PALJONKO PUUTA ON METSÄSSÄSI?

Transkriptio

1 METSÄVARA- K ARTAT TEKSTI SINIKKA JORTIKKA JA AIMO JOKELA KUVAT ERKKI OKSANEN PALJONKO PUUTA ON METSÄSSÄSI? Metsävarat tunnetaan Suomessa paremmin kuin missään muualla. Nykyisten, monilähdeinventointiin perustuvien metsävarakarttojen avulla voidaan arvioida jopa tilakohtaisia puustotietoja. Kartat ovat verkossa vapaasti kaikkien saatavilla. Kangas vallitsee Suurin osa Suomen maa-alasta on metsätalouden maata eli kankaita tai soita. Soita on etenkin Pohjois-Suomessa ja Pohjanmaalla, jossa rämeet ja avosuot muodostavat isoja kokonaisuuksia. Pienialaiset korvet eivät erotu pienimittakaavaisessa kartassa, vaikka niiden kokonaispinta-alan osuus soista on merkittävä. Kangasmaat Rämeet Korvet Avosuot Lähde: Monilähteinen VMI MAKASIINI

2 MAKASIINI

3 METSÄVARA- KARTAT Pohjatiedot metsävarakarttoihin kerätään maastosta osana Valtakunnan metsien inventointia (VMI). VMI:n tärkein tehtävä on tuottaa tietoa Suomen metsistä kansallisisiin ja kansainvälisiin tilastoihin ja seurantoihin. Tänä vuonna maastotyötä tekee 20 ryhmää ympäri Suomea. Toukokuussa mittausurakkaansa aloitti Nurmijärvellä avustavan tutkijan Ville Pietilän johtama ryhmä, jossa mittausapulaisena on metsätalousinsinööriksi opiskeleva Veetrikki Hanhilahti. Ennen autolta lähtöä kaverit kasaavat eväiden lisäksi reppuihinsa melkoisen määrän välineistöä muun muassa tarkkuuspaikantimen, puiden pituusmittarin, tallentimet ja ikäkairan. Sitten vilkaisu karttaan ja käsisuuntimeen ja kohti ensimmäistä koealaa. Yli sata tietoa koealalta Koeala sattuu rehevään korpeen, jossa on äskettäin tehty taimikonhoito. Kolmijalka pystyyn, tarkkuuspaikannin kolmijalkaan ja koealan sijainti alkaa tarkentua satelliittien avulla. Ensimmäisellä koealalla välineet kalibroidaan eli tarkistetaan, jotta tiedot ovat varmasti luotettavia. Mittausapulainen alkaa lukea puita saksilla, jotka mittaavat puun läpimitan lisäksi etäisyyden ja suunnan koealan keskipisteeseen. Kuuluu jatkuvaa piipitystä, kun Hanhilahti taltioi tottuneesti tietoja. Keruuohjelmissa on lisäksi lukuisia loogisuusehtoja, joten aivan hulluja arvoja sinne ei voi syöttää. Samaan aikaan Pietilä ottaa maaperänäytteitä, arvioi kasvupaikkatietoa, tehtyjä ja tulevia toimenpiteitä, tuhoja, puiden laatua ja muun muassa rajaa kuviota. Yhdeltä koealalta kirjataan pitkästi yli sata erilaista tietoa. Puiden luvun yhteydessä sakset ilmoittavat tarkemmin mitattavat koepuut. Luvun jälkeen kone laskee tarvittavat mediaanikoepuut, joista mitataan pituus ja arvioidaan ikä. Maastopäivän päätteeksi tiedot tarkistetaan vielä illalla majapaikassa, jonka jälkeen ne lähetetään verkkoa pitkin Lukeen jalostettavaksi. 46 MAKASIINI

4 Entistä enemmän puuta Kuorimittarilla mitataan puun kuoren paksuus. Karttaparista näkyy, että puuston keskitilavuus on kasvanut 13 vuoden aikana lähes jokaisessa Suomen kunnassa. Vas. Maastoryhmän Veetrikki Hanhilahti ja Ville Pietilä pohtivat, saadaanko koepuumännystä laatuvaatimukset täyttävää tukkia Puuston keskitilavuus metsä-ja kitumaalla, m3/ha Tutkija Arto Ahola vastaa Lukessa VMI:n maastotyöstä. ahola Lähde: Monilähteinen VMI Herkkiin mittalaitteisiin vaikuttavat toki lämpötila ja sade, mutta laitteet kalibroivat koko ajan itseään, joten ne ovat vaativissakin maasto-olosuhteissa luotettavia, maastotyöstä vastaava tutkija Arto Ahola Lukesta kertoo. Tarkastuksia ja täydennyksiä Ennen kuin VMI:n mittaustietoja päästään hyödyntämään kartanteossa, ne käyvät läpi useita tarkistus- ja täydennysvaiheita. Esimerkiksi automaattisesti suoritettavat tarkistusohjelmat käyvät aineistoa läpi ja etsivät sieltä epäloogisuuksia. Keruuohjelmissa on lisäksi lukuisia loogisuusehtoja, joten aivan hulluja arvoja sinne ei voi syöttää, Ahola kertoo. Tarkastusten jälkeen Ahola täydentää aineistoa. Siihen liitetään muun muassa omistajatiedot sekä puuntuotannon rajoitustiedot kuten suojelualueet. Lisäksi koepuille 2013 Puuston keskitilavuus metsä-ja kitumaalla, m3/ha Lähde: Monilähteinen VMI 2013 MAKASIINI

5 METSÄVARAK ARTAT Kuusi vahvoilla etelässä Puuston tilavuudella mitattuna mäntyä on paljon Kaakkois-Suomessa, Etelä-Pohjanmaalla ja Lounais-Suomessa. Kuusen keskitilavuus on suuri maapohjaltaan rehevillä alueilla Etelä-Suomessa: Hämeessä ja Pohjois-Savossa. Koivun keskitilavuudessa ei ole havaittavissa selviä alueellisia keskittymiä. Männyn keskitilavuus kunnittain metsäja kitumaalla, m3/ha Kuusen keskitilavuus kunnittain metsäja kitumaalla, m3/ha Koivun keskitilavuus kunnittain metsäja kitumaalla, m3/ha Lähde: Monilähteinen VMI 2013 Valaistusolojen, kasvien yhteyttämisaktiviteetin ja sitä kautta lajien erottuvuuden kannalta kesä-heinäkuussa otetut kuvat ovat parhaita. viedään tukitustiedot ja kairatuista ikälastuista määritellyt puiden iät ja läpimitan kasvut. Kun tämä vaihe on valmis, tutkija Juho Pitkänen laskee puille vielä tilavuudet: kokonaistilavuus sekä tukki-, kuitu- ja hukkapuun tilavuus. Karttatuotannossa käytetään viiden viimeisen vuoden mittaustietoja ja aina, kun saadaan uusimmat tiedot, vanhin vuosi tiputetaan pois. Lisää pysyviä koealoja Ensimmäinen maastoinventointi tehtiin Suomessa 48 MAKASIINI luvulla, nyt on menossa 12. valtakunnan metsien inventointi. Neljä ensimmäistä inventointia tehtiin linjoittaisina arviointeina siten, että mittausryhmät kävelivät maan lounaasta koilliseen kulkevia linjoja tehden arviointeja ja havaintoja linjalle osuneista metsiköistä. Myöhemmin koealat on sijoitettu ryppäisiin, jotka ovat keskimäärin yhden työpäivän kokoisia. Vuosittain koko maassa mitataan noin koealaa, joista metsätalousmaalta on noin Kolmannes koealoista osuu rakennetulle alueelle, pelloille, vesistöihin tai muulle metsätalouden ulkopuolisille alueille. Tällä hetkellä pysyviä koealoja on noin 20 prosenttia, mutta sitä nostetaan VMI 12:ssa noin 60 prosenttiin. Pysyvien koealojen osuutta lisätään, koska tällä tavalla saadaan luotettavampaa tietoa metsissä tapahtuvista muutoksista, Ahola kertoo. Entistä parempia satelliittikuvia Maastotietojen lisäksi metsävarakarttojen laadintaan tarvitaan korkeusmalli, numeerinen maastokartta ja sa-

6 Relaskoopin avulla saadaan selville puuston pohjapinta-ala. Elektronisilla mittasaksilla mitataan puun läpimitan lisäksi myös puun etäisyys ja suunta koealan keskipisteestä. Uudistettavan osuus vaihtelee Etelä-Suomessa uudistuskypsien metsien osuus on suuri Ahvenanmaalla ja etelä- ja länsirannikolla. Myös Lapin pohjoisosissa puuntuotannossa olevalla metsämaalla uudistuskypsiä metsiä on paljon. Uudistuskypsien metsiköiden osuus puuntuotannon metsämaalla, % Lähde: Monilähteinen VMI 2013 telliittikuvia. Itse asiassa jokainen karttaprosessi alkaa satelliittikuva-aineiston hankinnalla. Kuvat pyritään valitsemaan yhden kesän ajalta. Uusimmissa kartoissa käytettiin pääasiassa vuoden 2013 satelliittikuvia, jotka ovat Landsat 8 -luonnonvarasatelliitin ottamia. Landsat 8 -satelliitin kuvat ovat laadultaan selvästi aiempien Landsat-satelliittien kuvia parempia. Tämä näkyy myös tuotetuissa metsävarakartoissa, kertoo tutkija Matti Katila Lukesta. Satelliittikuva muodostuu kuva-alkioista, joiden sävyarvo vastaa kasvillisuuden heijastaman säteilyn määrää tietyllä aallonpituusalueella. Mitä pienempi kuva-alkion koko, sitä enemmän yksityiskohtia pystytään erottamaan. Suomen metsävarakarttojen kuva-alkion kooksi on valittu 16 metriä x 16 metriä. Meillä on noin 26 miljoonaa hehtaaria metsätalousmaata ja satelliittikuvien an- MAKASIINI

7 METSÄVARA- KARTAT Päätehakkuut erottuvat Puuston tilavuuden kasvu näkyy karttaparissa vihreän sävyjen tummenemisena vuosien 2009 ja 2013 välisenä aikana. Vuoden 2009 jälkeen tehdyt päätehakkuut näkyvät puolestaan hyvin vaaleina alueina vuoden 2013 kartassa. Puuston keskitilavuus, m3/ha Muu maa Lähde: Monilähteinen VMI 2009 ja Landsat 8 -satelliitin kuvat ovat laadultaan selvästi aiempien Landsat-satelliittien kuvia parempia. Tämä näkyy myös tuotetuissa metsävarakartoissa. 50 MAKASIINI

8 Vertex, puiden pituusmittauslaitteisto Maaperäkairalla otetaan näyte maalajista ja mitataan humuksen paksuus. Kasvukairan avulla otetaan näyte puun iän ja läpimitan kasvun määrittämiseksi. siosta jokaiselle 16 metriä x 16 metriä ruudulle pystytään laskemaan ja kuvantamaan kartalle esimerkiksi kasvupaikkatunnukset, puuston ikä, järeys, puulajien runkotilavuus ja biomassa. Tulevaisuudessa metsäkarttojen laatu paranee. Seuraavassa karttatuotannossa voidaan käyttää Euroopan Avaruusjärjestö ESA:n Sentinel 2 -satelliitin tuottamaa kuva-aineistoa. Siinä satelliittikuvien kuva-alkioiden koot ovat jopa 10 metriä x 10 metriä. Kesäkuvien parhaat Karttatuotannosta vastaavat tutkijat seuraavat satelliittien tuottamia kuvia kesäkauden ja valitsevat niistä parhaat. Valaistusolojen, kasvien yhteyttämisaktiviteetin ja sitä kautta lajien erottuvuuden kannalta kesä-heinäkuussa otetut kuvat ovat parhaita. Jos kuvia tältä ajankohdalta ei löydy, otetaan tarkasteluun toukokuun lopun tai elokuun kuvat, Katila kertoo. Yksi Landsat 8 -satelliittikuva kattaa 170 kilometriä x 183 kilometriä, joten Suomen pinta-alan peittämiseen tarvittiin noin 40 kuvaa. Kuvia on oltava paljon, koska yhdeltä kuvalta puuttuviin alueisiin pyritään etsimään täydennystä toisesta kuvasta. Paikattavia kohtia aiheuttavat esimerkiksi pilvet. Maastokarttaakin tarvitaan Karttaprosessin seuraavassa vaiheessa satelliittikuvia täydennetään muista karttalähteistä saatavalla tiedolla. Pellot, vedet, taajamat, rakennukset, tiet ja voimalinjat erotetaan metsätalousmaasta Maanmittauslaitoksen numeerisen karttatiedon avulla. Myös metsätalousmaahan lukeutuvien soiden rajaamisessa käytetään apuna maastotietokantaa. Tuloksia lasketaan vain metsätalousmaalle, Katila kertoo. Koealoilta kerätyt tiedot tallennetaan maastotallentimiin. Tutkija Matti Katila vastaa kunnittaisten metsävaratietojen laskemisesta. MAKASIINI

9 METSÄVARA- KARTAT VMI rypään koeala 2 VMI rypään koeala 1 Koealan sijainti tallentuu tarkkuuspaikantimen muistiin sillä aikaa, kun maastoryhmä mittaa koealan puita. Väri kertoo suurimman puulajin Mänty Kuusi Lehtipuut Lähde: Monilähteinen VMI Keskitilavuudeltaan suurin puulaji määrää kuva-alkion värin. Esimerkiksi koealaa 1 ympäröi lehtipuustoinen tai vähäpuustoinen metsä, jota kuvaa tumma sävy tai musta väri. Satelliittikuva on tilanteesta ennen taimikonhoitoa. Koeala on sama, jota Pietilän johtama VMI-maastoryhmä oli mittaamassa. Mikäli satelliittikuvat ovat eri vuodelta kuin mittaustiedot, koealojen puusto kasvatetaan kasvumallien avulla vastaamaan valittua ajankohtaa. Maanpinnan muodot kuten kaltevuus ja rinteiden suunta aiheuttavat satelliittikuviin virheitä, koska maanpinnan muoto vaikuttaa paikallisesti valaistusoloihin ja kasvillisuuden heijastamaan säteilyyn ja sitä kautta satelliittikuvien sävyarvoihin. Nämä virheet korjataan numeerisen korkeusmallin avulla. Lopuksi tiedot yhdistetään Kun karttojen pohjatyöt on tehty ja maastosta mitatut VMI:n tiedot ovat laskentakunnossa, alkaa varsinainen metsävarakarttojen tuotanto. Mikäli satelliittikuvat ovat eri vuodelta kuin mittaustiedot, koealojen puusto kasvatetaan kasvumallien avulla vastaamaan valittua ajankohtaa. Lisäksi pyritään tunnistamaan selvästi muuttuneet koealat kuten päätehakkuut, ja muutetaan koealojen puustotiedot uutta tilannetta vastaavaksi, Katila kertoo. Tulokset pyritään tuottamaan vastaamaan tietyn päivämäärän tilannetta. Esimerkiksi viime vuonna julkaistut kartat vastaavat tilannetta Se, millaista metsää ja puustoa satelliittikuvien sävyarvojen takana on, selviää VMI:n koealoilta mitattujen tietojen perusteella. Koealan puustotiedot yhdistetään koealan kohdalle osuvan kuva-alkion kuvapiirteisiin. Jos kuva-alkion kohdalle ei satu koealaa, sille saadaan metsä- ja puustotiedot kuva-alkiota kuvapiirteiltään vas- 52 MAKASIINI

10 taavien koealatietojen perusteella niin sanotun k:n lähimmän naapurin menetelmällä, Katila kertoo. Samalla tulkinnassa käytetyille koealoille summataan painoa eli pinta-alaa laskentayksiköittäin, esimerkiksi kunnittain. Laskentayksikön tulkintaan käytettyjen koealojen painosummien avulla voidaan sitten laskea kunnittaisia tuloksia. Laskentatavasta johtuen kunnittaiset tulokset poikkeavat hieman siitä, mitä saataisiin summaamalla vastaavan muuttujan arvoja metsävarakartalta, Katila jatkaa. Apuna vaikka metsän hankinnassa Metsävarakarttoja tuotetaan 44 eri teemasta: kartalle saadaan esimerkiksi puutavaralajien tilavuudet puulajeittain, kasvupaikkatiedot, puuston ikä, latvuspeitto sekä biomassat puulajeittain ja ositteittain. Tämän jutun kartoissa keskitytään puiden tilavuuksiin, ikään ja kasvupaikkaan. Tuloksia voidaan tuottaa kuntatason lisäksi tilatasollekin, jos metsätilojen rajat on liitetty mukaan. Tällöin pystytään määrittämään jopa se, kuinka paljon kuitupuuta on kunkin metsänomistajan metsässä kunnan alueella. Katilan ohella metsävarakarttoja ja kunnittaisia tuloksia tuottavat Lukessa erikoistutkija Kai Mäkisara ja metsätalousinsinööri Jouni Peräsaari. Karttoja voidaan käyttää esimerkiksi metsäsuunnitteluun pienillä alueilla ja metsäteollisuuden puunhankinnan suunnitteluun: kiinnostavat puutavaralajit voidaan paikantaa teemakartoilta ja korjuumahdollisuudet arvioida Maanmittauslaitoksen maastotietokannan avulla. Metsävarakartat sopivat tietolähteeksi esimerkiksi myös silloin, kun mietitään lukuisten biovoimalaitosten sijaintia Suomessa. Tietoja käytetään runsaasti myös erilaisiin tutkimuksiin kuten lajien elinympäristön laadun arviointiin ja metsien suojelun suunnitteluun. Artikkeli on tehty Luonnonvarakeskuksen ja Metsälehden yhteistyönä. Käy tutustumassa LUONNONVARAKESKUKSEN tuottamia karttoja voi katsella internetissä Maanmittauslaitoksen avoimien aineistojen paikkatietopalvelusta Luken metsävarakartat löytyvät valitsemalla valikosta Karttatasot > Tiedontuottajittain > Luonnonvarakeskus. Metsävarakarttoja voi ladata omaan käyttöön GeoTIFF-tiedostoina Luken omasta tiedostopalvelusta osoitteessa kartta.luke.fi. Tiedostojen katselu ja käsittely vaativat jonkin sopivan paikkatieto-ohjelmiston, joita on myös vapaasti verkosta saatavilla. TEKSTI MERJA LINDROOS 3D avuksi tiedon keruuseen Piikkipaikka metsävarojen inventoinnissa säilytetään menetelmiä kehittämällä, Luken metsänarvioimistieteen professori Annika Kangas sanoo. Mitä uutta metsien inventointiin kehitetään? Tulevaisuudessa maastotietoja kerätään digikameroilla ja maalaserkeilaimilla. Uuden tekniikan avulla saadaan aiempaa monipuolisempaa tietoa muun muassa puiden runkojen muodosta tai oksien määrästä. Tavoitteena on jo metsässä tietää, mihin käyttötarkoitukseen mikäkin puu soveltuu parhaiten. Maastokoealojen lisääminen olisi yksi tie parantaa tiedon laatua. Saamme kuitenkin vastaavat parannukset halvemmalla tehostamalla kaukokartoituksen käyttöä. 3D-teknologian avulla metsävarakarttojen luotettavuus paranee, ja pystymme tuottamaan tulokset entistä pienemmille alueille. Pohjoismaissa ollaan juuri siirtymässä kaksiulotteisesta aineistosta informatiivisempaan kolmiulotteiseen kaukokartoitusaineistoon. Olemme mukana kehitystyössä. Miten tietojen käytettävyyttä parannetaan? Tulosten käytettävyyttä parannamme siten, että kuka tahansa voi tehdä kyselyjä aineistosta verkkosovelluksen avulla. Lisäksi kehitämme uusia työkaluja, jotta myös maakuntaa pienempien alueiden hakkuumahdollisuuksia voidaan arvioida. Esimerkiksi kaavoittajan täytyy kyetä määrittämään maankäyttöpäätösten vaikutukset biotaloudelle tai ekosysteemipalveluille. Kuka maksaa? Valtakunnan metsien inventointi (VMI) tuottaa tietoa valtakunnan tason suunnitteluun ja seurantaan, ja toiminta on valtion rahoittamaa. Verovaroin tuotettua tietoa on jaettava laajasti, jotta yhteiskunta saa rahoilleen vastinetta. Professori Annika Kangas on työskennellyt Helsingin ja Joensuun yliopistoissa ennen siirtymistään Luonnonvarakeskukseen. Teemme myös tilauksesta tarkempia analyysejä esimerkiksi metsäteollisuusyrityksille, vaikkapa puunhankinnan suunnittelua palvelemaan. Uusi teknologia mahdollistaa entistä paremman palvelun. Syntyykö teknologian soveltamisessa kehitysloikka? Syntyy. On hienoa, että hallitus rahoittaa metsätietojärjestelmän ja sähköisten palvelujen kehittämistä kärkihankkeessaan. Laadukas tutkimus on välttämätöntä kansallisen päätöksenteon lisäksi myös Suomen kansainvälisten raportointivelvollisuuksien takia. Pohjoismaat ovat olleet lähes sata vuotta metsävarojen inventoinnin edelläkävijöitä. Piikkipaikka säilytetään satsaamalla etenkin menetelmäkehitykseen. MAKASIINI