Pre-harvest measurement of pine stands for sawing production planning.

To enhance the utilization of the wood, the sawmills are forced to place more emphasis on planning to master the whole production chain from the forest to the end product. One significant obstacle to integrating the forest-sawmill-market production chain is the lack of appropriate information about forest stands. Since the wood procurement point of view in forest planning systems has been almost totally disregarded there has been a great need to develop an easy and efficient pre-harvest measurement method, allowing separate measurement of stands prior to harvesting. The main purpose of this study was to develop a measurement method for pine stands which forest managers could use in describing the properties of the standing trees for sawing production planning. Study materials were collected from ten Scots pine stands (Pinus sylvestris) located in North Häme and South Pohjanmaa, in southern Finland. The data comprise test sawing data on 314 pine stems, dbh and height measures of all trees and measures of the quality parameters of pine sawlog stems in all ten study stands as well as the locations of all trees in six stands. The study was divided into four sub-studies which deal with pine quality prediction, construction of diameter and dead branch height distributions, sampling designs and applying height and crown height models. The final proposal for the pre-harvest measurement method is a synthesis of the individual sub-studies. Quality analysis resulted in choosing dbh, distance from stump height to the first dead branch (dead branch height), crown height and tree height as the most appropriate quality characteristics of Scots pine. Dbh and dead branch height are measured from each pine sample tree while height and crown height are derived from dbh measures by aid of mixed height and crown height models. Pine and spruce diameter distribution as well as dead branch height distribution are most effectively predicted by the kernel function. Roughly 25 sample trees seems to be appropriate in pure pine stands. In mixed stands the number of sample trees needs to be increased in proportion to the intensity of pines in order to attain the same level of accuracy.

Alikasvoksen mittaus ja kartoitus laserkeilauksella

Tasaikäisen metsän alle muodostuvilla alikasvoksilla on merkitystä puunkorjuun, metsänuudistamisen, näkemä-ja maisema-analyysien sekä biodiversiteetin ja hiilitaseen arvioinnin kannalta. Ilma-aluksista tehtävä laserkeilaus on osoittautunut tehokkaaksi kaukokartoitusmenetelmäksi varttuneiden puustojen mittauksessa. Laserkeilauksen käyttöönotto operatiivisessa metsäsuunnittelussa mahdollistaa aiempaa tarkemman tiedon tuottamisen alikasvoksista, mikäli alikasvoksen ominaisuuksia voidaan tulkita laseraineistoista. Tässä työssä käytettiin tarkasti mitattuja maastokoealoja ja kaikulaserkeilausaineistoja (discrete return LiDAR) usealta vuodelta (1–2 km lentokorkeus, 0,9–9,7 pulssia m-2). Laserkeilausaineistot oli hankittu Optech ALTM3100 ja Leica ALS50-II sensoreilla. Koealat edustavat suomalaisia tasaikäisiä männiköitä eri kehitysvaiheissa. Tutkimuskysymykset olivat: 1) Minkälainen on alikasvoksesta saatu lasersignaali yksittäisen pulssin tasolla ja mitkä tekijät signaaliin vaikuttavat? 2) Mikä on käytännön sovelluksissa hyödynnettävien aluepohjaisten laserpiirteiden selitysvoima alikasvospuuston ominaisuuksien ennustamisessa? Erityisesti haluttiin selvittää, miten laserpulssin energiahäviöt ylempiin latvuskerroksiin vaikuttavat saatuun signaaliin, ja voidaanko laserkaikujen intensiteetille tehdä energiahäviöiden korjaus. Puulajien väliset erot laserkaiun intensiteetissä olivat pieniä ja vaihtelivat keilauksesta toiseen. Intensiteetin käyttömahdollisuudet alikasvoksen puulajin tulkinnassa ovat siten hyvin rajoittuneet. Energiahäviöt ylempiin latvuskerroksiin aiheuttivat alikasvoksesta saatuun lasersignaaliin kohinaa. Energiahäviöiden korjaus tehtiin alikasvoksesta saaduille laserpulssin 2. ja 3. kaiuille. Korjauksen avulla pystyttiin pienentämään kohteen sisäistä intensiteetin hajontaa ja parantamaan kohteiden luokittelutarkkuutta alikasvoskerroksessa. Käytettäessä 2. kaikuja oikeinluokitusprosentti luokituksessa maan ja yleisimmän puulajin välillä oli ennen korjausta 49,2–54,9 % ja korjauksen jälkeen 57,3–62,0 %. Vastaavat kappa-arvot olivat 0,03–0,13 ja 0,10–0,22. Tärkein energiahäviöitä selittävä tekijä oli pulssista saatujen aikaisempien kaikujen intensiteetti, mutta hieman merkitystä oli myös pulssin leikkausgeometrialla ylemmän latvuskerroksen puiden kanssa. Myös 3. kaiuilla luokitustarkkuus parani. Puulajien välillä havaittiin eroja siinä, kuinka herkästi ne tuottavat kaiun laserpulssin osuessa puuhun. Kuusi tuotti kaiun suuremmalla todennäköisyydellä kuin lehtipuut. Erityisen selvä tämä ero oli pulsseilla, joissa oli energiahäviöitä. Laserkaikujen korkeusjakaumapiirteet voivat siten olla riippuvaisia puulajista. Sensorien välillä havaittiin selviä eroja intensiteettijakaumissa, mikä vaikeuttaa eri sensoreilla hankittujen aineistojen yhdistämistä. Myös kaiun todennäköisyydet erosivat jonkin verran sensorien välillä, mikä aiheutti pieniä eroavaisuuksia kaikujen korkeusjakaumiin. Aluepohjaisista laserpiirteistä löydettiin alikasvoksen runkolukua ja keskipituutta hyvin selittäviä piirteitä, kun rajoitettiin tarkastelu yli 1 m pituisiin puihin. Piirteiden selitysvoima oli parempi runkoluvulle kuin keskipituudelle. Selitysvoima ei merkittävästi alentunut pulssitiheyden pienentyessä, mikä on hyvä asia käytännön sovelluksia ajatellen. Lehtipuun osuutta ei pystytty selittämään. Tulosten perusteella kaikulaserkeilausta voi olla mahdollista hyödyntää esimerkiksi ennakkoraivaustarpeen arvioinnissa. Sen sijaan alikasvoksen tarkempi luokittelu (esim. puulajitulkinta) voi olla vaikeaa. Kaikkein pienimpiä alikasvospuita ei pystytä havaitsemaan. Lisää tutkimuksia tarvitaan tulosten yleistämiseksi erilaisiin metsiköihin.

Seasonal variation in nitrification and nitrate-reduction pathways in coastal sediments in the Gulf of Finland, Baltic Sea

The Baltic Sea is one of the most eutrophic marine areas in the world. The role of nitrogen as a eutrophicating nutrient in the Baltic Sea has remained controversial, due to lack of understanding of nitrogen cycling in the area. We investigated the seasonal variation in sediment nitrification, denitrification, anaerobic ammonium oxidation (anammox), and dissimilatory nitrate reduction to ammonium (DNRA) at two coastal sites in the Gulf of Finland. In addition to the in situ rates, we assessed the potential for these processes in different seasons. The nitrification and nitrogen removal processes were maximal during the warm summer months, when the sediment organic content was highest. In colder seasons, the in situ rates of the nitrification and nitrate reduction processes decreased, but the potential for nitrification remained equal to or higher than that during the warm months. The denitrification and nitrification rates were usually higher in the accumulation basin, where the organic content of the sediment was higher, but the transportation area, despite lower denitrification rates and potential, typically had higher potential for nitrification than the accumulation basin. Anammox and DNRA were not significant nitrate sinks in any of the seasons sampled. The results also show that the denitrification rates in the coastal Gulf of Finland sediment have decreased, and that benthic denitrification might be a less important sink for fixed nitrogen than previously assumed.

Intraspecific variation in brain size and architecture : population divergence and phenotypic plasticity

Brain size and architecture exhibit great evolutionary and ontogenetic variation. Yet, studies on population variation (within a single species) in brain size and architecture, or in brain plasticity induced by ecologically relevant biotic factors have been largely overlooked. Here, I address the following questions: (i) do locally adapted populations differ in brain size and architecture, (ii) can the biotic environment induce brain plasticity, and (iii) do locally adapted populations differ in levels of brain plasticity? In the first two chapters I report large variation in both absolute and relative brain size, as well as in the relative sizes of brain parts, among divergent nine-spined stickleback (Pungitius pungitius) populations. Some traits show habitat-dependent divergence, implying natural selection being responsible for the observed patterns. Namely, marine sticklebacks have relatively larger bulbi olfactorii (chemosensory centre) and telencephala (involved in learning) than pond sticklebacks. Further, I demonstrate the importance of common garden studies in drawing firm evolutionary conclusions. In the following three chapters I show how the social environment and perceived predation risk shapes brain development. In common frog (Rana temporaria) tadpoles, I demonstrate that under the highest per capita predation risk, tadpoles develop smaller brains than in less risky situations, while high tadpole density results in enlarged tectum opticum (visual brain centre). Visual contact with conspecifics induces enlarged tecta optica in nine-spined sticklebacks, whereas when only olfactory cues from conspecifics are available, bulbus olfactorius become enlarged.Perceived predation risk results in smaller hypothalami (complex function) in sticklebacks. Further, group-living has a negative effect on relative brain size in the competition-adapted pond sticklebacks, but not in the predation-adapted marine sticklebacks. Perceived predation risk induces enlargement of bulbus olfactorius in pond sticklebacks, but not in marine sticklebacks who have larger bulbi olfactorii than pond fish regardless of predation. In sum, my studies demonstrate how applying a microevolutionary approach can help us to understand the enormous variation observed in the brains of wild animals a point-of-view which I high-light in the closing review chapter of my thesis.

Harvesting undelimbed Scots pine (Pinus sylvestris L.) from first thinnings for integrated production of kraft pulp and energy

The present study evaluates the feasibility of undelimbed Scots pine (Pinus sylvestris L.) for integrated production of pulp and energy in a kraft pulp mill from the technical, economic and environmental points of view, focusing on the potential of bundle harvesting. The feasibility of tree sections for pulp production was tested by conducting an industrial wood-handling experiment, laboratory cooking and bleaching trials, using conventional small-diameter Scots pine pulpwood as a reference. These trials showed that undelimbed Scots pine sections can be processed in favourable conditions as a blend with conventional small-diameter pulpwood without reducing the pulp quality. However, fibre losses at various phases of the process may increase when using undelimbed material. In the economic evaluation, both pulp production and wood procurement costs were considered, using the relative wood paying capability of a kraft pulp mill as a determinant. The calculations were made for three Scots pine first-thinning stands with the breast-height diameter of the removal (6 12 cm) as the main distinctive factor. The supply chains included in the comparison were based on cut-to-length harvesting, whole-tree harvesting and bundle harvesting (whole-tree bundling). With the current ratio of pulp and energy prices, the wood paying capability declines with an increase in the proportion of the energy fraction of the raw material. The supply system based on the cut-to-length method was the most efficient option, resulting in the highest residual value at stump in most cases. A decline in the pulp price and an increase in the energy price improved the competitiveness of the whole-tree systems. With short truck transportation distances and low pulp prices, however, the harvesting of loose whole trees can result in higher residual value at stump in small-diameter stands. While savings in transportation costs did not compensate for the high cutting and compaction costs by the second prototype of the bundle harvester, an increase in transportation distances improved its competitiveness. Since harvesting undelimbed assortments increases nutrient export from the site, which can affect soil productivity, the whole-tree alternatives included in the present study cannot be recommended on infertile peatlands and mineral soils. The harvesting of loose whole trees or bundled whole trees implies a reduction in protective logging residues and an increase in site traffic or payloads. These factors increase the risk of soil damage, especially on peat soils with poor bearing capacity. Within the wood procurement parameters which were examined, the CO2 emissions of the supply systems varied from 13 27 kg m3. Compaction of whole trees into bundles reduced emissions from transportation by 30 39%, but these reductions were insufficient to compensate for the increased emissions from cutting and compaction.

Victims of the White War or Rebellions of the Green Revolution? Bolivian Indigenous Women Prisoners' Position in the "War on Drugs" Explored through a Criminological Gaze

Tässä tutkielmassa tarkastellaan Bolivialaisten naisvankien (alkuperäisväestön) ja globaalin huumesodan ("War on Drugs") välistä yhteyttä. Keskustelu sijoitetaan laajemmin kokan viljelyn politiikkaan ja alkuperäisväestön kulttuuriin. Kokaa viljeleviä köyhiä maalaisia, joista huomattava osa on naisia, on vangittu Boliviassa kiihtyvää tahtia viime vuosikymmeninä. Moni naisista on kokan tuotannossa ja kaupassa mukana, sillä se on monesti ainoa keino taloudelliseen selviämiseen. Yleisesti ottaen naisvangit ja naisrikolliset ovat marginaalinen ilmiö. Kansainvälisesti tarkasteltuna naisvankien suhteellinen osuus koko vankilaväestöstä on noin 5,2 % (keskiarvo). Boliviassa osuus on vaihdellut 6,1 %:n ja 17,1 %:n välillä vuosina 2000-2008. Naisvankien määrä yleisesti ottaen on ollut rajussa kasvussa, suurin syy naisten vangitsemiseen on huumausaineisiin liittyvät rikokset. Näyttää myös siltä että vähemmistöt ja etnisen taustan omaavat henkilöt ovat yliedustettuina vankilaväestössä. Bolivia seuraa tätä kansainvälistä trendiä. Tämä tutkielma on rajattu kysymyksiin Bolivian intiaaniperäisten naisten osuudesta maan huumerikollisuudessa, sekä heidän suhteellisen korkeaa vangitsemisastetta selittäviin yhteiskunnallisiin tekijöihin. Kysymykset sukupuolesta, etnisyydestä ja kokan viljelyn politiikasta ovat keskiössä. Yleisiä kriminologisia teorioita peilataan kriittisesti suhteessa aineistoon ja Bolivian kontekstiin. Huumesodan ja Bolivian ankaran huumelainsäädännön seurauksista keskustellaan kriittisesti, sekä pohditaan köyhän alkuperäisväestön massavangitsemisen tarpeellisuutta. Tutkimuskysymykseni ovat: mitkä tekijät selittävät kohtuullisen korkean intiaaniperäisten naisvankien määrän Boliviassa, ja mikä on heidän asemansa globaalissa huumesodassa? Tutkielmassa on analysoitu kvantitatiivista ja kvalitatiivista aineistoa. Päälähteenä on ollut Bolivian tilastokeskuksen tuottamat rikostilastot. Tutkielman tärkeimpänä löydöksenä voidaan pitää havaintoa, että vastoin tiettyjä olettamuksia, intiaaniperäiset naiset ovat hyvinkin aktiivisia perinteisesti miehisiksi käsitetyillä aloilla kuten rikollisuudessa ja politiikassa. Tutkielmassa osoitetaan myös, että pidätysten määrät ovat moninkertaistuneet muutamassa vuosikymmenessä. Koska kokan viljelyssä on kyse pääasiallisesti taloudellisesta toimeentulosta, tämä tutkielma kysyy, onko hengissä pysyminen rikos?

Seasonal and short-term variation in denitrification and anammox at a coastal station on the Gulf of Finland, Baltic Sea

Benthic processes were measured at a coastal deposition area in the northern Baltic Sea, covering all seasons. The N-2 production rates, 90-400 mu mol N m(-2) d(-1), were highest in autumn-early winter and lowest in spring. Heterotrophic bacterial production peaked unexpectedly late in the year, indicating that in addition to the temperature, the availability of carbon compounds suitable for the heterotrophic bacteria also plays a major role in regulating the denitrification rate. Anaerobic ammonium oxidation (anammox) was measured in spring and autumn and contributed 10% and 15%, respectively, to the total N-2 production. The low percentage did, however, result in a significant error in the total N-2 production rate estimate, calculated using the isotope pairing technique. Anammox must be taken into account in the Gulf of Finland in future sediment nitrogen cycling research.