Browsing by department "Institutionen för skogsekologi"

Tarkastelen pro gradu- tutkielmassani Euroopan puoleisen Venäjän tundran eri kasvupaikkoja. Tutkimuksessa selvitettiin satelliittikuvilta toisistaan erottuvien kasvupaikkojen biomassan ja hiilidioksidivoiden eroja kasvupaikkojen välillä. Lisäksi testasin, voidaanko regressioanalyysillä kasvillisuuden lajiryhmän peittävyyteen ja korkeuteen perustuen ennustaa luotettavasti kasvillisuuden biomassaa. Tämän tutkimuksen avulla saadaan arvokasta tietoa eteläisen tundra-alueen eri kasvupaikkatyyppien tämän hetkisestä maanpäällisestä biomassasta ja siitä mitkä kasvupaikat ovat mahdollisesti ilmakehän hiilidioksidin lähteitä tai nieluja. Mikäli ilmaston lämpenemisen seurauksena kasvupaikkatyyppien suhteet muuttuvat, on tärkeää tietää eri tyyppien hiilenvarannoista ja vaihdosta. Tutkimuksen aineisto kerättiin kesällä 2007. Biomassa aineisto kerättiin systemaattisella otannalla viideltä 900 metrin pituiselta linjalta, lisäksi näytteitä kerättiin myös hiilidioksidivuon mittauskaulusten läheisyydestä. Regressioanalyysiä varten kirjattiin ylös funktionaalisten kasviryhmien (sammalet, jäkälät, ruohovartiset, varvut, vaivaiskoivu ja pajut) peittävyydet (%) ja korkeudet (cm). Keräämäni biomassa-aineiston ja Kuopion yliopiston tutkijoiden kammiomenetelmällä keräämän hiilidioksidivuoaineiston avulla laskin tutkitulle alueelle eri kasvupaikkojen keskimääräiset biomassat ja ekosysteemin hiilidioksidin nettovaihdon (NEE) ja respiraation (ER) mittauskauden keskiarvot. Kaukokartoituksen avulla selvitettiin myös kasvupaikkojen peittävyyksiä laajemmalla alueella (98 km2, Quickbird kuvan koko). Näin saatiin kokonaiskuva alueen tämän hetkisestä biomassasta ja eri kasvupaikkojen jakautumisesta. 98 km2 kokoisella alueella suurimmat peittävyydet olivat varpupeitteisellä turvemaalla (23 %) ja varputundralla (19 %). Alueen kasvupaikkojen peittävyyksillä painotetun biomassan keskiarvo oli 601 g m-2. Merkitsevää eroa kasvupaikkojen biomassojen välillä oli vain muutamien kasvupaikkojen kohdalla. Kaikki hiilidioksidinmittauskohteet, paitsi paljaat turvemaat, olivat kesän 2007 keskiarvon mukaan ilmakehän hiilidioksidin nieluja. Ekosysteemin hiilidioksidin nettosidonta (NEE) oli suurinta pajuvaltaisella kasvupaikalla ja vähäisintä varputundralla. Ekosysteemiin respiraatio (ER) suhteessa ekosysteemin hiilidioksidin nettosidontaan oli voimakkaampaa mineraalimaan kohteilla kuin turvemaan kohteilla. Regressioanalyysi osoittautui luotettavaksi välineeksi ennustaa kasvillisuuden biomassaa peittävyyden ja korkeuden avulla aineiston koon ollessa tarpeeksi suuri. Maanpäällinen biomassa oli tutkimallamme alueella samaa luokkaa aikaisempiin tutkimuksiin verrattaessa, ja alue edusti eteläistä tundra vyöhykettä hyvin. Hiilidioksidivoita tarkastellessa kesän 2007 lämpimämmillä lämpötiloilla saattoi olla vaikutuksensa siihen, että suurin osa kasvupaikoista oli hiilidioksidin nieluja.

Suomenselän keskiosissa elävän metsäpeuraosakannan kehitystä on seurattu muutaman vuoden välein toistuvilla talvisilla helikopterilaskennoilla. Menetelmällä saadaan tarkka arvio osakannan yksilömäärästä sekä ikä- ja sukupuolijakaumasta. Lentolaskenta on kuitenkin kallis, eikä sitä voida tehdä vähälumisina talvina. Tietoa kannan tilasta ei saada laskentojen välisinä vuosina. Näiden syiden vuoksi seurantamenetelmiä on tarpeen kehittää ja monipuolistaa. Peurapopulaation ikä- ja sukupuolirakennetta voidaan arvioida keräämällä havaintoja eläimistä sellaisena aikana jolloin kaikki ikäluokat liikkuvat samoilla alueilla. Vasaosuuden perusteella voidaan arvioida kannan lisääntymismenestystä ja suurpetojen saalistuksen vaikutuksia. Sukupuolijakauma puolestaan kertoo esimerkiksi väärin kohdennetun pyynnin vaikutuksista. Suomenselän alueen metsästäjät keräsivät maastohavaintoaineiston peuraosakannan ikä- ja sukupuolijakaumasta 11.10.–16.12.2007. Peuralaumoja valokuvattiin samassa yhteydessä havaintojen tarkentamiseksi. Kevättalvella 2008 tehtiin helikopterilaskenta. Menetelmien antamia ikä- ja sukupuolijakaumia vertailtiin, ja syitä poikkeamiin pohdittiin. Sekä maastohavaintojen että lento- ja maastolaskennan kuva-aineistojen perusteella arvioidut metsäpeuran vasaosuudet olivat yhdenmukaiset. Yksittäisten laskijoiden havaintojen vasaosuuksissa oli vaihtelua, joka johtui ensisijaisesti peurojen elintavoista. Laskennan ajankohta, havaitun lauman koko ja laskijan taidot vaikuttivat tulokseen vain vähän. Hirvas- ja vaadinosuuksissa oli hajontaa. Maastolaskennassa naaraiden osuus oli aliarvio, lentolaskennassa puolestaan hirvasosuus. Tulosten perusteella maastolaskenta sopii erinomaisesti metsäpeurakannan vasaosuuden seurantaan, ja ns. ”early warning” -järjestelmäksi ilmaisemaan muutoksista kantaa säätelevissä tekijöissä. Aikuiskannan rakennetta voidaan seurata parhaiten valokuvaamalla tai videoimalla peuralaumoja silloin kun laumakoko on suurimmillaan.

Pressure to replace fossil fuels in order to reduce CO2 emissions as well as the increased demand for energy have resulted in more intensive harvesting of forests. The current harvesting practice is to heap the logging residues rather than spread them on skid trails. However, little is known about the effects of modern harvesting techniques on soil fertility and site productivity. The decomposition of and nutrient release from logging residues after clear-cutting has recently been investigated in Finland, but the nutrient dynamics of logging residues after thinning and especially in the residue heaps is less known. In this study the mass loss of and nutrient release from logging residues were explored for three successive years after first thinning of a Scots pine stand in western Finland. The main objective was to identify the effects of heap structure on decomposition and nutrient dynamics. More specifically, the objectives were: 1) To examine how the position within the heaps affects the decomposition rate and nutrient dynamics of residue fractions. It was hypothesised that the decomposition and the release of nutrients are greater under the residue heaps than on top of the heaps and on the ground. 2) To identify temporal changes in decomposition and nutrient release over a 3-year period. 3) To determine how much N, P, K, Ca and Mg are released from logging residues during the first three years after first thinning. 4) To assess whether it is more beneficial for nutrient cycling to concentrate the logging residues in heaps or to spread them out from the standpoint of site fertility. 5) To assess the timing of harvest of logging residues in terms of their role in nutrient cycling of a stand. The decomposition of Scots pine needles, twigs and branches was determined by measuring the mass loss with the litterbag method. The experimental design was randomized blocks with nine treatments and six replicates. The treatments included three logging residue fractions and three locations of logging residue. The influence of logging residue type and locations of residue on mass and contents of nutrients remaining in litter bags over the entire 3-year period were tested by repeated measures ANOVA. In total, 25% of N, 53% of P, 87% of K, 42% of Ca and 49% of Mg were released from logging residues in three years. The treatments in this study had no clear effects on the mass loss of logging residues. The hypothesis was confirmed only with needles, for which the mass loss and nutrient release was significantly faster under the heaps than on the ground and on top of the heaps. Treatments did not have a significant effect on the decomposition of twigs and branches. In the short-term, the logging residues were a minor source of N but a significant source of K. The results indicate that in the short-term logging residues are insignificant for site productivity on sites where the availability of N limits productivity. On peatland sites, where the availability of K limits productivity, logging residues may be significant on site productivity. However, in the long-term logging residues may be an important source of organic matter and nutrients. Great proportion of nutrients was released from needles within the first year of decomposition. The rate of nutrient release from needles was slightly faster from the heaps than on the ground over the first year. If residues are collected for energy, heaping and removal after one year would result in more released nutrients than if they were spread on the ground throughout the harvested stand. In order to avoid possible soil nutrient depletion and negative effects on the growth of remaining trees, it can be preferable to leave residues in the stand after harvest and remove branches after the needles have been shed.

The study focuses on the potential roles of the brick making industries in Sudan in deforestation and greenhouse gas emission due to the consumption of biofuels. The results were based on the observation of 25 brick making industries from three administrative regions in Sudan namely, Khartoum, Kassala and Gezira. The methodological approach followed the procedures outlined by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). For predicting a serious deforestation scenario, it was also assumed that all of wood use for this particular purpose is from unsustainable sources. The study revealed that the total annual quantity of fuelwood consumed by the surveyed brick making industries (25) was 2,381 t dm. Accordingly, the observed total potential deforested wood was 10,624 m3, in which the total deforested round wood was 3,664 m3 and deforested branches was 6,961 m3. The study observed that a total of 2,990 t biomass fuels (fuelwood and dung cake) consumed annually by the surveyed brick making industries for brick burning. Consequently, estimated total annual emissions of greenhouse gases were 4,832 t CO2, 21 t CH4, 184 t CO, 0.15 t N20, 5 t NOX and 3.5 t NO while the total carbon released in the atmosphere was 1,318 t. Altogether, the total annual greenhouse gases emissions from biomass fuels burning was 5,046 t; of which 4,104 t from fuelwood and 943 t from dung cake burning. According to the results, due to the consumption of fuelwood in the brick making industries (3,450 units) of Sudan, the amount of wood lost from the total growing stock of wood in forests and trees in Sudan annually would be 1,466,000 m3 encompassing 505,000 m3 round wood and 961,000 m3 branches annually. By considering all categories of biofuels (fuelwood and dung cake), it was estimated that, the total emissions from all the brick making industries of Sudan would be 663,000 t CO2, 2,900 t CH4, 25,300 t CO, 20 t N2O, 720 t NOX and 470 t NO per annum, while the total carbon released in the atmosphere would be 181,000 t annually.