METSÄSUUNNITTELU JA JATKUVA KASVATUS Timo Pukkala
Sisältö Määritelmiä Historiaa Jatkuvan kasvatuksen tutkimus Mallitus ja optimointi Optimointituloksia Suunnittelu Metsikkötasolla Aluetasolla
Tasaikäismetsätalous Uudistusalan ennakkoraivaus Avohakkuu Maanpinnan käsittely Istutus Varhaisperkaus Taimikonhoito Ensiharvennus Harvennus Avohakkuu
Tasaikäismetsätalous
Eri-ikäismetsätalous Yläharvennus Yläharvennus Yläharvennus Yläharvennus Yläharvennus Yläharvennus Yläharvennus
Säännöllisen eri-ikäinen kasvatus Laskeva jakauma Tasapainotilanne Hakkuu määrävälein Hakkuukierto 15 50 v Palautetaan aina sama jakauma
Muu jatkuva kasvatus Kaksijaksoiset Luontainen uudistaminen Puulajivuorottelu Uudistusala Lehtipuuvaihe Kuusikko Yläharvennuksia Luontainen uudistaminen lehtipuulle
Historiaa Poimintahakkuut ennen vallitseva käytäntö Tilanne muuttui 1920-luvulta alkaen Harsintajulkilausuma v 1948 Tarvittiin halpaa puuta massateollisuudelle Alaharvennukset, avohakkuut ja viljely Ei tutkimuksia uuden menetelmän paremmuudesta Tutkimuksia ei käynnistetty myöhemminkään vaan ne pyrittiin estämään Nykysuositukset Eivät perustu vertaileviin tutkimuksiin eri menetelmistä Yksityistaloudellinen kannattavuus ja monikäyttö unohdettiin Yläharvennus (poiminta) yleisin syy metsän rauhoitukseen Nyt yläharvennusta suositellaan (selvästi alaharvennusta kannttavampaa) Jatkettu yläharvennus on jatkuvaa kasvatusta
Nykymenetelmän perusteluita Jatkuva kasvatus tuottaa huonosti? Jatkuva kasvatus ei ole kannattavaa? Erirakenteiset metsät eivät ole luonnonmukaisia? Luonnondynamiikka johtaa yhden puulajin tasaikäismetsiin? Suomalaiset puulajit eivät sovellu eriikäismetsätalouteen? Metsät eivät uudistu? Eri-ikäismetsän puunkorjuu kallista ja vaikeaa?
Jaksollinen jatkuva: puuntuotos Kontrolli (4) Määrämittaharsinta (4) Jatkuva kasvatus (7) Tasaikäismetsätalous (7) Vessari Suojuspuut Loppupuusto Kertymä Luonnonpoistuma 0 200 400 600 Tuotos, m 3 /ha Kontrolli (3) Määrämittaharsinta (4) Jatkuva kasvatus (11) Tasaikäismetsätalous (10) Honkamäki Johtopäätös: ei radikaaleja eroja 0 200 400 600 Tuotos, m 3 /ha
Jaksollinen jatkuva: kannattavuus Vessari Kontrolli Määrämittaharsinta Jatkuva kasvatus Tasaikäismetsätalous Hakattu Loppupuusto 0 5000 10000 15000 Nykyarvo (3 %), /ha Honkamäki Kontrolli Määrämittaharsinta Jatkuva kasvatus Tasaikäismetsätalous Hakattu Loppupuusto 0 5000 10000 15000 Nykyarvo (3 %), /ha
Jaksollinen jatkuva: Kannattavuus Viljelymetsätalous Nettotulo Kertymä, m 3 /ha Korjuu- Vuosi Toimenpide /ha Tukki Kuitu kustannus 0 Maankäsittely & viljely -850 15 Taimikon hoito -250 45 Ensiharvennus 902 0 48 15,6 /m 3 58 Alaharvennus 3084 38 51 10,0 /m 3 75 Avohakkuu 13298 208 74 6,2 /m 3 MT-kuusikko Keski-Suomessa Tasaikäinen metsätalous ilman viljelyä ja hoitoa (laajaperäinen metsätalous) Nettotulo Kertymä, m 3 /ha Korjuu- Vuosi Toimenpide /ha Tukki Kuitu kustannus 55 Ensiharvennus 902 0 48 15,6 /m 3 68 Alaharvennus 3084 38 51 10,0 /m 3 85 Avohakkuu 13298 208 74 6,2 /m 3 Jatkuva kasvatus (hakkuukierto 15 v) Nettotulo Kertymä, m 3 /ha Korjuu- Vuosi Toimenpide /ha Tukki Kuitu kustannus 0 Tulonmenetys -942 15 Yläharvennus 2899 45 33 10,1 /m 3 30 jne Yläharvennus 2899 45 33 10,1 /m 3
Jaksollinen jatkuva: Kannattavuus Jatkuva kannattaa kun: (1) suuri korko, (2) karu kasvupaikka, (3) suuret kustannukset, (4) huono hinta
Luonnonmukaisuus metsien rakenne Varttuneiden metsiköiden rakenne Osuus koealoista, % 100 80 60 40 20 0 Tasarakenteiset Muut erirakenteiset Kerrokselliset erirakenteiset Säännöllisen erirakenteiset Rakennetta tasaavista hakkuista huolimatta metsät pyrkivät kehittymään erirakenteisiksi VMI 8:n pysyvät koealat VMI1 VMI3 VMI8 Myytti 1: Luonnonmetsässä palot tappavat kaikki puut, ja ne rinnastuvat siten ekologisilta vaikutuksiltaan avohakkuisiin; Myytti 2: Metsät kehittyvät luontaisesti tasaikäisrakenteisiksi; Myytti 3: Metsän kehitys johtaa yhden puulajin metsiin (Kuuluvainen ja Keto-Tokoi 2006)
Luonnonmukaisuus Metsäpalo ei vastaa avohakkuuta Luonnondynamiikka tuottaa erirakenteisia metsiä
Uudistuminen: Alikasvoksen yleisyys Mänty, kuusi ja koivu Osuus koealoista, % 100 80 60 40 20 0 1985 1990 1995 >5000 2000-5000 1000-2000 500-1000 <500 Osuus koealoista, % Mänty, kuusi ja koivu, pituus > 1,3 m 100 80 >5000 60 2000-5000 40 1000-2000 20 500-1000 0 <500 1985 1990 1995
Alikasvos
Alikasvos = ilmainen taimikko Avohakattu 6 vuotta sitten
Alikasvos = monimuotoisuutta
Kaikki alikasvos ei ole kuusta
JK:n puunkorjuu ei ole erityisen kallista Ensiharvennus Tukkipuukertymä, m 3 /ha Kuitupuukertymä, m 3 /ha Korjuukustannus, /m 3 Toinen harvennus Tukkipuukertymä, m 3 /ha Kuitupuukertymä, m 3 /ha Korjuukustannus, /m 3 Päätehakkuu Tukkipuukertymä, m 3 /ha Kuitupuukertymä, m 3 /ha Korjuukustannus, /m 3 VT-männikkö 7 38 14,0 33 33 10,3 171 63 6,4 MT-kuusikko 1 48 15,6 38 51 10,0 208 74 6,2 Erirakenteisen metsän harvennushakkuu Tukkipuukertymä, m 3 /ha Kuitupuukertymä, m 3 /ha Korjuukustannus, /m 3 53 56 9,0 64 39 8,6
Korjuu onnistuu jatkuvassa kasvatuksessa
Jatkuvan kasvatuksen tutkimus Vessarin ja Honkamäin koekentät Jatkuva kasvatus, määrämittakarsinta, alaharvennukset, kontrolli Erilaistavat hakkuut 1987, mitattu 3 v välein 1980-luvulla 140 koealaa Etelä- ja Keski-Suomeen Mitattu n. 10 vuoden välein Metsähallituksen maiden uudet kokeet (2009) 650 ha 1250 ha Hakkuita, joissa jäljitellään häiriödynamiikkaa Poiminta, ryhmäpoiminta, pienaukko, suuraukko
Vessari
Honkamäki
Kasvumallit Siirtymämatriisimalleja 1980- ja 1990-luvuilla Aineisto ei peräisin eri-ikäismetsätalouden metsistä Ensimmäiset varsinaiset mallit 2009 Aineistot: VMI3, Vessari-Honka, Spati Käytetty optimointitutkimuksissa Varmennettu riippumattomissa aineistoissa EriPuusto simulointiohjelmassa Innofor Oy
Kasvumallit Kasvu Kuolleisuus Kynnyskasvu Kasvu- ja kynnyskasvumallit tärkeimpiä
Kasvumallit Yhden puulajin metsä Läpimitan kasvu, cm / 5 v 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 G = 25 m 2 /ha 0 20 40 Läpimitta, cm Mänty Kuusi Koivu Kynnyskasvu, puita/ha 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Kuusi Koivu Mänty 0 10 20 30 Pohjapinta-ala, m 2 /ha Puut kasvavat nuorena hitaasti, myöhemmin hyvin Tasaikäismetsätaloudessa käy päinvastoin
Kasvu ja laatu Tasaikäismetsätalous: Huonoa laatua Eri-ikäismetsätalous: Hyvää laatua Tasaikäismetsätaloudessa tavoitellaan nopeaa alkukehitystä (paksuja lustoja ja oksia) Laatupuun kasvatuksessa pitäisi tavoitella HIDASTA alkukehitystä Massateollisuus häviää vähitellen Suomesta -> kuitupuuta ei pidä pyrkiä tuottamaan
Kasvumallit: testejä EriData: 140 koealaa E- ja K-Suomessa VMI 8:n pysyvät erirakenteiset koealat Pohjapinta-alan kasvu, m 2 /ha vuodessa Spati Hynynen ym. Spati mitattu EriHyvät Pukkala ym. EriHyvät mitattu EriData Pukkala ym. EriData mitattu 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Läpimitan kasvu, cm / 5 v 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 Mänty (5290) Kuusi (7215) Koivu (3034) Mitattu Malli Tarvitaan lisää tietoa metsien uudistumisesta ja siihen vaikuttavista tekijöistä
Optimointi Optimoidaan hakkuun jälkeistä läpimittajakaumaa Voidaan kuvata mm. Läpimittaluokkien frekvensseillä Weibull-funktiolla (parametrit + N + Dmax) Maksimoidaan Nykyarvoa NA = Hartmannin kaava monitavoitteisessa tilanteessa Sakkofunktiolla täydennettyä nykyarvon kaavaa Hyötyfunktiota N (1 + i) T T 1 A T
Optimointituloksia Runkoluku Nettotulo Tukkikertymä Nykyarvo 1 % Nykyarvo 4 % 0 10 20 30 Läpimitta, cm MT-kuusikko Keski-Suomessa
Paljonko puustoa jää hakkuussa Hakkuukierto 15 (E-S, kuusi) 50 v (Lappi, ClT) Optimaalinen jäävä pohjapinta-ala E-S, viljava: Karut: 11 13 m 2 /ha 7 9 m 2 /ha Runkoja (pituus > 1,3 m) jää 1200 2000 kpl/ha Nykyohjeiden mukaan tiheys on joskus alle lakirajan Jäävä puusto on runkoluvulla mitaten täystiheä Jäävä metsä on selvästi täystiheä Menetelmän kannattavuus erinomainen Pohjapinta-ala kasvaa nopeasti Onko hakkuu harvennus vai ylispuiden poisto? Osittain kumpikin Tasaikäismetsän harvennuksen säädökset eivät sovi
Optimointituloksia: Monikäyttö Puu, hiili, mustikka Kannattavuus (Jatkuva=100) 150 100 50 0-50 -100-150 Kuusi MT 1% 3% 5% Jatkuva TasaOpti Nykyinen Hiilen hinta 55 /tonni (sidonnasta palkkiota, päästöistä sakkoa) Mustikan hinta 3 /kg, 75% sadosta kerätään
Optimointituloksia: Monikäyttö Puu, hiili, mustikka Kannattavuus (Jatkuva=100) 150 100 50 0-50 -100-150 Mänty VT 1% 3% 5% Jatkuva TasaOpti Nykyinen Tasaikäismetsätalous ei pärjää. Syy: pitkä huono jakso avohakkuun jälkeen
Optimointituloksia: Monikäyttö
Metsän palautus erirakenteiseksi Tapa 1 Kehitä alikasvosta Vapauta alikasvos Yläharvenna Tapa 2 Suojuspuuhakkuu Ylispuiden poisto Yläharvennus
Tasaikäisen metsän jatkuva kasvatus 1
Tasaikäisen metsän jatkuva kasvatus 2 Ylispuiden poisto kahdessa hakkuussa v. 15 ja 30
Suunnittelu teoriassa Metsikkötasolla Metsikön käsittelyohjelman optimointia Metsälotasolla 1 Eri-ikäismetsiköille simuloidaan vaihtoehtoja Optimiyhdistelmä LP:llä (yms.) tavalliseen tapaan Ongelma: Nykyiset järjestelmät eivät simuloi eriikäismetsätalouden vaihtoehtoja Metsälötasolla 2 Redusoitujen kustannusten menetelmä Optimoidaan kunkin metsikön käsittely Redusoitujen kustannusten (varjohintojen) avulla otetaan huomioon aluetason rajoitteet
Suunnittelu käytännössä Innofor Oy ainoa toimija Tasaikäismetsätalouden kuviot Silva-ohjelmalla Eri-ikäismetsätalouden kuviot EriPuusto-ohjelmalla Tulokset viedään Silvaan Raportti Silvalla Monte Metsikkötunnuksissa määritelty, käytetäänko tasa/eriikäismetsätaloutta Vaihtoehtoja simuloidaan tämän mukaisesti Optimoinnilla haetaan paras yhdistelmä tavalliseen tapaan On myös optio, jossa simuloidaan sekä tasa- että eriikäismetsätalouden vaihtoehtoja Metsiköistä mitataan maastossda läpimittajakauma
Mitä tekisit tässä metsikössä?