Metsien luontaista häiriödynamiikkaa mukailevat metsänkäsittelymallit Timo Kuuluvainen Metsäekologian laitos, Helsingin yliopisto
Metsän rakenne keskeinen tekijä. Metsien rakennetta säädellään metsänhoidolla. METSÄPALOT, jatkoa Monimuotoisuus ja ekosysteemitoiminnot METSÄN RAKENNE Metsätalous: puuraaka-aineen tuotos, taloudellinen tulos Metsä ihmisen elinympäristönä Oleellista kestävyyden ulottuvuuksien tasapainoinen tarkastelu
Monitavoitteisen metsänhoidon on METSÄPALOT, konkretisoiduttava jatkoa metsän rakenteessa. Monimuotoisuus ja ekosysteemitoiminnot -Suomalaisen metsän luontainen rakenne ja lajisto -Metsän rakenne ja ekosysteemitoiminnot Metsä ihmisen elinympäristönä - Metsän rakenne ja virkistyskäyttö - Millainen metsä on kaunis? - Kaupunkilaisten metsäarvostukset - Metsän rakenne ja porotalous METSÄN RAKENNE Metsätalous ja metsän rakenne -Metsän rakenne ja metsänomistajan talous -Puuntuotos ja taloudellinen kannattavuus - Teollisuuden puuntarve
Elinvoimaiset populaatiot Lajien esiintyminen Tilanne tällä hetkellä
Ekologiset prosessit Elinvoimaiset populaatiot Lähivuosina Lajien esiintyminen Tällä hetkellä
Resilienssi Ekologiset prosessit Tavoite Elinvoimaiset populaatiot Lähivuosina Lajien esiintyminen Tällä hetkellä
Ekologisen tutkimuksen sanoma: Lajiston, ekologisten prosessien ja resilienssin turvaaminen on mahdollista vain alueellisten kokonaisuuksien puitteissa! Suomessa tällaiset alueelliset metsäkokonaisuudet koostuvat pääosin talousmetsästä! Matriisin elinympäristömosaiikin laatu Lajien kolonisaatiopotentiaali elinympäristölaikkujen välillä
Metsän rakenne ja monimuotoisuus: Karkean ja hienon seulan (coarse and fine filter) periaatteet monimuotoisuuden turvaamisessa. Elinympäristöjen kokonaisuus Karkea seula Luontaisia elinympäristörakenteita ylläpitävä metsänhoito turvaa pääosan lajistosta ja ekologisista prosesseista. Suojelualueet, "täsmäsuojelu" Spesialistilajit Hieno seula Erityistoimenpiteitä - kuten suojelualueita - tarvitaan niiden lajien osalta joiden säilymistä karkean seula ei pysty turvaamaan. Hunter ym. 1988
Luontainen häiriödynamiikka, rakenteellinen kompleksisuus ja karkea seula Luontainen häiriödynamiikka on keskeinen metsän monimuotoisuutta ja prosesseja ylläpitävä tekijä. Myös metsätalous aiheuttaa häiriöitä: voitaisiinko metsänhoito mukauttaa luonnon omaan dynamiikkaan ja näin paremmin säilyttää ekosysteemien luontaiset rakenteet, lajisto ja prosessit? Luontaista häiriödynamiikkaa mukaileva metsänkäsittelu toteuttaa karkean seulan periaatteen. Idea otettu innostuneesti vastaan ja se on muodostunut yhdeksi keskeiseksi lähestymistavaksi tavoiteltaessa metsätalouden ekologista kestävyyttä. - esim. Ontarion provinssi ja Tembec yhtiö Kanadassa
Natural disturbance-based management: from the theory to the practice. Aménagement écosystémique: des paroles aux actes. Sonia Légaré, biol. Ph.D. Scientifique forestier, Tembec Gestion des ressources forestières
Minkälainen on metsiemme "karkea seula"? Metsän rakenteellinen monimuotoisuus Nykyinen tilanne Luonnonmetsä Lajiston koostumus ja monimuotoisuus
Rakenteellisesti monimuotoisten vanhojen puuyksilöiden luonnehtimien metsien osuus on ollut luontaisesti ja historiallisesti suuruusluokkaa 50-70% metsäalasta kun se on nyt noin prosentin luokkaa. Historiallinen metsä Talousmetsä Luontaisesti ja historiallisesti 50 70% Etelä-Suomessa ~1%
Wallenius et al. 2004, CJFR 35
Wallenius et al. 2004, CJFR 35
Luonnontilaisen metsäalueen metsiköiden ikäjakauma Itä-Suomessa, simulointitutkimuksen perusteella Paloväli150 vuotta Pinta-alaosuus Area/landscape area 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 Total Pine Spruce 0 100 200 300 400 Age class, years Metsikön ikä, vuotta Pennanen 2002: Silva Fennica 36(1):213-231
Noin 100 vuoden kiertoajalla toistuvat avohakkuut ovat merkinneet sitä että ~ 2/3 alueen luontaisista metsärakenteista on hävinnyt. Paloväli150 vuotta Pinta-alaosuus Area/landscape area 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 Total Pine Spruce 0 100 200 300 400 Age class, years Metsikön ikä, vuotta
Miten aluetason luontaiset metsärakenteet muodostuvat: Kolme luontaista häiriödynamiikkaja metsikkörakenneluokkaa Voimakkaita häiriöitä seuraavat sukkessiot Osittaishäiriöt ja kohorttidynamiikka Pienaukkodynamiikka Yleistä Esiintyy mutta suhteellisen harvinaista Yleistä Angelstam & Kuuluvainen 2004
Nykyinen metsänhoito mukailee huonosti luontaista metsädynamiikkaa Voimakkaat häiriöt ja niitä seuraavat sukkessiot Osittaishäiriöt ja kohorttidynamiikka Pienaukkodynamiikka Yleistä puuttuu talousmetsästä Yleistä puuttuu talousmetsästä Esiintyy mutta suhteellisen harvinaista Angelstam & Kuuluvainen 2004, Ecological Bulletins 51: 117-136.
Metsän rakenteellinen monimuotoisuus Nykyinen tilanne Oletettu nykyinen tilanne? Luonnonmetsä Lajiston koostumus ja monimuotoisuus
Metsän rakenteellinen monimuotoisuus Tulevaisuus? Nykyinen tilanne Luonnonmetsä Lajiston koostumus ja monimuotoisuus
Metsän rakenteellinen monimuotoisuus Nykyinen tilanne Tulevaisuus! Luonnonmetsä Lajiston koostumus ja monimuotoisuus
Metsän häiriödynamiikan dimensiot HÄIRIÖN TOISTUVUUS Luontainen vaihtelu HÄIRIÖN VOIMAKKUUS HÄIRIÖN KOKO
Metsän häiriödynamiikan dimensiot HÄIRIÖN TOISTUVUUS Luontainen vaihtelu Talousmetsä HÄIRIÖN VOIMAKKUUS HÄIRIÖN KOKO
Metsän häiriödynamiikan dimensiot HÄIRIÖN TOISTUVUUS Luontainen vaihtelu Talousmetsä Ekologisesti kestävä metsätalous? HÄIRIÖN VOIMAKKUUS HÄIRIÖN KOKO
Häiriödynamiikkamalli ja mittakaavatasot Plant level processes PROCESSES Population Community Current forest Management Ecosystem. Tree neighborhood Stand-average Landscape level SCALES Increasing spatial complexity
Metsäalueella eri metsädynamiikkaluokkia mukailevia metsänhoitomenetelmiä voidaan soveltaa siinä suhteessa kuin erilaisia metsädynamiikkaluokkia arvioidaan esiintyvän alueella luontaisesti. Näin metsien aluerakenne (karkea seula) säilyy mahdollisimman luonnonmukaisena (ks. tarkemmin: Kuuluvainen ym. 2004. Metsän kätköissä. Edita). Metsien luontainen häiriödynamiikka Sukkessiodynamiikka Kohorttidynamiikka Avohakkuu (Metsäpalo) Pienaukkodynamiikka Poimintahakkuut (Aukkodynamiikka) (Aukkodynamiikka) (Aukkodynamiikka) Luontaisia häiriöitä mukaileva metsänhoito Avohakkuu Avohakkuut Avohakkuut Osittaishakkuut Vaihtelevat osittaishakkuut Osittais ja poimintahakkuut Pienaukko- ja poimintahakkuut
Metsänhoidon mahdollisuudet tuottaa rakenteellista kompleksisuutta Skips and gaps -strategia Aukkojen riittävä koko ja maanpinnan rikkominen tarpeen uudistumisen varmistamiseksi. Ennen: Prior to Treatment Käsittelemätön osa Post Treatment Reserve Area ( skip ) Osa puista jätetään pysyvästi tuottamaan järeää elävää ja kuollutta puuta. Jälkeen: Esim. 20 vuoden välein uudistetaan 20% pinta-alasta. Thinned Matrix Harvennus pienaukon ympäristössä Prescribed Openings ( gaps ) Pienaukko
Erilaisia osittaishakkuustrategioita
Häiriödynamiikka mallin parempi kytkeminen suojelualueverkkoon Työkalut ja taustalla olevat ekologiset teoriat: (1) Suojelualueverkko: Hieno seula = Avainbiotooppi käytävä malli (corridor-patch-matrix model) (2) Luontaisen häiriödynamiikan mukailu talousmetsien käsittelyssä: Karkea seula, metsien luontainen häiriödynamiikka
Yleishypoteesi: Luonnondynamiikkaa mukaileva talousmetsäalue toteuttaa ekologisen, taloudellisen ja sosiaalisen kestävyyden tasapainoisen yhdistämisen nykyisiä metsärakenteita paremmin.