The use of small units in forest planning calculations and its effects on the forest management plan
| Title: | The use of small units in forest planning calculations and its effects on the forest management plan |
| Author(s): | Hankala, Anu |
| Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Resource ManagementDepartment of Forest Sciences |
| Discipline: | Forest Resource Science and Technology (Forest planning) |
| Language: | English |
| Acceptance year: | 2008 |
| Abstract: |
This study investigates the effect of the data input on the forest management plan. The objective was to determine the differences between a forest plan where simulation units were either traditional stand compartments, or alternatively subcompartments delineated around measured sample plots. The simulations were compared with respect to the growth of the compartments as well as timing, income and yield from the first harvet operation suggested. The data was collected from a forest area of 72 hectares in Juuka, Eastern Finland. It consisted of 682 sample plots placed in a 30 m x 30 m grid. Independently of the sample plots, the area was divided into compartments as in normal compartmentwise planning, with the exception that no stand data was collected. Instead, the compartmentwise data was calculated from the systematic sample plot inventory. Three simulations were carried out with a planning package SIMO for a period of ten years and using one-year time step. Sim(I) presented the traditional compartmentwise planning, where the variables on compartment level were aggregated from sample plot data in the beginning of the simulation, and then used as simulation units. The other two simulations used a mosaic of sample-plot-based subcompartments as the simulation unit, and aggregate compartmentwise values were only used to determine the harvest decisions and for the comparison of the simulations. Of these mosaic setups, sim(II) was used to evaluate differences in growth rate and harvest yield to sim(I). In this simulation, the operations were adopted from sim(I) and applied simultaneously for each subcompartment of the respective compartment. The third simulation, mosaic setup sim(III) used the same simulation data as sim(II), but harvested the compartments according to the subcompartmentwise values, although using the compartments as harvest units to enable direct comparison in operation timing. Only compartments where harvests were expected during the simulation period were studied further, resulting in 14 compartments in the study. The simulations resulted in a greater growth rate estimate for sim(I). The difference between sim(I) and sim(II)
varied among the compartments from 0.1 m3ha-1a-1 up to 2.0 m3ha-1a-1. The timing differences of harvest operations were 0-3 years. Income estimates were 5-10 % greater in the mosaic simulations, as well as especially the yield estimate of logwood. The differences in pulpwood estimations were more moderate, except on final cuts where mosaic simulations expected a better yield in minor species pulpwood than sim(I) which neglected these almost totally. The most effective single factor behind the differences in the simulations seemed to be the variation of site class within the compartment. The amount of compartments in the study was, however, too small and the variation between the compartment results too large to allow the application of the results elsewhere. Based on this study, the choice of data unit has an effect on the forest plan. Especially the effects of variation in site class are likely to be taken better into account if the spatial information of stand characteristics is maintained in the planning calculations. Still, small units are not necessarily better in describing the forest development, as they may result in biased estimations in the growth models.
Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää laskentayksikön vaikutusta metsäsuunnitelmaan. Tavoitteena oli verrata suunnitelmia, joissa simulointiyksikkönä on joko perinteisen metsäsuunnittelun kaltainen metsikkökuvio tai koealaan perustuva pienkuvio. Simuloinneissa verrattiin erityisesti eroja kuvioiden puuston kasvussa sekä toimenpiteiden ajoituksessa ja puutavaran saannossa sekä kuvioilta saaduissa tuloissa. Simulointiaineisto kerättiin Juuassa sijaitsevalta 72 hehtaarin kokoiselta metsäalueelta. Aineisto koostui 682 koealasta, jotka oli sijoitettu systemaattisesti 30 metrin välein. Alue jaettiin myös metsikkökuvioihin tavallisen kuvioittaisen arvioinnin tapaan, sillä erotuksella että kuviotietoja ei kerätty vaan ne laskettiin systemaattisen koealainventoinnin perusteella. Metsikkökuvioiden kehityksen simuloinnissa käytettiin metsäsuunnitteluohjelmisto SIMOa. Simulointijakso oli kymmenen vuotta, ja käytetty aika-askel yksi vuosi. Sim(I) oli perinteisen kuvioittaisen suunnittelun kaltainen simulaatio, jossa suunnitteluyksikkönä käytettäville kuvioille johdetaan simuloinnin alussa keskitunnukset koealamittauksiin perustuen. Muissa simuloinneissa simulointiyksikköinä käytettiin koealojen ympärille laadittuja pienkuvioita. Kuvioiden keskitunnuksia käytettiin vain hakkuupäätösten määrittämisessä sekä kuvioiden keskinäisessä vertailussa. Näistä mosaiikkisimulaatioista sim(II):n avulla verrattiin simulointien kasvueroja sekä hakkuukertymiä. Tässä simulaatiossa hakkuuehdotukset määritettiin samoiksi sim(I):n kanssa, joten hakkuiden ajoitukset ja hakkuutavat olivat sim(I):ssa ja sim(II):ssa samat. Kolmannessa simuloinnissa, sim(III):ssa, simulointiyksiköt olivat samat kuin sim(II):ssa, mutta hakkuuehdotukset laskettiin itsenäisesti pienkuvioiden tunnusten pohjalta. Toimenpideyksikköinä olivat kuitenkin samat kuviot kuin muissa simulaatioissa, jolloin tulosten keskinäinen vertailu myös ajoituksen osalta on mahdollista. Lähempään tarkasteluun otettiin vain kuviot joille oli annettu hakkuuehdotus, jolloin tarkasteltavia kuvioita oli lopulta 14. Tutkimuksessa sim(I) arvioi kuvioiden kasvun suuremmaksi kuin mosaiikkisimuloinnit. Erot sim(I):n ja sim(II):n välillä olivat kuviosta riippuen 0.1 - 2.0 m3ha-1a-1 . Hakkuiden ajoituksissa erot olivat yhdestä kolmeen vuoteen. Hakkuutuloarviot olivat mosaiikkisimuloinneissa 5-10 % kuvioittaista simulointia suuremmat, ja erityisesti tukkipuun saanto arvioitiin pienkuvioittaisessa simuloinnissa suuremmaksi. Kuitupuun osalta erot eivät olleet huomattavia, paitsi päätehakkuissa joissa mosaiikkisimuloinnit laskivat paremman saannon muiden kuin pääpuulajin kuitupuulle, kuvioittaisen simuloinnin jättäessä nämä lähes huomiotta. Simulointien eroja selittävä merkittävin yksittäinen tekijä vaikutti olevan kasvupaikan vaihtelu kuvion sisällä. Tutkimuksen aineisto on kuitenkin liian pieni ja kuvioiden väliset erot liian suuret tulosten soveltamiseen tutkimusaineiston ulkopuolelle. Tämän tutkimuksen perusteella laskentayksikön valinnalla on vaikutusta metsäsuunnitelmaan. Erityisesti kasvupaikan vaihtelun vaikutukset tulevat todennäköisesti huomioitua paremmin, mikäli tieto kuviotunnusten sijainnista säilytetään suunnittelulaskennassa. Pienet simulointiyksiköt saattavat kuitenkin aiheuttaa harhaa kasvumallien ennusteisiin, minkä vuoksi ne eivät ole itsestään selvästi parempia laskentayksikköjä.
|
| Keyword(s): | compartmentwise planning within-stand variation SIMO kuvioittainen suunnittelu kuvion sisäinen vaihtelu SIMO |
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| Abstracts_new.pdf | 71.24Kb | ||
| Hankala_gradu.pdf | 876.6Kb |