Kuusen kasvun ja puutavaran laadun ennustaminen Anu Kantola Työ on aloitettu omana hankkeenaan 1.1.2001 Suomen Luonnonvarain Tutkimussäätiön rahoittamana, siirtyi Puro -hankkeen rahoittamaksi 1.1.2004 Biomassa-aineiston keruu ja analysointi Risto Ojansuun johtamassa hankkeessa: Metsänkasvatuksen vaihtoehdot ja niiden puuntuotannolliset seuraukset Väitöskirjan ohjaajana Annikki Mäkelä
1.Kokeellinen osa 25 v 2.PipeQual-mallin parametrisointi ja testaus Tutkimuskaavio PipeQual -kasvumallin testaus: 67 v 86 v koepuut vs. mallinnetut 3.Sovellukset Harvennuskoe Harvennuskoe Mallinnetut puut Koepuut Sahatavaran laatujakauma Kuusen rakenteen analysointi: kasvun ohjautuminen latvassa oksatasolla puuaineeseen ja neulasiin regressiomallit: yksittäisen oksan neulasmassa, oksamassa ja -pituus 1) Teorian testaus puun rakennesuhteista: biomassan jakautuminen runkoon, oksiin ja neulasiin ennustettavissa puun pituuden ja latvan pituuden avulla 2) PipeQual -kasvumallin testaus: koepuut vs. mallinnetut Oksat Runkomuoto Sydänpuuosuus Nykytila
PipeQual -kasvumallin testaus Aineistot Aineisto 1: Käytetty tietyiltä osin apuna PipeQual -mallin parametrisoinnissa (esim. rungon ja oksien pohjapinta-alan ja neulasmassan väliset suhteet) sekä testiaineistona Aineisto 2: Käytetty PipeQual - mallin riippumattomana testiaineistona
PipeQual -kasvumallin testaus Mitattu vertailuaineisto Metsätyyppi Aineisto Metsikkö Ikä Harvennus Pohjapintaala (m 2 ha -1 ) 1 Heinola 86 OMT Harventamaton 44 Normaali 44 Voimakas 40 Punkaharju 67 OMT Harventamaton 48 Normaali 32 Voimakas 31 2 Heinola 73 OMT Harventamaton 29 Parkano 79 MT Voimakas 35 Heinola (86 v)
PipeQual -kasvumallin testaus Mallinnettu vertailuaineisto (Heinola, voimakas harvennus) Puuluokka Puun Puun Latvusraja D1.3 Runkoluku / ikä pituus (m) (cm) puuluokka (m) 1 86 32 14 33 59 2 86 31 14 32 59 3 86 30 14 30 52 4 86 28 14 29 54 5 86 26 13 28 51 6 86 24 13 26 45 7 86 20 11 24 31 8 86 14 7 19 3 9 86 6 2 9 0 10 86 2 1 3 0 Heinola (86 v) Koepuu 24
Relative diameter Runkomuoto 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 Mitattu runko + Mallinnettu runko Empiirinen malli (Laasasenaho 1982) 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 Mitattu sydänpuu - Mallinnettu sydänpuu 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Relative height Heinola (86 v), voimakas harvennus: koepuu 24
Oksaläpimitta kiehkurassa Mean branch diameter (cm) 3.5 Heinola (86 v), voimakas harvennus: koepuu 24 3 2.5 Mitattu oksa 2 1.5 + Mallinnettu oksa 1 0.5 0 0 10 20 30 40 Distance from tree top (m)
PipeQual -kasvumallin testaus Mitattu vertailuaineisto Aineisto Metsikkö Ikä Harvennus Metsätyyppi Pohjapintaala (m 2 ha -1 ) 1 Heinola 86 OMT Harventamaton 44 Normaali 44 Voimakas 40 Punkaharju 67 OMT Harventamaton 48 Normaali 32 Voimakas 31 2 Heinola 73 OMT Harventamaton 29 Parkano 79 MT Voimakas 35 Heinola (86 v) Punkaharju (67 v)
PipeQual -kasvumallin testaus Mallinnettu vertailuaineisto (Punkaharju, normaali harvennus) Puuluokka Puun Puun Latvusraja D1.3 Runkoluku / ikä pituus (m) (cm) puuluokka (m) 1 67 29 13 30 103 2 67 28 13 30 104 3 67 27 13 29 85 4 67 27 13 28 78 5 67 26 13 27 64 6 67 25 13 26 45 7 67 1 0 0 0 8 67 8 3 12 22 9 67 8 4 13 103 10 67 8 3 12 112 Punkaharju (67 v) Koepuu 7
Relative diameter Runkomuoto 1.8 1.6 1.4 1.2 1 Mitattu runko + Mallinnettu runko Empiirinen malli (Laasasenaho 1982) 0.8 0.6 0.4 0.2 0 Mitattu sydänpuu - Mallinnettu sydänpuu 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Relative height Punkaharju (67 v), normaali harvennus: koepuu 7
Oksaläpimitta kiehkurassa Mean branch diameter (cm) 3.5 Punkaharju (67 v), normaali harvennus: koepuu 7 3 2.5 2 Mitattu oksa 1.5 + Mallinnettu oksa 1 0.5 0 0 10 20 30 Distance from tree top (m)
PipeQual -kasvumallin testaus Mitattu vertailuaineisto Aineisto Metsikkö Ikä Harvennus Metsätyyppi Pohjapintaala (m 2 ha -1 ) 1 Heinola 86 OMT Harventamaton 44 Normaali 44 Voimakas 40 Punkaharju 67 OMT Harventamaton 48 Normaali 32 Voimakas 31 2 Heinola 73 OMT Harventamaton 29 Parkano 79 MT Voimakas 35 Heinola (86 v) Heinola 2 (73 v)
PipeQual -kasvumallin testaus Mallinnettu vertailuaineisto (Punkaharju, harventamaton) Puuluokka Puun Puun Latvusraja D1.3 Runkoluku / ikä pituus (m) (cm) puuluokka (m) 1 73 24 12 26 193 2 73 25 12 27 199 3 73 20 12 24 199 4 73 19 11 22 201 5 73 18 11 21 189 6 73 16 9 19 161 7 73 13 8 17 103 8 73 9 5 13 10 9 73 3 0 3 0 10 73 2 0 1 0 Heinola 2 (73 v) Koepuu 127
Runkomuoto Relative diameter 1.8 1.6 1.4 1.2 1 Mitattu runko + Mallinnettu runko Empiirinen malli (Laasasenaho 1982) 0.8 0.6 0.4 0.2 0 - Mallinnettu sydänpuu 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Relative height Heinola 2 (73 v), harventamaton: koepuu 127
Oksaläpimitta kiehkurassa Mean branch diameter (cm) 3.5 Heinola (73 v), harventamaton: koepuu 127 3 2.5 2 Mitattu oksa 1.5 + Mallinnettu oksa 1 0.5 0 0 10 20 30 Distance from tree top (m)
PipeQual -kasvumallin testaus Johtopäätös PipeQual -malli ennustaa kuusen runkomuodon, sydänpuuosuuden ja oksaisuuden realistisesti. Malli saattaa yliarvioida hieman rungon leveyttä latvan yläosissa.
Jatkossa PipeQual -mallin sovellus Sahatavaran laatujakauma eri voimakkuuksin harvennetuissa mitatuissa ja mallinnetuissa metsiköissä.
1.Kokeellinen osa 25 v 2.PipeQual-mallin parametrisointi ja testaus Julkaisusuunnitelma 3.Sovellukset Artikkeli IV: 67 v 86 v Harvennuskoe I Artikkeli: Harvennuskoe Kantola A. Mäkelä A. 2004. Crown development in Norway Spruce (Picea abies [L.] Karst.). Trees 18:408-421 Mallinnetut puut Koepuut II Artikkeli (teoriatestaus): Kantola A. Mäkelä A. 2005. Development of biomass proportions in Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.). Käsikirjoitus hyväksytty julkaistavaksi Trees -lehdessä. III Artikkeli (mallin testaus): "Stem form and branchiness of Norway spruce as a sawn timber - predicted by a process based model" Perustamistiheyden ja harvennusten vaikutus sahatavaran laatujakaumaan mitatuissa ja mallinnetuissa metsiköissä Nykytila