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.

Metsikön rakenteen ja hakkuiden vaikutus pintakasvillisuuteen Etelä-Suomen yleisimmillä kasvupaikkatyypeillä

Taman tutkielman tarkoituksena oli selvittaa metsikon rakenteen seka hakkuiden vaikutuksia pintakasvillisuuden lajikoostumukseen ja biomassaan Etela-Suomen lehtomaisilla, tuoreilla ja kuivahkoilla kankailla. Aineistona tassa tyossa on 8. valtakunnan metsien inventoinnin yhteydessa vuosina 1985–86 metsaluonnon ja ympariston tilan seurantaa varten perustetuista noin 3 000 pysyvasta koealasta poimittu otos. Pintakasvillisuuden lajisto muuttuu metsikon kehitysvaiheen mukaan. Hakkuu on huomattava hairio, joka aiheuttaa nopeita ja suuria muutoksia pintakasvillisuudessa. Pintakasvillisuutta on tarkasteltu lahinna lajiryhmittain (heinat, ruohot, varvut, sammalet seka jakalat). Kunkin lajiryhman peittavyyden eroavaisuuksia testattiin varianssianalyysilla kun selittavana muuttujana ovat luokittain metsikon ika ja edellisesta hakkuusta kulunut aika. Lajikohtaisia tarkasteluja on sen sijaan tehty kasvillisuuden ordinaatioanalyyseilla. Tassa kaytetty ordinaatiomenetelma on epametrinen moniulotteinen skaalaus (Non-metric multidimensional scaling, NMDS), jonka avulla voidaan tehda paatelmia kasvillisuuden rakenteen ekologisesta vaihtelusta ymparistomuuttujien suhteen. Harvennus- ja avohakkuiden vaikutuksia pintakasvillisuuteen myos mallinnettiin lajiryhmittain kayttaen yleistettyja lineaarisia malleja (Generalized linear models). Lajiryhmien peittavyyksien kehitysta mallinnettiin puuston pohjapinta-alan funktiona. Metsikon ian kasvaessa heinien ja ruohojen osuus pienenee, kun taas varpujen ja sammalten osuus lisaantyy. Harvennushakkuiden vaikutukset ovat lievempia kuin avohakkuiden eivatka ne useimmiten aiheuttaneet tilastollisesti merkittavia muutoksia pintakasvillisuuden peittavyyksissa. Avohakkuu sen sijaan on voimakkaampi ja aiheuttaa merkittavia muutoksia. Heinia ja ruohoja esiintyy hakkuun jalkeen enemman ja vastaavasti sammalet ja varvut taantuvat. Kasvillisuuden kokonaispeittavyys ja biomassa ovat suurimmillaan hakkaamattomissa metsikoissa. Harvennushakkuun jalkeen peittavyys ja biomassa voi kuitenkin hetkellisesti olla suurimmillaan kun harvennuksesta on kulunut muutama vuosi. Yleistetyt lineaariset mallit kuvasivat pintakasvillisuuden kehitysta metsikon pohjapinta-alan funktiona luotettavasti. Malleja voidaan kayttaa myos ennustamaan miten pintakasvillisuus kehittyy avohakkuun jalkeen. Malleja voidaan soveltaa esimerkiksi laskettaessa pintakasvillisuuden sitoman hiilen maaraa eriikaisissa metsissa. Niiden avulla voidaan myos arvioida esimerkiksi avohakkuuta voimaperaisemman energiapuun korjuun vaikutuksia pintakasvillisuuden runsauteen.