Browsing by study line "Metsien ekologia ja käyttö"

Alueellisen PEFC-ryhmäsertifioinnin piirissä on valtaosa Suomen yksityismetsistä ja se on ollut pääasiallinen metsäsertifioinnin toteutustapa Suomessa vuosina 1999-2020. Suomessa järjestelmä perustuu siihen, että metsänomistajien lisäksi metsänomistajille ja metsään palveluita tarjoavat tahot ovat sitoutuneet noudattamaan toi-minnassaan PEFC-vaatimuksia ja vastaavat näin merkittäviltä osin vaatimusten toteutumisesta. Tämän työn tavoitteena on tarkastella alueellisen PEFC-ryhmäsertifioinnin toteutusta ko. aikajaksona ja tulevaisuuden kehitystä laadullisin menetelmin. Työssä kuvataan ensin järjestelmä, jolla sertifiointia käytännössä toteutetaan ja tuotetaan tietoa vaatimusten toteutumisesta riittävällä tasolla PEFC FI 1002 -metsäsertifioinnin- kuin PEFC FI 1001 -ryhmäsertifioinnin standardiin nähden. Järjestelmä kuvataan niin, että saadaan kokonaisymmärrys tämänhetkisestä sertifioinnin toteutuksesta. Tämän jälkeen kuvataan ISO 9001:2015 –standardi, missä esitetään laadunhallinnan keskeiset käsitteet ja periaatteet, jolla organisaatio voi varmistaa, että sen toimintajärjestelmä vastaa sille asetettuja vaatimuksia. Aikajakson 1999-2020 poikkeamia tarkastellessa tulivat esille kriteerit, joihin tulee kiinnittää jatkossakin erityistä huomiota pyrittäessä jatkuvaan parantamiseen. Sosiaalisten, työn tekemiseen liittyvien kriteereiden huomioiminen on edistynyt sertifiointikausien aikana, mutta kriteerit ovat edelleen säännöllisesti poikkeamien kohteena. Puutteet vesiensuojeluun kohdistuvissa toimenpiteissä ovat myös esiintyneet poikkeamina säännöllisesti. Valmisteilla olevat uudet PEFC ST 2018 –sertifioinnin edellyttämät muutokset lisäävät järjestelmän tuottaman tiedon uskottavuutta. Jatkossa toiminnan läpinäkyvyys pitää pystyä osoittamaan entistä tarkemmin. Toteuttamalla laadunhallintaa ISO-9001:2015 standardin mukaisesti vastaa toiminta kansainvälisesti hyväksyttyä tasoa, jossa toimintaa tarkastellaan kokonaisuutena toisiinsa linkittyvinä asioina ja toiminnalle on olemassa selkeä rakenne. Tarkastelua voidaan myös hyödyntää uuden PEFC FI 1001:20xx -standardin edellyttämän jatkomäärittelyn tukena. Tämä työ tarjoaa hyvän lähtökohdan uuden toimintamallin laadinnalle ja auttaa sitomaan uudet toiminnot yhtenäiseksi kokonaisuudeksi. Järjestelmään kohdistuvat vaatimukset parantavat toiminnan laatua siten, että toimintaa seurataan kattavammin ja se antaa työkaluja siihen, että ei-toivottuun toimintaan voidaan paremmin puuttua. Työn tuloksena on kattava kuvaus alueellisen PEFC-ryhmäsertifioinnin toteutuksesta ja näkemyksiä toiminnan kehittämiseksi. Työ voi osaltaan toimia oppaana PEFC-sertifioinnin käytäntöihin perehtymisessä ja pohjana, kun luodaan osin ISO 9001:2015 –standardiin perustuvaa uutta toimintamallia PEFC-standardien päivittyessä.

Pesäpredaatio eli pesien ryöstely kuuluu luontaisena osana peto–saalis vuorovaikutukseen. Se ohjaa lintujen elinkiertojen evoluutiossa muun muassa pesäpaikan valintaa, munamäärää, pesäpoikasajan pituutta sekä monia muita tekijöitä, jotka vaikuttavat lisääntymismenestykseen. Riistakameroiden avulla pystytään luotettavasti tutkimaan, mitkä eläimet pesiä predatoivat, kun taas aiemmissa menetelmissä pesän ryöstäjä on yleensä jäänyt epäselväksi. Maassa pesivien lintujen, kuten metsäkanalintujen, pesä on alttiina niin maa- kuin lintupedoille. Yleisesti on tiedossa, että suuret hakkuualat elättävät suuremman määrän jyrsijöitä, jolloin ne voivat elättää myös suuremman määrän petoja. Aiemmissa tutkimuksissa on todettu, että predaatio on suurinta reuna-alueella. Reunavaikutus syntyy, kun osa predaattoreista käyttää esimerkiksi hakkuuaukkoa ja osa metsää saalistusalueenaan, mutta näiden kahden rajapinnalla, reunavaikutusalueella, oleva pesä altistuu molemmille predaattoreille yhtenäistä metsää tai avointa aluetta herkemmin. Tutkimukseni käsittelee metsäkanalintujen pesäpredaatiota erikokoisissa hakkuuaukoissa ja niiden ympärillä metsän puolella. Tutkimus on osa Helsingin yliopiston Kosteikkoekologian ryhmän pesäpredaatiohanketta, jossa selvitetään pesien predaatioriskiin liittyviä tekijöitä erilaisissa ympäristöissä. Tässä työssä tutkitaan koepesien ja riistakameroiden avulla pesiä ryöstäviä petoja ja mitkä tekijät uudistusalojen koossa tai sijainnissa suhteessa erilaisiin ympäristömuuttujiin, kuten sähkölinjoihin ja metsäteihin, mahdollisesti altistavat pesiä predaatiolle. Tutkimuksesta saatavien tulosten avulla voidaan mahdollisesti tulevaisuudessa minimoida avohakkuualueita suunniteltaessa maassa pesivien lintujen, kuten metsäkanalintujen, pesäpredaatioriskiä. Tutkimuksen aineiston keräys toteutettiin Metsähallituksen omistamilla maa-alueilla kaukana asutuksesta, joten voitiin olettaa, että pesät saavat olla rauhassa ihmisiltä. Tutkimuksessa mukana olevat kohteet sijaitsivat Suomenselällä, Etelä-Pohjanmaan ja Keski-Suomen maakunnissa. Tutkimuksessa käytettiin fasaanin (Phasianus colchius) munia, joita laitettiin neljä kappaletta yhteen pesään. Pesät tehtiin maahan luonnollisen kaltaiseen pesimäpaikkaan siten, että kullakin koealalla yksi pesä oli hakkuuaukossa, toinen aukon ja metsän reunalla ja kolmas metsässä noin sadan metrin päässä aukon reunasta. Jokaisella pesällä oli riistakamera kuvaamassa pesää viikon ajan. Kaikkiaan koealueita oli 52, joista kussakin sekä aukossa, reunalla ja metsässä oli yksi pesä (koepesiä yhteensä 156). Aineiston analysoimiseen käytettiin R-ohjelmistoa. Ajankohdan vaikutuksen mallintamiseen käytettiin yleistettyä lineaarista mallia (GLM; Generalised linear model), selviytymisanalyysi tehtiin binaarisen logistisen regression avulla ja ympäristöanalyysiin käytettiin yleistettyjä lineaarisia sekamalleja (GLMM; Generalised linear mixed model). Aineistoa analysoitaessa uudistusalat luokiteltiin pinta-alan mukaan kuuteen luokkaan, jotka ovat 0,1-2,0 ha, 2,1-4,0 ha, 4,1-6,0 ha, 6,1-10,0 ha, 10,1-15,0 ha ja >15,1 ha. Pienin mukana oleva hakkuuaukko oli 0,3 ha. Tutkimus osoittaa, että nisäkäspedot eivät ole karuilla laajoilla metsäalueilla suurena uhkana metsäkanalintujen pesinnälle. Sen sijaan toiset linnut ovat, sillä korppi (Corvus corax), talitiainen (Parus major), närhi (Garrulus glandarius) ja käpytikka (Dendrocopos major) olivat eniten pesiä ryöstäneitä lajeja. Nisäkäspedoista pesiä tuhosi kettu (Vulpes vulpes) ja hirvi (Alces alces). Hieman yllättävää oli, että supikoira (Nyctereutes procyonoides) ei tuhonnut ainuttakaan pesää. Supikoira on ollut yleisin pesien saalistaja monissa rehevimmissä ympäristöissä tehdyissä kokeissa, joten tulokseni viitannee supikoiran olevan yleisesti ajateltua harvalukuisampi karuilla laajoilla metsäalueilla. Pesiä ryöstettiin lukumääräisesti eniten aukossa ja reuna-alueella ja vähiten metsässä. Analyyseissä pesien selviytymiseen vaikutti eniten 250 metrin säteellä pesästä olevat tiet ja sähkölinjat. Analyysien perusteella pesän etäisyys reunaan selittää yhtä hyvin pesän kohtaloa metsäisessä ympäristössä kuin se, millaista ympäristöä 250 metrin säteellä pesästä on. Aukon koolla ei suoranaisesti ollut merkitystä pesän selviytymiseen. Pesän selviytymisto-dennäköisyys oli yli 99 % ensimmäisenä ja seitsemäntenä koevuorokautena, joten ajallakaan ei ollut vaikutusta pesän selviytymiseen syrjäisellä metsäalueella. Matalan pesäpredaation tulokset viittaavat, että yksittäisen pesän löytämisen todennäköisyys ei ole kovin suuri, kun kyseessä on syrjäinen, kaukana asutuksesta oleva yhtenäinen metsäalue, vaikka se on tavanomaisten metsänhoitotoimien kohteena.

Tämän työn tarkoituksena oli selvittää, onko mahdollista avoimia paikkatieto- ja kaukokartoitusaineistoja hyödyntäen luoda kasvupaikkatyyppiä ennustava malli, jonka ennuste olisi tarkempi kuin saatavilla oleva, koko Suomen kattava Luonnonvarakeskuksen tekemä kasvupaikkamalli. Viime vuosikymmenen aikana avointen paikkatietoaineistojen saata-vuus on lisääntynyt moninkertaisesti. Taustalla on EU:n säätämä INSPIRE-direktiivi 2007/2/EC (EU 2007), jonka tavoit-teena on yhteiskäyttöiset paikkatiedot ja yhteinen paikkatietoinfra-struktuuri. Tässä työssä hyödynnetään useita paikka-tieto- ja kaukokartoitusaineistoja, jotka ovat tulleet avoimeen käyttöön maksutta INSPIRE-direktiivin ansiosta. Aineistojen pohjalta on tunnistettu viisitoista mahdollista muuttujaa, jotka voisivat selittää kasvupaikkatyyppiä. Kaksitois-ta muuttujaa kuvaa topografiaa ja pohjautuvat suoraan tai välillisesti korkeusmalliin, yksi muuttuja kuvaa kasvukauden kokonaissadantaa, yksi muuttuja kuvaa maaperää ja yksi muuttuja on valtapituuden kasvuun pohjautuva kasvupaikka-tyyppiennuste. Valtapituuden kasvuun pohjautuvalle kasvupaikkatyyppiennusteelle kehitettiin malli, joka perustuu mänty-, kuusi- ja koivumetsiköiden kasvatusmalleihin. Näiden muuttujien pohjalta sovitettiin regressioanalyysiä hyödyntäen kasvupaikkatyyppiä ennustavia malleja. Referenssiaineistona käytettiin Suomen metsäkeskuksen kaukokartoituskoealo-ja pohjoisen napapiirin eteläpuolelta. Koealoihin on merkitty kasvupaikkatyyppi, johon malli sovitettiin. Tässä työssä kehitetty paras malli ennustaa mittareiden mukaan kasvupaikkatyyppiä tarkemmin kuin Luonnonvarakes-kuksen kasvupaikkamalli. Paras malli käyttää selittäjinä valtapituuden muutokseen perustuvaa kasvupaikkatyyppiennus-tetta, maalajia, korkeutta merenpinnasta, topografista sijainti-indeksiä (TPI), ”cartographic depth-to-water” -indeksiä (DTW) sekä kasvukauden kokonaissadantaa. Toiseksi paras malli ei hyödynnä maalajia selittäjänä, sillä Geologian tutkimuskeskuksen tuottama maaperäkartta ei kata koko Suomea. Malli käyttää selittäjinä valtapituuden muutokseen pe-rustuvaa kasvupaikkatyyppiennustetta, maalajia, korkeutta merenpinnasta, topografista sijainti-indeksiä (TPI), ”carto-graphic depth-to-water” -indeksiä (DTW), topografista kosteusindeksiä (TWI), kasvukauden kokonaissadantaa sekä auringon potentiaalista kokonaissäteilytystä. Selitysvoimaltaan paras muuttuja perustuu valtapituuden kehityksen tarkasteluun useamman ajankohdan laserkeilausai-neistoja hyödyntäen. Muuttujasta saatavat kasvupaikkatyyppiennusteet ovat sitä tarkemmat, mitä enemmän havaintoja aikasarjassa on. Tämän takia tässä työssä kehitettävän mallin parantamisen ja jatkokehittämisen kannalta olennaista on useamman ajankohdan laserkeilausaineistojen saatavuuden lisääminen. Malli hyödyntää 1970-luvulla kehitettyjä kasva-tusmalleja. On viitteitä siitä, että Suomessa puusto kasvaa nykyään nopeammin kuin 30–40 vuotta sitten. Tulevissa tutki-muksissa tätä kasvun muutosta olisi syytä tutkia tarkemmin ja huomioida se kasvupaikkatyyppiä ennustavien mallien jatkokehittämisessä.

Water interaction at cellular level has been investigated in Scots pine (Pinus sylvestris L.) sapwood section of acetylated and paraformaldehyde-treated woodblocks. Unmodified wood samples were used as reference samples. Acetyl group from acetic anhydride bounded to H of OH sorption site whereas paraformaldehyde bound to the sorption site and also create a cross-linking. Both mechanisms cause hindrance towards the accessibility of available sorption site but up to what extent which is unknown. With our designed approach, we can estimate the moisture uptake in both treatments. Knowledge of the cellular level changes is important to define wood physical properties. Wood is hygroscopic material which tend to reach to equilibrium moisture content. It causes dimensional instability and fungal degradation. The number of accessible OH sites correlates with wood’s ability to uptake moisture. Acetyl and methyl groups occupy the accessible sorption sites and limit the availability of free sites. Gravimetrical estimation of the available OH sites can relate to the effect of cross-linking and hindrance towards water molecules. Both modification methods reduced the equilibrium moisture content (EMC) and the sorption hysteresis. Maximum WPG of acetylation (17%) reduced 15.63% moisture content (MC). Maximum formalization WPG (7,5%) reduced 15.09% MC. Acetylation reduced water sorption through the relative humidity (RH) range 0-95%, whereas formalization reduced water sorption steadily, but only above 20% RH. This difference was caused by the cross-linking, which increased the stiffness of the cell wall polymers. The shape of sorption hysteresis was similar in all the samples. Still, formalization reached the maximum hysteresis at a lower point related to the other samples. Accessible sorption sites also reduced by modifications. Acetylated wood reduced the greatest amount of OH groups according to its high WPG value, 16%. The reduction of OH accessibility was steady with acetylation. In formalization, the reduction of accessible sorption sites was rapid and constant. With our developed method, we can precisely investigate the OH accessibility of both treatments, which can reveal the fundamental aspect of water uptake related to its structural changes at the cellular level.

Uneven-aged forest management with selective cutting might hold the potential to limit carbon emissions from the soil after harvesting, compared to rotation forest management with clear-cutting, which is currently more common in boreal forests. The permanently remaining tree cover in uneven- aged forests protects the soil and the microclimate within the stand. It is still poorly understood how selective harvesting affects the carbon fluxes and pools of boreal forests. The aim of this research was to find patterns in the soil respiration and soil carbon content in uneven aged stands that are related to canopy gaps resulting from harvesting operations. I tried to assess the effects of the light, soil temperature and soil moisture conditions in canopy gaps on soil respiration, soil carbon content, microbial decomposition and microbial biomass carbon in order to draw conclusions how uneven aged forest management should be adjusted to avoid carbon losses from the soil. Soil respiration was measured during the summer 2018 on two uneven-aged Norway spruce (Picea abies Karst) stands in Lapinjärvi, southern Finland. Measurements were taken with a mobile closed chamber at fixed measuring points under canopy and in canopy gaps. Soil moisture and soil temperature were measured alongside the respiration measurements. Soil cores were collected at each point to a depth of 30 cm in order to determine carbon and nitrogen stocks. The microbial biomass carbon was analysed at each point with the chloroform fumigation extraction method and the microbial decomposition was determined with the teabag method. The Global Light Index (GLI) and the canopy openness were derived from hemispherical pictures to assess the gap size. I found that the soil respiration in canopy gaps was in average 0.0243 mg CO2 s-1 m-2 higher then under canopy. Soil temperature and soil moisture however did not differ between the points in canopy gaps and under canopy and neither did microbial biomass carbon or the microbial decomposition. Microbial decomposition and microbial biomass C differed strongly between the two study plots and were not correlated with the soil respiration. C and N stocks were higher in canopy gaps than under canopy, but the carbon-to-nitrogen ratio was not affected by the canopy gaps. A statistical relationship between GLI or canopy openness could not be confirmed with neither soil respiration, nor soil carbon or microbial decomposition. The main driver affecting soil respiration and C and N stocks in mineral soil was soil temperature. We modelled soil respiration with the collected data. The best fitting model was selected by comparing the second order Akaike Information Criterions. It included soil temperature as fixed effect variable and the collars and time of measurement as random effect variables. The results confirm that gaps have an influence on soil respiration; however, the gap size seems to be less important. Soil respiration is influenced by a number of factors and complex interactions. The increased soil respiration in the gaps is probably caused by a higher autotrophic respiration by roots and mycorrhiza.

The root rot fungus Heterobasidion annosum is one of the worst conifer pathogens in the boreal forests. Root diseases decrease forest growth, and their abundance could increase with climate change. Disease can reduce the carbon stored into forests even more than wildfires or pest outbreaks, further impacting the climate. Widespread Heterobasidion root rot can develop within the stem of susceptible trees without external symptoms. Therefore, research on the pathogen is difficult on a large extent and its dynamics at the landscape level could be researched with models. A model may be used to understand a system better or to predict its behaviour. Random maps are neutral landscape models, and they are not always significantly different from real random landscapes, except that things shaping real landscapes, such as waterways, human activities, or topography, are missing and the focus is on map cells representing habitats, their occupancy and connectivity across the landscape. Neutral landscape models are an application of percolation theory within landscape ecology; therefore, the connectivity and randomness are important. Heterobasidion spread by sporulation at the landscape level is of interest, as the focus of research has been on the spread by root contacts. In this study, simulations made with Motti and iLand software are compared, the effects of Heterobasidion spread on the dimensional variables of trees at the landscape level are evaluated, and the effects of various maximum dispersal distances on the number of new Heterobasidion colonies and the tree volume per hectare are studied. Forest growth and management practices were simulated with the Motti software, forest dynamics were simulated with the iLand software that uses a neutral landscape model, and Heterobasidion dynamics were simulated with the BITE modelling framework that was connected to iLand for the vegetation and environmental data. Betula pendula had a trend of underestimated values of the dimensional variables except for the basal area in iLand when compared to Motti. There was no clear trend for Picea abies or Pinus sylvestris. Overall, the change in basal area was overestimated the most and height was the most underestimated variable by iLand. A single dimensional variable could have different trends during a forest growth cycle in Motti and iLand. The effect of Heterobasidion on the dimensions of trees at the landscape level was minimal. Larger maximum dispersal distances resulted in more Heterobasidion colonies than shorter distances.

Structural complexity of trees is related to various ecological processes and ecosystem services. It can also improve the forests’ ability to adapt to environmental changes. In order to implement the management for complexity and to estimate its functionality, the level of structural complexity must be defined. The fractal-based box dimension (Db) provides an objective and holistic way to define the structural complexity for individual trees. The aim of this study was to compare structural complexity of Scots pine (Pinus sylvestris) trees measured by two remote sensing techniques, namely, terrestrial laser scanning (TLS) and aerial imagery acquired with unmanned aerial vehicle (UAV). Structural complexity for each Scots pine tree (n=2065) was defined by Db-values derived from the TLS and UAV measured point clouds. TLS produced the point clouds directly whereas UAV imagery was converted into point clouds with structure from motion (SfM) technology. The premise was that TLS provides the best available information on Db-values as the point density is higher in TLS than in UAV, and be-cause TLS is able to penetrate vegetation. TLS and UAV measured Db-values were found to significantly differ from each other and, thus, the techniques did not provide comparable information on structural complexity of individual Scots pine trees. On average, UAV measured Db-values were 5% bigger than TLS measured. The divergence between the TLS and UAV measured Db-values was found to be explained by the differences in the number and distribution of the points in the point clouds and by the differences in the estimated tree heights and number of boxes in the box dimension method. Forest structure (two thinning intensities, three thinning types and a control group) significantly affected the variation of both TLS and UAV measured Db-values. However, the divergence between TLS and UAV measured Db-values remained in all the treatments. In terms of the individual tree detection, the number of obtained points in the point cloud, and the distribution of these points, UAV measurements were better when the forest structure was sparser. In conclusion, while aerial imaging is a continuously developing study area and provides many advantageous attributes, at the moment, the TLS methods still dominate in accuracy when measuring the structural complexity at the tree-level. In the future, it should be studied whether TLS and UAV could be used as complementary techniques to provide more accurate and holistic view of the structural complexity in the perspective of both tree- and stand-level.

The underlying bedrock is known to have effects on metal contents in soil and water, and thereby onto the major and trace nutrient balances in plants. Heavy metal contents in different rock types are highly variable and changes in the composition of the bedrock can happen over small distances. In Finland, the locally relatively abundant black shales in the eastern part of the country contain elevated amounts of several heavy metals, while the generally more common felsic rock types are in comparison depleted in them. The influence of elemental contents in bedrock on metal distribution in nature can be assessed through comparing metal amounts in various kinds of environmental samples, which at the same time enables identification of areas of potential environmental concern. The aim of this study is to assess the influence of bedrock on heavy metal contents in peat, ditch water, and needle samples between areas underlain by felsic or black shale bedrock in nine peatland catchments in Kainuu in eastern Finland. In addition to comparing differences in elemental contents, effort is put into evaluating strengths of correlations between metal concentrations and ash contents in peat samples and to assess which metals have a tendency of occurring together in peat. For ditch water samples, correlations will be evaluated between concentrations of metals and of dissolved organic carbon (DOC) and of amounts of precipitation. In addition to influences of bedrock, other possible reasons behind differences in heavy metal amounts between areas will be looked at. Comparisons with data from other publications will in places also be made. The study is based on material collected by the Natural Resources Institute Finland in the years 2008–2015, which here includes 70 peat, 634 ditch water, and 80 needle samples. All samples were collected in nine separate forestry drained peatland catchments. Five of the catchments were located on areas underlain by felsic bedrock and four by black shales. The peat samples examined in this study range from the surface of the peat layers to 40 cm depth. The ditch water samples were collected from outlet ditches from all nine peatland catchments and needle samples were taken in eight catchments from either Scots pine (Pinus sylvestris L.) or Norway spruce (Picea abies [L.] Karst). Half of the samples were of current year’s and half of previous year’s needles. Laboratory analyses of peat samples included measurements of As, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, U, and Zn concentrations by either ICP-MS or ICP-AES -methods and of ash contents through loss-on-ignition (LOI). Ditch water samples were analysed for Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, and Zn concentrations with the ICP-AES method, for DOC concentrations by TOC-V CPH/CPN analysis and for sulphate (SO4-S) by ion chromatography. Tree needles were measured for contents of Cr, Cu, Mn, Ni and Zn with ICP-AES. Statistical differences in metal amounts in samples by bedrock were tested with the Mann–Whitney U test and correlations using Spearman’s rank correlation coefficient or the Pearson correlation coefficient. Metal concentrations in peat samples were for some tests recalculated to take into account ash contents using a linear general model. Metal stocks in peat layers (mg/m2) were also calculated for the sampling sites. As the main results, the ash corrected metal concentrations in peat were statistically significantly higher in samples collected on black shale as opposed to felsic bedrock in terms of As, Cd, Co, Mn, Ni, and Zn, while metal stocks in peat were significantly different in terms of Ni. In ditch water, samples from black shale areas had significantly higher concentrations of Cd, Cr, Cu, Ni, and Zn, and in tree needle samples similar significances were observed for Ni. The only cases were samples from felsic areas had significantly higher concentrations than those form black shale areas were the ash corrected concentrations of U and Cu concentrations in needle samples. Regardless of the underlying bedrock, large variations in metal amounts in all sample types were observed between catchment areas. Correlations between metal concentrations and ash contents in peat were generally relatively strong. Correlations between metals in peat were variable, and often stronger in samples collected in felsic areas. In water samples, correlations between metal and DOC concentrations were variable both between metals and catchments. The correlations between precipitation and metal concentrations in ditch water were generally weak. Overall, the composition of the bedrock was noticed to have some effects on metal concentrations in all sample types. But it was evident by the results that there are also other factors controlling metal amounts between catchments.

The loss of forest biodiversity is a global issue. In Finland, there are many measures aiming at preserving the forest biodiversity, for example, protection of the forest habitats defined in the Forest Act and in the Nature Conservation Act; protection of threatened species; the nature management methods in commercially utilized forests and the forest certification. Information of forest resources is collected mainly by remote sensing methods, but also field inventories are carried out, especially when preservation of the areas of high biodiversity value needs to be verified and monitored. Metsäteho Oy has developed an automated method for delineating harvested stands based on harvester location data. The method can be a beneficial tool for providing up-to-date forest resource information. The objective of this study was to research, if harvester location data can be utilized in verifying preservation of areas of high biodiversity value, and in recognizing potential areas, and how that could be implemented in practice. The harvester data used in this study was collected from geographically diverse areas in Finland, and the data contains stem-wise coordinates of harvester while cutting the tree. The delineations of operated areas were generated from harvester location data using the automated method developed by Metsäteho Oy. After the stand delineation was generated, the automated method was utilized in recognizing non-harvested areas left inside and between the harvested stands. Both harvested stands and non-harvested areas were compared to open forest data (including the data of the protected habitats according to the Forest Act and METSO Programme; other protected areas; habitats of threatened species; the Topographic database) using spatial data analysis. The aim was to investigate, if the known areas of high biodiversity value were delimited outside of the harvested stands or if they were left non-harvested within the harvested stand area. In addition, the aim was to research why the automatically recognized non-harvested areas were left without harvesting, and if the non-harvested areas could be potential areas of high biodiversity value. After the spatial data analysis was completed, also field surveys were carried out. Based on the spatial data analysis and the field surveys, the known areas of high biodiversity value were mainly delimited out-side of the harvested stands. The cases in which they were left without harvesting within the harvested stands, were possible to recognize through spatial data analysis. According to the spatial data analysis, part of the automatically recognized non-harvested areas were potential areas of high biodiversity value. Recognized non-harvested areas can be utilized also in recognizing retention tree groups with certain limitations. According to the results, the recognition method for high biodiversity value areas, based on harvester location data, can be utilized when verifying preservation of the high biodiversity value areas, and also other areas that are recorded in spatial data. Based on the observations of this study, it is possible to develop an automated recognition method for high biodiversity value areas, when spatial analysis of datasets in vector format is automated. The positioning accuracy of harvester and the automated method for delineating harvested stands are still causing some challenges when interpreting the results. Also, timeliness and accuracy of the available data of high biodiversity value areas affect on the results of the automated method. To combine different data sources effectively, a data platform is needed in order to use the automated method fluently. The recognition method for high biodiversity value areas can be utilized, for example, when reporting the quality of harvesting work. In addition, the method can be utilized in targeting and minimizing the amount of field inventories when verifying new areas of high biodiversity value. The method enables collecting information and automated monitoring of how the nature management has been integrated into forest management operations in practice. That information contributes to the utilization of forests in economically and ecologically sustainable way.

Hakkuutyön tuottavuus on merkittävä tekijä puunkorjuun kokonaiskustannuksien muodostumisessa. Harvennushakkuiden tuottavuuskehitys on viime vuosina ollut maltillista, mikä on johtanut puunkorjuun positiivisen kustannuskehityksen taittumiseen. Tämän työn tarkoituksena oli tutkia harvennusvoimakkuudeltaan vaihtelevan harvennustavan mahdollisuuksia hakkuutyön tuottavuuden ja korjuujäljen parantamiseksi. Vyöhykeharvennusmenetelmässä hakkuutyötä tehostetaan pienentämällä hakkuulaitteen työskentelyetäisyyttä, jolloin harvennusvoimakkuus laskee edettäessä kauemmaksi ajouralta. Puunkorjuun tuottavuuden ja puuston erirakenteisuuden lisäämiseksi jätetään ensiharvennuksessa ajourien välimaastoon käsittelemätön vyöhyke, johon toisessa harvennuksessa ajoura avataan. Toisessa vyöhykeharvennuksessa ei käsitellä ensiharvennuksessa avatun ajouran lähialuetta, sillä se on jo ensiharvennusvaiheessa harvennettu myöhemmän harvennuksen jälkeiseen tavoitetiheyteen. Aika- ja tuotostutkimus toteutettiin vertailevana aikatutkimuksena, jossa mukana oli kaksi vaihtoehtoista vyöhykeharvennusta ja vertailu toteutettiin harvennusmallin mukaiseen harvennustapaan. Ajouravälit vyöhykeharvennuksilla olivat 24 m sekä 30 m ja harvennusmallin mukaisella 20 metriä. Vyöhykeharvennuksissa kolmannes ajouravälistä jätettiin käsittelemättömäksi vyöhykkeeksi. Kaikkiin kolmeen käsittelyketjuun sisältyi ensiharvennus ja toinen harvennus. Tutkimusaineisto kerättiin Ponsse-metsäkonesimulaattorilla, johon luotiin ennakkoleimatut virtuaalileimikot tutkimusasetelman mukaisilla puustoilla. Neljä ammatikseen hakkuukoneella ajanutta koekuljettajaa käsitteli samat työmaat kahdessa osassa. Työskentely videoitiin simulaattorin ruudulta ja mittalaitteelta tallennettiin hakkuun toteumatiedot. Korjuujäljen tarkastelua varten simulaattorista kerättiin jälki-inventointina tieto kosketuksen saaneista puista. Tutkimusaineisto käsitti 48 ajotapahtumaa, joissa kaadettiin yhteensä 3 565 runkoa. Harvennushakkuutyön tuottavuutta selittivät kuljettaja, keskijäreys, harvennustapa sekä kuljettajien kehittyminen tutkimuksen aikana. Lineaarisen regressioanalyysin mukaan vyöhykeharvennustapa pienensi ensiharvennuksella hakkuutyön tehoajanmenekkiä saman kokoisella rungolla keskimäärin 8 % ja toisella harvennuksella keskimäärin 9 %. Kahden harvennuksen yhdistetty hehtaarikohtainen tuottavuus oli vyöhykeharvennusmenetelmällä 17–21 % korkeampi kuin tavallisessa harvennuksessa. Vyöhykeharvennusmenetelmä kasvatti kaadettujen runkojen keskitilavuutta 11–14 %, sillä suurempi osuus rungoista kaadettiin toisessa harvennuksessa. Harvennusmenetelmien välillä työvaiheiden tehoajanmenekit poikkesivat tilastollisesti merkitsevästi leimikkotasolla siirtymisessä ja hakkuulaitteen eteen tuonnissa. Kuljettajatasolla myös viennin, kaato-siirron ja prosessoinnin tehoajanmenekit poikkesivat tilastollisesti merkitsevästi toisistaan leimikoiden välillä. Kosketuspuiden osuus jäävästä puustosta oli ensiharvennusvaiheessa vyöhykeharvennusmenetelmällä 50 % pienempi kuin tavallisessa harvennuksessa. Vyöhykeharvennusmenetelmän etuna ensiharvennuksella ovat pienempi kosketuspuiden uranvarsitiheys sekä suurempi jäävä puusto ja ajouraväli. Toisessa harvennuksessa ei harvennusmenetelmien välillä ollut merkitsevää eroa puukosketusten esiintymistiheydessä. Poistuma ajourametriä kohden oli vyöhykeharvennusmenetelmän ensiharvennuksessa -6–23 % ja toisessa harvennuksessa 64–111 % suurempi kuin tavallisessa harvennuksessa. Suurin puutavaran ajouranvarsitiheys oli vyöhykeharvennuksessa 30 metrin ajouravälillä. Maastovaurioiden oletetaan vähenevän poistuman kasvaessa, kun maaperää suojaavan hakkuutähteen määrä lisääntyy. Vyöhykeharvennusmenetelmän jatkotutkimustarpeita todettiin olevan hakkuu- ja lähikuljetustyön maastokokeissa sekä metsikön kehityksen seurannassa käsittelyn jälkeen. Metsikön kehitystä tulisi seurata vaihtoehtoisilla puulajeilla, kasvupaikoilla, puuston tiheyksillä ja tilajakaumalla, jolloin jokaiseen metsikköön voidaan luoda metsätaloudellisesti optimaalinen kiertoaika ja ajouraväli sekä poistuman ja jäävän puuston tiheys eri vyöhykkeillä.