Jouni Siipilehto (email), Saija Huuskonen, Soili Haikarainen, Jari Hynynen

Yhteispohjoismaiset metsikkötason kuolleisuusmallit

Siipilehto J., Huuskonen S., Haikarainen S., Hynynen J. (2020). Yhteispohjoismaiset metsikkötason kuolleisuusmallit. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2020 artikkeli id 10504. https://doi.org/10.14214/ma.10504

Tekijät
  • Siipilehto, ORCID ID:Sähköposti jouni.siipilehto@luke.fi (email)
  • Huuskonen, Luonnonvarakeskus (Luke), Luonnonvarat, Helsinki ORCID ID:Sähköposti saija.huuskonen@luke.fi
  • Haikarainen, Luonnonvarakeskus (Luke), Luonnonvarat, Helsinki ORCID ID:Sähköposti soili.haikarainen@luke.fi
  • Hynynen, Luonnonvarakeskus (Luke), Luonnonvarat, Helsinki ORCID ID:Sähköposti jari.hynynen@luke.fi

Vastaanotettu 16.12.2020 Hyväksytty 16.12.2020 Julkaistu 18.12.2020

Katselukerrat 4065

Saatavilla https://doi.org/10.14214/ma.10504 | Lataa PDF

Creative Commons -lisenssi full-model-article10504

Seloste artikkelista Siipilehto J., Allen M., Nilsson U., Brunner A., Huuskonen S., Haikarainen S., Subramanian N., Antón-Fernández C., Holmström E., Andreassen K., Hynynen J. (2020). Stand-level mortality models for Nordic boreal forests. Silva Fennica vol. 54 no. 5 article id 10414. https://doi.org/10.14214/sf.10414

Suomen, Ruotsin ja Norjan yhteisessä tutkimuksessa kehitettiin metsikkötason mallit puuston kuolleisuudelle tarkoituksena parantaa erityisesti vanhojen metsien ennusteiden luotettavuutta. Vanhojen metsien ennusteilla on tärkeä merkitys pitkän aikavälin kasvu- ja tuotosennusteissa ja niistä laskettavissa metsien hiilivaraston kehitysennusteissa. Mallit laadittiin Ruotsin ja Norjan valtakunnan metsien inventoinnin aineistoista ja niitä testattiin suomalaisella luonnonmetsien aineistolla.

Mallit laadittiin kaksivaiheisesti. Erillisillä malleilla ennustettiin puuston kuolemisen sijaan eloonjäämistä, mutta mallien tarkastelussa ne yhdistettiin kuolleisuutta ennustavaksi kokonaisuudeksi. Malli 1 ennusti todennäköisyyttä eloonjäämiselle tulevalla viiden vuoden kasvujaksolla. Se laadittiin aineistosta, jossa koealahavaintoja oli 16 459 Ruotsista ja 11 767 Norjasta. Malli 2 ennusti eloonjääneen puuston määrää tulevalla kasvujaksolla. Malli 2 laadittiin niiden koealojen avulla, joissa kuolleisuutta tavattiin (4218 havaintoa Ruotsista ja 3107 Norjasta). Testiaineisto sisälsi kuusivaltaisia, 80–290-vuotiaita luonnonmetsiä 57 koealalta.

Mallit laadittiin logistisella regressiolla. Eloonjäämismallin etu on, että siihen voidaan liittää painokertoimia vaihtelevien kasvujaksojen ja erikokoisten koealojen (314,16 m2 Ruotsissa ja 250 m2 Norjassa) vaikutusten huomioimiseksi. Eloonjäämismallin yleinen muoto oli:

e1

jossa P on vastemuuttuja, X'b lineaarinen malli selittävistä muuttujista X ja niille estimoiduista parametreista b. Eksponentin rp avulla korjattiin erimittaisten kasvujaksojen ja erikokoisten koealojen vaikutusta. Mallissa 1 rp1 = (kasvujakson pituus/5) × (koealan koko/314,16) ja Mallissa 2 rp2 = 314,16/koealan koko. Koealakoon kasvaessa eloonjäämisen todennäköisyys pienenee, kun taas pienemmällä koealalla kuolleisuus edustaa suurempaa osuutta kokonaispohjapinta-alasta. Keskimääräisen kuolleisuuden ennustamiseksi yhdistetään molemmat eloonjäämismallit ja metsikön pohjapinta-ala muotoon:

e2

Metsikön kehitysvaihetta kuvasivat puuston ikä ja läpimitan neliökeskiarvo DQ. Metsikön kilpailuasemaa kuvasivat puuston kokonaispohjapinta-ala ja runkoluku. Kasvupaikkojen eroja kuvattiin tuoreen ja kuivan kasvupaikan sekä turvemaan osoitinmuuttujilla ja metsikön maantieteellisiä ominaisuuksia lämpösumman, leveysasteen, korkeuden ja kaltevuuden avulla.

Eloonjäämisen todennäköisyyttä (Malli 1) selitti metsikön ikä, DQ, pohjapinta-ala, maaston kaltevuus ja metsikön sijainti turvemaalla sekä puuston harvennus menneellä viisivuotiskaudella. Metsikön ikä oli mallissa sellaisenaan sekä yhdistettynä männyn (Pinus sylvestris L.) ja lehtipuuston pohjapinta-alaosuuksiin, koska puulajit vanhenevat eri tavoin – mänty on pitkäikäisin ja lehtipuusto lyhytikäisin. Tämä ominaisuus näkyi Mallin 1 käyttäytymisessä siten, että metsikön vanhentuessa männikön ja lehtipuuston kuolleisuuden todennäköisyyksien erot kasvoivat erittäin suuriksi (Kuva 1). Molemmissa malleissa oli samoja selittäviä tekijöitä. Eloonjääneen puuston määrää ennustettaessa (Malli 2) selittäjäksi tuli Mallin 1 selittäjien lisäksi runkoluku, mutta metsikön sijainti turvemaalla jäi pois. Malliin 2 lisättiin maakohtainen Norja-osoitinmuuttuja, sillä maiden välistä eroa ei pystytty selittämään kasvupaikkaa, puustoa ja käsittelyä kuvaavilla tunnuksilla, vaikka metsämaan keskikaltevuudessa (Ruotsissa 5 % ja Norjassa 29 %) ja harvennusten esiintymisessä viimeisen viiden vuoden aikana (Ruotsissa 17 % ja Norjassa 4 %) erot olivat huomattavia.

1

Kuva 1. Ennustettu kuolleisuuden todennäköisyys tulevalla viiden vuoden kasvujaksolla nuoremmissa (alle 100 v) ja vanhemmissa metsissä erilaisilla puulajirakenteilla (puhdas vs. 50 %:n sekapuusto). Kuvan tuloksissa malleihin on sijoitettu Ruotsin aineiston keskimääräiset puustotunnukset: pohjapinta-ala 23 m2 ha–1, runkoluku 970 ha–1 nuoremmissa ja 700 ha–1 vanhemmissa metsiköissä sekä vastaavat neliökeskiarvot 17,4 cm ja 20,4 cm.

Laadittuja malleja tarkasteltiin havaitun ja ennustetun kuolleisuuden suhteen luokiteltujen puustotunnusten avulla. Tarkastelu osoitti, että malleihin oli saatu kuvattua erilaiset trendit kuolleisuuden ja runkoluvun, pohjapinta-alan, keskiläpimitan ja puulajiosuuksien välillä. Valmiit mallit liitettiin Motti-ohjelmistoon, jonka avulla ennustettiin suomalaisten luonnontilaisten metsien kehitystä mitatun 7–15 vuoden ajalle. Motissa metsikön kehitys kuvattiin viiden vuoden tai tarvittaessa lyhyempinä kasvujaksoina ja kuolleisuus saatiin kasvujaksojen kuolleisuuksien summana. Mallit osoittautuivat harhattomiksi metsikön iän suhteen, mutta suurimmat kuolleisuuden ennusteet olivat yliarvioita ja pienimmät ennusteet aliarvioita (Kuva 2).

2

Kuva 2. Virheet (× = havaittu – ennustettu) kuolleen puuston määrässä ennusteen (A) ja iän (B) suhteen luonnontilaisten metsien testiaineistossa. Ympyrät edustavat luokkakeskiarvoja ja viivat ennusteen keskihajontaa luokkakeskiarvon molemmin puolin.

Mallit laadittiin pohjoismaisena yhteistyönä Nordic Forest Research (SNS) rahoittamassa projektissa. Yhteistyö mahdollisti paitsi laajan mallitusaineiston myös laajemman tutkijajoukon asiantuntemuksen hyödyntämisen. Maiden välisen yhteistyön tuloksena syntyneillä malleilla parannetaan vanhojen metsien kuolleisuusennusteiden luotettavuutta käytettäessä malleja kunkin maan päätöksenteon tukityökaluissa.


Rekisteröidy käyttäjäksi
Paina tätä linkkiä Metsätieteen aikakauskirjan käsikirjoituksen tarjoamis- ja seurantajärjestelmään (OJS) kirjautumiseen.
Kirjaudu sisään
Jos olet kirjautunut käyttäjäksi, kirjaudu sisään tallentaaksesi valitsemasi artikkelit myöhempää käyttöä varten.
Ilmoitukset päivityksistä
Kirjautumalla saat tiedotteet uudesta julkaisusta

Valitsemasi artikkelit
Hakutulokset
Siipilehto J., Hynynen J. et al. (2022) Keskitunnuksella suuri merkitys ennustettaessa p.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2022 numero 0 artikkeli id 10713
Siipilehto J., Sauvula-Seppälä T. et al. (2022) Vesojen maksimipituus kvantiiliregression avulla Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2022 numero 0 artikkeli id 10704
Siipilehto J., Huuskonen S. et al. (2020) Yhteispohjoismaiset metsikkötason kuolleisuusmal.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2020 numero 0 artikkeli id 10504
Kniivilä M., Hantula J. et al. (2020) Metsälain ja metsätuholain muutosten vaikutukset.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2020 numero 0 artikkeli id 10366
Hämäläinen J., Holopainen M. et al. (2014) Perusteita seuraavan sukupolven metsävarajärjest.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2014 numero 4 artikkeli id 5884
Hynynen J., Salminen H. et al. (2013) Raaka-aineita, hiilensidontaa ja bioenergiaa – S.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2013 numero 4 artikkeli id 6601
Hynynen J., Ojansuu R. et al. (2013) Metsänkäsittelyvaihtoehdot – mihin nykyiset kasv.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2013 numero 1 artikkeli id 6037
Heikkilä J., Sirén M. et al. (2009) Energiapuuharvennus osana männyn ja kuusen kasva.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2009 numero 2 artikkeli id 5773
Huuskonen S., Hynynen J. et al. (2008) Nuorten männiköiden metsänhoidollinen tila Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2008 numero 4 artikkeli id 6841
Hynynen J. (2007) Puuston kehitysennusteiden luotettavuuden parant.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2007 numero 1 artikkeli id 6102
Huuskonen S., Hynynen J. (2006) Taimikonhoidon ajoituksen ja voimakkuuden vaikut.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2006 numero 4 artikkeli id 6326
Hynynen J., Ahtikoski A. et al. (2004) Viljelyhaavikon tuotos ja kasvatuksen kannattavuus Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2004 numero 1 artikkeli id 6091
Hynynen J., Viherä-Aarnio A. et al. (2002) Nuorten haapaviljelmien alkukehitys Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2002 numero 2 artikkeli id 6864
Hynynen J., Niemistö P. (2001) Kannattava puuntuotanto – tavoitteellista metsän.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2001 numero 1 artikkeli id 5819
Hynynen J. (2000) Kasvu- ja tuotostutkimuksen muuttuvat haasteet –.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2000 numero 1 artikkeli id 6914
Hynynen J., Arola M. (1999) Ensiharvennusajankohdan vaikutus hoidetun männik.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 1999 numero 1 artikkeli id 6436
Hynynen J. (1996) Kasvumallit metsien kehityksen ennustamisen työk.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 1996 numero 1 artikkeli id 6159
Hynynen J., Saramäki J. (1995) Ensiharvennuksen viivästymisen ja harvennusvoima.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 1995 numero 2 artikkeli id 5949