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 10504. https://doi.org/10.14214/ma.10504

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

Vastaanotettu 16.12.2020 Hyväksytty 16.12.2020 Julkaistu 18.12.2020

Katselukerrat 3824

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

Creative Commons License 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
Click this link to register to Metsätieteen aikakauskirja.
Kirjaudu sisään
Jos olet rekisteröitynyt käyttäjä, kirjaudu sisään tallentaaksesi valitsemasi artikkelit myöhempää käyttöä varten.
Ilmoitukset päivityksistä
Kirjautumalla saat tiedotteet uudesta julkaisusta
Valitsemasi artikkelit
Lähetä sähköpostiin
Smolander H., (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2006 no. 3 artikkeli 5699 (poista) | Muokkaa kommenttia
Pukkala T., Miina J. (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2006 no. 1 artikkeli 5734 (poista) | Muokkaa kommenttia
Islam Md. N., Kurttila M. et al. (2009) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2009 no. 2 artikkeli 5772 (poista) | Muokkaa kommenttia
Heikkilä J., Sirén M. et al. (2009) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2009 no. 2 artikkeli 5773 (poista) | Muokkaa kommenttia
Uotila K., Rantala J. et al. (2011) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2011 no. 1 artikkeli 5929 (poista) | Muokkaa kommenttia
Laiho R., Tuominen S. et al. (2016) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2016 no. 2 artikkeli 5957 (poista) | Muokkaa kommenttia
Nevalainen S., Matala J. et al. (2016) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2016 no. 1 artikkeli 5977 (poista) | Muokkaa kommenttia
Stenberg P., Rautiainen M. et al. (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2004 no. 1 artikkeli 6095 (poista) | Muokkaa kommenttia
Hyppönen M., Hyvönen J. et al. (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2002 no. 4 artikkeli 6195 (poista) | Muokkaa kommenttia
Penttilä T., Kojola S. et al. (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2002 no. 4 artikkeli 6199 (poista) | Muokkaa kommenttia
Korhonen K. T., Ihalainen A. et al. (2007) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2007 no. 2B artikkeli 6217 (poista) | Muokkaa kommenttia
Hökkä H., Kaunisto S. et al. (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2002 no. 2B artikkeli 6242 (poista) | Muokkaa kommenttia
Vastaranta M., Holopainen M. et al. (2009) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2009 no. 4 artikkeli 6339 (poista) | Muokkaa kommenttia
Jylhä P., (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 1995 no. 1 artikkeli 6376 (poista) | Muokkaa kommenttia
Ruotsalainen S., (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 1999 no. 1 artikkeli 6441 (poista) | Muokkaa kommenttia
Tamminen P., (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 1998 no. 3 artikkeli 6571 (poista) | Muokkaa kommenttia
Tuominen S., Balazs A. et al. (2016) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2015 no. 4 artikkeli 6595 (poista) | Muokkaa kommenttia
Vastaranta M., (2012) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2012 no. 3 artikkeli 6756 (poista) | Muokkaa kommenttia
Korhonen K. T., Tomppo E. et al. (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2000 no. 3B artikkeli 6795 (poista) | Muokkaa kommenttia
Ihalainen A., Ahola A. (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2003 no. 3 artikkeli 6803 (poista) | Muokkaa kommenttia
Korpilahti E., (2008) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2008 no. 4 artikkeli 6828 (poista) | Muokkaa kommenttia
Eskelinen P., (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2000 no. 1 artikkeli 6919 (poista) | Muokkaa kommenttia
Mäkipää R., Tomppo E. (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 1998 no. 2 artikkeli 6975 (poista) | Muokkaa kommenttia
Saksa T., Miina J. et al. (2018) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2018 no. 0 artikkeli 10008 (poista) | Muokkaa kommenttia
Saarinen M., Valkonen  S. et al. (2020) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2020 no. 0 artikkeli 10372 (poista) | Muokkaa kommenttia
Siipilehto J., Huuskonen S. et al. (2020) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2020 no. 0 artikkeli 10504 (poista) | Muokkaa kommenttia
Hakutulokset