1. METSIKKÖKOEALAMITTAUKSET

1. METSIKKÖKOEALAMITTAUKSET

Metsikkökoealoja käytetään yleisesti metsäntutkimuksessa empiirisinä tietolähteinä. Niille on tunnusomaista (i) suhteellisen suuri pinta-ala ja runkoluku, (ii) suhteellisen homogeeniset puustot, (iii) suojavyöhykkeet, (iv) suhteellisen runsaat ja tarkat puukohtaiset mittaukset sekä (v) toistomittaukset. Kurssilla metsikkökoealoja käytetään puuston arvon ja arvokasvun laskentamenetelmiä harjoiteltaessa ja myös kuvioittaista arviointia harjoiteltaessa.

1.1 Koealatyyppi

Kurssilla käytettävä metsikkökoeala koostuu neljästä ympyräkoealasta. Koealaryväs antaa mahdollisuuden mm. metsikön sisäisen vaihtelun tarkasteluun. Ympyröiden keskipisteet ovat 10 m länteen ja itään sekä 17.32 m pohjoiseen ja etelään rypään keskipisteestä (kuva 1.1).

Koealat ovat toistomittauskoealoja, joita mitataan tavallisimmin 2-3(5):n vuoden välein. Koealarypäitä on perustettu vuodesta 1989 alkaen. Niitä on tällä hetkellä (v. 1999) yhteensä 15 kpl.
 
 

Kuva 1.1. Metsikkökoealaryväs

1.2 Koealan perustaminen

Kurssilla assistentit määrittävät uuden rypään keskipisteen. Keskipisteeseen pystytetään metrin pituinen, kyllästettyä puuta oleva paalu, johon merkitään huopakynällä rypään numero. Kunkin ympyräkoealan keskipisteeseen pystytetään 0.5 metriä korkea, kyl-lästettyä puuta oleva paalu, johon merkitään rypään numero, perustamisvuosi ja koealan tunnus, esim. 68/91 P.

Rypään ja ympyräkoealojen keskipisteiden sijainti kuvataan tarkasti etsintälomakkeelle. Piirroksen mittakaava on vapaa. Rypään keskipiste kiinnitetään tarkasti johonkin peruskartalta löytyvään lähtöpisteeseen sekä maastossa selvästi erottuviin 2-3 lähipisteeseen.

Jos mitataan jo aikaisemmin mitattuja koealoja tarkastetaan vain paalujen kunto ja paaluissa olevat merkinnät ja tehdään tarvittava kunnostus.
 
 

1.3 Lukupuiden mittaus

Kunkin ympyräkoealan säde on 10.00 m. Niiltä mitataan kaikki rinnankorkeudelta vähintään 4.0 cm:ä paksut puut. Luetut puut numeroidaan juoksevasti ympyräkoealoittain. Uusista lukupuista määritetään (i) etäisyys koealan keskipisteestä dm, (ii) suunta koealan keskipisteestä ° , (iii) puulaji, (iv) syntytapa ja (v) rinnankorkeus, joka merkitään huopakynällä puun kylkeen.

Lukupuista määritetään lisäksi (i) mittaus-, kuolemis- tai hakkuuajankohta, (ii) puun tila, (iii) latvuskerros, (iv) puuluokka, (v) puun normaalisuus sekä (vi) rinnankorkeusläpimitta mm mittasaksilla (kohtisuoraan koealan sädettä vastaan).
 
 

1.4 Koepuiden valinta ja mittaus

Uusilla koealoilla koepuiksi valitaan vallitsevasta jaksosta mediaaniläpimittaa suurem-mista puista joka kolmas ja mediaaniläpimittaa pienemmistä joka kuudes koepuuksi. Koepuuksi valitaan lisäksi koealan järein puu. Mediaaniläpimitta määritetään koepuiden poimintaa varten relaskooppia apuna käyttäen. Kaksijaksoisessa metsiköissä valitaan myös kymmenkunta koepuuta vähemmän merkitsevästä jaksosta. Koepuiksi valitaan näin 40-60 puuta/ryväs (10-15 puuta/ ympyrä). Toistomittauskoealoilla valitaan samat koepuut kuin aikaisemmilla mittauskerroilla.

Koepuista mitataan (i) pituus dm ja (ii) elävän latvuksen alaraja dm vakiokulmatekniikalla, (iii) kuivaoksaraja dm mittatangolla sekä (iv) tuhotunnukset. Mikäli mahdollista määritetään lisäksi (v) rinnankorkeusikä v oksakiehkuroista ja (vi) ikälisäys v oksakiehkuroista tai taulukoista.

Uusilla rypäillä valitaan jokaiselle ympyräkoealalle neljä (mediaani + 3) ikä- ja kasvu-koepuuta ympyrän välittömästä läheisyydestä. Näille puille määritetään (i) puulaji, (ii) rinnankorkeusläpimitta, (iii) rinnankorkeusikä kairauksin, (iv) ikälisäys ja (v) 5:n viimeisen vuoden sädekasvu mm kairauksin.

Kairaamisesta (in :Tree Rings, F.H.Schweingruber):

Kairauksesta voi aiheutua puulle vahinkoa. Vahingon voi aiheuttaa mekaanisesti itse kaira, tai vahinko voi seurata fysiologisesti puun omasta reaktiosta tai patologisesti vieraiden organismien takia. Mekaaninen vaurio on taloudellisesti merkittävä vain kun kyseessä on arvokas tukkipuu. Kairanreikä voi vähentää kokonaisen lautapinon arvoa. Pihkan eritys tai poikkeava sydänpuunmuodostus, joka seuraa hapen pääsystä puun sisään johtaa tummumiseen/sinistymiseen. Erilaiset sienet aiheuttavat myös värjääntymistä tai lahoa. Haavasolukon kasvu/kyljestyminen kairanreiän ympärillä vähentää myös puun arvoa tukkipuuna.

Kairauksen jälkeen sienet harvoin iskevät paljon pihkaa sisältäviin puihin, kuten mäntyyn, tai paljon tanniineja sisältäviin puulajeihin. Toisissa puulajeissa kairaus taas aiheuttaa huomattavaa vahinkoa. Sveisissä vahinkoa yritetään estää seuraavien ohjeiden avulla:

1. Kairanreiät sinetöidään oksavahalla
1. Arvokkaissa tukkipuustoissa tai lehtipuustoissa, joissa värillistä sydänpuuta ei ole, kairaaminen olisi pidettävä minimissä. Missään tapauksessa ei pidä kairata vain paremman tekemisen puutteessa.
1. Oksia ei milloinkaan saa työntää kairanreikään. Tämä altistaa puun melko varmasti sieni-itiöille.

Vanhoilla koealoilla, joilla edellisen mittauksen tulokset vaikuttavat luotettavilta, puita ei kairata.

Vanhoilla koealoilla, joilla edellisissä mittauksissa on niin paljon läpimitan mittausvirheitä, että menneen kauden puuston läpimitan kasvua ei voi toistomittauksiin perustaa, kairataan puita kuten uusilla koealoilla. Jos vanhoilla koealoilla on kuluneen mittausjakson aikana 4,0 cm:n mittauskynnyksen ylittäneitä puita, kairataan 2-3 puuta näistä läpimittaluokista koealan välittömästä läheisyydestä ja mitataan vastaavat kasvukoepuutunnukset kuin uusilla koealoilla.

1.5 Toteutus

Kukin ryhmä mittaa pääsääntöisesti kaksi ympyräkoealaa yhdeltä rypäältä (koealat P ja E tai I ja L). Tiedot kirjataan maastossa lomakkeille (liite 1) ja tallennetaan sitten tietokoneelle maastolomaketta vastaavaksi Excel-tiedostoksi XX_YYZZ.xls, jossa XX on koealan numero,YY on mittausvuosi ja ZZ koealan sijainti ilmansuuntina (esim. 65_99PE.xls). Tietojen tallenus tapahtuu kunkin ryhmän omaan alihakemistoon edellä mainitulla periaatteella nimettyihin tiedostoihin.

2. METSIKKÖKOEALALASKENNAT - PUUSTON ARVO ja ARVOKASVU

Tavallisimpien puustotunnusten lisäksi harjoituksessa lasketaan puuston arvo ja arvokasvu. Jos kasvun ennustaminen voidaan perustaa toistomittauksiin, tilavuuskasvu ja arvokasvu lasketaan erotusmenetelmällä puukohtaisiin malleihin perustuen. Toistomittauksia hyödynnettäessä kasvun ennustejakson pituus on edellisen mittausjakson pituus. Jos kasvun laskenta ei voi perustua toistomittauksiin, luokitellaan puut läpimittaluokkiin ja projisioidaan runkolukusarja 5 vuoden päähän.

Molemmissa laskentamenetelmissä oletetaan, että

2.1. Toistomittauksiin perustuva laskenta

Maastomittaustiedot sisältävässä Excel-taulukossa on sarakkeet johdettujen puutunnusten (esim. tilavuus) laskemiseksi. Puun oletetaan kasvavan pituutta ennustejakson aikana yhtä paljon kuin kuluneella mittausjaksolla. Jokaiselle lukupuulle estimoidaan pituus edellisen mittausjakson alussa ja mittaushetkellä. Pituudet lasketaan Näslundin pituuskäyrällä

Yhtälön tuntemattomat parametrit a ja b voidaan ratkaista lineaarisella regressioanalyysillä, kun yhtälö muunnetaan muotoon

Parametrin a arvo voidaan laskea kunakin hetkenä koepuutiedoista esim. Excel-funktiolla INTERCEPT(known_y’s;known_x’s) ja parametrin b arvo funktiolla SLOPE(known_y’s;known_x’s) tai käyttämällä Excelin toimintoa ADD TRENDLINE.

Runkojen puutavaralajeittaiset tilavuudet lasketaan Ilkka Korpelan laatimalla Windows-ohjelmalla MARV1.EXE Laasasenahon (1982) runkokäyräyriin perustuen. Ennen ohjelman käyttöä Excel-taulukosta on tallennettava tekstitiedostoon kustakin puusta seuraava rivi: puulaji d_1,3 0 h 0 0 0. Kunkin muuttujan välissä pitää olla vähintään yksi välilyönti. Puutavaralajeittaiset tilavuudet tulostuvat tekstitiedostoon, josta ne on siirrettävä em. Excel-taulukkoon.

Puiden läpimitat ennustejakson kuluttua lasketaan olettaen, että puun poikkipinta-alan kasvu edellisellä mittausjaksolla on yhtä suurta kuin tulevalla kaudella.

d₊= Puun läpimitta ennustejakson lopussa

d₀= Puun läpimitta mittaushetkellä

d_-= Puun läpimitta menneen kauden alussa

Kuluneen mittausjakson aikana mittauskynnyksen saavuttaneiden puiden läpimitan kasvu ennustetaan kairauksiin perustuen ja pituuskasvu laskettujen pituuskäyrien avulla.

Rungon tilavuus ennustejakson lopussa lasketaan niin kuin mittaushetkellä MARV1.EXE-ohjelmalla.

Lasketuista puutunnuksista lasketaan seuraavat puustotunnukset puulajeittain ja jaksoittain:

2.2. Runkolukusarjan projisiointiin perustuva laskenta

Laskenta voidaan tehdä arvokasvun laskentalomakkeelle (liite 2) tai Excel-taulukkolaskentaohjelmalla. Laskelmat tehdään puulajeittain ja -jaksoittain. Jos puulajin osuus kokonaistilavuudesta on alle 5 %, puulaji voidaan yhdistää toiseen.

Mitatut puut luokitellaan tasaavaa luokitusta käyttäen 2 cm:n läpimittaluokkiin parittomat cm:t luokkakeskuksina. Puuston nykyinen tilavuus määritetään puutavaralajeittain. Siirtymälaskelmien avulla selvitetään runkolukusarja 5 vuoden kuluttua ja määritetään puutavaralajeittain uusi runkotilavuus. Arvokasvu lasketaan kahden ajankohdan puuston arvojen erotuksena. Tulevan viisivuotiskauden siirtymää laskettaessa (= kasvua ennustettaessa) tehdään em. puun poikkipinta-alan kasvua ja ennustejakson poistumaa koskevien oletusten lisäksi seuraavat kaksi oletusta:

Runkolukusarjan siirtymälaskelmia varten menneen kauden sädekasvut tasoitetaan graafisesti läpimitan funktiona tai lasketaan Excelin regressiotoiminnolla graafista tasoitusta vastaava regressioyhtälö, joka voisi olla muotoa

ir=a+bd_1,3+cd_1,3²

ir= menneen kauden sädekasvu

a ja b= regressiokertoimia

Menneen kauden sädekasvusta päästään ennustejakson sädekasvuun edellisen luvun laskukaavoilla.

Läpimittaluokan siirtymäsuhde saadaan jakamalla tulevan kauden läpimitan kasvu (mm) läpimittaluokkavälillä (2 cm). Siirtymäsuhde ilmoittaa, miten suuren osan läpimittaluokan puista oletetaan siirtyvän seuraaviin läpimittaluokkiin tulevan viiden vuoden aikana. Alla olevassa asetelmassa on havainnollistettu, miten siirtymäsuhdetta käytetään runkolukusarjan projisioinnissa. Olkoon luokan i runkoluku mittaushetkellä n.
 

	Siirtymä-	Jää	Lisäys	Lisäys	Lisäys
	suhde, f	luokkaan i	luokkaan i+1	luokkaan i+2	luokkaan i+3
	0.53	0.47×n	0.53×n	0	0
	1.15	0	0.85×n	0.15×n	0
	2.22	0	0	0.78×n	0.22×n

Siirtymälaskelmien jälkeen koealalta lasketaan samat puustotunnukset kuin toistomittauksia hyödyntävässä laskennassa.