METLA

Mäkelä, Annikki, Mäkinen, Harri, Vanninen, Petteri, Hynynen, Jari, Kantola, Anu
& Mielikäinen, Kari. 2000.
Männiköiden tuotoksen ja laadun ennustaminen.

Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 794. 89 s.
[ISBN 951-40-1760-9]
[Hinta 70 mk - 11,70 EUR]

Tiivistelmä - Summary:

Mäkelä, A., Mäkinen, H., Vanninen, P., Hynynen, J., Kantola, A. & Mielikäinen, K. 2000.
Männiköiden tuotoksen ja laadun ennustaminen. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 794. 89 s. ISBN 951-40-1760-9. ISSN 0358-4283.

Tutkimushankkeen tavoitteena oli kehittää menetelmiä, joiden avulla männyn laadun kehitystä erilaisissa olosuhteissa voidaan ennustaa. Lähtökohtana oli, että kun rungon laatuominaisuudet liitetään kasvumalleihin, näillä voidaan simuloida paitsi kasvun, myös laadun kehitystä eri tavoin käsitellyissä metsiköissä. Laatutunnuksia liitettiin sekä Metsäntutkimuslaitoksessa kehitettyihin tilastollisiin kasvumalleihin että Helsingin yliopistossa kehitettyyn puun elintoimintoihin perustuvaan malliin. Hankkeessa tehtiin mittauksia rungon ja oksien ominaisuuksista eri ikävaiheita ja käsittelytapoja edustavissa metsiköissä. Kerätyn aineiston perusteella laadittiin rungon ja oksien ominaisuuksia kuvaavia malleja, jotka liitettiin Metlan kasvumalleihin. Samoja mittauksia ja malleja hyödynnettiin elintoimintoihin perustuvassa mallissa rungon ja oksikkuuden kuvauksessa. Lisäksi kerättiin biomassa-aineisto, jota käytettiin elintoimintoihin perustuvan mallin kehittämiseen ja testaukseen. Kehitettyjen kasvu- ja laatumallien avulla voidaan verrata metsänhoitotoimenpiteiden vaikutusta puutavaran saantoon ja arvoon erilaisia laatukriteerejä soveltaen. Tutkimus on kuitenkin keskittynyt pääasiassa menetelmien kehittämiseen, ei käytännön metsänkäsittelyohjeistojen luomiseen.

Molemmilla malleilla tehtiin esimerkinomaisesti simulointeja, joissa verrattiin eri harvennustapojen vaikutusta puiden laatuun. Harventamattomassa metsikössä oksat jäivät ohuiksi ja puut kehittyivät hyvälaatuisiksi, mutta toisaalta suuri osa kasvusta menetettiin luonnonpoistumana. Simulointien perusteella paras kokonaistuotoksen ja laadun yhdistelmä saavutettiin nykyisiä ohjeita hieman lievemmillä harvennuksilla, joissa luonnonpoistuma korjattiin talteen mutta harvennukset eivät alentaneet metsikön tuotospotentiaalia eivätkä heikentäneet puiden laatua. Elintoimintoihin perustuvaa mallia sovellettiin lisäksi eri perustamistiheyksien vertailuun ja puiden perimästä johtuvien rakenteellisten ominaisuuksien vaikutuksien tutkimiseen. Tulokset osoittivat, että etenkin tyvitukin laatu riippui huomattavasti puun nuoruusvaiheen kasvusta. Taimikon tiheys paransi puiden laatua mutta hidasti samalla kasvua. Puiden perimä vaikutti myös runkojen laatuun, mutta sen vaikutus oli suhteellisen pieni metsikön tiheyden vaikutukseen verrattuna. Empiirisen aineiston perusteella oksaisuudessa oli eroja kasvupaikkojen välillä, mutta viljavuuden ei havaittu vaikuttavan rungon ja oksien koon välisiin suhteisiin. Karulla kasvupaikalla korkea laatu saavutetaan puiden hitaamman kasvun kautta.

Tutkimus on ensimmäisiä, joissa empiiristen ja elintoimintoihin perustuvien mallien ennusteita on verrattu toisiinsa osittain samoja osamalleja käyttäen. Molemmat mallityypit toimivat esitetyissä esimerkeissä pääpiirtein samalla tavalla, joten tehtävät johtopäätökset eivät riippuneet siitä, kumpaa mallia sovellettiin. Mallien sovellusalueet olivat kuitenkin jossain määrin erilaiset, mikä tulee ottaa huomioon mallia valittaessa ja tuloksia arvioitaessa. Rinnakkaisen kehittämisen etuna olivat yhteiset mallin laadinta- ja testiaineistot. Pitkällä tähtäyksellä rinnakkainen kehitystyö voi johtaa uuteen, yhdistettyyn malliin, jossa voidaan hyödyntää entistä kattavammin biologista tietoa ja kokeellisia mittauksia.

Avainsanat: mänty, oksikkuus, puun laatu, tuotos, elintoimintoihin perustuva kasvumalli, tilastollinen kasvumalli

Julkaisija: Metla, Vantaan tutkimuskeskus.

Kirjoittajien yhteystiedot:
Helsingin yliopisto, Metsäekologian laitos, PL 24, 00014 Helsingin yliopisto:
Mäkelä, A. (annikki.makela@helsinki.fi), Vanninen, P. (petteri.vanninen@helsinki.fi) c/o Saima-Savonlinnan ekotieteet, Linnankatu 11, 57130 Savonlinna
Metla, Vantaan tutkimuskeskus, PL 18, FIN-01301 Vantaa, puh. 09-857 051:
Mäkinen, H. (harri.makinen@metla.fi), Hynynen, J. (jari.hynynen@metla.fi), Kantola, A. (anu.kantola@metla.fi)
Metla, Helsingin tutkimuskeskus, Unioninkatu 40 A, 00170 Helsinki, puh. 09-857 051:
Mielikäinen, K. (kari.mielikainen@metla.fi)

Tilaukset: Metsäntutkimuslaitos, Vantaan tutkimuskeskus, kirjasto, PL 18, FIN-01301 Vantaa, puh. 09-857 051, faksi 09-8570 5582, sähköposti kirjasto@metla.fi.

Hinta: 70 mk (sis. alv)

Mäkelä, A., Mäkinen, H., Vanninen, P., Hynynen, J., Kantola, A. and Mielikäinen, K. 2000.
Predicting yield and quality of Scots pine stands. Finnish Forest Research Institute, Research Papers 794. 89 p. ISBN 951-40-1760-9. ISSN 0358-4283.

The objective of this study was to develop methods for projecting timber quality development in Scots pine (Pinus sylvestris L.) stands. It was hypothesised that if quality characteristics were included in growth models, this would allow us to simulate the effects of silvicultural treatments on timber quality as well as on tree growth. Two types of growth model were used; an individual-tree-based statistical model developed at Finnish Forest Research Institute, and a process-based model developed at the University of Helsinki. In order to incorporate quality characteristics in the growth models, measurements were made on branch and stem characteristics in stands representing a range of age classes and stocking densities. The data were used to construct statistical models for stem and branch properties, and these were combined with the statistical growth model. The data and models were also utilised in the process-based model for the description of internal stem structure. In addition, a biomass data set was acquired from the same stands, in order to parametrize and test the growth part of the process-based model. The models can be used for comparing the effects of management methods on the value of timber, applying different quality criteria. However, this study has focussed on methodological development rather than practical management recommendations.

Example simulations were carried out with both models to compare the effects of different thinning strategies on yield and quality. The results were largely the same for both models. An unthinned stand produced thin branches and good quality overall, but a large part of growth was lost to natural mortality. According to the simulations, the most favourable combination of high quality and productivity was achieved using a slightly less intensive thinning regime than currently recommended in the practical forestry. Through such thinnings, the potential mortality was utilised, but stocking levels were high enough not to reduce productivity or impair timber quality. The process-based model was also applied to a comparison of a range of initial densities, and to an analysis of the effect of measured, genetically determined structural parameters on timber quality. The results indicated that timber quality, in the butt log in particular, was largely determined by the early growth rate. Dense stocking at establishment improved wood quality but reduced growth at the same time. Wood quality is also affected by genetic factors, but these were found to be of minor importance compared with stocking density. Based on the empirical results, the general pattern of branchiness varied between site types, but site fertility was not observed to affect the relationship between branch and stem size. In other words, the high quality timber found on sites of low fertility seems to be a result of slow growth rates.

This study has been among the first ones to take on parallel development of statistical and process-based growth models, with shared individual sub-models and data. Both types of model performed similarly in the examples presented, rendering the conclusions independent of model type. However, when choosing a model or evaluating the results, it should be borne in mind that the domains of application of the two models were not quite the same. In this study, the parallel development work has been of synergistic advantage, both model types utilising the same data sets for model parameterisation and testing, and the shared applications allowing for comparisons between the models. In the long run, the parallel development may lead to a new combined model with more comprehensive use of both biological knowledge and empirical measurements.



[Alkuun/top] [MT 2000] [MT index]


Revised: METLA KKKo - 8.2.2001
[ Palaute ylläpitäjälle] [ Comments on this page]