Metsäteollisuuden tutkimus- ja kehitysyksikkö 6/99 METS)lTEHO PL 9 (Unioninkatu 7) HELSINKI MENETELMÄ METSÄNUUDISTAMISEN VARHAISTULOKSEN MITTAUKSEEN Jarmo Hämäläinen Tapio Räsänen Tutkimuksessa kehitettiin menetelmä muutaman vuoden kuluttua uudistamisesta tapahtuvan uudistusalan taimimäärän, tuhojen ja taimikon hoitotarpeen selvittämiseen. Menetelmä soveltuu tulosjohtamisen apuvälineeksi: aikaansaatujen taimikoiden tilan toteamiseen. Lisäksi sitä voidaan käyttää alkuvaiheen palautteen hakemiseen esimerkiksi uusien muokkausmenetelmien tai taimimateriaalien käytöstä. Menetelmän soveltamista varten Metsätehossa laadittiin tiedonkeruuohjelma Psion-käsitietokoneelle sekä tulosten laskentaohjelma mikrotietokoneelle. JOHDANTO Taimikoiden täydennysviljelyyn suhtaudutaan aiempaa kriittisemmin ja täydennysmääriä vähennetään. Samalla ollaan luopumassa useissa organisaatioissa käytössä olleista, kaikkien uudistusalojen täydennystarveinventoinneista. Niiden tilalle tulevat pääosin silmävaraiset tarkastukset täydennysja muun hoitotarpeen toteamiseksi. Mittauksiin perustuvaa uudistamistuloksen seurantaa tarvitaan kuitenkin taimikonkehityksen alkuvaiheessa organisaation tulosjohtamista ja uudistamismenetelmien käytön ohjausta varten. Kysymykseen voi tulla pistokoeluonteinen uudistamisen varhaistuloksen mittaus osalla uudistusaloista. Lisäksi taimikonkehitystä voidaan seurata pysyvien koealojen avulla. Yksityiskohtaisemmat uudistamistuloksen inventoinnit on perusteltua tehdä vasta - vuoden kuluttua taimikon perustamisesta. Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää menetelmä uudistamisen varhaistuloksen inventointiin. Samalla selvitettiin alustavasti pysyvien koealojen perustamisen ja uudelleeninventoinnin tekniikkaa ja resurssitarvetta. Tutkimus on osa Metsätehossa käynnissä olevaa "Metsänuudistamisen tulosten tiedonkeruu ja analysointi" -projektia. Siinä jäsennetään uudistamistulosta koskevia tietotarpeita kokonaisuutenaja kehitetään niihin liittyviä mittausmenetelmiä. TUTKIMUSMENETELMÄ JA -AINEISTO lnventointimenetelmän kokeilu Tutkimuksessa kehitettiin varhaistuloksen inventointimenetelmä ja sitä kokeiltiin kesällä 99 Metsätehon j äsenorganisaatioissa. Inventointikohteena oli uudistusala. Uudistusalalla tarkoitettiin yhtenäistä, samana vuonna uudistettua aluetta. Samaan uudistusalaan saattoi kuulua esim. eri uudistamis- tai muokkausmenetelmillä käsiteltyjä osia. Inventoinnissa käytettiin linjoittaista koeala-arviointia, ja linjat suunnattiin kohtisuoraan uudistusalan pisintä halkaisijaa vastaan. Mittaukset tehtiin m :n ympyräkoealoilta (säde=.99 m). Tavoitteena oli mitata koealaa uudistusalaa kohti. Inventointikohteelta määritettiin seuraavat tunnukset: - tunniste- ja pinta-alatiedot - kasvupaikkatiedot - uudistamis- ja muokkausmenetelmä (kohteen vallitseva menetelmä) - hoitotarve.
Koealalta määritettiin: tettuja koealoja mitattiin toistamiseen samana syksynä. Siinä vaiheessa koealoilta mitattiin pää- ja reservitaimien lukumäärä sekä pituus. - kasvupaikkatiedot (pysyviltä koealoilta) - uudistamis- ja muokkausmenetelmä - päätaimien lukumäärä kuntoluokittain -kuolleisuuden ja heikentymisen aiheuttajat -havu- ja lehtipuureservitaimien määrä - viljelykohtien laatu (istutuksessa) - hoitotarve. Tiedonkeruuohjelma laadittiin Metsätehossa Psionkäsitietokoneen OPL-ohjelmointikielellä. Ohjelmaan sisältyi inventointitunnusten rekisteröinnin lisäksi osa, jolla mitattiin automaattisesti inventoinnin ajanmenekkiä. Ajanmenekki jaoteltiin koealojen mittausaikaan ja koealojen väliseen siirtymiseen kuluvaan aikaan. Päätaimilla tarkoitettiin viljelyaloilla alkuperäisiä istutus- tai kylvötaimiaja luontaisen uudistamisen aloilla tavoitellun pääpuulajin taimia. Koealaa kohti luettiin enintään tainta ( kpl/ha). Luettavan päätaimen tuli olla vähintään m :n päässä toisesta päätaimesta. Tulosten analysointiohjelma laadittiin Metsätehossa K-mies -työasemaohjelmistolla. Inventointia tekevät henkilöt purkivat aineistot käsitietokoneelta mikroille sekä laskivat tulokset. Laskentaohjelma sisälsi seuraavat osat: Havu- ja lehtipuureservitaimiin luokiteltiin koealalla päätaimien lisäksi olevat taimet...... 6. 7. 8. Osalle inventointikohteista perustettiin pysyviä koealoja. Pysyväksi koealaksi merkittiin joka toinen kohteen koeala. Koealojen keskipisteet merkittiin muovi- tai puupaaluilla, koealat numeroitiinja piirrettiin kartta niiden sijainnista. Pysyvältä koealalta määritettiin kertakoealoista poiketen myös kasvupaikkatunnukset. Pysyvien koealojen uudelleenmittausta kokeiltiin siten, että alkukesästä 99 perus- Aineiston siirto laskentaan Tunniste-, olosuhde-ja menetelmätiedot Taimimäärä ja hoitotarve Taimien kuolleisuuden aiheuttajat Taimien heikentymisen aiheuttajat Päätaimien määrän jakauma Istutustiheydenja istutuskohtien laadunjakauma Päätaimien määrä uudistamis- ja muokkausmenetelmittäin (koealoittainen tarkastelu) Esimerkki laskentatulosteesta TAIMIKON INVENTOINTITULOSTEN LASKENTA Päätaimien määrä uudistamis- ja muokkausmenetelmittäin METSÄTEHO 99 Piiri: Puulaji: MÄNTY UUDISTAHISMENETELMÄ MUOKKAUSMENETELMÄ Äest Äes+et Aur Mton Laik ISTUTUS Koulittu pj. Kaulimaton pj. -v. paakkutaimi -v. paakkutaimi. -v.paakkutaimi. Yhteensä 9 9 676 7 KYLVÖ 8 LUONTAINEN 6 8 Mät YHT 67 86 8 76 6 86 8 96 9 7 89 Koea loj en määrä uudistamis - j a muokka usmenetelmittäin UUDISTAHISMENETELMÄ Laik ISTUTUS Koulittu pj. Kaulimaton pj. -v. paakkutaimi -v. paakkutaimi. -v.paakkut aimi. Yhteensä 7 9 KYLVÖ 9 7 LUONTAINEN MUOKKAUSMENETELMÄ Äest Äes+et Aur Mton Mät YHT 6 9 9 8 8
lnventointimenetelmän kokeilussa olivat mukana: lnventointi- Seurantakohteita kohteita *) Metsähallitus Ranuan hoitoalue Pudasjärven hoitoalue Enso-Gutzeit Oy Lieksan piiri Enon piiri Heinäveden piiri Savonlinnan piiri Tehdaspuu Oy Nurmeksen piiri Taavetin piiri 7 Koealojen koko ja määrä lnventointimenetelmän kokeilun lisäksi selvitettiin erikokoisten ympyräkoealojen soveltuvuutta inventointiin sekä tarkasteltiin tarvittavaa koealamäärää. Selvitystä varten Metsätehon työntutkija inventoi 6 erilaista uudistus alaa. Inventoinnissa mitattiin taimimäärä kolmella eripituisella säteellä. Säteet ja niitä vastaavat koealakoot olivat: S ~de, m Koealan koko, m.78..99 Palaute kokeilusta Inventointimenetelmää kokeilleet organisaatiot arvioivat sen soveltuvuutta varhaistuloksen mittaukseen. Palautteen pääkohdat olivat: *) pysyvät koealat Pysyvien koealojen uudelleenmittauksessa mitattiin koealaalkohde. Koealojen etsimiseen ja mittaukseen meni aikaa keskimäärin. tuntia/kohde. Koealojen löytämisessä ei ollut ongelmia yhden kasvukauden kuluttua koealojen perustamisesta. Yhteensä neistosta. Voitiin kuitenkin päätellä, että esim. hehtaarin kohteella siirtymisen osuus oli noin / kokonaisaj anmenekistä. Koealoilta määritettiin inventointimenetelmään kuuluvat tunnukset, rekisteröitiin mittaukseen kuluva aika sekä havainnoitiin erikokoisten koealojen soveltuvuutta mm. taimien löytämisen kannalta. Aineistosta analysoitiin mittauksen tarkkuutta ja ajanmenekkiä sekä koealan koon vaikutusta otoksen kokoon. MENETELMÄN KOKEILUN TULOKSET lnventoinnin ajanmenekki Yhden inventointikohteen mittaamiseen kului aikaa keskimäärin noin tuntia. Kokonaisajanmenekki lisääntyi loivasti kohteen koon mukaan koealojen välisen siirtymisajan kasvun takia. Eri henkilöiden ajanmenekeissä oli melkoista vaihtelua,ja myös mittausolosuhteet lienevät vaikuttaneet eroihin. Tulosta on sen tähden pidettävä lähinnä suuruusluokkaa kuvaavana. Lisäksi on huomattava, että kokonaisaikaan ei kuulu kohteiden välinen siirtymisaika. Koealojen välisen siirtymisen ja koealamittauksen ajanmenekkejä ei voitu yksiselitteisesti erotella ai- Menetelmää pidettiin yleisesti ottaen onnistuneena. Katsottiin, että se on varsin yksinkertainen ja nopea sekä antaa olennaista informaatiota varhaistuloksesta. Tiedonkeruu käsitietokoneella todettiin käteväksi. Tiedonsiirtoa mikrolle ja siihen liittyvää aineiston tarkastusta pidettiin kuitenkin melko vaativana tehtävänä. Kuolleiden taimien lukumäärän sekä taimien kuolleisuuden ja heikentymisen aiheuttajien määrittäminen koettiin hankalaksi ja tulosta epäiltiin niiltä osin epätarkaksi. Koealan säteen (.99 m) katsottiin olevan turhan pitkä etenkin rehevillä kohteillaja keskikesällä mitattaessa; taimien löytäminen oli pintakasvillisuuden takia hankalaa ja osin epävarmaa. Täydentävien luontaisten taimien määrästä haluttiin saada karkeata luokittelua tarkempi tieto. Tulosten laskentaan esitettiin organisaatiokohtaisia kehittämistarpeita. Tärkeimpinä pidettiin erilaisten summatulosteiden koostamista eri organisaatiotasoille sekä kuvien tuottamista keskeisimmistä tulosteista. Pysyvien koealojen perustamista, uudelleen mittaustaja muuta ylläpitoa epäiltiin liian työlääksi tehtäväksi käytännön organisaatioille. Pidettiin tarpeellisena, että pysyvien koealojen hyödyntämismahdollisuuksia selvitetään perusteellisemmin. KOEALAN KOKOSELVITYKSEN TULOKSET Tässä osassa tarkasteltiin päätaimien lukumäärän arviointitarkkuutta erikokoisilla koealoilla.. m:n ja.99 m:n koealasäteitä käytettäessä taimimäärän keskivirhe oli viidellä kohteella kuudesta selvästi pienempi kuin pienintä sädettä (.78 m) käytettäessä (kuva ). Taimien luku onnistui teknisesti jokseenkin yhtä hyvin kaikilla koealasäteillä.
Taintalha Yhden koealan mittaukseen kului aikaa noin. :stä.:een minuuttiin. Ajanmenekki sisältää päätaimien luvun, tuhojen määrittelyn, reservitaimien luokittelun sekä hoitotarpeen määrittelyn vaatiman ajanmenekin. m :n koealojen mittaus vei keskimäärin % vähemmän aikaa kuin m :n koealojen mittaus ja % vähemmän kuin m :n koealojen mittaus. (Kuva ) t- - - - r--- - r-- r---- t- - F"",----- r-,- r-, Taimimäärän hajontalukujen ja mittauksen ajanmenekin pohjalta tarkasteltiin laskennallisesti koealan koon vaikutusta otoksen kokoonj a inventoinnin ajanmenekkiin. Otoskokoon vaikuttavat inventointikohteen koko, koealan koko, inventoinnin tarkkuusvaatimus sekä hyväksyttävän erehtymisriskin suuruus. Jos esimerkiksi uudistusalan päätaimien lukumäärässä sallitaan enintään %:n virhe 9 %: n luotettavuudella, on viiden hehtaarin inventointikohteelta otettava kpl m :n koealoja. m :n koealoja tarvitaan siihen verrattuna kaksinkertainen määrä j a m :n koealoja puolestaan muutama koeala vähemmän kuin. m :n koealoja (taulukko). rt- r- = ~... ~ ~ L- L-.. L..- <- lj. ~ 6 Yht. Koetyömaa söde=. m söde=.99 m Kuva. Päätaimien lukumäärän keskivirhe koealan koon mukaan TAULUKKO Laskennallinen tarkastelu koealan koon ja tarkkuusvaatimuksen vaikutuksesta koealojen määrään ja inventoinnin ajanmenekkiin. Selvitettävänä tunnuksena on taimien keskitiheys uudistusalalla. Otoksesta laskettu keskitiheys on enintään virhe-%: n päässä todellisesta tiheydestä 9 %:n luotettavuudella Maksimivirhe,% minikoeala -. t- _!"""" Säde, m Kohde, ha Koealoja/kohde t-r-t--r-.99..9..9.7.9..7.9..9.7....6..7. 6 6 6 66 67 67 8 9 6 6 7 7 7 7.6...9.8 6...7...9.7....6..8.78. 9 6 7 8 6 6 6 6 6..9.. 6. 8..8....8....8..7.6 '. '--- '--- '--- ' - 6 '- '- Yht. Koetyömaa söde=.78m söde=. m söde=.99 m Kuva. Koealan mittauksen ajanmenekki koealan koon mukaan Resurssitarve, tuntia/kohde 6 6 7 7 7 i 7 6 8 6 6 i '--- ' -
Koealojen määrän lisääminen vaikuttaa inventoinnin ajanmenekkiin paitsi koealojen mittausajan lisääntymisen myös siirtymisajan kasvun kautta. Inventoinnin kokonaisajanmenekki on hyvin samaa tasoa sekä että m :n koealoja käytettäessä. Pienimmän, m :nkoealan käyttö on kokonaisajanmenekiltään hitainta, vaikka yksittäisen pikkukoealan mittaus käykin nopeasti (taulukko). Inventointiin sopivat koealakoot ovat m ja m Suurempi koeala antaa luotettavamman kuvan taimimäärästä etenkin tilajärjestykseltään vaihtelevissa taimikoissa. Pienempi koeala on suositeltavaro pi kovin tiheissä taimikoissa tai kun pintakasvillisuus haittaa mittausta. m :n koeala on sen sijaan liian pieni; taimimäärän koealoittainen vaihtelu on suurta, jolloin koealojajoudutaan mittaamaan olennaisesti enemmän kuin isompia koealoja. PÄÄTELMIÄ JA SUOSITUS INVENTOINTIMENETELMÄKSI Taulukossa (s. ) on esitetty suuntaa-antavia perusteita otoskoon määrittämiseen, kun mielenkiinnon kohteena on päätaimien keskitiheys uudistusalalla. Jos lisäksi halutaan vertailla koealatietojen pohjalta keskitiheyttä uudistamis- ja muokkausmenetelmittäin, on kutakin menetelmää kohti syytä olla vähintäin - koealaa. Koealoja on tuolloin oltava useilta eri uudistusaloilta. Esitelty inventointimenetelmä soveltuu hyvin tulosjohtamisen apuvälineeksi eli aikaansaatujen taimikoidentilan toteamiseen. Lisäksi sitä voidaan käyttää alkuvaiheen palautteen hakemiseen esim. uusien muokkausmenetelmien tai taimimateriaalien käytöstä. Menetelmä ei ole tarkoitettu perusteelliseen uudistamistuloksen syy-seuraussuhteiden analysointiin. Pysyviä koealoja voidaan käyttää taimikoiden kehittymisen seurantaan ja erityiskysymysten, esim. taimikon ja vesakon kilpailun tai taimikon hoitotarpeen kehittymisen tarkasteluun. Pysyvien koealojen hyödyntämismahdollisuudet edellyttävät kuitenkin lisäselvityksiä. Kokeilun perusteella metsänuudistamisen varhaistuloksen inventointimenetelmää on tarpeen kehittää seuraavasti: Kasvupaikka- ja menetelmätiedot on perusteltua määrittää koealoittain. Uudistusalat vaihtelevat niin paljon, että uudistusalakohtaista päämenetelmää tai -kasvupaikkaa kuvaavilla tiedoilla ei olejuuri informaatioarvoa. Tietojen määrittely koealoittain puolestaan lisää työmäärää, ja sen tähden esim. kasvupaikkatunnusten Iuokitusten on syytä olla pelkistettyjä. Koealakohtaisten menetelmä- ja kasvupaikkatietojen perusteella voidaan laskea uudistusalakohtaisia jakaumia. Niiden avulla on mahdollista tarkastella sitä miten uudistamisen suunnitteluvaiheessa on otettu huomioon kohteen olosuhteet. Lisäksi tietopohja uudistusalojen olosuhteiden vaihtelusta on tarpeen menetelmien käytön kehittämistä varten. Inventointi on syytä tehdäjoko varhain keväällä tai myöhään syksyllä. Etenkin rehevillä kohteilla pintakasvillisuus haittaa kesällä taimien löytymistä ja hidastaa työtä. Kun inventoinnilla halutaan saada selville alkuperäinen istutustiheysja samalla taimien alkuvaiheen kuolleisuus (esim. menetelmävertailut), se on tarpeen tehdä jo parin kasvukauden kuluttua viljelystä. Mitä useampi vuosi uudistamisesta on kulunut, sitä epävarmemmaksi kuolleiden taimien löytäminen käy. Kokeilun perusteella varhaistuloksen inventoinnissa suositetaan mitattavaksi seuraavat tunnukset. Kohdekohtaiset tiedot: - tunnistetiedot (organisaatiokohtaisia) -pinta-ala - uudistamisvuosi - täydennysvuosi. Koealakohtaiset tiedot: - ravinteisuusluokka - maalaji(ryhmä) - topografia - kivisyys - muokkausmenetelmä - uudistamismenetelmä - viljelymateriaali - puulaji - normaalikuntoisten päätaimien lukumäärä - heikentyneiden päätaimien lukumäärä - kuolleiden päätaimien lukumäärä - täydennystaimien lukumäärä - kuolleisuuden/heikentymisen aiheuttaja - havupuureservi - lehtipuureservi - heinäntorjunta-ja perkaustarve. Varhaistuloksen inventointi on vain yksi osa uudistamisen laadun mittausta. Muita vastaavan! uonteisia inventointeja taimikon perustamisvaiheessa ovat esimerkiksi istutus- ja maanmuokkaustyön laadun valvonta sekä taimikoiden hoitotarpeen toteaminen. Varhaistuloksen inventoinnissa käytettävää tiedonkeruu- ja laskentasovellusta olisi perusteltua kehittää siihen suuntaan, että sitä voitaisiin hyödyntää myös muiden inventointien yhteydessä. Asiasanat: metsän uudistaminen, uudistamistulos, mittausmenetelmät
Metsäteho Review 6/99 METHOD FOR MEASURING FOREST REGENERATION RESULTS The study was concerned with developing a method for determining the number of seedlings, amount of damage and the need for tending of the young stand a few years after the regeneration. The method is an appropriate tool in result-oriented leadershi p; for determining the state of young stands. In addition, it can be used when seeking initial feedback on the use ofnew site preparation methods or planting materia!, for instance. Data collection software for a Psion hand-held computer and an analysing system for a microcomputer were programmed at Metsäteho. Key words: forest regeneration, regeneration result, measuring methods METSATEHO PL 9 (Unioninkatu 7) HELSINKI Puhelin (9) Faksi (9) 69 ISSN 8X HELSINKI 99 PAINOVALMISTE