Skip to main content
Login | Suomeksi | På svenska | In English

Browsing by study line "Metsien ekologia ja käyttö"

Sort by: Order: Results:

  • Hautakangas, Juho (2021)
    Metsään.fi -palvelu on Suomen metsäkeskuksen tarjoama verkkopalvelu, jossa metsänomistajan on mahdollista tarkastella metsävaratiedon pohjalta muodostettuja kuvio- ja karttatietoja. Metsään.fi -palvelussa metsänomistaja pystyy hoitamaan myös viranomaisasiointia ajasta ja paikasta riippumatta. Kuvio- ja karttatietojen pohjalta Metsään.fi -palvelu antaa ehdotuksia kiireellisistä hoito- ja hakkuutöistä. Metsään.fi -palvelussa metsänomistajalla on mahdollisuus täyttää viranomaisasiointiin liittyviä lomakkeita, joita ovat esimerkiksi metsäkäyttöilmoitus ja Kemera -lomakkeet. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää pitkään palvelua käyttäneiden mielipiteitä, jotta saataisiin tietoa Metsään.fi -palvelun kehittämiseen. Pitkään palvelua käyttäneillä tarkoitettiin metsänomistajia, jotka olivat kirjautuneet palveluun ensimmäisen kerran vuosina 2016 – 2017 ja viimeksi vuosien 2019 – 2020 aikana. Tavoitteena oli selvittää mihin ja miten metsänomistajat ovat palvelua hyödyntäneet ja mitä hyötyä palvelusta erityisesti heille oli ollut. Tutkimuksella selvitettiin, olivatko metsissään toimineet hyödyntäneet palvelua ja mitä hyötyä siitä heille oli ollut, sekä olivatko yhteisomistajat hyödyntäneet palvelua yhteiseen päätöksentekoon ja miten. Suomen metsäkeskukselta saatiin tutkimusta varten kaksi aineistoa. Ensimmäisessä aineistossa saatiin metsänomistajien yhteystiedot, jonka perusteella kyselyn otanta toteutettiin. Toisessa osassa aineistoa oli tietoja metsänomistajien toiminnasta Metsään.fi -palvelussa. Tutkimuksen aineiston keräys toteutettiin Helsingin Yliopiston e-lomakkeella, jossa metsänomistajat vastasivat Likert-asteikolla oleviin väittämiin ja avoimiin kysymyksiin. Aineiston analyysi toteutettiin tutkimalla frekvenssijakaumia ja ristiintaulukoimalla. Metsänomistajien tavoitemuuttujia analysoitiin eksploratiivisella faktorianalyysillä. Metsänomistajien todettiin käyttäneen palvelua pääasiassa kuvio- ja karttatietojen tutkimiseen. Metsään.fi -palvelun yleinen käyttäjäkokemus oli metsänomistajien mielestä positiivinen. Metsänomistajien hakemat lomakkeet löytyivät palvelusta pääsääntöisesti melko hyvin. Metsänomistajat kokivat palvelun parantaneen heidän kokonaiskuvaansa metsänomaisuudestansa ja näin helpottavan heidän metsiensä hallintaa. Metsänomistajat kokivat myös hyödylliseksi palvelussa mahdollisuuden tehdä metsänkäyttöilmoituksia, Kemera-rahoitushakemuksia ja -toteutusilmoituksia. Metsänomistajat olivat myös palvelun kautta löytäneet uusia alan toimijoita. Metsänomistajat eivät olleet samaa eivätkä eri mieltä siitä, olivatko palvelun tarjoamat hoito- ja hakkuuehdotukset heidän metsänomistuksen tavoitteiden mukaisia. Valitun kirjautumistavan todettiin noudattavan lähes tismalleen kyseisen kirjautumisvaihtoehdon luomaa turvallisuuden tunnetta. Yhteisomistajia verrattaessa kokonaisuuteen ei todettu poikkeavia eroja millään osa-alueella. Metsissään toimineiden metsänomistajien saamia hyötyjä ei voitu erikseen irrottaa aineistosta.
  • Jumppanen, Erika (2022)
    Euroopassa esiintyy kahta metsähanhen alalajia: tundrametsähanhi Anser fabalis rossicus sekä taigametsähanhi Anser fabalis fabalis. Taigametsähanhia pesii Suomessa, mutta myös tundrametsähanhia esiintyy kevät- ja syysmuuttojen aikana. Tundrametsähanhen muuttoreitti kulkee kuitenkin idempää kuin taigametsähanhen, ja ne myös muuttavat myöhemmin syksyllä kuin taigametsähanhet. Metsähanhen metsästys on ollut Suomessa viime vuosina tiukasti säädeltyä ja metsästystä on pyritty ajallisilla sekä paikallisilla rajoituksilla kohdentamaan elinvoimaiseen tundrametsähanheen. Saaliissa esiintyy kuitenkin edelleen molempia alalajeja. Alalajien erottaminen toisistaan silmänvaraisesti on vaikeaa, ja siksi olisi tärkeää saada tietoa saaliin alalajikoostumuksesta kestävän metsästyksen pohjaksi. Tutkimuksen tavoitteena oli löytää taiga- sekä tundrametsähanhen nokan muodoista tilastollisesti merkitseviä eroavaisuuksia morfometriikan ja nokan värityksen avulla. Tuloksista on tarkoitus luoda työkalu, jonka avulla alalaji voidaan tunnistaa tietyllä todennäköisyydellä valokuvasta. Lajintunnistus on tärkeää hanhien kannanhoidon kannalta, jotta metsähanhisaaliin alalajijakaumaa on mahdollista seurata. Saalislintujen tunnistaminen on välttämätöntä taigametsähanhen kannan elinvoimaisuuden turvaamisessa. Tutkimuksen aineisto koostuu noin yhdeksästä sadasta hanhen päästä. Aineisto kerättiin Ruotsista vuosina 2017–2018 sekä Suomesta ja Virosta vuosina 2018–2019. Päistä otettiin DNA-näyte sekä standardisoitu kuva. DNA-tulosten avulla oli mahdollista tutkia alalajien eroja, jotka voisivat auttaa tunnistuksessa. Kuvista otettiin myös absoluuttisia mittoja sekä mitattiin keltaisen värin määrää ylänokassa. Mallinnuksessa selvitettiin, onko mitoilla mahdollista selittää metsähanhen alalajia. Tutkielmassa esitellyn tilastollisen mallin avulla oli mahdollista neljän muuttujan: keltaisen värin määrän nokassa, nokan pituuden ja ala- ja ylänokan paksuuden perusteella ennustaa alalaji noin 93 prosentin tarkkuudella. Tulokset tukivat aiempia taksonomisia tutkimuksia, mutta eivät ole suoraan verrannollisia. Tulosten mukaan tundrametsähanhia tulee yleisesti metsähanhisaaliiseen Suomessa sekä Virossa ja taigametsähanhia on valtaosa metsähanhisaaliista Ruotsissa.
  • Oksanen, Rose-Marie (2021)
    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.
  • Jokelainen, Liisa (2022)
    Lähivuosina turvetuotannosta vapautuu suuria määriä suonpohjia jälkikäyttöön. Suomessa metsittäminen on ollut yleisin suonpohjan jälkikäyttömuoto, mutta metsittämisen ilmastovaikutuksia tutkittu vain vähän. LULUCF-sektorilla pyritään lisää-mään hiilinieluja ja hiilen varastoja muun muassa metsittämällä joutoalueita, kuten suonpohjia, kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on tutkia ja tuottaa tietoa metsittämisen vaikutuksesta suonpohjan maa-hengitykseen, eli hiilidioksidivuohon maasta ilmaan, sekä metaanivuohon. Metsittämisen vaikutusta tutkittiin viidellä eri suonpohjalla Pirkanmaan ja Etelä-Pohjanmaan alueella. Yhteensä 14 koealalla mitattiin CO2- ja CH4-voiden lisäksi pohjavedenpinnan tasoa (WT) sekä maan lämpötilaa 5 cm:n (T5) ja 30 cm:n (T30) syvyyk-siltä kesällä ja syksyllä 2021. Kasvihuonekaasumittaukset tehtiin kammiomittausmenetelmällä kasvillisilta (Rtot) ja kasvittomil-ta (Rhet) mittauspisteiltä. Kokonaismaahengitystä mitattiin kasvillisilta pisteiltä ja heterotrofista hengitystä mitattiin kasvittomilta pisteiltä, joista oli katkottu juuriyhteydet sekä poistettu maanpäällinen kasvillisuus. Lisäksi koealoilta selvitettiin puuston ikä sekä turvekerroksen paksuus. Puuston iän sekä turvekerroksen paksuuden vaihtelu oli melko hyvin edustettuna valituilla koealoilla (0-57 v. ja 10-100+ cm). Kokonaismaahengityksen hetkelliset vuot vaihtelivat -39–1662 mg m-2 h-1 välillä ja koealakohtaiset keskiarvot olivat 58–694 mg m-2 h-1. Heterotrofisen hengityksen hetkelliset vuot vaihtelivat -39–836 mg m-2 h-1 välillä ja koealakohtaiset keskiarvot olivat 58–366 mg m-2 h-1. Maahengityksen määrä oli samankaltainen kuin aiemmissa suonpohjilta tehdyissä tutkimuksissa. Metsä-ojitettuihin soihin verrattuna suonpohjien maahengitys oli hieman pienempää. Maan lämpötilat vaihtelivat mittausjakson aikana 0–25 ˚C:n välillä. Maan lämpötila vaikutti sekä kokonaismaahengitykseen että heterotrofiseen hengitykseen. Maan lämmetessä maahengityksen määrä kasvoi, mutta tietyn rajan jälkeen maahengitys väheni huomattavasti. Puuston ikä selitti parhaiten sekä kokonaismaahengitystä että heterotrofista hengitystä usean selittäjän regressiomallilla. Myös turpeen paksuus vaikutti maahengitykseen. Pohjavedenpinnan tasolla (WT) ei puolestaan ollut mallin mukaan vaiku-tusta suonpohjan maahengitykseen. Puuston ikä korreloi positiivisesti maahengityksen kanssa eli puuston ollessa iäkkääm-pää maahengitys oli suurempaa. Turpeen paksuus korreloi negatiivisesti eli paksuturpeisilla koealoilla maahengitys oli pie-nempää. Kasvillisilta (Rtot) pisteiltä mitatut metaanin hetkelliset vuot vaihtelivat -0,148–1,206 mg m-2 h-1 välillä ja koealakohtaiset kes-kiarvot olivat -0,056–0,111 mg m-2 h-1. Kasvittomilta (Rhet) pisteiltä mitatut metaanin hetkelliset vuot vaihtelivat -0,077–0,111 mg m-2 h-1 ja koealakohtaiset keskiarvot olivat -0,34–0,111 mg m-2 h-1. Metsittämättömällä suonpohjalla avonaiset ojat aiheutti-vat metaanipäästöjä. Ojien kasvihuonekaasupäästöjä mitattiin vain tällä yhdellä suonpohjalla. Puuston ikä ja turvekerroksen paksuus selittivät parhaiten myös suonpohjan metaanivuota usean selittäjän regressiomallilla. Pohjavedenpinnan tasolla (WT) ei ollut vaikutusta metaanivuohon. Metsittämättömät koealat toimivat metaanin lähteinä ja koealat, joilla oli varttunutta puustoa toimivat pääosin metaanin nieluina. Tämän tutkimuksen perusteella suonpohjan metsittäminen kasvattaa suonpohjan maahengitystä ja vähentää metaanipäästö-jä. Metsittämisen kannattavuutta jälkikäyttömuotona ilmaston kannalta ei kuitenkaan voi päätellä näiden tulosten pohjalta. Lisää ekosysteemitason tutkimusta tarvitaan ilmastovaikutusten tarkempaa arviointia varten.
  • Holder, Jonathan (2019)
    Forests have acted as a substantial Carbon sink during the last decades. In Finland, forests currently sequester about half of the total anthropogenic CO2 emissions. In order to mitigate climate change, most recent policies, both on the European and the Finnish level, are focussing on increasing forest utilisation, and use forest biomass to substitute fossil resources for material or energy production purposes. However, as increasing harvests commonly reduce the growth potential of forests, their function as a carbon sink could be reduced. This reduction of the forest carbon sink might offset the reduction in emissions gained by substitution. The aim of this study is to analyse how different levels of forest utilisation, i.e. harvest levels, and climate change affect the carbon sink function of Finnish forests at a national level during the period of 2015–2100. In order to quantify these effects in detail, the semi-empirical, climate- and management-sensitive forest growth simulator FORMIT-M is employed to estimate carbon stocks and fluxes in living biomass. The carbon stocks and balances of soils are calculated by applying the Yasso15 soil model to litter input as modelled by FORMIT-M. The carbon balance of harvested wood products is estimated by applying species- and assortment-specific decay functions to harvested timber assortments derived from dimensions. Four harvest scenarios were applied, covering total annual harvest levels between 40 and 87 million m3 a-1, i.e. both reduced and increased levels compared to current levels. The simulations were run for three climate scenarios: current climate (1981-2010 means), and RCP2.6 and RCP8.5 scenarios, the latter two based on predictions of the general circulation model CanESM2. The general findings of the simulations largely confirm earlier research, indicating that higher harvest levels decrease the total C sink. This was true across all climate scenarios examined; in general, the total C sink function of forests was predicted to increase under climate change conditions, with higher C sinks under RCP8.5 than RCP2.6. Under climate change, the relative effect of increasing harvests is reduced, but management in the form of harvest levels remains a more influential factor than climate change. In addition, the reduction in C sink function per unit of additionally harvested C is larger at higher harvest levels, especially under current climate. In the highest harvest scenario, managed forests acted as C sources in the beginning of the modelling period, and the total Finnish forest areas remain net C sinks only due to net C sequestration in preservation areas during this period. The simulations of this study therefore suggest that, from a climate change mitigation perspective, a reduction of harvests is more beneficial than increasing harvests. This is true even when avoided greenhouse gas emissions by replacing fossil resources with forest biomass are considered in the form of a rough estimation of substitution effects. In general, both the absolute magnitude of the C sink and the differences between harvest scenarios are likely to be overestimated in this study, as neither the reduction in growth potential nor the potential reduction of C stocks due to natural disturbances were considered; in addition, potential limiting factors such as nutrient deficiency did not restrict the fertilisation effect of elevated atmospheric CO2 levels. The results include large uncertainties, both regarding the effect and extend of climate change and the potential accumulation of misrepresentations within the growth modelling; hence, the reliability can be expected to decrease during the modelling period. Future applications of the FORMIT-M simulator in Finland should consider the effects of natural disturbances as well as limitations to the substantially improving growing conditions due to climatic conditions and elevated atmospheric CO2 levels; in addition, an optimisation procedure for the distribution of harvests would be beneficial.
  • Honkanen, Henri (2022)
    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.
  • Polvivaara, Antti (2022)
    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.
  • Hakala, Anni (2022)
    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.
  • Lahtinen, Tuulia (2021)
    Finland has a relatively small amount of mixed forests in comparison to monoculture forests. Mixed forests can provide opportunities to improve and increase different ecosystem services. Regardless of the several studies conducted in Nordic countries around the mixed species forests, on-going and up-to-date research is still greatly needed. The most common mixed species forests in Finland have a mixture of spruce and birch or pine and spruce. The main objective of this study was to examine the growth dynamics and the present state of single storied, young commercial spruce-birch (Picea abies, Betula pendula, Betula pubescens) mixture stands, where juvenile stand management practices have been done. The data gathering was conducted in southern Finland from 10 different stands which all had two 500 square meter area plots. This project is part of SEKAVA-programme led by Luonnonvarakeskus (Natural Resources Institute Finland). The stand level data was first analyzed and described with Excel program. The first hypothesis assumed that in these forests silver birch was naturally regenerated to site after planted spruce. The second hypothesis was that spruce and silver birch have been growing height in phase for the last 4 years. It was established that the silver birch was approximately only one year younger on stump height than spruce. The height difference of dominant sample trees between spruce and silver birch was only 1,4 meters. The data also showed how within the last four years the height growth of spruce and birch has been very different. The spruce could have up to 10 cm bigger annual height growth in comparison to the height growth of the silver birch. These measurements were taken as the average annual growth from the past 4 years. The tree level data was modelled with R studio -program to observe the factors affecting the tree growth. During the data analysis, it was established that Chapman-Richards model was more suitable for the needs of the research than the generalized mixed model. The Root Mean Square Error (RMSE) for Chapman-Richards model for spruce model was 26,3 % and 9,1 % for birch model. The annual height increment of the tree level was modelled by a linear mixed model. The RMSE for linear mixed spruce model was 14,4 % and 19,3 % for the birch model. These models showed how the nutrition levels of the ground work as a contributing factor of the diameter growth for both spruce and birch. Additionally, spruce trees had the better annual height growth the longer the tree was, and the lower the crownline was. Birch trees had also the better annual height growth the longer the tree was. The research was able to conclude that spruce trees had the strongest annual height increment when aged 20 years while the growth of birch trees started to slow down when reaching the age of 20 years. Based on the research data, silver birch grows notably better than downy birch in a mixed forest of birch and spruce trees. The models used in this research were specifically built to support this thesis and therefore are not exactly transferable for other studies.
  • Nurmi, Aleksi (2022)
    Tämä pro gradu -tutkielma on Metsähallituksen tilaama tutkimus, joka on jatkoa aiemmin Linda Uusihakalan julkaisemaan pro gradu -tutkielmaan. Tutkielma perustuu Nuuksion järviylängöltä vuosina 2020 (Uusihakala) ja 2021 (Nurmi) kerättyihin koepesä- ja hajupostiaineistoihin ja niiden analyysiin. Tutkielman tarkoituksena on tuottaa uutta tietoa metson (Tetrao urogallus) suojeluun Uudellamaalla sekä selvittää syitä Nuuksion metsokannan heikentymisen taustalla. Tutkielman tavoitteena oli selvittää, 1) onko metsien pirstoutumisella ja maisematason muuttujilla vaikutusta metson pesinnän onnistumiseen, 2) mitkä lajit ovat yleisimpiä metson pesäpetoja Nuuksion järviylängöllä, 3) aiheuttaako supikoira (Nyctereutes procyonoides) häirintää metson soitimelle Nuuksiossa ja 4) esiintyykö supikoiria tilastollisesti vähemmän metson soidinalueilla verrattuna satunnaisesti määritettyihin linjoihin. Tutkimuksessa rakennettiin vuosittain 40 metson pesää imitoivaa koepesää ja 20 hajupostia, joita seurattiin riistakameroiden avulla seitsemän vuorokautta. Koepesiin sijoitettiin jokaiseen neljä fasaanin (Phasianus colchicus) munaa. Tämä aineisto yhdistettiin analyysia varten Uusihakalan aiemmin kerätyn ja eri sijoitteluperusteisen aineiston kanssa. Yhteensä koepesiä oli analyysia varten 80 kappaletta ja hajuposteja 40. Tilastollisessa mallintamisessa käytettiin yleistettyjä lineaarisia malleja (GLM) sekä G-testiä (G–test of goodness-of-fit). Analyyseihin tarvittavat maanpeiteluokat pohjautuivat Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) verkkosivuilta avoimesti ladattavaan CORINE Land Cover 2018 -rasterikartta-aineistoon. Rakennetuista 80 koepesästä selviytyi seitsemän vuorokauden aineistonkeruuajankohtana yhteensä 73 pesää eli seitsemän tuhoutui. Pesiä tuhosivat supikoira (n=3), närhi (Garrulus glandarius) (n=2), näätä (Martes martes) (n=1) ja talitiainen (Parus major) (n=1). Pesäkokeiden perusteella pesien saalistus ei ole pääasiallinen syy metsokannan taantumiseen, koska pesäpredaatioaste oli alhainen (9 %). Analyysin perusteella rakennettu alue selitti parhaiten koepesien kohtaloa. Rakennetun alueen suhteellisen osuuden lisääntyminen koepesän ympärillä heikensi sen selviytymismahdollisuuksia. Hajuposteilla pienpetohavaintoja tehtiin yleisimmin supikoirasta (n=16). Supikoiran ohella hajuposteilla vieraili pienpedoista näätä (n=9), kettu (Vulpes vulpes) ja mäyrä (Meles meles) (molemmat n=6). Maisemamuuttujien vaikutusta ei pystytty yhdistämään supikoirahavaintoihin, mutta soidinalueilla supikoirahavaintoja tehtiin merkittävästi vähemmän kuin satunnaisilla koealoilla. Supikoirien aiheuttama saalistus voi olla täten merkittävä riskitekijä metsojen pesinnän onnistuvuudelle etenkin kansallispuiston reuna-alueilla. Pääkaupunkiseudun jatkuva rakentamispaine aiheuttaa metsien pirstoutumista, mikä heikentää metsoille suotuisia elinympäristöjä Nuuksiossa. Suojelun tehostamiseksi supikoirakannat tulisi pitää kohtuullisen alhaisina. Lisäselvitykset viherkäytävien tilasta, liikenteen vaikutuksista ja ihmismelun aiheuttamista haitoista metsokannalle ovat hyviä tutkimusaiheita tulevaisuudessa.
  • Fruhauf, Yasmin (2021)
    Increasing atmospheric CO2 concentrations due to anthropogenic activity is resulting in climatic changes. Cities are major emitters of CO2 and are therefore interested in the possibilities of urban vegetation to sequester carbon in order to mitigate climate change. The city of Helsinki aims to become carbon neutral by 2035; subsequently, there is interest to understand the sink capacity of its urban vegetation. Current existing carbon cycle models are based on natural ecosystems and there is a need for carbon cycle models based on vegetation in an urban setting. Photosynthetic potential provides a base for understanding the carbon cycle in an ecosystem, which is calculated using a light response curve. Chlorophyll fluorescence measurements provide information about the general status of photosystem II and are commonly used as indication of the leaf photosynthetic potential, general health status and the leaf’s response to environmental conditions. Photosynthetic potential is also depended on illumination conditions around the canopy; leaves located in the sun will generally be more productive than those in shade. In this study, three tree species were selected for photosynthesis potential measurements: Tilia cordata, Tilia x europaea and Betula pendula. In Helsinki, Tilias are usually planted in managed areas while B. pendula is naturally regenerating. Data collection was conducted during May-September 2020 around Kumpula, Helsinki. Trees were located in three different urban settings: urban forest (B. pendula), built garden (T. cordata) and roadside (T. x europaea). Photosynthetic potential and chlorophyll fluorescence yield were measured four times during the summer at different canopy heights. Results show that B.pendula had higher photosynthetic potential than the Tilias, with no differences between the canopy heights. T. cordata showed differences in the photosynthetic potential and chlorophyll fluorescence between the canopy heights in July and August, with higher values at the bottom canopy. T. cordata also showed a seasonal cycle, with low photosynthetic potential values in the beginning and end of the season and high values in July. B. pendula demonstrated a similar seasonal cycle. Lastly, T. x europaea showed higher photosynthetic potential values at the top canopy compared to the bottom. Overall, chlorophyll fluorescence mirrored photosynthetic potential especially in the case of seasonal dynamics, rather than canopy heights. The high photosynthesis potential observed with B. pendula allows greater amount of carbon to enter the urban ecosystem and could be since the trees are naturally growing in the forest patch. The Tilia trees were transplanted as saplings, which could have caused damage to their roots in excess soil moisture conditions and cause growth inhibition. A better understanding of the urban managed vegetation is needed, as well as the urban stress factors. Nevertheless, based on these findings, I would recommend conserving the natural unmanaged urban forests patches, as they seem to have an important role in urban carbon cycle.
  • Hartikainen, Roosa (2022)
    Viime vuosikymmeninä metsien käytön kestävyys on noussut puheenaiheeksi ja kritiikki avohakkuita kohtaan on kasvanut. Tavoitteena on löytää tapa, jolla hyödyntää metsävaroja kestävästi ja samalla turvata taloudellinen kannattavuus. Yhtenä potentiaalisena vaihtoehtona on pidetty metsän jatkuvapeitteistä kasvatusta. Tällöin avohakkuita ei tehdä, vaan hakkuut voidaan toteuttaa esimerkiksi pienaukko- tai osittaishakkuilla. Kyseiset hakkuutavat voidaan myös yhdistää häiriödynamiikkapohjaiseen metsänhoitoon, missä jäljitellään kullekin paikalle tyypillisiä luonnostaan esiintyviä häiriöitä. Tämän tutkielman aineisto on kerätty osana suurempaa DISTDYN -häiriödynamiikkahanketta, missä seurattiin luontaisia häiriöitä jäljittelevien hakkuiden vaikutusta muun muassa metsän rakenteeseen, lajistoon sekä puuston kuolleisuuteen. Tutkimusalueet sijaitsivat mäntyvaltaisella Ruunaan alueella Pohjois-Karjalassa ja kuusivaltaisella Isojärven alueella Keski-Suomessa. Tässä gradututkielmassa selvitettiin aukkojen ympärille jäävän puuston kasvureaktioita hakkuiden seurauksena. Molemmilla tutkimuskohteilla puiden kasvureaktio oli suurinta aukon reunalla ja laski aukosta poispäin mentäessä. Ruunaalla kasvu jäi huomattavasti maltillisemmaksi kuin Isojärvellä, johtuen paikan heikommasta puuntuotoskyvystä. Puutason tilastollisessa analyysissa merkitseviksi tekijöiksi kasvun kannalta nousivat etäisyys aukosta, puulaji, puun pohjapinta-ala ensimmäisessä mittauksessa, pohjapinta-alan luonnollinen logaritmi sekä kasvupaikkatyyppi. Aukon koolla tai hakkuiden voimakkuudella ei ollut tilastollista merkitystä. Metsikkötason tarkastelussa aineisto muodostui koealojen summa- ja keskiarvotunnuksista. Tilastollisesti merkittäviä tekijöitä kasvun selittäjinä olivat puuston hehtaarikohtainen tilavuus alussa, metsikön ikä, sekä pääpuulaji. Myöskään metsikkötason tarkastelussa ei aukon koko tai hakkuiden voimakkuus noussut merkitseväksi selittäjäksi. Pienaukko- ja osittaishakkuiden reuna-alueilla puiden kasvu nopeutui. Vaikutus kuitenkin pienenee etäisyyden kasvaessa aukon reunasta. Lisää tutkimustyötä tarvitaan, jotta voidaan paremmin arvioida kasvureaktioita eri maaperä- ja kasvupaikkatyypeillä, sekä saada tietoa tuhoriskeistä tai aukon koon merkityksestä. Tämän tutkielman perusteella osittais- ja pienaukkohakkuut ovat potentiaalinen tapa lisätä ja suojella luonnon monimuotoisuutta, mutta myös turvata taloudellinen kestävyys.
  • Simola, Joona (2022)
    Fossiilisten energiamuotojen korvaaminen uusiutuvalla energialla on ollut polttava puheenaihe viime vuosina. EU:n RED Ⅱ – direktiivin (EU) 2018/2021 mukaan Euroopan energiatuotannossa uusiutuvan energian osuus tulisi olla 32 % vuoteen 2030 mennessä. Jokaisen jäsenvaltion on asetettava omat tavoitteensa yleistavoitteen saavuttamiseksi. Suomi on ilmoittanut pyrkivänsä 51 prosentin uusiutuvan energia osuuteen. Yhtenä uusiutuvan energian lähteenä on metsästä korjattava pienpuu, joka on latvaläpimitaltaan pientä, ainespuuksi kelpaamatonta puuta. Suomen Metsäkeskus ylläpitää julkisen metsävaratiedon järjestelmää, jonka avulla voidaan tarkastella metsien puustotunnuksia ja muita ominaisuuksia. Metsävaratietoa kerätään kaukokartoituksella (laserkeilaus ja ilmakuvaus) sekä maastossa mitattavien refe-renssikoealojen avulla. Metsävaratiedon käyttö ja laadukkuus painottuu tällä hetkellä enemmän varttuneisiin metsiin, sillä tiedon tarkkuus on heikompaa nuorissa metsissä niiden voimakkaan heterogeenisyyden vuoksi. Metsäkeskuksen kautta esimerkiksi yritykset voivat tilata tietoluovutuspyynnöllä erilaisia tietoja potentiaalisista hakkuukohteista, voimassa olevan metsätietolain kriteerien rajoitteissa. Tietoluovutuspyynnön kohteet haetaan käyttämällä metsävaratietoa. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää voidaanko Metsäkeskuksen metsävaratiedon avulla löytää pienpuuhakkuuseen soveltuvia kohteita. Tutkimus toteutettiin hakemalla metsävaratiedosta kolmella eri hakukriteeristöllä potentiaalisia pienpuukorjuukohteita, jotka mitattiin linjakoealamenetelmällä maastossa. Kaikki kohteet olivat kehitysluokaltaan nuoria kasvatusmetsiä, mutta metsävaratiedon toimenpide-ehdotus sekä puuston estimoitu koko vaihteli luokittain. Mitattavat puustotunnukset olivat runkoluku, keskipituus ja keskiläpimitta. Mitatuista tunnuksista johdettiin kuvioittain aritmeettiset tunnukset yksittäisen puun tilavuudelle, hehtaarikohtaiselle kokonaistilavuudelle sekä pohjapinta-alalle. Tuloksista laskettiin myös hehtaarikohtainen poistuma. Kuvion korjuukelpoisuutta arvioitiin yksittäisen puun keskitilavuuden sekä hehtaarikohtaisen hakkuupoistuman kautta. Metsävaratietoa ja maasto-mittaustietoa verrattiin myös keskenään puustotunnuksittain. Tuloksista ilmeni, että tämän aineiston osalta metsävaratiedon avulla voidaan löytää aidosti korjuukelpoisia pienpuukorjuukohteita. Annettujen korjuukelpoisuuskriteerien ulkopuolelle jäi mitatuista 18:sta kuviosta 3 kuviota. Kaikki hylätyt kuviot olivat toimenpide-ehdotukseltaan nuoren metsän hoitokohteita. Aineistojen vertailussa RMSE % ja harha kertoivat, että tarkin puustotunnus oli puuston keskipituus ja heikon tarkkuus oli runkoluvussa. Metsävaratiedon estimaatit olivat myös runkolukua lukuun ottamatta yliarvioita verrattuna maastomittausdataan. Tulokset olivat suhteellisen hyvin linjassa aikaisemman tutkimuksen ja tiedon kanssa. Tutkimuksen tuloksia voidaan pitää kuitenkin vain suuntaa antavina, sillä metsävaratiedon ja tämän tutkimuksen maastomittaustiedon laskentatavoissa oli eroavaisuuksia käytännön tekijöiden vuoksi ja otoskoko ei ollut riittävän suuri, jotta tulokset olisivat tilastollisesti luotettavia. Aihetta tulisi tulevaisuudessa tutkia enemmän isossa mittakaavassa ja tarkemmilla laskentamenetelmillä
  • Puljujärvi, Matti (2021)
    The effects of reindeer fences on wildlife is known, but less studied phenomenon. The aim of this study was to gather information about collision rate and mortality of grouses, more closely on willow grouse, capercaillie and black grouse, due to reindeer fences. In the study there were 139 kilometres of reindeer fence in six different locations in Lapland, Finland. In two of these locations there were marking treatment of fences with yellow and black plastic tubes with two different densities. In four locations, fences were marked with 50 mm of LPDE plastic stripes in yellow, blue, orange and reflecting aluminium. The study was conducted between May/2014 – June/2015. The fences were patrolled once a month. The observations included dead grouses hanging in the fence or corpses nearby the fence. Also, indirect collision evidence, such as feathers in the fence was included to observations. During the study year 330 collisions were observed. The first two months of observations were removed from the analysis due to uncertainty of the timing of collisions. Also, one of the locations were removed because of unregular patrolling. Therefore, the study consists total of 154 observations. The study included untreated fences as control parts. Depending on the location, 0,3-1,9 collisions per kilometres per year in the control part were observed. Corpses of 73 grouses were found. In 81 cases, collision evidence was found but the grouses were disappeared, and therefore survival or injuries of the grouses could not be confirmed. Based on variance analysis, marking of fences did not reduce collisions. By using QGIS and R, GPS-information of collision points were combined and studied with parameters of site classification, forest height, DTW-moisture index and elevation model, available from open data sources of Natural Resources Institute Finland and National Land Survey of Finland. The effects of the parameters to the collision points were studied within radiuses of 50, 100 and 300 metres. Statistical methods of R and Bayes were used to study interactions of the parameters to the collision risk. The effect of site classification on the collision risk was not as strong as expected. On the other hand, DWT-moisture index predicted increasing collision risk depending on location. Based on Bayes statistics, yellow stripe marking had the greatest likelihood to reduce collision risk and more dense tube marking was more effective to reduce collision than less dense marking. Based on results of this study, reindeer fences are mortality factor for grouses and especially locally reindeer fences can be significant mortality factor. Marking method should be inexpensive, durable to weather conditions, and provably reducing collisions, if applied widely. Advancing tube marking development could be a solution. Based on one-year study it is not possible to get information about year to year fluctuations of grouse population densities and its significance and influence in collision density. Therefore, more long-term studies are required.
  • Salovaara, Petri (2020)
    Metaani (CH4) on voimakas kasvihuonekaasu. Luonnontilaiset suot ovat yksi suurimmista metaanin lähteistä. Metaania syntyy suon hapettomassa kerroksessa metonogeenisten arkkien hajottaessa orgaanista ainesta. Metaani vapautuu ilmakehään diffuntoitumalla, kuplimalla tai kulkeutumalla kasvien aerenkymaattisten solukoiden kautta. Kasveista erityisesti sarojen läpi voi kulkeutua runsaasti metaania ilmakehään. Minerotrofisten saravaltaisten soiden metaanipäästöjen on havaittu, muista soista poiketen, kasvavan siirryttäessä pohjoisemmille leveysasteille. Tähän on esitetty yhdeksi syyksi maankäyttöä, jossa poronhoidolla on suuri merkitys. Pohjois-Suomessa poroja elää noin 200 000 yksilöä. Suot ovat poroille tärkeä elinympäristö erityisesti kesäaikaan, sillä rehevillä sarasoilla on niille riittävästi ravintoa ja avosuot tuovat puolestaan suojaa verta imeviltä hyönteisiltä. Porojen laidunnuksen vaikutusta soiden kasvihuonekaasutaseisiin on kuitenkin tutkittu varsin vähän. Vaikutuksen voidaan nähdä tulevan ainakin kahta kautta: toisaalta porot syövät suokasveja ja vaikuttavat tätä kautta hiilenkiertoon sekä toisaalta ulostavat papanoita ja tallovat niitä suohon muuttaen mahdollisesti näin turpeen mikrobikoostumusta. Tämän pro gradu -työn tavoitteena oli selvittää, miten porolaidunnus vaikuttaa soiden metaanipäästöihin ja lisäävätkö poron papanat suon metaanivuota joko jäädessään suon pinnalle tai tallautuessaan pinnan alapuolisiin kerroksiin. Työn aineisto kerättiin touko-elokuussa Halssiaavalta ja Lompolojänkkältä. Laidunnuksen vaikutuksia tutkittiin laidunnetuilla ja laiduntamattomilla koealoilla. Koealojen alakäsittelyinä toimivat metaaninmittauspisteiden erilaiset papanakäsittelyt. Halssiaavalla osalla alakäsittelyistä käytettiin eri tasoina suon pinnanmuotojen (välipinta / jänne) vaihtelua. Mittauspisteitä perustettiin yhteensä 45 kappaletta kolmen toiston sarjoina. Mittauspisteiltä mitattiin metaanin lisäksi myös vedenpinnan taso, turpeen lämpötila sekä määritettiin putkilokasvien lehtiala. Laidunnuksella ei havaittu olevan tilastollisesti merkitsevää vaikutusta metaanivoihin kummallakaan koealueella. Myöskään pinnalle laitettujen papanoiden ei havaittu vaikuttavan metaanivuohon. Tallonta pienensi metaanivuota Halssiaavan laiduntamattomalla koealalla. Tallonta nosti metaanivuon lyhyeksi hetkeksi erittäin suureksi, mutta kokonaisuudessaan tallonnan jälkeen vuot hieman pienenivät pidemmällä tarkastelujaksolla. Tässä tutkimuksessa laidunnus ei näyttänyt lisäävän soiden metaanipäästöjä. Tutkituilla soilla laidunnus ei näkynyt lehtialoissa ja koska papanalisäykselläkään ei havaittu olevan vaikutusta metaanintuotantoon, on loogista, että metaanipäästöt eivät eronneet laiduntamattomien ja laidunnettujen koealojen välillä. Suon pinnalle jäävät papanat eivät myöskään lisänneet metaanivuota. Mahdollinen papanoiden lannoitusvaikutus voi jäädä lyhyessä ajassa näkymättä. Toisaalta pinnalle jäävät papanat voivat muodostaa kasveille fyysisen esteen. Tällöin kasvien pienentynyt hiiliyhdisteiden syöte maaperään voi vähentää metaanipäästöjä, vaikka papanoilla olisikin lannoittava vaikutus. Tallontakäsittelyssä metaanivoiden puolestaan havaittiin pienenevän lehtialan pienentyessä. Tallonta turmelee kasveja, jolloin pienentynyt hiiliyhdisteiden syöte maaperään voi selittää metaanipäästöjen pienentymistä. Papanoiden mukana suolle voi tulla myös lisää mikrobeja. On kuitenkin mahdollista, että pötsin mikrobit eivät selviydy toimintakykyisinä, minkä vuoksi päästöt eivät lisääntyneet. Tutkimuksessa havaittiin, että porojen laidunnuksella ei näyttäisi olevan merkittävää vaikutusta pohjoisten soiden metaanipäästöihin. Myöskään poron papanat eivät sellaisenaan merkitsevästi lisänneet päästöjä, ainakaan lyhyellä aikavälillä. Tallontakäsittelyssä havaittiin, että päästöt voivat jopa pienentyä. On mahdollista, että vaikka papanoita tulee soille jatkuvasti lisää, eivät soiden metaanipäästöt kuitenkaan kasva.
  • Kamppuri, Elli-Noora (2021)
    Suot ovat maapallolla sekä merkittäviä hiilivarastoja että suurimpia luontaisia metaanin lähteitä. Metaani on toiseksi merkittävin kasvihuonekaasu hiilidioksidin jälkeen ja voimakkuudeltaan moninkertainen hiilidioksidiin nähden. Koska suot tuottavat paljon metaania, on tärkeä selvittää, mitkä tekijät vaikuttavat soiden metaanintuotantoon ja sen suuruuteen. Subarktisen ilmastovyöhyk-keen minerotrofisten sarasoiden on todettu tuottavan suhteessa enemmän metaanipäästöjä verrattuna muiden ilmastovyöhykkei-den vastaaviin soihin, vaikka yleensä korkeampien leveyspiirien suot tuottavat vähemmän metaania matalampien leveyspiirien soihin nähden. Porojen laidunnuksen on pohdittu vaikuttavan subarktisten minerotrofisten sarasoiden suuriin metaanipäästöihin. Minerotrofiset sarasuot ovat tärkeitä laidunnusalueita poroille pohjoisessa Fennoskandiassa erityisesti kesäaikaan. Laiduntavat herbovorit muokkaavat ekosysteemiään monilla tavoilla sekä suoraan että epäsuorasti. Laidunnuksen on todettu eri arktisilla ja subarktisilla ekosysteemeillä suosivan muun muassa sarakasvien kasvua ja lisäävän maaperän mikrobistoa ja sen aktiivisuutta ulosteiden ravinnelisäyksen ansiosta. Lisäksi porot märehtijöinä voivat muokata metaanintuotantoa suoekosysteemissä, jos pöt-sin metanogeenisiä mikrobeja kulkeutuu papanoiden mukana suohon. Tässä pro gradu -tutkielmassa selvitetään, miten poron papanoiden lisääminen suolle vaikuttaa suon metaanipäästöihin ja kasvilli-suuteen. Työssä halutaan selvittää, millaisia vaikutuksia papanalisäyksellä on suon kasvien kasvuun, kasvilajisuhteisiin ja niiden kautta metaanipäästöihin. Uskotaan, että poron papanat lisäävät suolla sarakasvien runsautta, jotka kuljettavat solukoissaan metaania ja näin lisäävät suon metaanipäästöjä. Papanoiden aiheuttaman ravinnelisäyksen epäillään muuttavan kasvilajisuhteita siten, että enemmän ravinteita vaativat lajit lisääntyvät. Papanalisäyksen uskotaan lisäävän suon metaanipäästöjä myös aktivoi-malla suon metanogeenisten mikrobien toimintaa. Papanalisäyksen vaikutus kasvillisuuteen ja metaanipäästöihin oli hyvin vähäi-nen ensimmäisen kasvukauden aikana (Salovaara 2020). Tässä pro gradu -työssä seurataan papanalisäyksen vaikutusta pidem-mällä aikavälillä, sillä muutokset kasvillisuudessa voivat olla hitaita ja vaikutukset metaanipäästöihin kehittyä vasta myöhemmässä vaiheessa. Lisäksi tutkimuksessa selvitetään, miten pelkkä turve ilman kasvillisuuden vaikutusta reagoi papanalisäykseen maasto-olosuhteissa. Aineiston keruu tähän tutkielmaan tapahtui 1.6.-31.8.2020 Pohjois-Suomessa. Tutkimuskohteina oli kaksi minerotrofista sarasuota Lapissa. Ensimmäinen suo oli Lomponlonjänkkä Pallasjärvellä Muoniossa ja toinen Halssiaapa Sodankylässä. Lompolonjänkällä oli 27 mittauspistettä ja Halssiaavalla 18. Mittauspisteiltä mitattiin 1-2 viikon välein metaanipäästöt, lehtiala, pohjavedenpinta ja turpeen lämpötila. Lompolonjänkän mittauspisteistä kuusi oli sellaista, joista kaikki pintakasvillisuus poistettiin, jotta papanali-säyksen vaikutusta turpeessa voisi seurata. Lisäksi suolla tehtiin inkubointikoe, jonka tarkoituksena oli selvittää, miten poron papanat hajoavat turpeessa. Tulosten perusteella poron papanat lisäsivät metaanivuota Halssiaavan jänteillä ja välipinnoilla, kun ne lisäämisen jälkeen survottiin suohon. Lompolonjänkällä metaanivuo oli pienempi mittauspisteillä, joille oli lisätty papanoita. Uusilla kasvittomilla ja kasvillisilla mittauspisteillä ei havaittu muutoksia metaanivuossa. Kasvillisuuden lehtialassa ei huomattu vaihtelua laidunnuksen tai papanali-säyksen takia Lompolonjänkällä. Halssiaavan jänteillä laidunnus ja papanalisäykset näyttivät pienentävän lehtialaa. Myös välipin-noilla laidunnus pienensi lehtialaa. Uppolisäyspisteillä lehtiala pieneni, mutta biomassa antoi tästä päinvastaisen tuloksen. Papa-noiden hajoaminen turpeessa oli nopeampaa lähempänä pintaa. Kolmen kuukauden aikana pintapapanoiden kuivamassa pieneni puoleen ja pohjapapanoiden kahteen kolmannekseen. Papanoiden vaikutus metaanivuohon näyttäisi ilmenevän vasta seuraavana kasvukautena. Lompolonjänkällä papanoiden ravinneli-säys paransi ruohojen kasvuolosuhteita, mikä runsastutti niiden määrää suhteessa saroihin. Tämä vaikutti metaanivuohon laske-vasti. Halssiaavan välipinnalla ruohoja ei esiintynyt mittauspisteillä lainkaan, minkä takia papanalisäys näytti vaikuttavan positiivi-sesti saramaisten kasvien kasvuun uppolisäysaloilla ja näin ollen kohotti metaanivuota. Jänteillä pintalisäyspisteiden lehtiala oli kontrollia pienempi, mutta metaanivuo selkeästi suurempi. Jännepinnoilla lehtiala ei näyttäisi korreloivan samalla tavalla metaa-nivuon kanssa kuin välipinnoilla.
  • Kinnunen, Aleksi (2021)
    Trees face an increasing variety of health threats. The overall effects of climate change on trees and forests are difficult to predict. As a result of the warming climate, the growing season is lengthening, improving the growth of the trees, but at the same time drought and insect damages may become more common and the risk of storm damage increases. There are many benefits to monitoring tree mortality. It can be used to assess the health status of forests, productivity, carbon sequestration and the ecological impacts of dead trees on forest ecosystems. Causes leading to tree death can include biological, climatic or human related factors. Monitoring can increase understanding of the causes of death and potentially help to protect forests better. Tree-related mortality is a spatially and temporally irregular process that is difficult to monitor using traditional inventory methods. Remote sensing makes it possible to map and monitor tree mortality more effectively. The purpose of this thesis was to find out how remote sensing data can be utilized in monitoring tree mortality. The aim was to find out how tree mortality has varied regionally and quantitatively in the Central Park of Helsinki and how accurately dead trees can be identified from aerial imagery. The study period was 2005–2019, during which orthophotos of seven different years were examined. Reference data of 14 212 trees were collected from the aerial time series covering a 15-year period by visual image interpretation. The data included healthy, weakened and dead trees. Heatmap time series were created from the locations of weakened and dead trees to examine quantitative and regional variability in mortality. The average temperatures over the years as well as the rainfall were compared with the dead tree numbers and the correlations between the observations were examined. The collected reference data was also utilized in health status classifications, which were implemented using semi-automatic machine learning methods. The object of the classifications was to identify healthy, weakened and dead trees as well as possible from each other. The canopies of individual trees were delimited by canopy segments obtained from laser scanning data. From the pixels contained in the delimited canopies, image features describing individual trees were calculated. Considerable changes in tree mortality were observed. The number of dead trees at the beginning of the study period increased significantly from year 2005 to year 2009. An exceptionally dry summer in 2006 was identified as a possible reason. In the following years, the situation remained moderate, but in quantitative and regional terms, mortality was at its highest in 2017. Overall, there was an upward trend in mortality during the study period, and average annual temperatures were found correlating strongly with the number of dead trees (r=0.73). The classification accuracies of tree health status varied annually between 89–96%. The seven-year average accuracy was 93.6% with a kappa value of 0.88. The most important features in the classification were the features calculated from the blue channel, such as the maximum value of the channel (B_max), the difference between the maximum and minimum of the channel (B_range) and the skewness of the distribution (B_skew). The results of the thesis showed that tree mortality can be monitored using remote sensing data. Clear changes in the number of dead trees were observed using the time series and possible causes were identified. By identifying the causes behind rising mortality, the effects of climate change can also be better understood. Tree health status classification accuracies were at a good level and dead trees can be mapped from aerial imagery by semi-automatic methods. Based on the thesis, it can be rightly stated that changes in tree mortality can be observed with aerial imagery time series. In addition, the semi-automatic identification of dead trees from aerial imagery can be said to be accurate enough for large-scale use.
  • Tammivuori, Joonas (2022)
    Viherkäytävät mahdollistavat eläinten liikkumisen eri elinalueiden välillä ja luovat samalla monipuolisen elinympäristön laajalle lajikirjolle. Jatkuva kaupungistuminen ja maankäytön muutokset nakertavat nykyisiä pääkaupunkiseudun viherkäytäviä, lopulta katkaisten yhteyden elinalueiden välillä kokonaan. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää kahden erilaisen viherkäytävä -tyypin toimivuutta eri nisäkkäiden käytössä, sekä viherkäytävän ympäristön maankäytön vaikutusta nisäkkäiden esiintymiseen. Tutkimus toteutettiin riistakameraseurantana 20 kohteella pääkaupunkiseudulla. Tutkittavat kohteet jaoteltiin kahteen eri ryhmään; purokäytäviin ja kuivan maan viherkäytäviin. Jokaiselle kohteelle asennettiin kolme riistakameraa 1,5 km välein toisistaan siten, että koealan pituus oli kolme kilometriä. Hypoteesina oli, että purokäytävät ovat nisäkkäille parempia kulkuväyliä kuin viherkäytävät ilman minkäänlaista vesistöä. Riistakamerat asennettiin maastoon maalis-huhtikuussa 2018 ja niistä saatava kuvamateriaali käytiin taltioimassa noin kuukauden välein. Materiaalia kerättiin joulukuuhun 2018 asti. Kuvista otettiin tunnistetietoina koordinaatit, kellonaika ja päivämäärä, sekä lämpötila. Tiedot tallennettiin Exceliin ja saatua dataa käsiteltiin R-ohjelmistolla. Saatujen tulosten perusteella voidaan todeta, että lähellä luonnontilaa olevat puronvarsikäytävät toimivat erityisesti pienpetojen kulkureitteinä. Laajat metsäiset alueet ovat taas keskeisiä sorkkaeläinten kulku- ja elinalueita.
  • Karppinen, Markus (2022)
    Puulajitulkinta on merkittävä yksittäisen puun tasolla tuotettavan metsävaratiedon laatuun vaikuttava tekijä. Puulajitietoa käytetään esimerkiksi metsiköiden biodiversiteetin määritykseen. Yksittäisen puun tasolla lajitiedolla on merkittävä vaikutus puun tilavuuden ja kasvun laskentaan. Väärin määritetty laji aiheuttaa virheitä metsävaratiedon simuloinneissa arvonmääritykseen ja toimenpiteiden optimaaliseen ajoitukseen. Ilmakuvauksen avulla voidaan kerätä aineistoa maastossa sijaitsevien kohteiden heijastusominaisuuksista ja käyttää saatavia piirteitä selittävinä muuttujina puulajiluokittimissa. Yhdistämällä ilmakuvausaineiston sisältämää informaatiota laserkeilauksen tuottamaan 3D-geometriaan, voidaan tuottaa pienemmän mittakaavan informaatiota ja kohdetta kuvaavia muuttujia yksittäisen puun tasolla, sekä parantaa puulajiluokituksen tarkkuutta. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin pitkään jatkuneen ilmakuvauksen aikana kohteesta heijastuneessa säteilyssä tapahtuneita muutoksia ilmakuvahavaintojen avulla, kun samoista kuvanottopisteistä otettujen toistojen välillä aurinkogeometria oli muuttunut korkeuskulman osalta. Tutkimusaineiston muodostavalle puujoukolle sovitettiin 3D-latvusmallit laserkeilauksen tuottaman laserpisteistön avulla. Latvusmallin pinnan avulla laskettiin 3D-pisteistö ja pisteille projisoitiin fotogrammetrian avulla ilmakuvilta vastaavat sävyarvot. Jokaiselle yksittäiselle pisteelle laskettiin myös valaisuluokka kameravektorin ja laserpisteistön leikkauksien sekä auringon atsimuuttikulmien avulla. Laskettuja muuttujia käytettiin toisen asteen diskriminanttianalyysin (QDA) avulla tehtävissä puulajiluokituksissa, sekä verrattiin muuttujien arvoja puulajien välillä Kruskal-Wallis H-testin avulla. Tuloksien perusteella voitiin todeta auringon korkeuskulmalla olevan selkeä vaikutus puulajiluokitukseen. Puulajien välillä voitiin havaita eroja heijastuvuuden muutoksessa auringon noustessa. Lasketuista sävyarvojen suhteellisista muutoksista auringon korkeuskulman suhteen puulajiparien väliset erot olivat 87 % tapauksista tilastollisesti merkitseviä 5 % merkitsevyystasolla. Käyttämällä puulajiluokittimessa korkeammalla auringon korkeuskulmalla otettuja ilmakuvia puulajin luokitus oli tarkempi kuin alemmalla korkeuskulmalla otetuilla kuvilla. Ilmakuvien sävyarvoja oli myös mahdollista korjata tunnetulla sävyarvojen muutoksella kuvatoistojen välillä, jolloin puulajiluokituksen tarkkuutta voitiin parantaa. Käytännön sovelluksissa sävyarvojen korjaaminen vaatisi useamman tunnin ajan jatkuvan ilmakuvauksen, tai kuvatun alueen puulajisuhteiden tuntemista korjauksien painottamista varten, korjausta varten tulisi myös laskea suhteelliset korjausmallit auringon korkeuskulman suhteen ja auringon atsimuuttisuunnan muutos täytyisi ottaa myös huomioon tehtävissä korjauksissa.
  • Kiviniemi, Venla (2022)
    Suomessa yleisesti puunkorjuussa käytössä olevassa tavaralajimenetelmässä hakkuukone katkoo rungon metsässä useisiin puutavaralajeihin käyttöpaikan vaatimusten mukaan. Puutavaralajien määrät ja dimensiot vaikuttavat kuormatraktorityön tehokkuuteen ja sitä kautta työn tuottavuuteen. Määrämitaltaan lyhyt puutavara ei täytä koneen koko kuormatilaa, mutta lyhyen puun käyttöä puoltaa sen hyödyt kaukokuljetuksessa ja loppukäyttöpaikalla. Kuitupuutavaran pituusvaihtelu vaikeuttaa tiiviin ja massaltaan täyden kuorman kuormaamista. Kahden kolmemetrisen nipun yhtäaikaisella kuljettamisella kuormatraktorin kuormatila voitaisiin hyödyntää paremmin, mikäli koneen ja maaperän kantavuus sallivat suuremman kuorman. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kahden puutavaranipun yhtäaikaisen ajon edellytyksiä sekä sen vaikutuksia kuormatraktorityön ajanmenekkiin. Tutkimuksen ensimmäinen osio toteutettiin vertailevana aikatutkimuksena kolmella hakkuutyömaalla. Tutkittavia puutavaralajeja olivat kolmemetrinen havukuitupuu, vapaasti katkottu havukuitupuu, kolmemetrinen lehtikuitupuu, vapaasti katkottu lehtikuitupuu sekä mäntyparru. Kolmemetrisen kuitupuun ja parrun lähikuljetuksen tuottavuutta yhden- ja kahden nipun kuormana verrattiin muiden puutavaralajien lähikuljetuksen tuottavuuteen. Kahden nipun ajon tuottavuutta tutkittiin myös herkkyysanalyysin avulla siten, että analyysin pohjana käytettiin aikaisempien tutkimusten ajanmenekkimalleja. Mallien parametrejä muutettiin tämän työn aineiston perusteella ja työvaiheiden ajanmenekkikertoimia kahden nipun ajossa muutettiin. Tutkimuksen toinen osa oli haastattelututkimus metsäkonevalmistajille. Haastattelun tavoitteena oli saada neljältä konevalmistajalta arvio siitä, kuinka suuri osuus vuosina 2016–2020 rekisteröidyistä kuormatraktoreista on varustettavissa kahden puutavaranipun yhtäaikaiseen ajoon. Traficomin rekisteröintitietojen perusteella selvitettiin koneiden markkinaosuudet ja konevalmistajien arvioiden avulla muodostettiin kokonaiskuva nykypäivän kuormatraktorikaluston soveltuvuudesta kahden nipun yhtäaikaiseen ajoon. Haastateltavilta pyydettiin myös näkemyksiä siihen, mitä ominaisuuksia kuormatraktorilta vaaditaan, jotta kahden nipun ajo onnistuu. Kahden nipun ajotapa vähensi kuormaustuottavuutta sekä purkutuottavuutta. Kuormattuna-ajonopeus ei muuttunut eri kuormatyyppien välillä tai kuorman koon kasvaessa. Kuormakoko oli keskimäärin 1,8 kertainen kuin vastaavan puutavaralajin yhden nipun kuoman. Aineiston perusteella kahden nipun ajo oli tuottavampaa kuin yhden nipun ajo päätehakkuukohteilla. Harvennuksella yhden nipun ajo oli tuottavin ajotapa alle 300 metrin metsäkuljetusmatkoilla. Kahden nipun ja vapaasti katkotun kuitupuun ajanmenekkierot eivät olleet yhtä suuria. Päätehakkuilla kahden nipun ajo oli tuottavin ajotapa pitkillä metsäkuljetusmatkoilla. Neljän konevalmistajan arviot kahden nipun ajoon varustettavien koneiden määrästä vaihtelivat 60 ja 80 prosentin välillä. Markkinaosuuksiin suhteutettuna muodostettiin arvio, että 67 prosenttia viimeisen viiden vuoden aikana rekisteröidyistä koneista on varustettavissa kahden puutavaranipun yhtäaikaiseen kuljetukseen. Kahden nipun ajolle on kiinnostusta, sillä asiakkaille on uutta konetta ostaessa tärkeää, että sillä voidaan ajaa kahta nippua vähintäänkin satunnaisesti. Koneen tärkeimmät ominaisuudet kahden nipun ajoa varten ovat tarpeeksi pitkä kuormatila ja riittävä kantavuus. Muita tärkeitä ominaisuuksia kahden nipun ajoa varten ovat jatkoperä, tehokas kuormain ja tarpeeksi pitkä puomi, sekä kantavat telat joiden avulla vähennetään pintapainetta. Kuormatraktorityön tuottavuuteen vaikuttavat kuitenkin monet asiat, eikä kahden nipun ajo sovellu kaikkiin olosuhteisiin. Maaperän kantavuus voi muodostua esteeksi kahden nipun kuljetukselle. Toisaalta kahden nipun ajo vähentää ajokertojen määrää leimikolla, kun puuta kuljetetaan kerralla suurempi määrä. Kahden nipun ajon vaikutuksia maaperään olisi syytä tutkia jatkossa lisää.