Jouni Siipilehto (email), Harri Mäkinen, Mikko Peltoniemi

Ikä vaikuttaa kuusen kuolleisuuteen

Siipilehto J., Mäkinen H., Peltoniemi M. (2021). Ikä vaikuttaa kuusen kuolleisuuteen. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2021 artikkeli id 10576. https://doi.org/10.14214/ma.10576

Tekijät
  • Siipilehto, Luonnonvarakeskus (Luke), Luonnonvarat, Helsinki ORCID ID:Sähköposti jouni.siipilehto@luke.fi (email)
  • Mäkinen, Luonnonvarakeskus (Luke), Tuotantojärjestelmät, Espoo ORCID ID:Sähköposti harri.makinen@luke.fi
  • Peltoniemi, Luonnonvarakeskus (Luke), Biotalous ja ympäristö, Helsinki ORCID ID:Sähköposti mikko.peltoniemi@luke.fi

Vastaanotettu 31.5.2021 Hyväksytty 6.6.2021 Julkaistu 8.6.2021

Katselukerrat 2271

Saatavilla https://doi.org/10.14214/ma.10576 | Lataa PDF

Creative Commons -lisenssi full-model-article10576

Seloste artikkelista Siipilehto J., Mäkinen H., Andreassen K., Peltoniemi M. (2021). Models for integrating and identifying the effect of senescence on individual tree survival probability for Norway spruce. Silva Fennica vol. 55 no. 2 article id 10496. https://doi.org/10.14214/sf.10496.

Ikääntyminen ja kilpailu heikentävät puiden veden ja ravinteiden saantia, joka altistaa ne kuolemiselle. Joissakin tutkimuksissa kuusen eloonjäämisen on havaittu laskevan suurissa läpimittaluokissa, mutta iän vaikutusta ei ole otettu huomioon. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin kuusen ikääntymisen vaikutusta eloonjäämiseen sovittamalla useita vaihtoehtoisia eloonjäämismalleja. Mallit sovitettiin aineistoon, joka koostui suomalaisista käsitellyistä ja käsittelemättömistä kuusen kestokoealoista (HARKAS), kuusivaltaisista luonnonmetsistä ja norjalaisista kuusen kestokoealoista, joista osa oli harvennettu perustamisen yhteydessä. Metsiköiden valtapuuston keski-iän vaihtelualue oli HARKAS-aineistossa 27–88 vuotta, norjalaisessa aineistossa 19–148 vuotta ja luonnonmetsissä 100–290 vuotta.

Mallit laadittiin logistisella regressiolla. Eloonjäämismallin yleinen muoto oli:

e1

jossa P on eloonjäämisen todennäköisyys mittausjakson aikana, X'b lineaarinen malli selittävistä muuttujista X ja niille estimoiduista parametreista b. Eksponentin t avulla huomioitiin erimittaisten mittausjaksojen vaikutus. Mallit estimoitiin sekamalleina binääriselle vastemuuttujalle (0 = kuollut, 1 = elävä). Sekamallin vastemuuttujan jakauma oli yij ~ Bin(πij,1), ja yhden satunnaisparametrin (u) mukainen malli on:

e3

jossa πij on vastemuuttujan odotusarvo puulle i metsikössä j ja uj edustaa metsikön j satunnaista poikkeamaa odotusarvosta jakauman u ~ N(0,su2) mukaisesti. Mallit sovitettiin SAS-ohjelmiston NLMixed-proseduurilla.

Vaihtoehtoisista malleista kaksi muotoiltiin ilman metsikön ikää siten, että läpimitan (d) neliön d2 avulla voitiin kuvata suurimpien kuusten pienenevää eloonjäämisen todennäköisyyttä (Yhtälöt 4 ja 5). Puiden välistä kilpailua kuvattiin kohdepuuta suurempien puiden pohjapinta-alalla (BAL). Muunnos BAL/√d osoittautui erittäin tehokkaaksi selittäjäksi. Harvennus oli malleissa mukana, koska eloonjäämisen todennäköisyys lisääntyi merkitsevästi 6–10 vuotta sitten tehdyillä harvennuksilla. Yhtälöissä 6–8 oli iän ja läpimitan yhdysvaikutus. Yhtälöissä 7 ja 8 oletettiin, että yhdysvaikutustermi b3d2 (Ikä/100) yhtälössä 6 saattoi olla liian voimakas, ja siksi haettiin optimaalisempia eksponentteja p1 ja p2. Eksponentit p1 ja p2 yhtälössä 7 olivat 1,8 ja 0,8 ja yhtälössä 8 ne olivat 1,4 ja 0,9, eli ne olivat pienempiä kuin yhtälön 6 vastaavat arvot 2 ja 1.

e4

e5

e6

e7

e8

Sovitettujen yhtälöiden 4–8 tilastolliset yhteensopivuustestit (–2 log-likelihood, AIC, BIC) paranivat systemaattisesti yhtälöstä 4 yhtälöön 8. Mallien käyttäytymistä kuvattiin luonnontilaisen metsikön keskitunnuksilla (pohjapinta-ala 38 m2 ha–1, runkoluku 1010 ha–1, pohjapinta-alalla painotettu keskiläpimitta 30 cm), mutta vaihtelemalla metsikön keski-ikää 100 vuodesta 250 vuoteen. Yhtälön 8 käyttäytymisestä puun läpimitan (d) ja metsikön iän mukaan nähdään, kuinka metsikön ikääntyessä suuriläpimittaisen kuusen eloonjäämisen todennäköisyys (P) voimakkaasti pienenee (Kuva 1). Kun mallissa oli yhtäaikaisesti ikä ja yhdysvaikutustermi (Yhtälö 8), eloonjäämiskäyrät leikkasivat toisiaan pienemmissä läpimittaluokissa (Kuva 1).

1

Kuva 1. Yhtälön 8 mukainen eloonjäämisen todennäköisyys (P) puun läpimitan (d) ja metsikön valtapuuston keski-iän mukaan.

Jos malleissa ei ollut ikää (Yhtälöt 4 ja 5), niin mallit aliarvioivat eloonjäämistä hoidettujen metsien suurissa läpimittaluokissa ja puolestaan yliarvioivat sitä vanhoissa luonnonmetsissä laajalla läpimitan vaihtelualueella. Kun malleissa oli iän ja koon yhdysvaikutus, niin eloonjäämisennusteet olivat uskottavampia. Yhtälön 8 mukaisen eloonjäämismallin testitulokset olivat parhaat ja eloonjäämisen ennusteet sekä hoidetuissa metsiköissä (HARKAS) että luonnontilaisissa metsiköissä sopivat hyvin näihin aineistoihin. Kuvan 2 mukaiset tulokset tukivat hypoteesia, että puun ikä vaikuttaa puun eloonjäämiseen ja ikääntymisen liittäminen eloonjäämismalliin paransi selvästi eloonjäämisen ennusteita.

2

Kuva 2. Yhtälön 8 mukainen eloonjääminen hoidetuissa metsissä (HARKAS) ja luonnonmetsissä.


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. (2022) Runkolukusarjamallit ovat aikansa lapsia – onko .. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2022 numero 0 artikkeli id 10703
Siipilehto J., Mäkinen H. et al. (2021) Ikä vaikuttaa kuusen kuolleisuuteen Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2021 numero 0 artikkeli id 10576
Siipilehto J. (2021) Taimikoiden tila valtakunnan metsien 11. invento.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2021 numero 0 artikkeli id 10421
Siipilehto J., Huuskonen S. et al. (2020) Yhteispohjoismaiset metsikkötason kuolleisuusmal.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2020 numero 0 artikkeli id 10504
Tokola T., Holopainen M. et al. (2019) Taimikoiden tiedonkeruun automatisointi Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2019 numero 0 artikkeli id 10252
Siipilehto J., Rajala M. (2019) Puukauppatiedosta puujoukon kuvaukseen Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2019 numero 0 artikkeli id 10158
Siipilehto J., Lindeman H. et al. (2016) Päätehakkuukuvioille arvioidun puuston rakenteen.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2016 numero 3-4 artikkeli id 5713
Siipilehto J., Kangas A. (2015) Näslundin pituuskäyrä ja siihen perustuvia malle.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2015 numero 4 artikkeli id 6584
Siipilehto J., Huttunen T. (2015) Metsikön todellisen iän määrittäminen rinnankork.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2015 numero 2 artikkeli id 6531
Siipilehto J., Valkonen S. et al. (2015) Männyn- ja kuusentaimikoiden kehitys erilaisia m.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2015 numero 1 artikkeli id 6297
Siipilehto J., Mehtätalo L. (2014) Weibull-jakauman parametrin palautus vai ennusta.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2014 numero 1 artikkeli id 6658
Siipilehto J. (2011) Menetelmiä ja sovelluksia metsikön rakenteen enn.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2011 numero 4 artikkeli id 6827
Siipilehto J. (2011) Metsikön rakenteen kuvaaminen lineaarisen ennust.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2011 numero 4 artikkeli id 6826
Siipilehto J., Sarkkola S. et al. (2007) Regressiomenetelmien vertailu männiköiden läpimi.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2007 numero 3 artikkeli id 6417
Siipilehto J. (2006) Pituusjakaumat säästöpuiden ja reunametsän kilpa.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2006 numero 4 artikkeli id 6331
Siipilehto J. (2006) Lineaarinen ennustin kuusikon puustotunnusten ka.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2006 numero 4 artikkeli id 6330
Maltamo M., Haara A. et al. (2002) Läpimittajakaumamalleihin perustuvat vaihtoehdot.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2002 numero 3 artikkeli id 6180
Siipilehto J. (2002) Heinäntorjunnan vaikutus kuusen, koivun ja haava.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2002 numero 1 artikkeli id 6553
Valkonen S., Ruuska J. et al. (2001) Mäntysäästöpuut männyntaimikoissa – aukkoisuutta.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2001 numero 1 artikkeli id 5821
Siipilehto J. (2000) Metsikön puuston läpimitta- ja pituusrakenteen e.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2000 numero 4 artikkeli id 6077