Artikkelit jotka sisältää sanan 'simulointi'

Tutkimuksen tavoitteena oli tarkastella metsätiestön runkokelirikon keston ja vaikeuden muutoksia jaksoilla 2011–2020 ja 2021–2030 oletuksella, että ilmasto muuttuu Ilmatieteen laitoksen ACCLIM-tutkimushankkeessa esittämien keskilämpötilan ja sademäärän muutoksen mediaaniskenaarioiden mukaisesti. Tutkimuksessa simuloitiin säägeneraattorin ja maaperämallin avulla pohjamaaltaan routivaa hiekkamoreenia olevan lumettoman aluetien tieprofiilin lämpö- ja kosteusoloja Juupajoen, Maaningan ja Kajaanin oloissa. Simuloinnit tehtiin vertailuilmastona käytetylle jaksolle 1971–2000 sekä muutosjaksoille 2011–2020 ja 2021–2030. Simuloinneissa havaittiin kuljetusolosuhteisiin vaikuttavia olosuhdemuutoksia. Tutkimuksessa kuvatun aluetien routaantuminen tapahtui nykyistä myöhemmin ja hitaammin. Hitaampi routaantuminen näkyi runkokelirikon vaikeusluokittelussa vaikeiksi luokiteltujen runkokelirikkokeväiden yleistymisenä (25 %:sta 35 %:iin) ja helppojen runkokelirikkokeväiden harvinaistumisena (25 %:sta 15 %:iin). Simuloinneissa myös roudan keskimääräinen tunkeumasyvyys pieneni ja sulaminen sekä nopeutui että aikaistui. Ajallisesti tiestön routakausi ja sulamisjakson pituus lyhenivät tarkastelujaksolla molemmat n. 10 vrk. Tutkimuksessa ei tarkasteltu talvikauden olosuhdevaihtelua, mutta erityisesti Juupajoen osalta oli nähtävissä leutojen talvien yleistyminen ja mahdollisuus talviaikaisen kelirikkoon. Maantieteellisesti muutokset voidaan tulkita siten, että tässä tutkimuksessa määritetyt routaa kuvaavat tunnusluvut ovat Kajaanissa kaudella 2021–2030 varsin samanlaisia kuin Juupajoen vertailujakson 1971–2000 tunnusluvut.

• Kokkila, Sähköposti: mervi.kokkila@kotikone.fi

Tutkimuksessa simuloitiin harvennushakkuu, optimoitiin lähikuljetus sekä ennustettiin jäävän puuston kehitys kolmessa, puustorakenteeltaan erilaisessa esimerkkileimikossa erilaisilla metsänkasvatusvaihtoehdoilla. Esimerkkileimikot kuvasivat monille kunnostusojituskohteille tyypillisiä vähäpuustoisia tai puustorakenteeltaan ryhmittäisiä suon osa-alueita. Puunkorjuun kannattavuutta selvitettiin leimikoille simuloitujen korjuuvaihtoehtojen avulla. Simuloimalla jäävän puuston myöhempi kehitys arvioitiin ensiharvennusvaiheen toimenpiteiden vaikutuksia metsänkasvatuksen kannattavuuteen pitkällä aikavälillä. Tulokset osoittivat, että puuston harventaminen kunnostus ojituksen yhteydessä ei aina ole edullisin ratkaisu. Harvennuksen myöhentäminen kunnostusojitus ajankohdasta 15–25 vuodella lisäsi oleellisesti harvennuksen ainespuukertymää ja paransi pitkän aikavälin tuotos- ja taloustulosta. Mikäli harvennus kuitenkin tehtiin kunnostusojituksen yhteydessä, voimakas kertaharvennus oli sekä puunkorjuun että pitkän aikavälin tuoton kannalta paras ratkaisu. Harvennuskertymien suureneminen alensi korjuukustannuksia vajaalla 10 prosentilla korjuukelpoisen vähimmäiskertymän tuottavaan harvennusvaihtoehtoon verrattuna. Liian voimakkaissa harvennuksissa, jäävän puuston määrän laskiessa alle asetuksessa säädetyn minimivaatimuksen, kasvutappiot lisääntyivät selvästi ja myös pitkän aikavälin taloustulos heikentyi. Metsänkasvatusvaihtoehtojen väliset erot tuotos- ja taloustuloksissa olivat pienimmillään karuimman kasvupaikan esimerkkileimikossa.

• Kojola, Sähköposti: soili.kojola@metla.fi
• Haavisto, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Uusitalo, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Penttilä, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

Tutkimuksessa tarkastellaan talvikorjuuolojen muutoksia jaksoilla 2011–2020 ja 2021–2030 jaksoon 1971–2000 verrattuna. Tutkimus on toteutettu simuloimalla lumi- ja routaoloja säägene raattorin ja maaperämallin avulla Juupajoen, Maaningan ja Kajaanin ilmasto-oloissa. Ilmaston muutosarvioina käytettiin ACCLIM-tutkimushankkeessa esitettyjä keskilämpötilan ja sademäärän muutoksen mediaaniskenaarioita, jaksoille 2011–2020 ja 2021–2030. Simuloinnit toteutettiin hiesumaapohjalle aukeaa ja ensiharvennusikäistä kuusikkoa vastaavissa kasvipeiteoloissa. Simulointituloksia on verrattu kulkukelpoisuuskriteereihin, ja tämän perusteella on määritetty talvikorjuukauden laskennallinen pituus erilaisissa ilmasto-oloissa. Kriteereinä käytettiin yli 20 cm paksua routakerrosta ja alle 5 cm paksua pintasulaa kerrosta tai roudattoman maan tapauksessa yli 40 cm paksua lumikerrosta.

Simulointien perusteella keskimääräinen laskennallinen talvikorjuukauden pituus lyhenee tarkastelujaksolla kaikilla kolmella tutkimuspaikkakunnalla. Eniten korjuukausi lyheni Juupajoella, jossa jakson (2021–2030) ilmasto-oloissa laskennallinen talvikorjuukausi oli kuusikkoa vastaavissa kasvipeiteoloissa 35 % ja aukealla 28 % lyhyempi kuin vertailuilmaston oloissa. Lumi- ja routamäärät olivat Juupajoen simuloinneissa hyvin lähellä tässä käytettyjä kulkukelpoisuuskriteerien alarajoja ja voidaankin olettaa, että ilmaston lämpeneminen tästä edelleen merkitsisi näiden kriteerien mukaisten talvikorjuuolojen hyvin nopeaa harvinaistumista Juupajokea ilmastollisesti vastaavissa oloissa. Maaningan ja Kajaanin osalta vastaavaa nopeaa muutosta ei sen sijaan ollut tarkastelujaksolla nähtävissä.

• Kokkila, Sähköposti: mervi.kokkila@kotikone.fi

Tutkimuksessa tarkasteltiin kenttäkokeiden avulla erilaisten perkauskäsittelyiden (ei perkausta, reikäperkaus, täysperkaus, latvonta) ja niiden ajoituksen vaikutuksia istutusmäntyjen kehitykseen taimikon harvennusvaiheeseen saakka (valtapituus 7–8 m). Samalla selvitettiin taimikonhoidon (perkaus ja harvennus) kokonaisajanmenekkiä sekä simuloitiin Motti-ohjelmistolla eri taimikonhoitovaihtoehdoissa syntyneiden metsiköiden kehitystä ensiharvennusvaiheeseen saakka.

Runsaasti koivua sisältävän männyn istutustaimikon perkaus osoittautui välttämättömäksi, kun tavoitteena on männikön kasvatus. Taimikon harvennusvaiheessa kuolleiden tai pahoin lehtipuuston kilpailussa piiskaantuneiden mäntyjen yhteenlaskettu osuus oli perkaamattomilla ruuduilla 32–37 %, kun vastaava osuus reikä- ja täysperatuilla ruuduilla oli 3–8 %. Kilpailevien lehtipuiden latvonta vähensi piiskausta vain väliaikaisesti, sillä latvotut lehtipuut jatkoivat pituuskasvuaan sivuoksasta ja saavuttivat pian kasvatettavien mäntyjen pituuden. Kolmen metrin pituusvaiheessa tehdyllä perkauksella ei ollut vaikutusta mäntyjen kasvuun, mutta kaikki 1,5 metrin pituusvaiheessa tehdyt perkauskäsittelyt lisäsivät mäntyjen läpimitankasvua. Mäntyjen pituuskasvu lisääntyi vain reikäperkaus- ja latvontaruuduilla. Taimikonhoidon kokonaisajanmenekki oli pienin yksivaiheisessa taimikonhoidossa (ei perkausta) tai kun perkaus tehtiin latvomalla kilpailevat lehtipuut. Reikä- ja täysperkauksen kokonaisajanmenekit eivät eronneet toisistaan tilastollisesti merkitsevästi.

Yksivaiheinen taimikonhoito ilman perkausta pienensi mäntykuitupuun ja kasvatti koivukuitupuun määrää simuloidussa ensiharvennuksessa, mutta käyttöpuun kokonaispoistumaan taimikonhoidolla ei ollut vaikutusta.

• Saksa, Sähköposti: timo.saksa@metla.fi
• Miina, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

Nykyisin lähes kaikki metsiä koskevat päätökset, yksittäisistä hakkuu- ja hoitopäätöksistä aina metsänhoito-suositusten muotoiluun ja metsäpoliittisiin päätöksiin perustuvat kasvusimulaattoreihin. Tutkimustietoa kasvun ja erityisesti luonnonpoistuman ennusteiden tarkkuudesta on kuitenkin vähän, etenkin pidemmiltä ennustejaksoilta. Luotettavuutta tyypillisesti arvioidaan keskimäärin koko testiaineistossa, jolloin tietoa mallin käyttäytymisestä soveltamisalueensa rajoilla on vähän. Tässä tutkimuksessa selvitettiin, miten MOTTI mallit ennustavat metsien kehitystä ylitiheissä metsiköissä. Erityisesti tarkasteltiin itseharvenemisen ennusteiden onnistumista. Tulokset osoittavat, että metsät voivat kasvaa luontaisesti huomattavasti tiheämpinä kuin käytetyt mallit ennustavat. Tällöin erityisen tiheiden metsien pohjapinta-alan kehitys aliarvioidaan, vaikka tavanomaisempien metsiköiden kasvuennusteet ovat melko tarkkoja. Se voi vaikuttaa paitsi yksittäisten metsiköiden käsittelysuosituksiin, myös mallien perusteella laadittuihin hoitosuosituksiin.

• Välimäki, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Kangas, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

Tutkimuksessa selvitettiin puuston kehityssimulointien avulla harvennusten ja kunnostusojitusten merkitystä mäntyvaltaisten ojitusaluemetsien puuntuotannossa. Koeala-aineistoista koostetuille, alueittain ja turvekangastyypeittäin edustaville lähtöpuustoille simuloitiin MOTTI-simulaattorilla erilaisia uudistamisvaiheeseen saakka ulottuvia kasvatusketjuja. Hyväkuntoisten nuorten kasvatusmetsien parhaisiin ketjuihin sisältyi yksi kunnostusojitus ja yleensä vain yksi harvennus, Etelä-Suomen ravinteikkaimmilla kasvupaikoilla kaksi harvennusta. Hoidon tarpeessa olevista nuorista metsistä alkavissa ketjuissa yksi harvennus oli riittävä kunnostusojituksen ohella karuimmilla kasvupaikoilla, muilla tarvittiin kaksi harvennusta. Metsänhoitotoimia sisältävissä parhaissa kasvatusketjuissa keskimääräiset vuotuiset käyttöpuun kasvut olivat 1,4–6,8 m³ ha^–1 a^–1, kun ne ilman harvennuksia ja kunnostusojituksia olivat 1,2–4,1 m³ ha^–1 a^–1. Passiiviseen metsänhoitoon verrattuna parhaat kasvatusketjut tuottivat keskimäärin noin 10 % alhaisemman kokonaistuotoksen, mutta samalla keskimääräiset vuotuiset kokonaiskasvut lisääntyivät noin kymmenesosalla ja käyttöpuun kasvut puolella.

• Kojola, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Hökkä, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Laiho, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Penttilä, 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

Työssä tarkasteltiin suunnittelujärjestelmän virhelähteiden vaikutusta kuvion ensiharvennuskypsyyden määrityksen luotettavuuteen. Tutkitut virhelähteet olivat kuvioittainen arviointi, kuviota kuvaavan puujoukon generointi metsikkötunnuksista ja kasvun ennustaminen. Tutkimuksen kohteena olivat UPM-Kymmene Oyj:n omistamat männiköt Kainuussa. Puujoukon muodostaminen ja kasvun simulointi tehtiin Mela-suunnitteluohjelmistolla. Simuloitua puuston kehitystä verrattiin koealamittauksin selvitettyyn kehitykseen 87 kuviolla. Simulointijakson pituuden vaihteluväli oli 1–13 vuotta.

Kuvioittaisen arvioinnin systemaattiset ja satunnaiset virheet olivat selvästi suurin epävarmuuden aiheuttaja tarkastelujakson lopun puustotunnuksissa ja ensiharvennuskypsyyden määrityksessä. Pelkästään kuvioittaisen arvioinnin satunnainen virhe aiheutti merkittävän yliarvion ensiharvennuskypsien männiköiden määrässä. Puuston pituuskehitys aliarvioitiin kasvua ennustettaessa selkeästi, mutta se ei aiheuttanut tutkimusaineistossa yhtään virheellistä harvennuskypsyyden määritystä. Saatujen tulosten perusteella pääteltiin, että satunnainen virhe puustotunnuksissa aiheuttaa metsäalueen ensiharvennuspoistuman ennusteeseen yliarvion lyhyellä ajanjaksolla. Inventointivirheillä voi olla ensiharvennuskypsyyttä määritettäessä selvästi suurempi merkitys kuin puujoukon generoimisen virheillä ja kasvun ennustamisen virheillä.

• Ojansuu, Sähköposti: risto.ojansuu@metla.fi
• Halinen, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Härkönen, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

Tutkimuksessa mallitettiin palstahaketuksen ja hakkeen kaukokuljetuksen muodostama energiapuun toimitusketju. Haketuksen ja kaukokuljetuksen kustannuksia tutkittiin simulointimallin avulla. Haketus suoritettiin palstahakkurilla ja hake kuljetettiin vaihtokonttiautolla, täysperävaunullisella tai puoliperävaunullisella hakeautolla. Lisäksi mallitettiin ketju, jossa puoliperävaunullinen hakeauto ajoi lisäksi turvetta.

Ketjujen ominaisuudet selvitettiin aiemmin tehtyjen hakeharvesteria ja hakeautoja koskevien tutkimusten pohjalta. WITNESS-simulointiohjelmistolla rakennettiin simulointimallit joiden perusteella ketjujen ominaisuuksia vertailtiin. Haketettavien kohteiden tiedot luotiin TASO-laskennan kuviotietojen perusteella.

Simulointitulosten perusteella koneiden välinen kiinteä vuorovaikutus oli merkittävä tekijä kokonaiskustannusten muodostumisessa. Sekä hakeharvesterin että hakeauton ajasta kului huomattava osa odotuksiin, mikä nosti korjuun kokonaiskustannuksia.

Laaditut simulointimallit tulee sovittaa toimivaan yritysympäristöön ja suorittaa simulointimalleille yksityiskohtaisemmat herkkyysanalyysit, jotta malleja voitaisiin käyttää päätöksenteon apuvälineinä. Simulointimallien tarkkuutta voidaan parantaa käyttämällä hyväksi laajempia tutkimuksia ketjun koneiden ominaisuuksista.

• Asikainen, Sähköposti: antti.asikainen@joensuu.fi
• Nuuja, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org