Browsing by Title

Sähkö on nopeimmin kasvava lopullinen energiamuoto, ja sen kysynnän odotetaan kasvavan nopeasti tulevina vuosikymmeninä. Markkinoille tarvitaan läpinäkyvämpää ja tarkempaa päästölaskentaa, vihreän siirtymän ja kansallisten hiilidioksidipäästötavoitteiden nopeammaksi saavuttamiseksi. Monet organisaatiot kehittävät parhaillaan strategioita tuntitason hiilineutraaliuuteen, sillä monien yksityisten uusiutuvan energian hankintojen kunnianhimo ylittää olemassa olevan sääntelyn tavoitteet. Yritysten kestävyysjohtamisen korkeat standardit ohjaavat siirtymistä kohti uusiutuvan energian ajallista täsmäytystä tai "24/7-täsmäytystä", mikä voisi myös lisätä uskottavuutta hiilineutraaliusväitteisiin sekä vähentää päästöoikeuksien kaksinkertaista laskemista ja viherpesua. Toistaiseksi sähkön alkuperää on seurattu markkinapohjaisilla vihreillä sertifikaateilla; Euroopassa Guarantees of Origin, jotka mahdollistavat sähkön vuosittaisen tai kuukausittaisen kulutuksen yhdistämisen uusiutuvaan energiaan. Vihreän sähkön osuuden kasvaessa sähköntuotannossa, sähköntuotanto kuitenkin siirtyy aiempaa ajoittaisemmaksi ja vaihtelevammaksi. Kaikilla uusiutuvan energian teknologioilla on omanlaisensa tuotantoprofiilit sekä kausittaiset ja päivänsisäiset vaihtelut. Täten vihreän sähkön kulutus ei aina vastaa sen tuntikohtaista saatavuutta. Lisäksi nykyiset vihreät sertifikaattijärjestelmät eivät heijasta riittävästi uusiutuvan energian oikea-aikaista saatavuutta eivätkä näin ollen edistä investointeja, jotka voisivat tarjota järjestelmän joustavuutta ja vihreän energian ympärivuorokautista saatavuutta. Tämän ongelman ratkaisemiseksi on parhaillaan kehitteillä pilottiversioita vihreän sähkön sertifikaattijärjestelmästä, joka mahdollistaisi sähkön tuotannon ja kulutuksen tuntikohtaisen täsmäytyksen, sillä siirtyminen kohti vihreän energian 24/7-täsmäytystä herättää yhä enemmän kiinnostusta. Ennen uusien instrumenttien ottamista mukaan markkinoille on kuitenkin välttämätöntä selvittää niiden mahdolliset markkinavaikutukset. Tässä tutkielmassa esittelemme tuntisertifikaattimarkkinoiden taloustieteellisen mallin ja vertaamme 24/7-täsmäytyksen volyymi- ja hintavaikutuksia vihreän sähkön sertifikaateilla perinteisiin sertifikaattimarkkinoihin, joissa sähkönkulutusta täsmäytetään uusiutuvan energian kanssa vuosittain. Analysoimme myös, kuinka kuluttajan hyöty tuntikohtaisista vihreistä sertifikaateista vaihtelee eri ajankohtien välillä, kun uusiutuvan energian saatavuus vaihtelee. Havaitsemme, että kuluttajien hyöty tuntikohtaisten sertifikaattien hankinnasta laskee uusiutuvan energian tuotannon kasvaessa. Näin ollen kuluttajan hyöty sertifikaateista on suurin silloin, kun myös korkeapäästöisen energian osuus on korkea. Tuntikohtaiset vihreät sertifikaatit voisivat siis tarjota eniten hyötyä sekä kuluttajille että tuottajille niinä tunteina, jolloin uusiutuvaa energiaa on tarjolla vähemmän. Havaitsemme myös, että tuntikohtainen täsmäytys voisi joko lisätä tai vähentää kuluttajan uusiutuvan energian hankintakustannuksia ja tuottajan tuloja yksittäisten tuntien sisällä verrattuna vuosittaiseen tai kuukausittaiseen täsmäyttämiseen. Näin ollen tuntikohtainen sertifiointi voisi tarjota lisähyötyä teknologioille, joita tarvitaan täydelliseen järjestelmän laajuiseen hiilidioksidipäästöjen nollaamiseen, kuten energian varastointiratkaisuille. Näin ollen tuntikohtaisen sertifikaattijärjestelmän kehittämisessä tulisi keskittyä tämän vaikutuksen korostamiseen, mikä voisi edelleen kannustaa investointeja sähkömarkkinajärjestelmän joustavuuteen. Tarvitaan kuitenkin lisätutkimusta mahdollisten vaikutusten selvittämiseksi erityisesti sähkömarkkina-alueilla, joissa uusiutuvan energian osuus on jo korkea. Lisäksi täytyy vielä selvittää, onko tällaiselle järjestelmälle kysyntää yksityissektorilla ja johtaisiko tuntikohtainen täsmäytys yhteiskunnan kannalta optimaalisesti korkeampiin päästövähennyksiin kuin perinteiset sertifikaattijärjestelmät.

Reindeer (Rangifer tarandus L.) is an integral part of ecosystems across the northern boreal regions, and reindeer husbandry is an important socio-cultural factor, especially for indigenous people. Currently, reindeer husbandry in Fennoscandia is confronted with deterioration of pasture areas, and the decreasing of reindeer number has often been offered as a solution. However, in most reindeer herding districts, forestry has also strongly decreased the sustainable production capacity of winter pastures and therefore has had a significant role in pasture deterioration in addition to high reindeer numbers. The interaction between forestry and reindeer husbandry has often been studied qualitatively, ecologically, or with simple bio-economic models from the perspective of forestry. In this thesis, I use a detailed interdisciplinary ecological-economical model to study how the rotation forestry affects the economics of reindeer husbandry. The research questions are 1) how does the length of forest rotation period and 2) the management practices such as soil scarification and leaving of harvesting residues affect the economically optimal reindeer husbandry. I expand a novel ecological-economical reindeer husbandry optimization model to include the effects of forestry on the ground and arboreal lichen with an assumption of normal forest structure. The effects of forestry on the ground and arboreal lichen are based on previous literature. Modern dynamic optimization algorithms are used to solve the model for the optimal number of reindeer, annual net revenues, lichen biomass on pastures, and the level of supplementary feeding under different forest rotation lengths and management scenarios with zero and positive interest rates. The results show that the length of forest rotation period affects the economically optimal solution. When pasture rotation is used, shortening the forest rotation length decreases the optimal number of reindeer, annual income, and the lichen biomass in pastures, but increases the amount of supplementary feed given. When pasture rotation is not used, shortening the forest rotation length decreases the number of reindeer, annual net revenues, and supplementary feeding, but increases the lichen biomass. Soil scarification and harvesting residues lower the annual net revenues of reindeer husbandry by 1-15% depending on the forest rotation length and pasture rotation. The longer is the forest rotation length, the less the annual net revenues are affected by the forest management practices. Higher interest levels lead to higher reindeer numbers and a higher level of supplementary feeding, but also to lower lichen biomass and annual net revenues from reindeer husbandry. The results of this thesis support the earlier findings of negative effects of rotation forestry and short rotation lengths on reindeer husbandry, and estimations that reindeer husbandry is more resilient if pasture rotation is used. As the economical sensibility of rotation forestry in Lapland has currently been questioned, even-aged forestry could offer a solution with the best management scenarios for both parties. The results of this thesis support infinitely long forest rotation length without soil scarification. This thesis also highlights the need for interdisciplinary co-design of ecological studies to ensure that they are suitable for creating complex interdisciplinary optimization models.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää ontuman vaikutusta lehmien ja ensikoiden karkearehun syöntikäyttäytymiseen, maitotuotokseen ja lypsyrobotilla käyntiin automaattisessa lypsyjärjestelmässä sekä ontuman ja laktaatiokauden vaiheen välistä yhteyttä. Lisäksi tarkasteltiin tutkimuksen aikaisia sorkkahoitojen tuloksia. Sorkkasairaudet ovat lisääntyneet merkittäväksi ongelmaksi, mutta varsinkin ontuman esiintymisen ja laktaatiokauden vaiheen välistä yhteyttä on varsin vähän tutkittu. Tämän ontumatarkkailututkimuksen tarkoituksena oli myös testata ontumatarkkailututkimusmenetelmää ja tuoda samalla esiin sen ongelmakohdat. Koe suoritettiin Helsingin yliopiston Viikin opetus- ja tutkimustilan pihatossa ajanjaksolla 12.8.2008 – 11.11.2008. Pihaton lypsyjärjestelmä oli automaattinen käsittäen yhden lypsyrobotin ja liikenne oli vapaa. Eläimet saivat säilörehua vapaasti syöntiä mittaavista vaakakupeista, joiden tiedoista laskettiin syöntiaika, - jakson pituus ja -jaksojen lukumäärä. Tutkimus ajoittui sisäruokintakauden alkuun kalenteriviikoille 33 – 46, mutta tilastollisista analyyseistä rajattiin pois koejakson alussa olleet laidunkauden tarkkailuviikot (kalenteriviikot 33 – 37). Tilastollisessa testauksessa oli mukana 53 eri eläintä poikimakerroittain (1 – 4) 26 – 18 – 5 - 4 kpl. Ontumakäyttäytymistä arvioitiin seitsemän kertaa kahden viikon välein Wincklerin ym. (2001) ontumaasteikolla 1 – 5, missä ontuvaksi tulkittiin ontumapisteen >3 saanut eläin. Laktaatiokausi jaettiin alku-, (laktaatiokuukaudet 1 – 3), keski- (laktaatiokuukaudet 4 – 6) ja loppuvaiheeseen (laktaatiokuukaudet >6). Sorkkahoito lehmille suoritettiin koejakson alkupuolella 11. – 12.9.2008 ja toisen kerran 22. – 23.1.2009. Ontuviksi (>3) arvioitiin 53,9 %:a eläinten viikkohavainnoista ja eläimistä 34 %:a sekä pahiten ontuviksi (ontumaluokat 4 – 5) eläinhavainnoista 28,4 % ja eläimistä 3,8 %:a. Lehmistä ontuviksi arvioitiin 40,7 % ontumapisteiden viikoittaisen keskiarvon ollessa 2,9 ja ensikoista ontuviksi arvioitiin 26,9 % ontumapisteiden keskiarvolla 2,5. Sekä lehmien että ensikoiden ontuma-arvot pienenivät loppulaktaatiokautta kohden, mutta suurenivat poikimakertojen lisääntyessä. Ontuman paheneminen lyhensi karkearehun kokonaissyöntiaikaa, joka johtui pääasiassa syöntikertojen määrän vähenemisestä. Laktaatiokauden keskivaiheessa ontumaluokka 4 ja laktaatiokauden lopussa ontumaluokat 3 ja 4 lyhensivät syöntiaikaa. Laktaatiokauden keskivaiheessa ontumaluokan 4 syöntijakso oli muita luokkia lyhyempi, mutta muuten jakson pituudessa ei ollut eroja. Ontuman vaikutus oli samanlainen ensikoiden ja vanhempien lehmien syöntikäyttäytymiseen. Mahdollisia syöntimäärän ja syöntinopeuden muutoksia ei voitu määrittää teknisten ongelmien vuoksi. Ontuma ei vaikuttanut maitotuotokseen eikä lypsyrobotilla käyntikertojen määrään. On kuitenkin otettava huomioon, että lehmät haettiin lypsylle lypsyvälin ylittäessä 12 tuntia. Sekä ensikoiden että lehmien syöntiaika pidentyi laktaatiokauden edetessä. Lehmät söivät laktaatiokauden alussa kauemmin, mutta keski- ja loppuvaiheessa vähemmän aikaa kuin ensikot. Ensikoiden syöntijakson pituus oli lyhyempi kuin lehmien. Ensikot kävivät syömässä jokaisessa laktaatiokauden vaiheessa useammin kuin lehmät ja niiden syöntikertojen määrä lisääntyi laktaatiokauden edetessä. Sen sijaan lehmät söivät laktaatiokauden keskivaiheessa harvemmin kuin laktaatiokauden alussa ja lopussa. Sorkkahoitotulosten perusteella sisäruokintakauden alussa (syyskuu 2008) sorkkasairauksia esiintyi 37,9 %:lla koko karjan eläimistä, mutta niiden osuus oli tammikuussa 2009 jo 72,1 %:a sorkkahoidosta huolimatta. Eniten sorkkasairauksista esiintyi kantasyöpymää ja anturavertymää eli piilevää sorkkakuumetta. Tulosten perusteella ontuma vaikuttaa lehmän karkearehun syöntikäyttäytymiseen.

Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää Opaskoirakoulun pentutestissä mitattavien ominaisuuksien perinnölliset tunnusluvut sekä niihin vaikuttavat tekijät. Aineisto koostui Opaskoirakoululla vuosina 1988–2008 pentutestin suorittaneista koirista (900 kpl). Suomen Kennelliito ry:stä saatiin sukulaisuusaineisto, johon täydennettiin rekisteriin kuulumattomat koirat. Tutkittavia ominaisuuksia oli 11 kappaletta: käyttäytyminen sylissä, luoksetulo, kontakti, taistelu, alistus, palautuminen, ääniherkkyys, käyttäytyminen pöydällä, seuraaminen, toimintakyky ja hermorakenne. Kaikki ominaisuudet arvostellaan pentutestissä valmiiden käyttäytymismallien mukaisesti. Aineiston esikäsittelyyn ja alustaviin analyyseihin käytettiin Microsoft Office Excel 2003-ohjelmaa sekä WSYS-L ja XWSYS-ohjelmistoja. Kiinteiden tekijöiden luokitteluun ja merkitsevyyden testaamiseen käytettiin WSYS-L ja XWSYS-ohjelmistoa. Varianssikomponentit sekä periytymisasteet laskettiin Restricted Maximum Likelihood (REML)-menetelmällä käyttäen VCE6-ohjelmistoa Tutkittujen ominaisuuksien periytymisasteiden arviot olivat alhaisia tai keskinkertaisia (h2= 0,07-0,39). Korkeimmat periytymisasteiden arviot olivat ominaisuuksilla alistus (0,39), toimintakyky (0,32) ja kontakti (0,31). Ominaisuuksien väliset geneettiset korrelaatiot olivat pääosin positiivisia. Poikkeuksen muodosti ominaisuus alistus, joka oli negatiivisesti korreloitunut palautumisen (-0,47) ja seuraamisen (-0,64) kanssa. Osa ominaisuuksista oli erittäin voimakkaasti korreloituneita (r > 0,8). Fenotyyppiset korrelaatiot vaihtelivat välillä 0,11–0,73 ja olivat geneettisiä korrelaatioita matalampia. Tämän tutkimuksen perusteella ominaisuuksissa käyttäytyminen sylissä, luoksetulo, kontakti, taistelu, alistus, ääniherkkyys, käyttäytyminen pöydällä ja toimintakyky on geneettistä vaihtelua ja sen perusteella niitä on mahdollista muuttaa haluttuun suuntaan jalostuksen avulla.

Experimental warming provides a method to determine how an ecosystem will respond to increased temperatures. Northern peatland ecosystems, sensitive to changing climates, provide an excellent setting for experimental warming. Storing great quantities of carbon, northern peatlands play a critical role in regulating global temperatures. Two of the most common methods of experimental warming include open top chambers (OTCs) and infrared (IR) lamps. These warming systems have been used in many ecosystems throughout the world, yet their efficacy to create a warmer environment is variable and has not been widely studied. To date, there has not been a direct, experimentally controlled comparison of OTCs and IR lamps. As a result, a factorial study was implemented to compare the warming efficacy of OTCs and IR lamps and to examine the resulting carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) flux rates in a Lake Superior peatland. IR lamps warmed the ecosystem on average by 1-2 oC, with the majority of warming occurring during nighttime hours. OTC's did not provide any long-term warming above control plots, which is contrary to similar OTC studies at high latitudes. By investigating diurnal heating patterns and micrometeorological variables, we were able to conclude that OTCs were not achieving strong daytime heating peaks and were often cooler than control plots during nighttime hours. Temperate day-length, cloudy and humid conditions, and latent heat loss were factors that inhibited OTC warming. There were no changes in CO2 flux between warming treatments in lawn plots. Gross ecosystem production was significantly greater in IR lamp-hummock plots, while ecosystem respiration was not affected. CH4 flux was not significantly affected by warming treatment. Minimal daytime heating differences, high ambient temperatures, decay resistant substrate, as well as other factors suppressed significant gas flux responses from warming treatments.

The thesis explores students' perceptions towards wood as construction and interior material. Wood construction plays an important role in the development of bioeconomy. Today, various construction methods and materials have been developed for wood, which in turn has generated new opportunities for urban construction of multistory buildings. Nowadays, the building regulations have become less strict and many wood construction pilot projects have been built through out Finland. To research students’ perceptions towards wooden constructions helps to understand what they as future home buyers prefer.                     The study employs quantitative research methods. An electronic survey was sent out to the residents of student housing operating in the Helsinki metropolitan area. A total number of 531 students responded to the survey. The results suggest that higher level of knowledge about wooden multistory buildings, childhood experience of living in wooden building as well as growing up in rural areas have a positive effect on the willingness to live in a wooden multistory building. Different purchasing habits also have influence on the attitudes towards wooden multistory buildings. Eco-ethical consumers have more positive perception of wooden multistory buildings than non eco-ethical consumers. However, their positive attitude does not lead to an increase in the willingness to pay extra. Respondents who consider themselves to be sensible consumers have high positive attitude and are willing to pay slightly higher rent for an apartment that is in a wooden construct. Wooden multistory buildings are recognized as eco-friendly more frequently by consumers who identify themselves as eco-ethical, sensible and hedonistic. The same view does not apply to consumers with loose consumption habits.

This study applies two novel forest economic models to analyze the effect of optimal carbon storage on the choice between clearcuts and continuous cover forestry. Unlike previous studies, we determine the economically optimal management regime endogenously, by optimization. We study a policy where the society pays forest owners a Pigouvian subsidy for the carbon that is sequestered by the stand as it grows. The focus of our analysis is a subsidy system that also takes into account the carbon both stored in and released from wood products. In the first part of the thesis, the question of optimal carbon storage is studied using a continuous time biomass model that does not include any a priori assumptions on clearcuts vs. continuous cover forestry. We show analytically that subsidized carbon sequestration postpones thinning and increases optimal stand volume along the rotation. With high carbon price the shadow value of stand volume becomes negative. Numerical results show that carbon prices within a realistic range may switch the optimal management regime from clearcuts to continuous cover management. A higher interest rate can lead to a higher stand volume and a longer optimal rotation, which contrasts the results of the classic Faustmann model. Next, the question is studied applying a more detailed size-structured transition matrix model based on empirically estimated Scandinavian growth data. This approach produces a more accurate description of the complex dynamics of uneven-aged stands and optimization of harvesting activities. According to numerical results, thinning is invariably carried out from above, and the size of the harvested trees increases with carbon price. Optimal rotation age increases with carbon price, and moderate carbon pricing is sufficient to switch the management regime to continuous cover management. Optimal rotation age also increases with interest rate. Clearcut management is the more competitive, the more productive is the site type. Both models suggest that carbon storage has a significant effect on optimal forest management, and that it typically favors continuous cover forestry. Similar analysis on optimal carbon storage in forestry has not been presented before. We also discuss various carbon subsidy systems in the context of developing climate policy.

This thesis studies the economically optimal timing of thinnings and final harvest on Costa Rican Tectona grandis plantations. Consequently this thesis studies the profitability of the plantations and makes a comparison to previous studies. Optimization is based on programming with AMPL with Knitro optimizing software. The objective function used is the Faustmann formula. Different rates of interest are used. The ecological functions used for the modeling were obtained from previous studies by Pérez and Kanninen (2005a). The economic data such as planting and thinning costs and log prices were obtained from a T. grandis plantation specialist. The results of the study show that the optimal harvesting regime in T. grandis plantations differs from what is suggested in literature. The main findings are that the optimal rotation length is shorter and both timing and intensity of the thinnings vary depending on the rate of interest used. In addition the maximized bare land values under optimal management regimes are notably higher than bare land values under previously suggested management regimes. The management regime is highly sensitive to the rate of interest used. The management regime is less sensitive to the changes in price than expected. This thesis suggests that the initial density of 816 ha-1 trees results into higher bare land values than 1111 ha-1 trees . However, the difference is minor and possible increase in silvicultural costs is not considered. In addition a simple test is carried out to see the possible effects on heartwood proportion growth to the optimal management regime. The shortcomings and possibilities to improve the model are discussed. It is noted that the price data for T. grandis is not coherent, and that the ecological model could be improved in order to increase its accuracy.

The objective of this thesis is to examine the economic effects in the conflict between grey seal population and the salmon fishery in the Baltic Sea. We will formulate a bioeconomic model which provides new insights on the optimal management of Atlantic salmon with respect to the effects brought about by the grey seal population. As the catch losses caused by seals have an effect on salmon fishery in Baltic, we will study how seal population affects the present value of the salmon fishery. The study considers the Finnish coastal trap net fishery. The bioeconomic model considers a scenario of sole salmon fishery and a scenario of salmon fishery affected by the grey seal population. On the basis of these scenarios, a seal compensation scheme is introduced. We can observe a significant economic seal-induced effect on the salmon fishery. The results suggest that the present seal compensation scheme emploid by the Finnish government is suboptimal. This thesis is part of the TARMO –project, in which the conflict between grey seal population and salmon fishery is studied using the methods of environmental economics.

The aim of the thesis is to assess the fishery of Baltic cod, herring and sprat by simulation over 50 years time period. We form a bioeconomic multispecies model for the species. We include species interactions into the model because especially cod and sprat stocks have significant effects on each other. We model the development of population dynamics, catches and profits of the fishery with current fishing mortalities, as well as with the optimal profit maximizing fishing mortalities. Thus, we see how the fishery would develop with current mortalities, and how the fishery should be developed in order to yield maximal profits. Especially cod stock has been quite low recently and by optimizing the fishing mortality it could get recovered. In addition, we assess what would happen to the fisheries of the species if more favourable environmental conditions for cod recruitment dominate in the Baltic Sea. The results may yield new information for the fisheries management. According to the results the fishery of Baltic cod, herring and sprat are not at the most profitable level. The fishing mortalities of each species should be lower in order to maximize the profits. By fishing mortality optimizing the net present value would be almost three times higher in the simulation period. The lower fishing mortality of cod would result in a cod stock recovery. If the environmental conditions in the Baltic Sea improved, cod stock would recover even without a decrease in the fishing mortality. Then the increased cod stock would restrict herring and sprat stock remarkably, and harvesting of these species would not be as profitable anymore.