Short-term effects of variable retention on epigaeic spiders and carabid beetles in Finland

Forestry has influenced forest dwelling organisms for centuries in Fennoscandia. For example, in Finland ca. 30% of the threatened species are threatened because of forestry. Nowadays forest management recommendations include practices aimed at maintaining biodiversity in harvesting, such as green-tree retention. However, the effects of these practices have been little studied. In variable retention, different numbers of trees are retained, varying from green-tree retention (at least a few live standing trees in clear-cuts) to thinning (only individual trees removed). I examined the responses of ground-dwelling spiders and carabid beetles to green-tree retention (with small and large tree groups), gap felling and thinning aimed at an uneven age structure of trees. The impacts of these harvesting methods were compared to those of clear-cutting and uncut controls. I aimed to test the hypothesis that retaining more trees positively affects populations of those species of spiders and carabids that were present before harvesting. The data come from two studies. First, spiders were collected with pitfall traps in south-central Finland in 1995 (pre-treatment) and 1998 (after-treatment) in order to examine the effects of clear-cutting, green-tree retention (with 0.01-0.02-ha sized tree groups), gap felling (with three 0.16-ha sized openings in a 1-ha stand), thinning aiming at an uneven age structure of trees and uncut control. Second, spiders and carabids were caught with pitfall traps in eastern Finland in 1998-2001 (pre-treatment and three post-treatment years) in eleven 0.09-0.55-ha sized retention-tree groups and clear-cuts adjacent to them. Original spider and carabid assemblages were better maintained after harvests that retained more trees. Thinning maintained forest spiders well. However, gap felling and large retention-tree groups maintained some forest spider and carabid species in the short-term, but negatively affected some species over time. However, use of small retention-tree groups was associated with negative effects on forest spider populations. Studies are needed on the long-term effects of variable retention on terrestrial invertebrates; especially those directed at defining appropriate retention patch size and on the importance of structural diversity provided by variable retention for invertebrate populations. However, the aims of variable retention should be specified first. For example, are retention-tree groups planned to constitute life-boats , stepping-stones or to create structural diversity? Does it suffice that some species are maintained, or do we want to preserve the most sensitive ones, and how are these best defined? Moreover, the ecological benefits and economic costs of modified logging methods should be compared to other approaches aimed at maintaining biodiversity.

Tutkin monimuotoisuutta huomioivien metsänkäsittelymenetelmien vaikutusta maanpinnalla eläviin hämähäkkeihin ja kovakuoriaisiin kuuluviin maakiitäjäisiin. Tutkitut metsänkäsittelymenetelmät olivat eri-ikäisrakenteiseen metsään tähtäävä harvennus, pienaukkohakkuu sekä säästöpuuhakkuu suurilla (0,09-0,55 ha) ja pienillä (0,01-0,02 ha) avohakkuille jätettävillä puuryhmillä. Harvennushakkuun hämähäkkiyhteisö ei eronnut hakkaamattomasta metsästä. Sen sijaan pienaukkohakkuu (kolme 0,16 ha:n kokoista avohakattua aukkoa 1 ha:n koealalla) ja avohakkuille jätetyt suuret säästöpuuryhmät säilyttivät osan alkuperäisestä hämähäkki- ja maakiitäjäislajistosta, mutta osa lajeista hävisi kolmen vuoden kuluessa hakkuusta. Säästöpuuhakkuu pienillä säästöpuuryhmillä ei juuri eronnut avohakkuusta. Hakkuulta säästettyjen metsälaikkujen pitäisi olla suuria, kirjallisuuden perusteella yli 3 ha:n kokoisia, jotta ne säilyttäisivät alkuperäiset hämähäkki- ja maakiitäjäisyhteisöt. Sopivaa metsälaikun kokoa pitäisi kuitenkin tutkia lisää, koska tutkimuksessani ei ollut yli 0,5 ha:n kokoisia metsälaikkuja. Vaikka metsälaikut eivät toimisi hämähäkki- ja maakiitäjäislajiston kannalta lajistoa säilyttävinä pelastusveneinä , säästöpuuhakkuun arvoa metsän rakennepiirteiden monipuolistamisessa, esimerkiksi lahopuun ja suurikokoisten puuyksilöiden esiintymisen turvaamisessa, tulisi tutkia. Lisäksi tarvittaisiin pitkän aikavälin tutkimuksia; hämähäkkien ja maakiitäjäisten kannalta vähintään 20-30 vuoden aikasarjoja. Siinä ajassa näiden niveljalkaisten on todettu toipuvan häiriöistä. Ensin pitäisi kuitenkin päättää, miksi säästöpuita halutaan jättää. Havaitsin tutkimuksessani, että säästöpuuryhmät ja pienaukkohakkuu säilyttivät osan alkuperäisestä lajistosta, mutta riittääkö se? Miten määritellään lajit, joita halutaan säästöpuita jättämällä auttaa? Lisäksi puiden säästämisen ekologisia ja taloudellisia vaikutuksia tulisi verrata muihin monimuotoisuuden suojeluun tähtääviin keinoihin, jotta löydettäisiin tehokkaimmat menetelmät tavoitteen saavuttamiseksi. Väitöskirjassani käytin kahta tutkimusasetelmaa kuusivaltaisissa metsissä. Toisessa tutkimuksessa verrattiin viittä käsittelyä: avohakkuu, säästöpuuhakkuu pienillä säästöpuuryhmillä, pienaukkohakkuu, harvennus ja hakkaamaton verrokki. Aineisto kerättiin Kuoreveden, Längelmäen, Mäntän ja Oriveden kunnista vuosina 1995 (ennen hakkuuta) ja 1998 (kolme vuotta hakkuun jälkeen). Säästöpuuryhmien kokoa tutkivassa hankkeessa aineisto kerättiin Heinäveden ja Savonrannan kunnista vuosina 1998-2001 (yksi vuosi ennen avohakkuuta ja kolme vuotta sen jälkeen). Tutkimuksessa oli 11 0,09-0,55 ha:n kokoista säästöpuuryhmää ja yksi hakkaamaton verrokkialue.