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 10576. https://doi.org/10.14214/ma.10576

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

Vastaanotettu 31.5.2021 Hyväksytty 6.6.2021 Julkaistu 8.6.2021

Katselukerrat 5805

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

Creative Commons License 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
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
Nuutinen T., Kärkkäinen L. et al. (2008) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2008 no. 2 artikkeli 6620 (poista) | Muokkaa kommenttia
Uusivuori J., Palo M. (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 1998 no. 1 artikkeli 6717 (poista) | Muokkaa kommenttia
Viitala E.-J., (2012) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2012 no. 1 artikkeli 5850 (poista) | Muokkaa kommenttia
Viitala E.-J., Hujala T. et al. (2021) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2021 no. 0 artikkeli 10377 (poista) | Muokkaa kommenttia
Linnakoski R., (2016) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2015 no. 4 artikkeli 6597 (poista) | Muokkaa kommenttia
Saksa T., Miina J. (2010) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2010 no. 2 artikkeli 5738 (poista) | Muokkaa kommenttia
Hallikainen V., Hyppönen M. et al. (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2004 no. 1 artikkeli 6078 (poista) | Muokkaa kommenttia
Himanen K., (2018) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2018 no. 0 artikkeli 9998 (poista) | Muokkaa kommenttia
Saarikoski H., Mustajoki J. et al. (2010) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2010 no. 1 artikkeli 6783 (poista) | Muokkaa kommenttia
Lähde E., (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2002 no. 4 artikkeli 6209 (poista) | Muokkaa kommenttia
Holopainen M., Vastaranta M. et al. (2014) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2014 no. 4 artikkeli 5883 (poista) | Muokkaa kommenttia
Kasanen M., Heikkinen H. I. (2012) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2012 no. 1 artikkeli 5847 (poista) | Muokkaa kommenttia
Ollonqvist P., (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 1999 no. 3 artikkeli 6862 (poista) | Muokkaa kommenttia
Järviluoma J., (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 1999 no. 1 artikkeli 6443 (poista) | Muokkaa kommenttia
Koski V., (2008) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2008 no. 4 artikkeli 6835 (poista) | Muokkaa kommenttia
Müller M. M., (2024) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2024 no. 0 artikkeli 23002 (poista) | Muokkaa kommenttia
Hantula J., Vainio E. (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2003 no. 2 artikkeli 5686 (poista) | Muokkaa kommenttia
Nieminen M., Ahti E. et al. (2010) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2010 no. 3 artikkeli 5915 (poista) | Muokkaa kommenttia
Reunala A., (1996) Metsätieteen aikakauskirja vol. 1996 no. 1 artikkeli 6156 (poista) | Muokkaa kommenttia
Hovi A., Schraik D. et al. (2021) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2021 no. 0 artikkeli 10656 (poista) | Muokkaa kommenttia
Hantula J., (2020) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2020 no. 0 artikkeli 10476 (poista) | Muokkaa kommenttia
Tuominen S., Balazs A. et al. (2017) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2017 no. 0 artikkeli 7820 (poista) | Muokkaa kommenttia
Kantola A., (2008) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2008 no. 3 artikkeli 6401 (poista) | Muokkaa kommenttia
Päivinen R., (1995) Metsätieteen aikakauskirja vol. 1995 no. 1 artikkeli 6383 (poista) | Muokkaa kommenttia
Moilanen M., Hytönen J. et al. (2015) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2015 no. 3 artikkeli 6936 (poista) | Muokkaa kommenttia
Seppänen P., (1997) Metsätieteen aikakauskirja vol. 1997 no. 2 artikkeli 6527 (poista) | Muokkaa kommenttia
Aakala T., (2012) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2012 no. 1 artikkeli 5857 (poista) | Muokkaa kommenttia
Melin M., Laakso T. et al. (2021) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2021 no. 0 artikkeli 10522 (poista) | Muokkaa kommenttia
Valsta L., (1970) Metsätieteen aikakauskirja vol. 1999 no. 3 artikkeli 6859 (poista) | Muokkaa kommenttia
Siipilehto J., Mäkinen H. et al. (2021) Metsätieteen aikakauskirja vol. 2021 no. 0 artikkeli 10576 (poista) | Muokkaa kommenttia
Hakutulokset