Lapin Kansa Photo: P. Yliniemi

Transkriptio

1 Talous hoidettaessa metsää eri- vs tasaikäisenä Olli Tahvonen, Helsingin yliopisto Metsätieteiden laitos Sisältö Metsien käyttö poimintahakkuin Metsien hoito tasaikäisrakenteisina ja puuntuotannon maksimointi Metsien hoito tasaikäisrakenteisina ja taloudellisen tuloksen maksimoiti Metsien hoito eri-ikäisrakenteisina Metsäpoliittisia mahdollisuuksia? MITÄ METSIEN HOITO ERI-IKÄISRAKENTEISINA MERKITSEE METSIEN KASVUN, TALOUDEN, MONIMUOTOISUUDEN JA ILMASTONMUUTOKSEN NÄKÖKULMISTA? 8.5. klo , Helsingin yliopistomuseo Arppeanum, Luentosali, 2. krs, Snellmaninkatu 3

2 Lapin Kansa Photo: P. Yliniemi

3 -matkailuyrittäjät ja poromiehet v. 27: metsähallituksen hakkuut uhkaavat elinkeinoja =>"ratkaisu" 27: matkailuyrittäjät maksoivat metsähallitukselle hakkuiden viivästyttämisestä vuoteen 214 -vuonna 214 saatiin neuvoteltua uusi ratkaisu, jossa metsähallistus sitoutuu hoitamaan Pallaksen metsiä ilman avo- tai siemenpuuhakkuita ja ilman maanmuokkausta soveltamalla uuden metsälain sallimia hakkuutapoja Avoimia kysymyksiä: Matkailu ja porotalous hyötyy mutta kuinka kallis ratkaisu on veronmaksajille? Suomessa ollut "täydellinen varmuus", että tällaiset ratkaisut ovat metsätaloudelle rahallinen tappio mihin perustuu?

4 1. Metsien käyttö poimintahakkuin -Vanha talonpoikainen tapa käyttää metsiä -Poimitaan sopivia puita eri käyttötarkoituksiin ilman huolta puuvarojen riittävyydestä -Voi olla täysin rationaalista, jos puuvarat ylenmäärin runsaat suhteessa käyttöön Ongelmia 1. voi aroilla alueilla johtaa metsien häviämiseen 2. lyhytnäköistä, jos käyttö suhteessa puuvarantoihin kasvaa 3. metsien käytön tapa, johon ajaudutaan "tragedy of the commons" tapauksessa 4. laitonta käyttöä (muiden omistamista metsistä) vaikeaa valvoa Suomalaisen metsäpolitiikan ja lainsäädännön yksi pääasiallinen tavoite on ollut eliminoida poimintahakkuut metsänhoidon keinovalikoimasta laeilla, valvonnalla, neuvonnalla ja tutkimuspolitiikalla

5 2. Metsien hoito tasaikäisrakenteisina ja puuntuotannon maksimointi Metsänhoidon malli*: avo- tai siemenpuuhakkuu =>maanmuokkaus/istutus tai kylvö => alaharvennus =>alaharvennus =>avo- tai siemenpuuhakkuu=>..., -tavoitteena mahdollisimman suuri puuntuotannon määrä per ha per vuosi -alaharvennuksia, 1-3, avohakkuut 8-13 vuoden välein -oikea metsänhoito "biologis-tekninen fakta" ja täysin riippumatonta metsänomistajasta ja taloudellisesta tilanteesta -valvonta mahdollisimman helppoa, luvaton käyttö paljastuu heti *Obs. Alaharvennus ei itse asiassa maksimoi tuotosta mutta ollut oleellinen osa max m 3 mallia

6 Kuutiotuoton maksimoivia ratkaisuja männylle eri kasvupaikoilla Puuston tilavuus m 3 ha -1 Volume, m 3 ha Tuore kangas,etelä -Suomi 3 maxm = (a) 9 MT Puuston ikä, vuosia Stand age, y Puuston Volume, tilavuus m 3 ha 3 ha -1-1 Kuivahko kangas,etelä -Suomi 3 maxm (b) = 7VT Stand age, y Puuston ikä, vuosia Puuston tilavuus Volume, m 3 3 ha Kuiva kangas,etelä -Suomi 3 maxm(c) = CT Stand age, y Puuston ikä, vuosia 15 seedlings 15 2 seedlings 2 3 seedlings 3 Lähde: Tahvonen, Pihlainen, Niinimäki (213) Canadian Journal of Forest Research

7 -max m 3 /alaharvennus on esitetty metsänomistajille kannattavana: "tulot ennen menoja!", "tulot=1 menot!!!" -korkeimman hallinto-oikeuden päätös vuodelta 28: metsäpolitiikan sääntelyn tavoitteena on kansantalouden edun mukaisesti metsien mahdollisimman korkea puun tuotto (ei liiketaloudellinen tulos). Tämän KHO esittää olevan metsänomistajan edun mukaista -max m 3 ollut suomalaisen metsäpolitiikan, -opetuksen ja tutkimuksen kulmakivi -tähän ajatteluun metsäammattilaisia on koulutettu yli puolen vuosisataa

8 P. Samuelson* (1976): -ajatus kuutiotuotannon maksimoimisesta metsätalouden kansan- tai liiketaloudellisena tavoitteena on täysin vailla taloudellisia perusteita -hinnat, kustannukset, korko, aito taloudellinen tavoite oltava mukana -puiden istutus on investointi: menot maksetaan ennen tuloja - max m 3 pitää hinnat alhaisina => edullista metsäteollisuudelle -aiheuttaa metsänomistajalle (ja kansantaloudelle) tappioita -puuntuotannon ja metsien ympäristöarvojen yhteensovittaminen vaikeaa -tarvitaan runsaasti ohjausta/normistoa/taloudellista tukea, jotta metsänomistajat max m 3 - max m 3 on häkellyttävä esimerkki monitieteisyyden epäonnistumisesta tutkimuksessa *Samuelsonia on pidetty viime vuosituhannen merkittävimpänä taloustieteilijänä

9 3. Metsien hoito tasaikäisrakenteisina ja taloudellisen tuloksen maksimoiti Lähtökohta: Puuntuotanto on taloudellista toimintaa: hinnat, kustannukset, korko mukaan tarkasteluun Metsänomistaja: max nettotulojen nykyarvo Julkisen valta: takaa puumarkkinoiden toiminnan (varmistaa, että ei kartelleja) => kansantaloudellisesti paras ratkaisu -Lähtökohdat vastaavat kuin muussakin taloudellisessa toiminnassa -Tutkimuksessa sovelletaan yksityiskohtaisia taloudellis-ekologisia optimointimalleja -Metsäpolitiikan suunnanmuutos vuonna 26: metsäasetusta ja Tapion ohjeita muutettiin max m 3 tavoitteesta kohti max tavoitetta

10 Nettotulon nykyarvon maksimoivia ratkaisuja männylle Volume, m 3 ha -1 MT Volume, m 3 ha VT Volume, m 3 ha MT Stand age, y Stand age, y Stand age, y 1% 3% 5% Volume, m 3 ha VT Stand age, y Volume, m 3 ha CT Stand age, y -Kiertoaika riippuu voimakkaasti korosta -Optimaaliset harvennukset yläharvennuksia: poimitaan isoja puita -Puuston tilavuus voi alentua kiertoajan kuluessa Korko 1% 3% 5% Lähde: Tahvonen, Pihlainen, Niinimäki (213) Canadian J. of Forest Research

11 Nettotulon nykyarvon maksimoivia ratkaisuja kuuselle, korko 3% (a) H 1 =24 (b) H 1 =24 (c) H 1 =24 Puiden määrä Pohjapinta-ala, m 2 ha Puuston tilavuus, m 3 ha CO 2 tn ha -1 Puuston ikä, yrs Puuston ikä, yrs Puuston ikä, yrs (d) H 1 =3 (e) H 1 =3 (f) H 1 =3 Puiden määrä Pohja-pinta-ala, m 2 ha Puuston tilavuus, m 3 ha CO 2 tn ha -1 Puuston ikä, yrs Puuston ikä, yrs Puuston ikä, yrs Lähde: Niinimäki, Tahvonen, Mäkelä, Linkosalo 213 Canadian Journal of Forest Research Käsittelemätön CO 2 price tn -1 CO 2 price 3 tn -1 CO 2 price 6 tn -1 Kiertoaika riippuu korosta ja optimaaliset harvennukset yläharvennuksia Kiertoaika ja metsän optimaalinen tiheys muuttuvat, jos hiilen sidonnasta maksetaan

12 Kannattavuus hoidettaessa metsiä (optimaalisesti) tasaikäisenä Paljaan maan arvo: onko investointi uudistamiseen kannatava? Paljonko maapohjasta kannattaisi maksaa? Paljaan maan arvoja: mänty Kasvupaikka Korko1% Korko 3% Korko 5% MT VT MT VT CT Paljaan maan arvoja: kuusi Jos maapohjan saa ilmaiseksi, niin uudistamiseen sitoutuneelle pääomalle saa enintään 4%:n koron (parhaita kasvupaikkoja lukuunottamatta) Kasvupaikka Korko1% Korko 3% Korko 5% H 1 = H 1 = Lähteet: Tahvonen, Pihlainen, Niinimäki 213 Canadian J. of Forest Research Niinimäki, Tahvonen, Mäkelä, Linkosalo 213 Canadian J. of Forest Research

13 Ongelma perinteisissä keinolliseen uudistamiseen perustuvissa malleissa Puuston tilavuus, m 3 ha H 1 = Puuston ikä, vuosia 55 CO 2 tn ha -1 =>Kun korkoa kasvatetaan, alkaa kiertoaika lopulta pidentymään ja syntyy ajanjakso, jolloin metsän tiheys voi olla alhainen => Kannattaisiko lainkaan avohakata, jos mallissa metsään syntyisi luontaisesti uusia puita? => Perinteinen kiertoaikamalli metsänhoidosta on liian rajoittunut "brute force -malli", eikä kuvaa oikein metsänhoidon kaikkea taloudellista potentiaalia

14 4. Metsien hoito eri-ikäisrakenteisina Uusi teoreettinen lähtökohta*: muotoillaan hyvin yleinen taloudellis-ekologinen malli metsänhoidosta ja ratkaistaan optimoinnilla onko taloudellisinta avohakata/ala-/yläharventaa vai pitää metsä jatkuvasti peitteisenä eli eri-ikäisrakenteisena Teoreettisten tulosten mukaan* 1. Avohakkuu ei kannata, jos peitteinen metsä uudistuu hyvin ja vice versa 2. Korko lisää eri-ikäisrakenteisen metsän suhteellista kannattavuutta ja vice versa 3. Korkea sahatukin hinta/kuitupuun hinta lisää eri-ikäisen metsän kannattavuutta 4. Korkea korko, alhainen puun hinta tai korkeat uudistamiskustannukset =>eri-ikäisratkaisu kannattavin vaihtoehto 5. Metsän alkutilasta voi seurata kumpi ratkaisu on taloudellisesti kannattavin Lisähuomio: valtaosa eri-ikäisrakenteisten metsien hoitoa koskevista taloudellisista tutkimuksista Suomessa ja kansainvälisesti perustuvat teoreettisesti virheellisiin taloudellisiin malleihin erityisesti kannattavuustarkastelujen osalta *Tahvonen 27, Tahvonen et al. 21, Tahvonen 214

15 Eri-ikäisrakenteisia metsiä koskeva taloudellinen tutkimus alkoi Yhdysvalloista Tuloksia* 1. Kalliovuorten havupuustoille tasaikäisyyteen ja eri-ikäisyyteen perustuvat ratkaisut tuottavat lähes saman runkopuun kuutiotuoton 2. Kun tarkasteluun lisätään taloudelliset muuttujat metsän hoito eriikäisrakenteisena tulee selvästi kannattavammaksi 3. Metsän hoito eri-ikäisrakenteisena voidaan tulkita määrävälein tehtäväksi yläharvennukseksi (käytännön ratkaisussa korjataan myös heikkolaatuiset ja liian tiheässä olevat puut) Obs: tarkastelussa ei huomioitu vaihtoehtojen välisiä eroja korjuukustannuksissa *Haight and Monserud 199

16 Monitieteisen taloudellisen optimointimallin elementit 1. Metsäekologinen malli eri-ikäisrakenteisen metsän kasvusta -otetaan suoraan kasvu- ja tuotostutkimuksesta -sisältää mallit uudistumisesta, kasvusta ja kuolleisuudesta 2. Mallit puiden tukki- ja kuitutilavuudesta 3. Mallit korjuukustannuksista -puun korjuu kalliinpaa per m 3 kuin avohakkuuussa mutta halvempaa kuin alaharvennuksessa 4. Tavoitefunktio: maksimoidaan nettotulojen nykyarvoa pitkältä aikaväliltä ( ) 5. Jokin (mikä tahansa) puuston alkutila 6. Optimoitialgoritmi, joka löytää parhaan mahdollisen ratkaisun =>ratkaisuna saadaan puun korjuun ja metsän rakenteen optimaalinen aikaura =>johtaa tyypillisesti pitkän aikavälin tasapainoratkaisuun, jossa sama korjuu ja puuston rakenne toistuu hakkuusta toiseen

17 Taloudellisesti optimaalinen eri-ikäisrakenteisen metsän hakkuu Bruttotulot, Nettotulot, Pohjapinta-ala ennen ja jälkeen korjuun Puiden määrä korjuun jälkeen Korjatut puut per 2 vuotta Kuusi, lämpösumma 12, korko 1% Hakkuut 2 vuoden välein Aika 5 vuoden perioideissa Sahatukki per 2 yrs, m3 Kuitupuu per 2 yrs, m3 Kynnyskasvu, kaadetut puut per 5 yrs Aika 5 v. periodeissa Lähde: Tahvonen 211 Canadian J. of Forest Research

18 Optimaalinen puuston rakenne ja hakkuut tasapainoratkaisussa Kuusi MT 1 (a) 1 (b) Lämpösumma Punaiset kokoluokat kaadetaan Number of trees per size class Number of trees per size class d.d Diameter cm Diameter cm Number of trees per size class (c) Number of trees per size class (d) d.d. Diameter cm Diameter cm Number of trees per size class (e) Diameter cm Number of trees per size class (f) Diameter cm korko 1% korko 4% 13 d.d. Lähde: Tahvonen 211 Canadian J. of Forest Research

19 Tasapainoratkaisun lukuja kahdella kasvupaikalla ja eri koroilla Korko, T sum d.d. Tuotos m 3 a -1 Tukki tuotos m 3 a -1 Pohjapinta-ala ennen/jälkeen korjuun, m 2 Puiden määrä ennen/jälkeen korjuun Korjattujen puiden läpimitta, cm Nettotulo per korjuu (2a) -1 Nykyarvo, tasapaino alkutila / / / / / / /2.8 57/ / / / / / / / / =>metsän tiheys alhainen, jotta luonnollinen uudistuminen riittävää =>"kynnyskasvu" pienimpään kokoluokkaan n. 9 puuta per vuosi per ha Lähde: Tahvonen 211 Canadian J. of Forest Research

20 Muita taloudellisia tuloksia Rämö 213, Norjalaisilta koealoilta estimoitu kasvumalli Tuloksia: -taloudellisesti optimoitu kuusen kasvu, tuotos ja uudistuminen hieman korkeampi kuin suomalaisilla malleilla -männyn ja koivun kasvu ja taloudellinen tulos eri-ikäisrakenteisessa metsässä heikko, syynä hidas uudistuminen -kuusi, mänty, koivu sekametsä johtaa alhaisilla koroilla lähes puhtaaseen kuusikkoon mutta keskimääräisella kasvupaikalla ja 3%:n korolla optimaalisessa tasapainossa on kuusi/koivu sekametsä

21 Onko taloudellinen optimiratkaisu eri- vai tasaikäisrakenteinen metsä? -malleissa eri-ikäirakenteinen metsä näyttäisi tuottavan hieman vähemmän kuutiota kuin tasaikäisrakenteinen -taloudellista kannatavuutta on käsitelty useissa tutkimuksissa mutta lähes aina siten, että eri-ikäisrakenteisen metsän ratkaisu (tai molemmat) eivät ole taloudellisia optimiratkaisuja =>vertailu mielivaltaista (Kuuluvainen et al. 212) -Wickström (2): eri-ikäisrakenteisen tulos 88-96% tasaikäisrakenteisen tuloksesta (ongelmana vakioksi oletettu uudistuminen) -Tahvonen (26, 29): eri-ikäisrakenteinen selvästi kannattavampi (ongelmana sovellettu Kolströmin (1993) kasvumalli, jossa ilmeisesti liian runsas uudistuminen)

22 -Pukkala et al. (21,...): eri-ikäisrakenteinen kannattavampi sekä kuusella että männyllä (ongelmana teoreettisesti virheellisenä pidetty mallirakenne*) -Tahvonen et al (21): eri-ikäisrakenteinen kannattavampi kuuselle keskimääräisellä kasvupaikalla -Tahvonen (211): eri-ikäisrakenteinen kannattavampi kuuselle lukuunottamatta parhaita kasvupaikkoja ja korkoa alle 1-2% =>taloudellisesti on vaikeaa perustella miksi metsän hoitoa eri-ikäisrakenteisena pitäisi vaikeuttaa lainsäädännöllä =>metsälakia muutettiin alkaen vuodesta 214 *Getz and Haight 1989

23 Huomioita -metsälainsäädäntö ja -politiikka on viimeisen vuosikymmenen aikana (26, 214) kehittynyt Suomessa hyvään suuntaan (ongelmiakin on) Tutkimuksen ongelmia -olemassaolevat (julkiset) kasvumallit antavat varsin samankaltaisia tuloksia mutta malleja on liian vähän suomalainen ekologinen kasvu- ja tuotostutkimus on liiaksi keskittynyt tasaikäisiin yhden puulajin metsiin, osa julkisella rahalla kehitetyistä malleista salaisia! -Metlan vastaus lukuisia yksityiskohtia koskeviin kysymyksiin: "ei tutkimusta, ei kokemusta" -olemassaolevissa malleissa luonnollisen uusiutumisen kuvaus on liian yksinkertainen -taloudellisissa malleissa ei ole mukana korjuuvaurioita (ei myöskään tasaikäisrakenteisen mallien harvennuksissa) -metsien ympäristöarvojen huomioonotto voi olla helpompaa ja vähemmän rahataloudellista kannattavuutta alentavaa kun metsiä hoidetaan eri-ikäisrakenteisina -hiilen sidontaan liittyvät kysymykset vähn tutkittuja

24 Takaisin Muonion/Pallaksen maisemiin Metsäpoliittisia mahdollisuuksia -puuntuotanto tasaikäisinä hoidetuissa metsissä 6º N pohjoispuolella heikosti kannattavaa -eri-ikäisrakenteina hoidettujen metsien kannattavuus näyttää jo 9 d.d. alueella selvästi kannattavammalta kuin tasaikäisten - Metsähallituksen pitkän aikavälin tappiot Muonion sovusta pienet tai jopa negatiiviset? -Napapiirin pohjoispuolella metsien muiden käyttöarvojen (turismi, poronhoito) suhteellinen merkitys suuri -Lapissa kuten muuallakin Suomessa esitetään kuitenkin jatkettavaksi puuntuotannon julkista tukea -tälle ei ole yleisesti ottaen mitään taloudellisia perusteita -julkinen tuki kohdistuu osittain avohakkuiden jälkeiseen nuoren metsän hoitoon ja tukee tasaikäismetsätaloutta eri-ikäisvaihtoehdon sijaan juuri päinvastoin mihin Muonio Pallastunturin tapauksessa päädyttiin -porot eivät ruokaile avahakkuualueila eivätkä avohakkuiden jälkeisissä tiheissä metsissä (sateliittipannat, Kumpula et al. 214)

25 Huomioita -olemassaolevat julkiset kasvumallit antavat varsin samankaltaisia tuloksia mutta malleja on liian vähän suomalainen ekologinen kasvu ja tuotostutkimus on keskittynyt lähes tyystin tasaikäisiin yhden puulajin metsiin -Metla lukuisista yksityiskohdista: "ei tutkimusta, ei kokemusta" =>julkinen -olemassaolevissa tuki pitäisi erityisesti malleissa Lapissa luonnollisen suunnata uusiutumisen pikemminkin kuvaus luontoarvojen liian yksinkertainen tukemiseen -malleissa ei ole mukana korjuuvaurioita (ei myöskään tasaikäisrakenteisen mallien =>olisi harvennuksissa) kehitettävä Lapin olosuhteisiin sopiva eri-ikäisrakenteisten metsien hoitomalli jossa -metsien lisäksi ympäristöarvojen hakkuutuloista huomioonotto tingitään luontoarvojen voi olla helpompaa säilyttämiseksi ja vähemmän rahataloudellista kannattavuutta alentavaa kun metsiä hoidetaan eri-ikäisrakenteisina =>tällaisen metsänhoidon julkinen tuki olisi perusteltua, koska markkinat eivät tue metsien luontoarvojen säilymistä =>metsien hoito eri-ikäisrakenteisina pitäisi Suomessa saada myös yhdeksi kategoriaksi kaikkiin metsien sertifiointijärjestelmiin siten, että kuluttajat voisivat hakutessaan tukea metsien hoitoa eri- ikäisrakenteisina =>helposti markkinoitava kilpailuetu kv. markkinoilla Photo: P. Yliniemi

26 Viitaukset Getz, W. M., and R.M. Haight Population harvesting: demographic models for fish, forest and animal resources. New Jersey: Princeton University Press. Haight, R.G. and R.A. Monserud Optimizing any-aged management of mixed-species stands. II: Effects of decision criteria. Forest Science 36: Kohlström, T., 1993.Modelling the developmenet of an uneven-aged stand of Picea Abies. Scand. J. For. Res. 8, Kumpula, J., Kurkilahti, M., Helle, T. & Colpaert, A. 214: Both reindeer management and several other land use factors explain the reduction in ground lichens (Cladonia spp.) in pastures grazed by semi-domesticated reindeer in Finland. Regional Environmental Change 14: Kuuluvainen T, Tahvonen O, and Aakala T: Even-aged and uneven-aged forest management in boreal Fennoscandia. Ambio 41: , 212. Niinimäki S, Tahvonen O, Mäkelä A and Linkosalo T: On the economics of Norway spruce stands and carbon storage. Canadian Journal of Forest Research 43: , 212. Pukkala,T., Lähde, E., Laiho, O., 21. Optimizing the structure and management of uneven-sized stands in Finland. Forestry 83, Rämö, J Optimal harvesting of uneven-aged single- and mixed-species forest stands in Fennoscandia. Pro Gradu, Helsingin yliopisto, Metsätieteiden laitos, Samuelson, P. A Economics of forestry in an evolving society. Economic Inquiry 14: Tahvonen, O. 26: Eri-ikäisrakenteinen metsä ja metsänomistajan talous. Julkaisussa: Jalonen, R., Hanski, I., Kuuluvainen, T., Nikinmaa, E., Pelkonen, P., Puttonen, P., Raitio, K. & Tahvonen, O. (toim.). Uusi metsäkirja. Gaudeamus, Helsinki. s Tahvonen, O. 29. Optimal choice between even-and uneven-aged forestry. Natural Resource Modeling 22: Tahvonen O, Pukkala T, Laiho O, Lähde E, and Niinimäki S: Optimal management of uneven-aged Norway spruce forests. Forest Ecology and Management 26: , 21. Tahvonen, O Optimal structure and development of uneven-aged Norway spruce forests. Canadian Journal of Forest Research 41: Tahvonen, O. S. Pihlainen and S. Niinimäki On the economics of optimal timber production in boreal Scots pine stands. Canadian Journal of Forest Research 43: Tahvonen, O. Economics of size-structured, naturally regenerating forests: Good bye to Martin Faustmann? Manuscript, submitted. Wikström, P., 2. A solution method for uneven-aged management applied to Norway spruce. Forest Science 46,