Internet- ja postikysely osallistavan suunnittelun menetelmänä Puijon metsäsuunnitteluprosessissa

Osallistavan suunnittelun määrä Suomessa on viime vuosina kasvanut huomattavasti. Asukaskyselyt ovat yksi tapa osallistaa asukkaita, ja ne sopivat erityisesti suuren yleisön osallistamiseen. Internetissä toteutetut asukaskyselyt nopeuttaisivat ja helpottaisivat asukaskyselyiden tekemistä mm. siksi, että tieto voidaan tallentaa suoraan sähköiseen muotoon. Internetin käyttö asukaskyselyiden tekemisessä on kuitenkin uusi menetelmä, josta on vasta vähän tutkimustietoa. Ongelmallista Internet-kyselyissä on se, että kasvaneista käyttäjämääristä huolimatta kaikilla ei edelleenkään ole mahdollisuutta käyttää Internetiä. Lisäksi Internet-kyselyn otos on yleensä valikoitunut ja otoskoon määritteleminen on hankalaa. Tutkielma toteutettiin osana Kuopion kaupungin Puijon alueen vuorovaikutteista suunnitteluprosessia. Tutkielman tavoitteena oli vertailla Internet-kyselyä postikyselyyn, jotta saataisiin selville, onko Internet-kysely kelvollinen osallistamismenetelmä. Lisäksi tavoitteena oli profiloida vastaajia mielipiteiden ja taustamuuttujien perusteella. Tutkielman aineistona oli Kuopiossa tammikuussa 2009 toteutetun, Puijon aluetta koskevan asukaskyselyn tulokset. Aineiston analysointiin käytettiin faktorianalyysia, klusterianalyysia, erotteluanalyysia ja korrespondenssianalyysia. Katoa tutkittiin ?2-testillä ja laskemalla ristitulosuhteet. Sekä Internet- että postikyselyn vastaajista muodostuivat Tyytymättömien, Tyytyväisten ja Luonnonsuojelijoiden vastaajaryhmät, joilla olivat melko samanlaiset mielipiteet ja taustamuuttujat molemmissa aineistoissa. Tyytymättömät olivat tyytymättömiä Puijon alueen nykytilaan eivätkä arvostaneet Puijoa. Myös Luonnonsuojelijat olivat tyytymättömiä Puijon alueen ja metsien nykyiseen hoitoon, mutta eivät kannattaneet metsänhoitoa. Tyytyväisten mielestä Puijon alueella kaikki on nyt kunnossa. Lisäksi postikyselyn aineistosta muodostui Kehittäjät-ryhmä ja Internet-kyselyn vastaajista Virkistäytyjät-ryhmä. Internet-kyselyssä 46–60-vuotiaat ja korkeakoulutetut olivat yliedustettuina, mutta kummallakaan kyselyllä ei saatu edustavaa otosta kuopiolaisista. Katoa oli paljon. Edes keskustelua herättänyt aihe ei riittänyt aktivoimaan kuopiolaisia vastaamaan kyselyyn ja tutkielmassa käytettyjen tutkimusmenetelmien kannalta kyselylomake oli puutteellinen. Tämän tutkielman tuloksista saatiin lopulta lähinnä suuntaviivoja Puijon suunnitelmaehdotuksille. Kunnissa tarvitaan uusia työkaluja osallistamiseen, ja tähän tarpeeseen Internet-kysely olisi kustannustehokas vastaus. Sen vuoksi Internet-kyselyä kannattaa edelleen tutkia ja kehittää. Internet-kyselyllä olisi mahdollista saada edustavampi otos, jos vastaajat valittaisiin satunnaisotannalla ja he saisivat salasanan kyselyyn. Myös kaikille avoimella kyselyllä voitaisiin kartoittaa mielipiteitä, kunhan tuloksia tulkittaisiin kriittisesti.

Metsämaan vesitaseen muutokset Suomessa ilmaston muuttuessa

Muuttuva ilmasto, erityisesti kohoava lämpötila ja hiilidioksidipitoisuus, ei voi olla vaikuttamatta metsien kasvuun Suomessa. Metsätalouden sopeutumistoimilla voidaan pyrkiä lisääntyvän tuotospotentiaalin hyödyntämiseen ja metsätuhoriskien pienentämiseen. Sopeutumistoimien suunnittelemiseksi tarvitaan kuitenkin ensin tietoa siitä, miten ilmasto muuttuu ja mitä vaikutuksia ilmastonmuutoksella on. Työni oli osa vuonna 2005 käynnistettyä Ilmastonmuutoksen sopeutumistutkimusohjelmaa (ISTO). ISTO, ja näin myös oma tutkimukseni, tuottaa siis tietoa, jonka avulla voidaan mukauttaa metsänhoitoa vastaamaan muuttuvia ilmastooloja. Työssä tarkasteltiin maan vesipitoisuutta menneessä, nykyisessä ja muuttuvassa ilmastossa. Tavoitteena oli ennustaa, miten kuivuuden esiintyminen muuttuu Suomessa. Lisäksi menneiden kuivien vuosien kasvuvaikutuksia tutkittiin lustomittausten avulla. Vesitasemuutoksia lähdettiin tutkimaan mallilaskelmilla. Laskelmat perustuivat yksinkertaiseen open bucket – tyyppiseen vesimalliin. Mallissa maaperä ajatellaan tilana, johon sadanta ja lumen sulaminen tuovat vettä. Haihdunta ja valunta päinvastaisesti vähentävät sitä. Mallia sovellettiin Metlan yhdeksällä provenienssikoealueella, joihin lukeutui sekä kuusikoita että männiköitä eri kasvupaikoilta. Mallin yksinkertaisuuden takia koealueilta tarvittiin ainaostaan päivittäiset tiedot lämpötilasta, sadannasta, säteilystä ja VPD:stä. Lisäksi tuli selvittää kasvupaikkojen savi- ja hiekkapitoisuudet maaperäparametrien laskemiseksi. Vesimallilla tehtiin kahdet laskelmat. Ensimmäisissä laskettiin päivittäistä vesitasetta vuosina 1961-2008 mitattua sääaineistoa käyttäen. Toisissa laskelmissa käytettiin mitatusta säädatasta modifioitua sääennustetta. Lämpötilaa ja sadantaa oli kasvatettu vastaamaan vuosisadan lopulle tehtyä ennustetta. Näiden kahden laskelman tuloksia vertailtiin keskenään kuivuuspäivien lukumäärän osalta. Malliin oli siis ohjelmoitu kuivuuspäiväindeksi. Indeksin perusteella kuivuutta katsottiin olleen päivänä, jolloin kasveille käyttökelpoisen veden määrä laski alle 4 prosentin ja haihdunta leikkaantui 90 prosentilla normaalitasoon nähden. Kuivuuspäivät lisääntyivät kaikilla provenienssikoealueilla. Suurin muutos olisi tulosten perusteella odotettavissa etelärannikolla ja männyn kasvupaikoilla, jotka jo entuudestaan olivat alueista kuivimpia. Vähäisin muutos olisi taas odotettavissa kuusen kasvupaikoilla, etenkin jos sijainti ei ole aivan eteläisimmässä Suomessa. Kasvuvaikutuksia koskevien tulosten perusteella maan vesipitoisuus ei ole ollut merkittävä lustojen kasvua rajoittava tekijä provenienssikoealueilla menneinä vuosikymmeninä. Kuivuuspäivien määriin ei tule suhtautua absoluuttisina totuuksina, sillä ne ovat määritelmänsä mukaisesti vain suuntaa antavia. Niiden avulla voidaan tehdä ainoastaan päätelmiä metsiköiden ja vuosien välisistä suhteellisista eroista ja kehityssuunnista. Suoria johtopäätöksiä puuston kasvusta tai elinvoimaisuudesta ei pystytä tekemään. Eikä myöskään pystytä arvioimaan, reagoivatko mänty ja kuusi ennustettuihin muutoksiin eri tavoin. Voidaan kuitenkin päätellä, että keskimääräisten vuotuisten kuivuuspäivien lukumäärän kasvu johtaa brutto- ja nettoprimäärituotoksen vähenemiseen. Tätä kautta kuivuuden lisääntyminen alentaa myös kasvua verrattuna tilanteeseen, jossa kuivuuspäivien määrä pysyisi muuttumattomana.

Root system traits of Norway spruce, Scots pine, and silver birch in mixed boreal forests: an analysis of root architecture, morphology, and anatomy

The aim of this thesis was to unravel the functional-structural characteristics of root systems of Betula pendula Roth., Picea abies (L.) Karst., and Pinus sylvestris L. in mixed boreal forest stands differing in their developmental stage and site fertility. The root systems of these species had similar structural regularities: horizontally-oriented shallow roots defined the horizontal area of influence, and within this area, each species placed fine roots in the uppermost soil layers, while sinker roots defined the maximum rooting depth. Large radial spread and high ramification of coarse roots, and the high specific root length (SRL) and root length density (RLD) of fine roots indicated the high belowground competitiveness and root plasticity of B. pendula. Smaller radial root spread and sparser branching of coarse roots, and low SRL and RLD of fine roots of the conifers could indicate their more conservative resource use and high association with and dependence on ectomycorrhiza-forming fungi. The vertical fine root distributions of the species were mostly overlapping, implying the possibility for intense belowground competition for nutrients. In each species, conduits tapered and their frequency increased from distal roots to the stem, from the stem to the branches, and to leaf petioles in B. pendula. Conduit tapering was organ-specific in each species violating the assumptions of the general vascular scaling model (WBE). This reflects the hierarchical organization of a tree and differences between organs in the relative importance of transport, safety, and mechanical demands. The applied root model was capable of depicting the mass, length and spread of coarse roots of B. pendula and P. abies, and to the lesser extent in P. sylvestris. The roots did not follow self-similar fractal branching, because the parameter values varied within the root systems. Model parameters indicate differences in rooting behavior, and therefore different ecophysiological adaptations between species.

Suokasvillisuuden vaste muuttuvaan ilmastoon: kokeellinen tutkimus kuivumisen vaikutuksesta

Soilla on merkittävä rooli ilmastonmuutoksen hillitsemisessä suuren hiilivarastonsa sekä ekosysteemin ja ilmakehän välisen kaasunvaihdon ansiosta. Ilmastonmuutoksen ennustetaan vaikuttavan suokasvillisuuteen ja suon toimintaan epäsuorasti. Vedenpinnan ennustetaan laskevan 14–21 cm johtuen kasveista ja avoimilta pinnoilta tapahtuvan haihdunnan lisääntymisestä lämpötilan noustessa, mikäli sadanta ei lisäänny. Aiemmat vedenpinnan laskun jälkeistä kasvillisuutta seuranneet tutkimukset ovat osoittaneet, että putkilokasvit hyötyvät alhaisemmasta vedenpinnan tasosta ja että kuljuun sopeutuneet rahkasammalet kärsivät kuivuneista oloista. Kasvillisuuden runsaussuhteiden muuttumisen lisäksi kasviyhteisöjen monimuotoisuus vähenee. Erityisen herkkiä vedenpinnan laskulle ovat olleet välipinta- ja kuljurahkasammalet ja sarat. Funktionaalisten kasviryhmien vasteiden selvittämiksesi käytettiin BACI (before-after-control-impact) –tutkimusotetta. Tutkimuksessa oli kolme verrokkialaa ja kolme käsittelyalaa, joissa vedenpintaa oli laskettu 14–21 senttimetriin. Lisäksi vertailukohdaksi tutkimuksessa oli mukana kolme alaa, joissa oli tehty metsäojitus n. 50 vuotta sitten. Nämä toistot sijaitsivat meso-, oligo ombrotrofisilla suotyypeillä Oriveden Lakkasuolla. Kasvillisuus kartoitettiin ja vedenpinnat mitattiin aloilta ennen käsittelyä vuonna 2000 sekä vuosina 2001–2003 ja 2009. Aineisto analysoitiin TWINSPAN- (PC-Ord), PRC ja DCA (CANOCO)-monimuuttujamenetelmillä. Tulokset osoittivat, että verrokki- ja käsittelyalat olivat samanlaisia lähtökohdiltaan, joten niitä voitiin käsittelyn jälkeen verrata toisiinsa. Kasvillisuuden rakenne vaihteli vuosien välillä myös verrokkialoilla, mikä osoittaa kasvien sopeutumiskyvyn muuttuviin sääoloihin (lämpötila, sademäärä). Vuosi 2003 erottui tutkimuksessa alhaisella vedenpinnantasolla, mutta toisaalta myös ainavihantien varpujen suuren peittävyyden osalta. Vuoteen 2009 mennessä kasvillisuuden erityisesti sarojen peittävyys väheni. Ravinteikkaimmilla toistoilla kasvillisuuden vasteet vaikuttivat olevan vahvemmat kuin vähäravinteisilla toistoilla. Kasviryhmistä kulju- ja välipintasammalilla oli vahvimmat vasteetvedenpinnan laskuun ja mätäslajeilla heikoimmat. Tulosten mukaan kasviryhmien vasteet vaihtelevat riippuen tarkasteltavasta aikajaksosta: ensimmäiset kolme vuotta käsittelyn jälkeen suo oli häiriötilassa ja vasta sen jälkeen kasvillisuus sopeutui muuttuneisiin oloihin.

Stand growth and management scenarios for Paraserianthes falcataria smallholder plantations in Indonesia

Paraserianthes falcataria is a very fast growing, light wood tree species, that has recently gained wide interest in Indonesia for industrial wood processing. At the moment the P. falcataria plantations managed by smallholders are lacking predefined management programmes for commercial wood production. The general objective of this study was to model the growth and yield of Paraserianthes falcataria stands managed by smallholders in Ciamis, West Java, Indonesia and to develop management scenarios for different production objectives. In total 106 circular sample plots with over 2300 P. falcataria trees were assessed on smallholder plantation inventory. In addition, information on market prices of P. falcataria wood was collected through rapid appraisals among industries. A tree growth model based on Chapman-Richards function was developed on three different site qualities and the stand management scenarios were developed under three management objectives: (1) low initial stand density with low intensity stand management, (2) high initial stand density with medium intensity of intervention, (3) high initial stand density and strong intensity of silvicultural interventions, repeated more than once. In general, the 9 recommended scenarios have rotation ages varying from 4 to 12 years, planting densities from 4x4 meters (625 trees ha-1) to 3x2 meters (1666 trees ha-1) and thinnings at intensities of removing 30 to 60 % of the standing trees. The highest annual income would be generated on high-quality with a scenario with initial planting density 3x2 m (1666 trees ha-1) one thinning at intensity of removing 55 % of the standing trees at the age of 2 years and clear cut at the age of 4 years.

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.

Microsite occupancy and spatial structure of regeneration in three late-successional Norway spruce forests in northern Europe

A comparison of microsite occupancy and the spatial structure of regeneration in three areas of late-successional Norway spruce dominated forest. Pallas-Ylläs is understood to have been influenced only by small-scale disturbance; Dvina-Pinega has had sporadic larger-scale disturbances; Kazkim has been affected by fire. All spruce and birch trees with diameter at breast height (DBH) ?10 cm were mapped in five stands on 40 m x 400 m transects, and those with DBH < 10 cm on 2 or 4 m x 400 m subplots. Microsite type was inventoried at 1m intervals along the centre line and for each tree with DBH < 10 cm. At all study areas small seedlings (h < 0.3 m, DBH < 10 cm) preferentially occupied disturbed microsites. In contrast, spruce saplings (h ? 1.3 m, DBH <10 cm) at all study areas showed less, or no, preference. At Pallas-Ylläs spruce seedlings (h < 1.3 m, DBH < 10 cm) and saplings (h ? 1.3 m, DBH < 10 cm) exhibited spatial correlation at scales from 32-52 m. At Dvina-Pinega saplings of both spruce and birch exhibited spatial correlation at scales from 32-81 m. At Kazkim spatial correlation of seedlings and saplings of both species was exhibited over variable distances. No spatial cross-correlation was found between overstorey basal area (DBH ? 10 cm) and regeneration (h ? 1.3 m, DBH < 10 cm) at any study area. The results confirm the importance of disturbed microsites for seedling establishment, but suggest that undisturbed microsites may sometimes be more advantageous for long-term tree survival. The regeneration gap concept may not be useful in describing the regeneration dynamics of late-successional boreal forests.

Korpien ennallistamisen lyhyen aikavälin vaikutukset puustorakenteeseen

Korpien puustorakenteen palautumisen nopeus ja ennallistettujen kohteiden kehitys on huonosti tunnettua. Monet tutkimukset ovat osoittaneet, että korvet ovat lajistollisen monimuotoisuuden keskittymiä boreaalisessa vyöhykkeessä. Korvet ovat usein merkittäviä lahopuukeskittymiä, joten niillä on iso vaikutus lahottajalajistolle. Valtaosa suojelualu- eiden korvista Etelä-Suomessa on ojitettu ja korpien puustorakenne on metsätalouden muovaamaa ja yksipuolistamaa. Korpien puustorakennetta tutkittiin kahdella erillisellä tutkimusalueella, jotka sijaitsevat Etelä-Suomessa. Työn tavoit- teena oli selvittää luonnontilaisten ja ennallistettujen korpien puuston rakenteellista monimuotoisuutta sekä ennallista- mistoimien vaikutuksia Evon suojelumetsässä ja Liesjärven kansallispuistossa. Molemmat alueet ovat olleet aikaisem- min metsänhoidon piirissä. Evolta valittiin tarkasteluun ennallistettuja ja luonnontilaisen kaltaisia korpia: 12 ennallis- tettua koealaa ja 16 luonnontilaisen kaltaista koealaa. Liesjärveltä valittiin tarkasteluun ennallistettu Soukonkorpi, jossa oli 15 koealaa. Koealat olivat pinta-alaltaan neljä aaria. Evon tutkimusalueella maastomittaukset on tehty kesällä 2002 ja 2010. Liesjärven tutkimusalueella maastomittaukset on tehty vuosina 1995–2010. Tarkastellut muuttujat olivat elävän puuston määrä ja puulajisuhteet, lahopuun määrä ja laatu (lahopuutyyppi, läpimittaluokka, lahoaste ja puulaji). Lahopuuston määrää ja laatua sekä lahopuuston ja elävän puuston suhdetta kuvaavien muuttujien välisiä eroja testattiin ei-parametrisellä Kolmogorov-Smirnov-testillä. Evon ja Liesjärven tutkimusalueiden ennallistamistoimien yhtenä tavoitteena oli lahopuumäärien lisääminen ja laho- puun monipuolistaminen. Lahopuun lisäämisessä on onnistuttu molemmilla tutkimusalueilla. Ennallistamisen jälkeen lahopuumäärä kasvoi Evolla kolminkertaiseksi 8 vuodessa. Lahopuuta oli ennallistamisen jälkeen keskimäärin 71 m³/ha. Sen sijaan Evon luonnontilaisen kaltaisissa korvissa lahopuumäärä pysyi keskimäärin samana (28 m³/ha) tar- kastelujakson aikana. Liesjärvellä lahopuumäärä kasvoi ennallistamisen jälkeen noin kuusinkertaiseksi 15 vuodessa. Lahopuuta oli ennallistamisen jälkeen keskimäärin 124 m³/ha. Suuriläpimittaisen (? 30 cm) lahopuun määrä kasvoi huomattavasti ennallistamisen jälkeen molemmilla tutkimusalueilla. Suuriläpimittaisen lahopuun määrä kasvoi Evolla noin 12-kertaiseksi ja Liesjärvellä noin 9-kertaiseksi. Lahopuun määrä ja laatu vaihtelivat suuresti ennallistettujen ja luonnontilaisen kaltaisten korpien välillä. Evolta löytyi lahopuustoltaan runsaita ja monipuolisia korpia, mutta myös korpia, joiden lahopuusto on luonnontilaisiin korpiin ver- rattuna määrältään vähäistä ja laadultaan yksipuolista. Liesjärvellä koealojen lahopuumäärät poikkesivat suuresti toisis- taan. Valtaosalla koealoista lahopuusto oli kuitenkin runsaampaa ja monimuotoisempaa kuin talousmetsissä yleensä. Molemmilla tutkimusalueilla ennallistetut korvet muistuttavat nyt puustorakenteeltaan lahopuun osalta enemmän luon- nontilaisia korpia kuin ennen ennallistamista. Ilman ennallistamistoimia lahopuumäärän kasvu olisi todennäköisesti ollut hidasta. Evolla ennallistettujen ja luonnontilaisen kaltaisten korpien välillä oli tilastollisesti merkitseviä eroja suuriläpimittaisen lahopuun ja tuoreimpien lahoasteiden (1 ja 2) määrässä. Valtaosalla korvista oli lahopuuta vähintään 20 m³/ha. Metsäaluetasolla keskimäärin 20–30 m³/ha järeää, vaihtelevanlaatuista lahopuuta näyttäisi aikaisempien tutkimusten mukaan täyttävän useimpien saproksyylilajien elinympäristövaatimukset Etelä-Suomessa.

Pystynävertäjän (Tomicus piniperda) vaikutus männyn (Pinus sylvestris) fotosynteesiin ja VOC-emissioihin

Pystynävertäjä on Suomessa yksi merkittävimpiä mäntyjen tuhohyönteisiä. Se syö männynversoja ontoiksi, minkä seurauksena nämä tippuvat maahan. Tästä aiheutuu puulle kasvutappioita ja metsänomistajalle tulonmenetyksiä. Pystynävertäjän ekologiaa on tutkittu paljon, mutta ei tiedetä, miten se vaikuttaa versojen fotosynteesiin ja haihtuvien orgaanisten yhdisteiden eli VOC-yhdisteiden emissioihin ennen versojen putoamista. Monissa muissa tutkimuksissa on havaittu herbivoreilla olevan vaikutusta isäntäkasviensa fotosynteesiin. Lisäksi herbivorian seurauksena isäntäkasvin VOC-emissiot ovat voineet muuttua laadultaan tai määrältään. Pystynävertäjän vaikutuksia versoihin tutkittiin kokeellisesti SMEAR II -asemalla Pirkanmaalla. Pystynävertäjän vaurioittamien ja kontrolliversojen fotosynteesiä mittattiin kahden männyn latvuksessa heinä–syyskuussa 2010. Mittaukset tehtiin kannettavalla fotosynteesimittauslaitteistolla. Samalla otettiin VOC-näytteitä neulasten emissioista adsorbenttiputkiin. Lisäksi toisesta koepuusta suljettiin pystynävertäjäja kontrolliverso raamikyvettiin, johon mahtui oksan kärkeä n. 20 cm. Raamikyvetin läpi kierrätetystä ilmasta kerättiin VOC-näytteitä SPME-kuituun ja siihen sitoutuneet yhdisteet analysoitiin enantiomeereittain. Pystynävertäjä- ja kontrolliversojen välillä ei ollut selvää eroa hiilen assimilaatiossa, transpiraatiossa, ilmarakokonduktanssissa, vedenkäytön tehokkuudessa tai fotokemiallisessa saannossa. Vain pahimmin vaurioituneissa versoissa vaurio vaikutti fotosynteesiin huomattavasti. Esimerkiksi fotokemiallinen saanto laski selvästi vasta, kun verso oli juuri katkeamaisillaan pystynävertäjän sisäänmenoreiän kohdalta. Neulaskyvettimittausten perusteella vaikuttaa siltä, että pystynävertäjä toisella koepuulla lisää monoterpeeniemissioita ja toisella vähentää niitä. Raamikyvettimittauksessa pystynävertäjä lisäsi (+)-enantiomeerin osuutta ?- ja ?-pineeni- sekä limoneeniemissioista, mutta emissioiden kokonaismäärä ei juuri eronnut kontrolliversosta. Pystynävertäjän vaikutukset versojen fotosynteesiin jäivät vähäisiksi, vaikka pystynävertäjä olikin tehnyt versoihin yhdestä neljään reikää ja niiden kohdalta poistanut suuren osan verson poikkileikkauspinta-alasta. Pystynävertäjän aiheuttamat kasvutappiot vaikuttavatkin olevan seurausta lähes yksinomaan versojen putoamisesta. Pystynävertäjä ei juuri vaikuttanut versosta haihtuvien yhdisteiden kokonaismäärään, mutta se muutti niiden keskinäisiä runsaussuhteita ja erityisesti enantiomeerien runsaussuhteita. Pystynävertäjien vaikutukset VOC-emissioihin näyttävät riippuvan suuresti kemotyypistä. Laajempien johtopäätösten tekeminen pystynävertäjän vaikutuksista männyn VOC-emissioihin vaatisi tutkimuksen toistamista suuremmalla koepuumäärällä.

Monimuotoisuudelle arvokkaat ontot puut kaupunkialueilla – onttojen runkojen esiintymistodennäköisyyteen vaikuttavat tekijät

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää lahosta puuaineesta riippuvaiselle lajistolle tärkeiden onttojen puiden ominaisuuksien vaikutusta pääkaupunkiseudun jalojen puistopuiden onttouden esiintymistodennäköisyyteen. Tutkimuksessa mitattavia ominaisuuksia olivat puiden läpimitta, puulaji, pituus sekä kasvupaikan valoisuus ja metsäisyys. Tutkittavia puulajeja olivat lehmus (Tilia cordata), vaahtera (Acer platanoides), tammi (Quercus robur), saarni (Fraxinus excelsior) ja jalavat (Ulmus glabra ja U. laevis). Tutkimuskohteina olivat pääkaupunkiseudulla sijaitsevat 14 viheraluetta, jotka vaihtelivat metsäisistä puustokeskittymistä valoisiin ja intensiivisesti hoidettuihin puistoihin. Onttouden esiintymisen riippuvuutta muista muuttujista tutkittiin korrelaatioanalyysillä sekä logistisilla regressioanalyyseillä, joissa huomioitiin myös puiden jakaantuminen viheraluiden välillä. Puulajilla ja puun läpimitalla oli vaikutusta onttouden esiintymistodennäköisyyteen. Kasvupaikan valoisuudella oli merkitystä rungon onttoutumisessa ainakin lehmukselle ja vaahteralle. Metsäisyys liittyy valoisuuteen ja näiden muuttujien vaikutus rungon onttoutumistodennäköisyyteen on kietoutunut toisiinsa. Pituudella ei todennäköisesti ollut merkitystä onttoutumiseen. Tulosten perusteella etenkin pääkaupunkiseudun lehmukset sekä vaahterat ovat herkkiä onttoutumaan ja täten ne muodostavat monimuotoisia elinympäristöjä. Valoisuuden ja metsäisyyden vaikutus onttoutumiseen on vahvasti sidoksissa puiden hoitoon ja hoitotoimilla on siis suuri vaikutus onkaloiden syntyyn.

Studies of fungi associated with Tomicus piniperda L. in Finland

The Scots pine bark beetle, Tomicus piniperda is a secondary colonizer of pine and other conifers. It is a native species from Europe and Asia that was recently introduced in North America. Although it is necessary to understand this insect's interactions with other organisms, few studies have focussed on its fungal associates. This study focused on the effect of latitude in the occurrence of fungi associated with T. piniperda. T. piniperda were collected from Pinus sylvestris in Northern (Rovaniemi) and Southern (Hyytiala) Finland. Both endo- and epi- mycota were isolated. The fungi were identified using a combination of morphological features and molecular data. The results revealed a great diversity of fungi species associated with T. piniperda, with a total of 3073 isolates representing 23 species. The most frequently isolated fungi in the bark beetles from Northern Finland were Beauvaria bassiana, Kuraishia sp. and Penicillium sp. whereas P. brevicompactum and Mortierella sp. were mostly observed in the South. Ophiostoma canum and O. minus were also observed. The number of isolates per insect in the north was 2.83 epi- and 2.38 for endo-mycota fungus. In the south, the number of isolates per insect was 4.1 for epi- and 3.5 for endo-mycota. Statistical analysis indicated that there was significant differences in fungal populations associated with the beetles in Southern and Northern Finland. There was however no significant difference between the epi- and endo-mycota fungal populations. The highest richness and diversity of the fungal species was observed in the South. However, the overall fungal diversity index analysis revealed that the mycobiota was undersampled.

Tree mortality, fire scar formation and regeneration 8 years after low-intensity fire in managed Pinus sylvestris stands

Fire is an important driver of the boreal forest ecosystem, and a useful tool for the restoration of degraded forests. However, we lack knowledge on the ecological processes initiated by prescribed fires, and whether they bring about the desired restoration effects. The purpose of this study was to investigate the impacts of low-intensity experimental prescribed fires on four ecological processes in young commercial Scots pine (Pinus sylvestris) stands eight years after the burning. The processes of interest were tree mortality, dead wood creation, regeneration and fire scar formation. These were inventoried in twelve study plots, which were 30 m x 30 m in size. The plots belonged to two different stand age classes: 30-35 years or 45 years old at the time of burning. The study was partly a follow-up of study plots researched by Sidoroff et al. (2007) one year after burning in 2003. Tree mortality increased from 183 stems ha-1 in 2003 to 259 stems ha-1 in 2010, corresponding to 15 % and 21 % of stem number respectively. Most mortality was experienced in the stands of the younger age class, in smaller diameter classes and among species other than Scots pine. By 2010, the average mortality of Scots pine per plot was 18%, but varied greatly ranging from 0% to 63% of stem number. Delayed mortality, i.e. mortality that occurred between 2 and 8 years after fire, seemed to become more important with increasing diameter. The input of dead wood also varied greatly between plots, from none to 72 m3 ha-1, averaging at 12 m3 ha-1. The amount of fire scarred trees per plot ranged from none to 20 %. Four out of twelve plots (43 %) did not have any fire scars. Scars were on average small: 95% of scars were less than 4 cm in width, and 75% less than 40 cm in length. Owing to the light nature of the fire, the remaining overstorey and thick organic layer, regeneration was poor overall. The abundance of pine and other seedlings indicated a viable seed source existed, but the seedlings failed to establish under dense canopy. The number of saplings ranged from 0 to 12 333 stems ha-1. The results of this study indicate that a low intensity fire does not necessarily initiate the ecological processes of tree mortality, dead wood creation and regeneration in the desired scale. Fire scars, which form the basis of fire dating in fire history studies, did not form in all cases.

Phytophthora in Finnish nurseries

Human-mediated movement of plants and plant products is now generally accepted to be the primary mode of introduction of plant pathogens. Species of the genus Phytophthora are commonly spread in this way and have caused severe epidemics in silviculture, horticulture as well as natural systems all over the world. The aims of the study were to gather information on the occurrence of Phytophthora spp. in Finnish nurseries, to produce information for risk assessments for these Phytophthora spp. by determining their host ranges and tolerance of cold temperatures, and to establish molecular means for their detection. Phytophthora cactorum was found to persist in natural waterbodies and results suggest that irrigation water might be a source of inoculum in nurseries. In addition to P. cactorum, isolates from ornamental nursery Rhododendron yielded three species new to Finland: P. ramorum, P. plurivora and P. pini. The only species with quarantine status, P. ramorum, was most adapted to growth in cold temperatures and able to persist in the nursery in spite of an annual sanitation protocol. Phytophthora plurivora and the closely related P. pini had more hosts among Nordic tree and plant species than P. ramorum and P. cactorum, and also had higher infectivity rates. All four species survived two weeks in -5 °C , and thus soil survival of these Phytophthoras in Finland is likely under current climatic conditions. The most common tree species in Finnish nurseries, Picea abies, was highly susceptible to P. plurivora and P. pini in pathogenicity trials. In a histological examination of P. plurivora in P. abies shoot tissues, fast necrotrophic growth was observed in nearly all tissues. The production of propagules in P. abies shoot tissue was only weakly indicated. In this study, a PCR DGGE technique was developed for simultaneous detection and identification of Phytophthora spp. It reliably detected Phytophthora in plant tissues and could discriminate most test species as well as indicate instances of multiple-species infections. It proved to be a useful detection and identification tool either applied alone or in concert with traditional isolation culture techniques. All of the introduced species of Phytophthora had properties that promote a high risk of establishment and spread in Finland. It is probable that more pathogens of this genus will be introduced and become established in Finland and other Nordic countries unless efficient phytosanitary control becomes standard practice in the international plant trade.

Männyn (Pinus sylvestris L.) sydänpuun laadun ja määrän jalostamisen mahdollisuudet

Tässä työssä tutkittiin männyn sydänpuun määrän ja laadun jalostamisen mahdollisuuksia sekä sitä, miten sydänpuun ominaisuudet kytkeytyvät toisiinsa. Koska puun kasvu on jalostusohjelmassamme tärkeä jalostustavoite, otettiin kasvutunnuksista tarkasteluun mukaan rinnankorkeusläpimitta ja tutkittiin sen yhteyttä sydänpuun määrään ja laatuun. Erityisesti sydänpuun laatuominaisuuksien on todettu vaikuttavan puuaineen lahonkestävyyteen. Mikäli näihin ominaisuuksiin on mahdollista vaikuttaa jalostamalla, olisi valintaa mahdollista suunnata niin, että kaupalliseen tuotantoon saataisiin puita, joiden luontainen lahonkestävyys olisi nykyistä korkeampi. Tutkimuksen kohteena olleet jälkeläiskokeet sijaitsivat Savonrannalla ja Leppävirralla. Molemmilta jälkeläiskokeilta valittiin tutkittavaksi samat 53 puolisisarperhettä. Savonrannan jälkeläiskokeella otoskoko oli 10 jälkeläistä/perhe. Leppävirralla joistain perheistä tutkittiin vain 9 tai 8 jälkeläistä. Tutkittavista jälkeläisistä otettiin kairanlastunäyte, josta määritettiin sydänpuuosuus, sydänpuun lustojen lukumäärä sekä sydänpuun säde. Lisäksi otettiin näyte kokonaisfenolipitoisuuden ja tiheyden määrittämistä varten. Mitatuista tunnuksista estimoitiin ominaisuuksien heritabiliteetit, additiivisen geneettisen vaihtelun kerroin, ominaisuuksien väliset geneettiset ja fenotyyppiset korrelaatiot sekä kasvupaikkojen väliset geneettiset korrelaatiot. Saadut tulokset osoittavat, että erityisesti sydänpuun laatuominaisuuksien periytyvyys on korkea. Kokonaisfenolipitoisuuden periytyvyysaste oli molemmilla jälkeläiskokeilla 0,54. Tiheyden heritabiliteetti oli Leppävirralla 0,58 ja Savonrannallakin kohtalainen 0,26. Sydänpuun säteen, sydänpuun lustojen lukumäärän sekä sydänpuuprosentin periytyvyysasteet olivat kohtalaisia vain Leppävirran aineistossa. Myös rinnankorkeusläpimitan periytyvyyssaste jäi Savonrannalla selvästi alhaisemmaksi kuin Leppävirralla. Lahonkestävyysjalostuksen kannalta heritabiliteetit vaikuttavat kuitenkin hyviltä. Estimoitujen geneettisten korrelaatioiden perusteella sydänpuun määrän ja laadun samanaikainen jalostus vaikuttaa vaikealta. Geneettisten korrelaatioiden pohjalta pääteltiin myös, ettei kasvua lisäämällä pystytä parantamaan sydänpuun laatua. Sitä vastoin sydänpuun määrän ja kasvun välinen geneettinen yhteys vaikutti selvältä. Laatuominaisuuksien välille estimoitiin kohtalainen fenotyyppinen korrelaatio (0,31 ja 0,34), joten näyttää siltä, että puuaineen tiheyden lisääntyessä myös sen kokonaisfenolipitoisuus lisääntyy. Kasvupaikkojen väliset geneettiset korrelaatiot osoittivat, että samat genotyypit ovat parhaita kaikissa ympäristöissä. Savonrannan jälkeläiskokeella tavattiin alkuvuosina useita bioottisia stressitekijöitä, joilla on voinut olla vaikutusta nyt saatuihin tuloksiin. Lisätutkimus kasvupaikan vaikutuksesta tutkittuihin ominaisuuksiin on tarpeen myös siksi, että tässä tutkimuksessa verratut kasvupaikat olivat hyvin pitkälle toistensa kaltaiset.