Artikkelit kirjoittajalta Timo Pukkala

• Nieminen, Luonnonvarakeskus, Luonnonvarat, Helsinki https://orcid.org/0000-0002-8608-2814 Sähköposti: mika.nieminen@luke.fi
• Pukkala, Itä-Suomen yliopisto, Metsätieteiden osasto, Joensuu https://orcid.org/0000-0003-2853-9510 Sähköposti: timo.pukkala@uef.fi
• Stenberg, Luonnonvarakeskus, Luonnonvarat, Helsinki https://orcid.org/0000-0003-3381-0328 Sähköposti: leena.stenberg@luke.fi
• Sarkkola, Luonnonvarakeskus, Luonnonvarat, Helsinki Sähköposti: sakari.sarkkola@luke.fi
• Vihonen, Metsäpalvelu Arvometsä Oy, Helsinki https://orcid.org/0000-0001-6660-7890 Sähköposti: aleksi.vihonen@arvometsa.fi
• Valkeapää, Metsän jatkuvan kasvatuksen yhdistys Silva ry, Riihimäki https://orcid.org/0000-0001-5492-854X Sähköposti: annukka.valkeapaa@jatkuvakasvatus.fi

Tutkimuksessa esiteltiin tila- ja metsikkötason tarkastelut yhdistävä suunnittelumenetelmä, jossa metsiköiden käsittelyohjelmien määrittämiseen vaikuttavat paitsi metsikkötason tavoitemuuttujien arvot myös tilatason rajoitteet. Metsikkötason optimointiongelmat tehtiin toisistaan riippuviksi tilatason rajoitteiden varjohintojen avulla. Rajoitteiden avulla voidaan vaikuttaa esimerkiksi hakkuumäärien ajalliseen jakautumiseen. Menetelmän etu on jatkuvien metsikkötason päätösmuuttujien käyttö, jolla tarkoitetaan sitä, että ne voivat saada lähes minkä tahansa arvon niiden vaihteluväliltä. Tämä tuo tehokkuusetuja verrattuna normaaliin tilatason suunnittelumalliin, jossa metsiköille simuloidaan etukäteen rajallinen määrä käsittelyvaihtoehtoja. Menetelmän toimintaa havainnollistettiin kahdelle esimerkkitilalle tehdyillä laskelmilla, joissa esitellyn menetelmän ja tyypillisten käytössä olevien suunnittelumallien eroksi nykyarvolla mitattuna tuli noin 20 %. Tämä ero johtui suurelta osin siitä, että esitellyssä mallissa kunkin metsikön käsittely valitaan periaatteessa kaikkien mahdollisten vaihtoehtojen joukosta, kun taas perinteisissä suunnittelumalleissa valitaan paras muutamasta etukäteen tuotetusta käsittelyvaihtoehdosta. Jatkuvien päätösmuuttujien käyttö tuo lisää joustavuutta ja tarkkuutta käsittelyjen määrittelyyn. Menetelmän suurin ongelma on rajoitemuuttujien suuri herkkyys varjohinnoille joissakin suunnitteluongelmissa, minkä vuoksi menetelmä ei aina päädy käypään ratkaisuun, vaikka sellainen olisi olemassa. Näissä tilanteissa suunnittelijan tulee muuttaa menetelmän parametreja, mikä vaatii ammattitaitoa.

• Kurttila, Sähköposti: mikko.kurttila@metla.fi
• Pukkala, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

Tutkimuksessa testattiin sellaista metsäsuunnittelman laadintatekniikkaa, jossa ei käytetä lainkaan perinteisiä metsikkökuvioita. Puustotunnukset tulkittiin kuusikulmion muotoisille pikseleille käyttäen laserkeilausaineistoa ja joukkoa suunnittelualueen läheltä mitattuja maastokoealoja. Lisäksi käytettiin digitaalista väri-infrakuvaa, jonka avulla pääteltiin, oliko tietty pikseli metsäpeitteetön, havupuustoinen vai lehtipuustoinen. Tutkimuksessa verrattiin kolmea pikselikokoa: 294 m², 591 m² ja 1182 m². Puustotunnusten tulkintamenetelmässä jokaiselle pikselille valittiin 50 ”lähintä” koealaa. Läheisyyttä mitattiin laser- ja väri-infra-aineistosta lasketuilla muuttujilla. Tulkintapikselille valittujen koealojen puustotunnusten ja laserpulsseista laskettujen muuttujien välille sovitettiin ennustin, jolla tulkintapikselin puustotunnukset saatiin laserpulsseja luonnehtivien muuttujien funktiona. Tulkintapikseleille simuloitiin vaihtoehtoisia käsittelyohjelmia kahdeksi 5-vuotiskaudeksi. Pikseleistä muodostettiin yhtenäisiä käsittely-yksiköitä spatiaalisen optimoinnin keinoin. Tulosten mukaan menetelmä on teknisesti toimiva, joskin osa käsittelykuvioista on varsin pieniä, ja käsittelykuvion sisälle voi jäädä käsittelemättömiä pikseleitä. Tämän tulkittiin olevan seurausta metsäalueen puuston heterogeenisuudesta eikä niinkään menetelmän kyvyttömyydestä ryhmittää metsän piirteitä ja käsittelyjä spatiaalisesti. Suurin pikselikoko tuotti vähiten sirpaleisen hakkuuehdotuksen, mutta pienin pikselikoko taas tuotti suurimman nettotulojen nykyarvon, kun hakkuukertymä vakioitiin.

• Heinonen, Sähköposti: tero.heinonen@joensuu.fi
• Leppänen, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Pukkala, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Gunia, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

Juurikäävän aiheuttaman lahoisuuden kehittymistä Etelä-Suomen kuusikoissa ja kuusi–mänty-seka–metsissä tutkittiin Rotstand-simulointimallin avulla. Terveen kuusikon kesäharvennukset lisäsivät voimakkaasti lahoisuutta kiertoajan lopulla. Kantokäsittelyillä lahoisuus pysyi alhaisena eli lähes talviharvennusvaihtoehdon tasolla. Lahoisuus väheni sitä enemmän mitä suurempi oli männyn osuus kesäharvennuskäsittelyssä. Kun terveen kuusikon päätehakkuu tehtiin kesällä, seuraavan kuusisukupolven lahoisuus oli suuri jo 20-vuotiaassa metsikössä ja lisääntyi edelleen kiertoajan loppua kohti, vaikka harvennukset tehtiin talvella. Kun päätehakkuu tehtiin talvella tai kannot käsiteltiin, seuraavan kiertoajan lahoisuus pysyi alhaisena. Lahon kuusikon päätehakkuuta seuraava talvella harvennettu puusukupolvi oli sitä lahoisempaa, mitä enemmän päätehakkuussa oli juurikäävän lahottamia puita. Mäntysekoitus vähensi vain hieman kuusten lahoisuutta lahon kuusikon jälkeen kasvatettavassa sekametsässä. Juurikäävän aiheuttamat puutavaralajisiirtymät tulivat selvimmin esille päätehakkuussa. Lahoisuus vähensi tukkipuun määrää päätehakkuussa 5,1–11,4 % talvihakkuin käsiteltyyn terveeseen metsikköön verrattuna. Osittain lahon sellupuun osuus vaihteli välillä 3–22 m³/ha ja metsään jäävää tyveystä tuli 0–2 m³/ha. Kuusikuitupuun määrä pysyi lähes vakiona, sillä lahoisuus aiheutti kuusitukin siirtymistä osittain lahoksi sellupuuksi. Sekametsässä tukin osuus kuusen hakkuupoistumasta suureni mäntysekoituksen lisääntyessä. Päätehakkuun kokonaispoistuma väheni kasvutappion ja kuolleisuuden takia lahoisuudesta riippuen 1,3–6,3 % talvihakkuukäsittelyyn verrattuna.

• Möykkynen, Sähköposti: timo.moykkynen@joensuu.fi
• Pukkala, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

Silloin kun metsä on omistajalleen sijoituskohde, metsää tulee käsitellä niin, että sijoituksen tuottavuus eli metsän tuottoarvo maksimoituu. Metsän tuottoarvo riippuu mm. puun hinnasta ja laskentakorosta, minkä vuoksi myös ohjeet siitä, kuinka metsää on hoidettava hyvän taloudellisen tuloksen saamiseksi, riippuvat puun hinnasta ja korkokannasta. Tässä tutkimuksessa analysoidaan toisaalta sitä, kuinka hinta, jolla hakkuuseen ryhtyminen on optimaalinen päätös, riippuu metsikkötunnuksista ja korkokannasta, ja toisaalta sitä, kuinka optimaalinen käsittely riippuu puun hinnasta ja korkokannasta. Tulosten mukaan metsikön varttuessa hakkuuseen kannattaa ryhtyä yhä pienemmällä kuitupuun hinnalla. Kun tukin hinta paranee, myös kuidusta on saatava parempi hinta, jotta hakkuun optimaalinen ajankohta ei siirtyisi myöhemmäksi. Suureneva korkokanta pienentää hintaa, jolla hakkuuseen kannattaa ryhtyä. Paraneva tukin hinta pidentää optimaalista kiertoaikaa, mutta paraneva kuidun hinta lyhentää sitä. Puun hinta vaikuttaa vain vähän harvennuksen ajankohtaan ja voimakkuuteen eikä juuri lainkaan harvennustapaan. Korkokanta vaikuttaa voimakkaasti kiertoaikaan, metsikön optimaaliseen kasvatustiheyteen ja harvennustapaan. Suureneva korkokanta lyhentää kiertoaikaa, pienentää puuston optimaalista kasvatustiheyttä ja muuttaa harvennustapaa siten, että metsikön suurimpia puita kannattaa koron suurentuessa poistaa yhä enemmän.

• Pukkala, Sähköposti: timo.pukkala@joensuu.fi

Yksi tapa kuvata metsikön puuntuotannollista arvoa on ilmoittaa sen maksimoitu tuottoarvo. Näin saatu luku ilmentää metsikön arvoa sijoituskohteena. Tuottoarvon laskeminen tällä tavoin edellyttää metsikön käsittelyn optimointia senhetkistä korkokantaa ja puutavaralajien hintoja käyttäen, mikä on monessa käytännön tilanteessa tarpeettoman hankalaa. Tässä tutkimuksessa esitetään mallit, joilla metsikön maksimaalinen tuottoarvo voidaan ennustaa korkokannan, puutavaralajien hintojen, kasvupaikan ja puuston rakennetta kuvaavien tunnusten avulla. Mallit perustuvat tuhansiin metsikkötason optimointeihin, joissa erilaisten metsiköiden käsittelyä optimoitiin tuottoarvoa maksimoiden käyttäen erilaisia puutavaralajien hintoja ja korkokantoja. Mallit laadittiin erikseen kivennäismaan männiköille (OMT, MT, VT ja CT), kuusikoille (OMT, MT ja VT) ja rauduskoivikoille (OMT ja MT). Ne selittävät n. 95 % metsikkökohtaisten optimointien avulla saatujen tuottoarvojen vaihtelusta.

• Pukkala, Sähköposti: timo.pukkala@joensuu.fi

Tutkimuksessa tarkastellaan uudistusikäisten metsiköiden hakkuisiin vaikuttavia metsikkö-, metsälö- ja metsänomistajakohtaisia tekijöitä. Erityisen mielenkiinnon kohteena ovat metsikön sijaintitekijöiden ja metsäsuunnitelman hakkuusuosituksen vaikutukset hakkuukohteen valintaan. Uudistusikäisen metsikön hakkuun todennäköisyyttä selitetään monitasoisen logistisen regressiomallin avulla. Aineiston muodostivat Etelä-Savon metsäkeskuksen alueelta 1 027 uudistusikäistä metsikköä. Metsiköt kuuluivat 121 metsänomistajalle, jotka olivat hakanneet uudistusikäisiä metsiköitä vuosina 1989–2000. Perusaineiston muodosti vuosina 1988–91 tehtyjen tilakohtaisten ja välialueiden metsäsuunnittelun kuvioaineisto, jota täydennettiin metsänomistajien haastatteluilla, maastoinventoinnilla ja karttatulkinnalla. Tutkimus osoitti, että metsikön sijainnilla on vaikutusta valittaessa hakkuukohdetta uudistusikäisen metsiköiden joukosta. Järvien ja jokien lähistöllä sijaitsevat metsiköt jäivät todennäköisemmin hakkaamatta kuin kauempana sijaitsevat metsiköt. Myös yleisen tien varrella olevat metsiköt jäivät todennäköisemmin hakkaamatta kuin tiehen rajoittumattomat uudistusikäiset metsiköt. Alle 50 hehtaarin metsälöillä metsikön sijaintia kuvaavilla tekijöillä ei ollut merkitystä hakkuukohteen valinnassa toisin kuin suuremmilla metsälöillä. Uudistusikäisen metsikön hakkuun todennäköisyys oli noin 20 prosenttiyksikköä suurempi, jos se oli tilakohtaisessa metsäsuunnitelmassa ehdotettu hakattavaksi verrattuna tapaukseen, ettei metsänomistajalla ollut suunnitelmaa eikä metsikölle ollut ns. välialueinventoinnissa tehty hakkuuehdotusta.

• Ylikoski, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Niskanen, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Hänninen, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Kurttila, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Pukkala, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

Artikkelissa esitetään HERO-nimisen heuristisen optimointimenetelmän sovellus vuorovaikutteiseen metsäsuunnitteluun. Vuorovaikutteisessa eli interaktiivisessa yksityismetsien suunnittelussa metsänomistaja ja suunnittelija käyttävät suunnitteluohjelmistoa yhteisessä suunnitteluistunnossa toistaen suunnittelulaskelmia tarvittaessa useaan kertaan.

Metsänomistajan tavoitteet pyritään kuvaamaan mahdollisimman kattavasti jo ensimmäisessä suunnittelulaskelmassa. Ohjelmistolta saatavan välittömän palautteen pohjalta voidaan muuttaa tavoitemuuttujiksi määriteltyjä metsää ja sen kehitystä kuvaavia tunnuksia sekä niiden tärkeyssuhteita, jos laadittu suunnitelma ei tyydytä metsänomistajaa. Tavoitemuuttujia ja niiden painoarvoja tai muita optimoinnin perusteita muutetaan kunnes aikaansaatu suunnitelma tyydyttää metsänomistajaa. Suunnittelulaskelmien myötä opitaan tilan tai metsäalueen tuotantomahdollisuudet ja nähdään miten erilaiset metsän hoidon ja käytön tavoitemallit vaikuttavat metsästä saataviin hyötyihin sekä metsän kehittymiseen.

Vuorovaikutteista optimointia testattiin Pohjois-Karjalan metsälautakunnan yksityismetsien metsäsuunnittelun kehittämishankkeessa. Kymmenen metsänomistajaa osallistui testiin. Useimmille testiin osallistuneista metsänomistajista kyettiin tuottamaan ensimmäistä suunnittelulaskelmaa tyydyttävämpi suunnitelma muuttamalla optimointitehtävää yhteen tai useampaan kertaan, mikä osoittaa vuorovaikutteisen suunnittelun hyödyllisyyden. Vuorovaikutteisuus parantaa asiakaslähtöisen suunnittelun edellytyksiä.

• Kangas, Sähköposti: jyrki.kangas@metla.fi
• Pukkala, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Pykäläinen, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

• Lähde, Sähköposti: olavi.laiho@metla.fi
• Laiho, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Pukkala, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

• Pukkala, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Hokkanen, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Nikkanen, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

• Pukkala, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

• Pukkala, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Miina, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

• Pukkala, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Kurttila, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

• Heinonen, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Pukkala, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

• Ihalainen, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Salo, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Pukkala, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

• Ihalainen, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Pukkala, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

• Kangas, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Leskinen, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Pukkala, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

• Pukkala, Sähköposti: timo.pukkala@joensuu.fi

• Pukkala, Sähköposti: timo.pukkala@joensuu.fi

• Pukkala, Sähköposti: timo.pukkala@uef.fi

• Pukkala, Sähköposti: timo.pukkala@forest.joensuu.fi

• Kangas, Sähköposti: jyrki.kangas@metla.fi
• Kangas, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Pukkala, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

• Möykkynen, Sähköposti: timo.moykkynen@forest.joensuu.fi
• Pukkala, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org