Browsing by study line "Skogsekologi och resurshållning"

Suomessa metsäteollisuus on merkittävä osa vientiä, ja metsät ovat Suomen tärkein luonnonvara. Jotta metsiä voidaan hyödyntää mahdollisimman kestävästi ja tehokkaasti, kannattaa tutkia menetelmiä, joilla voidaan parantaa metsäteollisuuden jalostusketjun arvoa. Metsäteollisuuden puunhankintaa suunnitellaan tällä hetkellä etukäteen puuraaka-aineen tarpeen, ja puuston järeyden mukaan. Metsäteollisuuden jalostusketjun arvoa voitaisiin parantaa tiedolla saatavilla olevan puuraaka-aineen laadusta, sillä sen avulla on mahdollista ohjata raaka-aineen kuljetusta eri tehtaille tarkemmin. Tässä tutkielmassa oli tarkoitus tutkia kuusen (Picea abies (L.) H. Karst.) laadun mittaamista maastolaserkeilauksella (terrestrial laser scanning, TLS), sekä kuusen laatua kuvaavien piirteiden yleistettävyyttä laajemmille alueille kirjallisuudessa esitettyjen tunnusten perusteella. Tutkielmassa selvitettiin kuusen laatua kuvaavien TLS-piirteiden korrelaatio TLS-menetelmillä mitttuun puun pituuteen, tilavuuteen, tukkitilavuuteen, latvussuhteeseen, ja latvuspinta-alaan. Tavoitteena oli myös lisätä ymmärrystä tekijöistä, jotka vaikuttavat laatua kuvaaviin piirteisiin ja niiden mittaamiseen. Tutkielman aineistossa oli 343 puuta, joista 257 kappaletta oli kuusia. Leimikot, joita oli 20 kappaletta, sijaitsivat Örebron läänissä Keski-Ruotsissa. TLS-keilaukset tehtiin 7.5 m säteisiltä ympyräkoealoilta neljällä keilauksella. Kaikille kuusen laatua kuvaaville TLS-piirteille löytyi tilastollisesti merkitseviä selittäjiä (P<0,05). Erot leimikoiden puiden laatua kuvaavien TLS-piirteiden välillä olivat pääasiassa vähäisiä, mutta kapenemisluvun kohdalla merkittäviä. Tuloksista voidaan päätellä, että joitain laatua kuvaavia TLS-piirteitä voi olla yleistettävissä laajemmalle alueelle estimoimalla selittävät tunnukset ilmalaserkeilaus (aerial laser scanning, ALS) -menetelmillä. Monella laatua kuvaavalla TLS-piirteellä korrelaation vahvuus puutunnuksiin vaihteli eri korkeuksilla rungossa, mikä kertoo sekä eri kokoisten puiden välisistä eroista, että oksien ja latvuksen rakenteen vaihtelusta eri korkeuksilla rungossa. Kuusen pitkä elävä latvus aiheuttaa peitteisyyttä ja sen myötä epävarmuutta mittauksiin. Yhdistämällä tutkielmassa mitatut ulkoiset piirteet tukkiröntgenin sisäistä laatua mittaavaan dataan, voitaisiin mallintaa puun sisäistä oksaisuutta ja tiheyttä suhteessa TLS-piirteisiin. Suuremmalla mallinnusdatalla, oikeiden ALS-piirteiden ja kasvupaikkatiedon avulla puuston laadun yleistämisessä laajemmille alueille on tämän tutkielman perusteella potentiaalia, mikä tukee aiempien tutkimusten tuloksia.

Tutkimus tehtiin kvantitatiivisena työaika tutkimuksena. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää laadullisten tekijöiden vaikutusta puutavara-autokuljetuksen käyttämään aikaan metsävarastolla ja kuormauksessa. Yhtenä osa-alueena metsävarastolla oli tutkia kääntöpaikkojen ajanmenekkiä ja siihen vaikuttavia tekijöitä. Aihetta ei ole aikaisemmin tutkittu, joka loi tähän tutkimukseen omanlaisensa haasteen, laadullisten tekijöiden luokittelun rakentamisessa. Kääntöpaikan laatua tarkasteltiin luokallisella sekä asteikollisella aineistolla. Aineisto kerättiin yhteistyössä UPM Metsän kanssa. Metsävaraston laadullisista tekijöistä kääntöpaikan laatuluokkien vaikutukset ajanmenekkiin kyettiin erottelemaan mitatusta aineistosta. Kääntöpaikan laadullisten tekijöiden vaikutus sai tuloksissa erittäin merkitsevän p-arvon < 0,001, regressiomallin selitysasteen ollessa 0,699. Tulokset osoittivat, että lineaarisella regressiomallilla kyettiin ennustamaan kääntöpaikkojen olosuhteiden vaikutusta kääntöpaikan ajanmenekin synnyssä ja, että kääntöpaikan laadulla on vaikutusta puutavara-autokuljetuksen ajanmenekkiin metsävarastolla. Muuttujien lisääminen regressiomalliin paransi R2-selitysastetta, mutta lisätty muuttuja ei saanut mallissa merkitsevää p-arvoa. Regressiomallissa huomattiin kuitenkin ongelma tarkemmassa tarkastelussa. Regressiomalli vaikutti aliarvioivan ajallisesti laatuluokaltaan erinomaisia kääntöpaikkoja sekä yliarvioivan ajanmenekkiä laatuluokaltaan hyvillä kääntöpaikoilla. Laadullisesti kohtalaisten ja huonojen kääntöpaikkojen ennusteajat vaikuttivat olevan kutakuinkin linjassa mitattujen tulosten kanssa. Lisätutkimuksen tarpeena olisi keskityttyä kääntöpaikkatyyppi kohtaisten dimensioiden mittaamiseen ja arvioida yksittäisten dimensioiden vaikutusta kääntöpaikan ajan menekin synnyssä. Mahdollisuutena olisi luokallisen arvioinnin tarkentaminen tai uuden mallin rakentaminen. Puutavaravaraston laadullisilla tekijöillä ja koolla ei havaittu olevan vaikutusta kuormausaikaan. Puutavaravaraston laadullisten tekijöiden pohjalta ei kyetty erottelemaan metsävaraston ajanmenekkiin ja kuormausaikaan vaikuttavia tekijöitä vähäisen hajonnan, mahdollisen mittavirheen ja aineiston vinoutuneisuuden seurauksena. Puutavaralajikohtaisia kuormausaikoja verrattiin olemassa oleviin kuormausaikamalleihin. Tuloksista havaittiin vanhojen mallien yliarvioivan kuitupuun kuormausajanmenekkiä m3/min. Vanhojen mallien yliarvio voi johtua määrämittaan katkotun 3 m lehtikuitupuun sisällyttämisestä kuormausaikamalliin. Sen sijaan että, se olisi arvioitu omana puutavaralajinaan.

Climate change is expected to cause long-term drying on northern peatlands due to increased evapotranspiration. Summer heatwaves and droughts are also predicted to increase with climate change. Vascular plant leaf area phenology on peatlands is affected by reduced water levels and interannual variation in weather. Nutrient rich mire types are more susceptible to both functional and compositional changes in response to long-term and short-term changes in water level. What remains unexplored is the potential for interactive effects between long-term drying and short-term drought events on leaf area phenology on varying mire types. This study quantifies the response of leaf area phenology to 20-year experimental water level drawdown (WLD) across three mire types of varying nutrient levels (mesotrophic fen, oligotrophic fen and ombrotrophic bog). Measurements were conducted in two contrasting growing seasons, 2017 a cool wet year and 2021 a hot dry year. WLD led to significantly earlier growth peaks across all sites. Community compositional changes in response to WLD were most significant at the more nutrient rich mire sites. At the mesotrophic site WLD resulted in significant reductions in peak leaf area (LAIMAX), which was not observed at the other sites. Across all the WLD plots the hot dry year 2021 resulted in significantly greater LAIMAX relative to the cool wet year 2017, this difference was not significant at any of the control plots. This suggests long-term drying alters the way mire phenology responds to short-term variations in weather. This has important implications for the ability of northern mires to function ‘normally’ under future climate conditions.

The goal of this study was to estimate the success of natural regeneration of Scots pine, on unscarified strip cut areas on forestry-drained dwarf shrub peatland sites, as to find the explanatory factors affecting regeneration. The sites were in Southern Finland and the seedling inventory was conducted 3–4 growing seasons after the cutting. On two sites the seedling densities were satisfactory (3000–6300 ha-1) but the spatial distribution was uneven, as the share of empty plots was 41–57 %. On the remaining two sites the regeneration had either failed or was unsatisfactory, with seedling densi-ties 600–1000 ha-1. The most important variables explaining seedling density were the soil scarification-effect of the logging trails and the water table level. The seedling density on the logging trails was 3–21 fold, depending on the site, compared to surfaces outside the trails. The small spots of bare peat were remarkably well-stocked. The explanatory value of variables for the water table level were weakened by the limited number of dipwells. However, it seems the development of seedlings on a clear-cut strip would require an average water table level deeper than 30 cm from the ground level, during growing sea-son. Of the vegetation groups, dwarf shrubs clearly had a negative impact on seedling density. In relation to the cover per-centage of the forest floor, bog mosses hosted more seedlings than upland mosses. The abundance of cotton grass raised seedling density and the longest seedlings grew in the vicinity of cotton grass. The reason was assumed to be the early colonization of the logging trails by both species. A thicker humus layer lowered the seedling density. Among other variables growing season temperature seemed to explain seedling emergence better than seed years. In addition to Scots pine seedlings, regression models are also presented for seedlings of broad leaves and conifer germinants. Common denominators for the occurrence of different groups of seedlings were the positive effect of log-ging trails and bare peat and the negative effect of dwarf shrub cover. According to the results some level of soil prepa-ration seems necessary to achieve a satisfactory level of natural regeneration. The thesis also proposes a forecast model for the occurrence of Scots pine seedlings, which is derived from the rela-tionship between the features of the uncut stand and the seedling densities of the clear-cut strips. According to the forecast model of the average water table level, the water table level preceding a strip cut should be at least -42 cm and preferably deeper, as a prerequisite for strip cutting. The sphagnum moss model states that sphagnum mosses should not cover far more than 5 percent of the forest floor. A higher water table level or a wider sphagnum cover on uncut strips, predicts a water table level too high for the development of Scots pine seedlings on clear-cut strips.

Maisterintutkielman toimeksiantajana toimi Metsäteho Oy. Tarve metsäalan työturvallisuuskulttuurin tutkimukseen syntyi, kun Metsäteho toteutti metsäalan tapaturmatilastoihin liittyvän raportin. Suomessa metsäalan työturvallisuuskulttuurin kartoitusta ei ollut aikaisemmin tehty ja koska kulttuurin ja ihmisten asenteiden tiedetään vaikuttavan sattuvien tapaturmien määrään ja organisaatioissa tehdyn turvallisuustyön vaikuttavuuteen, ryhdyttiin toteuttamaan kyselytutkimusta työturvallisuuskulttuurista. Tavoitteena oli selvittää, millainen on puuhuollon parissa työskentelevien ihmisten työturvallisuuskulttuuri ja millaisia työturvallisuushaasteita henkilöstö koki alalla olevan tutkimushetkellä. Tavoitteen pohjalta syntyi kaksi tutkimuskysymystä. Tutkimuksessa selvitettiin millä tasolla kunkin ammattiryhmän turvallisuuskulttuuri on. Lisäksi selvitettiin mitkä asiat koettiin uhaksi turvallisuudelle ja millaisia keinoja vastaajat näkivät tilanteen parantamiseksi olevan. Kysely sisälsi vastaajan perustietojen lisäksi Likert-asteikollisia kysymyksiä, monivalintakysymyksiä, sitoutumista mittaavia arviointiasteikollisia kysymyksiä sekä avoimia kysymyksiä. Kysely toteutettiin sähköisenä verkkolomakkeena, joka jaettiin Metsätehon osakasyhtiöihin ja heidän kauttaan yhtiöiden työmailla työskenteleville yrittäjille ja heidän henkilöstölleen. Kerätty aineisto anonymisoitiin eikä vastaajan työnantajaa voinut vastausten perusteella tunnistaa. Kyselyyn vastasi 2146 metsäalalla työskentelevää. Ensimmäiseen tutkimuskysymykseen vastattiin määrittelemällä eri ammattiryhmien sijoittuminen turvallisuuskulttuurin tasoa kuvaavalle Bradleyn käyrälle. Bradleyn käyrän teorian mukaan, mitä korkeammalla tasolla turvallisuuskulttuuri on, sitä vähemmän työtapaturmia työyhteisössä sattuu. Käyrä koostuu neljästä tasosta siten, että mitä vahvempaa turvallisuuskulttuuria ammattiryhmän vastaukset ilmensivät, sitä korkeammalle tasolle ammattiryhmä sijoittui. Ammattiryhmät sijoitettiin käyrälle pisteyttämällä ammatti-ryhmät kuhunkin kysymykseen saatujen vastausten ammattiryhmäkohtaisten keskiarvojen avulla. Toiseen tutkimuskysymykseen saatiin vastaukset avoimien kysymysten analyysin avulla. Saadut vastaukset kategorisoitiin ja vastausten jakauman perusteella selvitettiin mitkä asiat koettiin turvallisuutta uhkaaviksi ja mitä keinoja turvallisuuden parantamiseksi olisi. Tutkimuksessa mukana olleista ammattiryhmistä Bradleyn käyrälle korkeimmalle sijoittuivat terminaalityöntekijät ja puutavara-autoyrittäjät. Heikoiten sijoittuivat metsäkoneen- ja puutavara-autonkuljettajat. Keskiarvoisesti kyselyyn vastanneet sijoittuivat käyrän tasolle kolme eli metsäalan turvallisuuskulttuuri oli itsenäisellä tasolla. Suurimpana uhkana turvallisuudelle koettiin kiire ja huolimattomuus. Tärkeimpänä keinona oman työturvallisuuden parantamiseksi nähtiin keskittyminen ja ennakointi. Muilta ihmisiltä toivottiin huolellisuutta, ohjeiden noudattamista ja sitoutumista turvallisuusasioihin. Tulosten perusteella erityisesti metsäalalla itsenäistä työtä yksin tekevien turvallisuuskulttuurin kehittymiseen on syytä kiinnittää huomiota. Jotta metsäalan työturvallisuuskulttuuri saavuttaisi yhteisöllisen tason, tulisi alalla työskentelevien kokea voimakkaammin vastuuta myös muiden turvallisuudesta. Lisäksi kiireen taustalla olevia tekijöitä tulisi selvittää ja vähentää koko alan kattavasti.

The aim of this study was to find out Metsäliitto cooperative member’s objectives, attitudes, and intentions in peatland forest management. Theory of planned behavior and attitude theory of Allport were applied to formulate the questionnaire and in the theoretical background of this study. The survey data was collected with a web-based questionnaire. The survey was sent to 5000 Metsäliitto cooperative members and 905 of them responded. The response rate was therefore about 18. The response data was analyzed with factor analysis, linear regression analysis and analysis of variance. Statistical testing was done with t-test, Kurskall-Wallis test, and Mann U Whitney test. Additionally averages, percentages, and standard deviations were used to examine the data. About 30 % of respondents intended to implement continuous cover forestry, fertilization and restoration ditching in their own peatland forests. Even 60 % of respondents intended to implement other logging in their peatland forests during the next five years. Multiple objectives were important to members in peatland forest management. Economic and wood production objectives were the most important ownership goals of respondents. Attitudes towards forest management methods were mostly neutral or positive. Clearcutting and restoration received the most negative attitudes. Attitudes towards continuous cover forestry were significantly more positive than towards clearcutting on peatlands. The main hindering factors reported for implementation of continuous cover forestry were technical issues related to harvesting and different economic factors. The theory of planned behavior explained well the behavioral intentions of members to implement continuous cover forestry. The decision making of non-industrial private forest owners is a complex and multidimensional phenomenon. The ownership structure of Finnish private forest owner’s and therefore Metsäliitto cooperative members will continue to change especially during the following decades. For this reason, it is necessary to continue the research into Finnish private forest owners and their decision-making processes.

Tiivistelmä Monimuotoisuuden ylläpitäminen ja luontokadon pysäyttäminen kaikilla ekosysteemitasoilla ovat kasvavissa määrin keskeisiä kysymyksiä niin globaalissa kuin kansallisessakin mittakaavassa. Suomen tapauksessa metsien rooli tässä kysymyksessä on erityisen suuri, sillä erilaiset metsäelinympäristöt kattavat noin 86 prosenttia maapinta-alasta. Viimeisimmän lajien uhanalaisuuskartoituksen mukaan noin 30 prosenttia kaikista uhanalaisista lajeista käyttää ensisijaisena elinympäristönään metsiä, ja lisäksi kaksi kolmasosaa metsäluontotyypeistä on luokiteltu uhanalaisiksi. Metsäsuunnittelun näkökulmasta keskeisiä teemoja ovat suojelutoimenpiteiden kohdistaminen arvokkaimmille kohteille, ja toisaalta monimuotoisuutta tukeva toimenpidesuunnittelu talousmetsissä. Molempiin tavoitteiden edistämiseksi metsiköiden monimuotoisuus ja luontoarvot nykytilassa on tunnistettava mahdollisimman tehokkaasti. Toimenpidesuunnittelun ja erilaisten toimenpidevaihtoehtojen laskennallisen vertailun tarpeisiin on lisäksi pystyttävä ennustamaan monimuotoisuuskehitystä eri vaihtoehdot huomioiden, sekä asettamaan eri tavoitteille, tässä tapauksessa myös monimuotoisuudelle ja luontoarvoille, numeerinen arvo. Erään ratkaisuvaihtoehdon edellä esitettyihin tavoitteisiin tarjoaa ForestKIT-metsäsuunnittelujärjestelmän tarpeisiin kehitetty luontoarvoindeksimalli. Asiantuntijatyönä kehitetty indeksimalli perustuu kuuteen osaindeksiin, jotka yhteenlaskettuna kuvaavat puuston rakenteellista monimuotoisuutta, ja ennustavat tätä kautta metsikkökuvioiden luontoarvoja. Tämän työn tavoitteeksi asetettiin mallin nykytoteutuksen arviointi ja kehittäminen, sekä kehitetyn mallin uudelleenarviointi. Tutkielman toteutus jaettiin kolmeen vaiheeseen, joista ensimmäisessä tarkasteltiin mallin nykytoteutuksen loogisuutta, sekä mallinnuksessa käytettävien kuviotietojen datalähteen vaikutusta tuloksiin hyödyntäen kahta samalta alueelta maastomittauksiin ja kaukokartoitustulkintaan perustuen tuotettua aineistoa. Ensimmäisessä vaiheessa havaittiin, että kaukokartoitusaineistojen perusteella ennustetuissa puustotunnuksissa rakenteellisen vaihtelun kuvaus on heikkoa, ja näin ollen myöskään luontoarvojen ennustaminen niiden perusteella ei ole erityisen luotettavaa. Mallin toiminnasta yleisesti tunnistettiin joitain puutteita, erityisesti liittyen alueellisen ja kasvupaikkakohtaisen vaihtelun huomioimiseen. Myös lahopuu-muuttujan puuttuminen mallista havaittiin keskeiseksi puutteeksi. Tutkielman toisessa vaiheessa mallin nykytoteutusta pyrittiin kehittämään osaindeksi kerrallaan hyödyntäen ensimmäisen vaiheen havaintoja, sekä arvioimaan mahdollisten uusien osaindeksien lisäämistä. Keskeiset raamit kehitystyölle asetti tämän työn rajoitukseksi määritetty mahdollisten muuttujien rajaaminen metsätietostandardin mukaisiin metsävarakuviotunnuksiin, mutta osaindeksikohtaisessa tarkastelussa löydettiin kuitenkin konkreettisia kehitysehdotuksia, joilla pystyttiin vastaamaan tunnistettuihin puutteisiin. Keskeisenä lisäyksenä kehitettiin ratkaisu lahopuuinventointitiedon sisällyttämisestä malliin. Kolmannessa vaiheessa esitettyjen kehitysehdotusten yhteisvaikutuksia testattiin erityisesti tähän tarkoitukseen kehitetyllä menetelmällä, jossa ensimmäisessä vaiheessa esitellystä vertailuaineistosta valituille otantakuvioille laskettiin indeksiarvot mallin nykytoteutuksella sekä eri kehitysvaihtoehtojen yhdistelmillä, jonka jälkeen näiden erotusta vertailtiin nykytoteutuksen perusteella lasketulle arvolle asetettuun statukseen (yliarvio/aliarvio). Kolmannessa, muutosvaihtoehtojen testaamisen saatiin suuntaa antavia tuloksia muutosyhdistelmävaihtoehtojen hyvyydestä, mutta kyseisten tulosten tarkastelussa on huomioitava menetelmän kokeellinen luonne. Kolmannen vaiheen tulosten perusteella toisessa vaiheessa esitettyjen kehitysehdotusten avulla pystyttiin kuitenkin parantamaan mallin toimintaa tunnistettujen puutteiden osalta. Mallin nykytoteutukseen ehdotetut kehitysehdotukset huomioiden malli toimii siis kohtuullisen hyvin metsikkökuvioiden rakenteellisen monimuotoisuuden kuvaamisessa. Tulosten tarkastelussa on kuitenkin huomioitava mallin kehittämistyön aikana tunnistetut haasteet eri käsitteiden ja muuttujien määrittelyssä, käytössä olevan mallinnusdatan ja -menetelmien asettamissa rajoitteissa, sekä mallin tulosten riippuvuus muuttujien (kuviotietojen) mittaustarkkuudesta. Lisäksi keskeisiksi tämän työn rajauksen ohittaviksi kehityskohdiksi tunnistettiin spatiaalisuuden huomioiminen kuvioiden indeksiarvojen laskennassa sekä lahopuumäärän kehityksen ennustaminen.

Remote sensing brings new potential to complement environmental sampling and measuring traditionally conducted in the field. Satellite images can bring spatial coverages and accurately repeated time-series data collection to a whole new level. While developing methos for doing ecological assessment from space in situ sampling is still in key role. Satellite images of relatively coarser pixel size where individual plants or trees are not possible to separate usually utilize vegetation indices as proxies for environmental qualities and measures. One of the most extensively used and studied vegetation index is Natural Difference Vegetation Index (NDVI). It is calculated as normalized ratio between red light and near-infra-red radiation with formula: NDVI=NIR- RED/NIR+RED. Index functions as a measure for plant productivity, that has also been linked to species-level diversity. In this thesis MODIS NDVI (MOD13Q1, 250 m x 250 m resolution) and selected additional variables were examined through their predictive power for explaining variation in tree species richness in six different types of moist tropical evergreen forests in the province of West Kalimantan, on the island Borneo in Indonesia. Simple and multiple regression models were built and tested with main focus on 20- year mean-NDVI. Additional variables used were aboveground carbon, elevation stem count, tree height and DBH. Additional variables were examined initially on individual basis and subsequently potential variables were then combined with NDVI. Results indicate statistically significant, but not very strong predictable power for NDVI (R2=0.25, p-value=2.11e-07). Elevation and number of stems outperformed NDVI in regression analyses (R2=0.64, p-value=2.2e-16 and R2=0.36, p-value=4.5e-11, respectively). Aboveground biomass carbon explained 19% of the variation in tree species richness (p-value=6.136e-06) and thus was the worst predictor selected for multiple regression models. Tree height (R2=0.062, p-value=0.0137) and DBH (R2=0.003, p-value=0.6101) did not show any potential in predicting tree species richness. Best variable combination was NDVI, elevation and stem count (R2=0.71, p-value=2.2e-16). Second best was NDVI, elevation and aboveground biomass carbon (R2=0.642, p-value=2.2e-16), which did not promote for biomass carbon as a potential predictor as model including only NDVI and elevation resulted nearly identically (R2=0.639, p-value=2.2e-16). Model including NDVI and stem count explained 54% of the variation in tree species richness (p-value=2.2e-16) suggesting elevation and stem count being potential variables combined with NDVI for this type of analysis. Problems with MODIS NDVI are mostly linked to the relatively coarse spectral scale which seems to be too coarse for predicting tree species richness. Spectral scale also caused spatial mismatch with field plots as being significantly of different sizes. Applicability in other areas is also limited due to the narrow ecosystem spectrum covered as only tropical evergreen forests were included in this study. For future research higher resolution satellite data is a relevant update. In terms methodology, alternative approach known as Spectral Variability Hypothesis (SVH), which takes into account heterogeneity in spectral reflectance, seems more appropriate method for relating spectral signals to tree species richness.

Airborne LiDAR (Light Detection And Ranging) produces high-resolution and cost-efficient 3D data. Currently, forest inventories combine the use of both LiDAR and passive imaging by cameras, and the possibility of using LiDAR only is very tempting as it would lead to cost reduction. Focus of this study is on the full-waveform observations that extent the information content compared to conventional point clouds and are somewhat rarer to have access to. This study explores basic dependencies between structural canopy features and LiDAR signals over time and aims at augmenting our understanding of LiDAR-vegetation interactions and factors limiting our current ability to use pulsed LiDAR data for species detection, and how possibilities to overcome those limitations. Motivation is to understand how different waveform features can be interpreted and how the features behave over time with changing vegetation phenology. The study material consists of three consecutive LiDAR campaigns and aerial imaging surveys done in the area during a 38-month period and field reference trees that have been measured during this period. I use multi-temporal data that comprise three repeated acquisitions, which all applied same sensor, trajectories, as well as sensor and acquisition settings. As I had repeated LiDAR observations of the same trees where the acquisition settings are comparable, I could study the so-called ‘tree effect’ and overall co-variation between waveform features in the repeated acquisitions. Phenological changes are available as the data comprises winter (leaf-off), early summer (low LAI in conifers) and late summer data (full leaf, high LAI). The influence of scan zenith angle (SZA) on waveform features and attributes is also considered, as the same tree can be seen from multiple strips. The results showed that by using careful experimentation it is possible to detect intra- and interspecies phenological changes from multitemporal full-waveform data, while SZA did not have markable effect on the WF features. I was also able to perform well with the tree species classification task in varying phenological conditions. The phenological changes were very apparent on deciduous trees, but rather small on evergreen conifers. In a 45-year-old stand, the overall accuracies in tree species classification were 92, 87 and 88 % for winter, early summer, and late summer, respectively. These figures were 84, 81, and 83 % for in an old growth forest. The ‘tree effect’ was shown to be significant, i.e., many of the WF features of trees were correlated over time. The intra-species feature variance that is due to the tree effect represents natural variation between trees of the same species.

Tutkielman tavoitteena on verrata navero- ja kääntömätästyksen vaikutusta turvemaamänniköiden uudistamisessa luontaisesti syntyneiden ja kylvöksestä syntyneiden männyn taimien kasvuunlähtöön. Tutkimus perustuu Luonnonvarakeskuksen koekentältä kerättyyn mittausaineistoon ojitetulla suolla Kiimakeitaalla Parkanon Häädetjärvellä, jossa tutkimuskohde on muokattu osittain naveromätästyksellä ja osittain kääntömätästyksellä vuonna 2005. Tutkimuskohteena oli koekenttä, joka on perustettu vuonna 2006 männyn luontaisella uudistamisella ja siemenkylvöllä. Taimet on mitattu 14 kasvukauden jälkeen vuonna 2019 ja keväällä 2020. Keskeisiä mittareita tutkielmassani on koealoilla olevien männyn taimien keskipituudet ja valtapituudet. Tutkimuskohteena oleva koekenttä on kasvupaikkatyypiltään puolittain puolukka- ja varputurvekangasta siten, että se edustaa vaihettumaa mainittujen kahden turvekangastyypin välillä. Molemmat turvekangastyypit edustavat yleisimpiä ojitettujen turvemaiden kasvupaikkatyyppejä Suomessa. Aiemmin alueella on kasvanut männikköä. Alueella oli tehty ojitus 1950- luvulla ja alueen vesitalous on kunnossa. Naveromätästetyillä koealoilla männyntaimien keskipituudet ja valtapituudet olivat säännöllisesti hiukan suurempia kuin kääntömätästetyillä koealoilla. Erot keskipituuksissa eivät kuitenkaan olleet tilastollisesti merkitseviä (edellytettäessä p-arvoa alle 0,05), sillä todennäköisyys virhepäätelmälle eli sille, että kahden mätästysmenetelmän väliset taimien keskipituudet eivät todellisuudessa poikkea toisistaan oli 21,9 (arvo 0,219). Valtapituuksien ero oli suurempi ja niiden osalta naveromättäillä kasvaneiden taimien pituus oli suurempi lähes tilastollisesti merkitsevällä varmuudella (p= 0,080). Pintaturpeesta tehdyillä naveromättäillä taimien pituus oli myös hiukan suurempaa kuin pohjaturvemättäillä, mutta merkitsevää tilastollista eroa ei ollut (p = 0,115). Tutkimuskohteella ei esiintynyt merkittävästi taimituhoja, jotka olisivat vaikuttaneet tulokseen. Mittaukset osoittavat, että tutkimuskohteelle on saatu luontaisen uudistamisen ja siemenkylvön menetelmin kasvamaan elinvoimainen taimikko, jossa taimimäärä vastaa nykyisiä metsänhoidon suosituksia. Luontainen uudistaminen ja siemenkylvö sopii hyvin männyn uudistamiseen varpu- ja puolukkaturvemailla, jotka eivät ole liian reheviä, jolloin taimet eivät joudu kilpailemaan muun aluskasvillisuuden kanssa. Tutkimuskohteella naveromättäiden korkeus vaihtelu oli 10–50 cm välillä, maaston mukaan. Taimille saatiin mättään korkeuden mukaan hieman paremmat kosteus, ravinne ja ilmavuus olosuhteet sekä riittävästi kasvutilaa, joilla voidaan perustella hieman parempaa taimien kasvua naveromätästetyillä koealoilla. Naveromättäillä männyn taimien suurempaa kasvua ei voida kuitenkaan yleistää, koska erilainen kasvupaikka, alueen vesitalous, sääolosuhteet ja muut ympäristöolosuhteet voivat vaikuttaa merkittävästi tulokseen.