monimuotoisuuden sekä virkistyksen näkökulmista. Ulkoisvaikutuksien taloudellista mittaamista varten muodostetaan haitta- ja hyötyfunktiot soveltuvien tutkimusten perusteella. Tutkielmassa optimoidaan suojakaistan leveys ja rantapeltohehtaarien lannoitusmäärä ja tarkastellaan optimoinnin tuottamaa hyvinvointia (€/ha). Tarkastelussa muodostetaan kaksi hyvinvointiyhtälöä, joista toisessa on käytössä nurmipeitteisiä suojakaistoja ja toisessa luonnontilaisia suojakaistoja. Tapausesimerkkinä toimii Eurajoen pääuoma. Yksin ravinnehuuhtouman näkökulmasta on voinut olla perusteltua ohjata maanviljelijöitä kapeiden nurmipeitteisten suojakaistojen käyttöönottamiseen. Tämän tarkastelun mukaan suojakaistojen optimaalinen käyttöönotto selvästi muuttuu, kun useampi ulkoisvaikutus huomioidaan. Usean ulkoisvaikutuksen oloissa suurimman hyvinvoinnin Eurajoen pääuoman valuma-alueella tuotti luonnontilainen 86 metriä leveä suojakaista. Optimaalinen typpilannoitustaso vesistön viereisellä pellolla oli tällöin 83 kg N/ha. Lisäksi huomattiin, että kapeat alle kymmenen metriä leveät suojakaistat tuottavat aina hyvinvointitappion. Ulkoisvaikutuksista ilmastohaitta ja monimuotoisuushyöty vaikuttivat tuloksiin voimakkaimmin, ja ravinnehuuhtoumahaitta heikoiten. Herkkyysanalyysissä suojakaistan leveyteen vaikutti voimakkaimmin viljan markkinahinta ja hyvinvoinnin määrään puolestaan maksuhalukkuus monimuotoisuudesta. Nykyisten maataloustukien joukosta ei löydy tukivaihtoehtoa puustoisen suojakaistan säilyttämiseen. Tarkastelun perusteella maatalouden kannustimia tulisi muuttaa tukemaan luonnontilaisten suojakaistojen käyttöönottoa muuttamalla suojakaistoihin tai -vyöhykkeisiin liittyviä maataloustukia ja niiden ehtoja. Tarkastelun optimin saavuttamiseksi luonnontilaisen suojakaistan perustamisen tueksi laskettiin 681 €/ha ja nurmipeitteisen suojakaistan tueksi 580 €/ha. Typpilannoiteveroksi saatiin 0,44 €/kg N. Tarkasteluun liittyy useita oletuksia ja yksinkertaistuksia rajautuen saatavilla olevaan tutkimustietoon maatalouden suojakaistoilla. Esimerkiksi oletettu Eurajoen kasvillisuuden alkuperäisyys ja lajimäärä ovat karkeita arvioita. Lisäksi esimerkiksi luonnontilaisen suojakaistan ravinnehuuhtoumafunktioon hyödynnettiin metsätaloustutkimukseen perustuvaa tietoa, ja monimuotoisuuden rajahyötyä kuvaa kosteikkotutkimukseen liittyvä arvottamistieto.