muniini iMiiii TUOTOS Jfl m Martti Varmola Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 585 NUORTEN VILJELYMÄNNIKÖIDEN TUOTOS JA LAATU Martti Varmola Akateeminen väitöskirja Esitetään Helsingin yliopiston maatalous-metsätieteellisen tiedekunnan luvalla julkisesti tarkastettavaksi Metsätalon luentosalissa MTII, Unioninkatu 40 B, perjantaina 9. helmikuuta 1996, kello 12 Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 585 Rovaniemen tutkimusasema Rovaniemi 1996 VARMOLA, M. 1996. Nuorten viljelymänniköiden tuotos ja laatu. Abstract: Yield and quality of young Scots pine cultivations. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 585. 70 s. + 6 liitettä. Tutkimuksessa tarkastellaan nuorten istutus- ja kylvömänniköiden {Pinus sylvestris L.) kasvuun ja laadulliseen kehitykseen vaikuttavia tekijöitä. Työ koostuu kuudesta osajulkai susta ja näiden yhdistelmästä. Tutkimus jakaantuu kolmeen osaan; vertailuun menetel mistä määrittää kasvupaikan viljavuus, empiiriseen osaan ja mallitusosaan. Kasvupaikan viljavuuden määrittämistä tarkastellaan sekä ikään ja valtapituuteen että val tapuiden pituuskasvuun perustuvien pituusbonitointimenetelmien avulla. Empiirisessä osassa tarkastellaan kasvupaikan viljavuuden, kasvatustiheyden ja istutuskuvioinnin vai kutusta istutusmäntyjen ulkoiseen laatuun sekä kylvömänniköiden kasvua ja laadullista kehitystä taimikonharvennuksen jälkeen. Mallitusosassa laaditaan istutusmännyn nuoruus vaiheen lustonleveysmalli, istutus- ja kylvömänniköiden kasvumalli sekä viljelymännyn tyvitukin paksuimman oksan läpimittaa kuvaava lineaarinen sekamalli. Viljelymänniköiden nuoruusvaiheen kasvu on nopeaa. Tasaisen tilajäijestyksen ansiosta istutusmänniköiden kasvu on kylvömänniköitä nopeampaa, mutta kylvömänniköissäkin päästään ensiharvennuksessa suureen käyttöpuun määrään ja kohtuulliseen käyttörungon keskikokoon. Tähän vaikuttavat viljelymetsiköiden tasaikäisyys ja -kokoisuus. Korkealaatuisen sahatavaran kasvattamisen periaatteena on saada oksat kuolemaan tyvi tukin alueella mahdollisimman ohuina. Istutusmänniköissä tämä ei onnistu ilman nykyis ten viljelytiheyksien kaksinkertaistamista. Kylvötaimikot kasvavat jonkin verran ohut oksaisemmiksi kuin istutustaimikot samalla kasvupaikalla. Kylvötaimikoissa ulkoisen laadun määrää pitkälti kylvötuppaiden harvennuksen jälkeinen runkoluku, jonka tulee olla 3 000-4 000 puuta/ha pyrittäessä hyvälaatuiseen sahapuuhun. Avainsanat: kasvumalli, kasvupaikka, alkukehitys, tuotos, ulkoinen laatu, istutus, kylvö, Pinus sylvestris Julkaisija: Metsäntutkimuslaitos, Rovaniemen tutkimusasema. Hyväksynyt tutkimus johtaja Matti Kärkkäinen 3.1.1996. Kirjoittajan yhteystiedot: Martti Varmola, Metsäntutkimuslaitos, Rovaniemen tutkimus asema, PL 16, 96301 Rovaniemi, puh. (960) 336 4200, telefax (960) 336 4640, e-mail: martti.varmola@metla.fi. Julkaisua myy: Metsäntutkimuslaitos, Unioninkatu 40 A, 00170 HELSINKI, puh: (90) 857 057 21, telefax (90) 857 057 17. Hinta 100 mk. Kierrätykseen sopiva tuote Alhaiset päästöt valmistuksessa Hakapaino Oy, Helsinki 1996 ABSTRACT In this report, the factors affecting the growth and quality development of young planted and seeded Scots pine (Pinus sylvestris L.) trees and stands are discussed. The study reviews six publications on methods for determining site productivity, empirical sudies and modelling. Site indices estimated using both dominant height and age and the height growth intercept are compared as a basis for site productivity determination in Scots pine cultivations. The empirical part consists of studies on the effect of site productivity, stand density and spacing design on the development of planted pines, as well as on the growth and external quality of seeded pine stands after precommercial thinning. In the modelling part of the study a tree-level model for the annual ring width of planted Scots pines, a stand-level model for both planted and seeded Scots pine stands and a mixed linear quality model for the thickest living branch of Scots pines are derived. The early development of Scots pine cultivations is rapid. Due to even spacing the growth of planted stands is better than that of seeded ones, but even in seeded stands the volume and size of merchantable timber obtained in the first commercial thinning is greater than previously expected. This is due to the of even-aged and even-sized nature of artificially regenerated stands. An important principle in growing high quality saw timber is to promote natural pruning when the branches on the butt log of a tree are still thin. In planted Scots pine stands this is only possible if the planting densities currently in use, 2 000-2 500 trees ha -1 , are doubled. Seeded Scots pine stands have somewhat thinner branches than planted ones on sites of the same quality. In seeded stands the external quality is mainly determined by the stand density after precommercial thinning, which should be 3 000—4 000 trees ha -1 if high quality saw timber is desired. Key words: growth model, site index, early development, external quality, planting, seeding, Pinus sylvestris Alkusanat Tämä työ sai alkunsa Metsäntutkimuslaitoksen silloisella puuntuotoksen tutkimussuun nalla jo 1960-luvun lopulla, jolloin professori Yijö Vuokila loi perustan monien muiden tutkimusten ohella myös metsiköiden alkuvaiheen tutkimukselle. Suuri osa työni aineis toista ja pysyvät kokeet olivat valmiina odottamassa tutkijaa ilman, että minun tarvitsi lähteä alusta liikkelle. Kiitän mitä lämpimimmin professori Yijö Vuokilaa kaiken muun ohella monista opettavista ja rohkaisevista neuvoista, joita sain toimiessani tutkijana hänen alaisuudessaan. Edesmennyt professori Pekka Kilkki opetti minulle tieteen teossa tarvittavaa tinkimättymyyttä, mistä on ollut suurta apua väitöskiijatyössäni. Kiitän Met säntutkimuslaitoksen ylijohtaja Eljas Pohtilaa, joka uskomalla väitöskirjan valmistumi seen antoi minulle rauhan tutkimustyöhön vuoden ajaksi. Professori Matti Leikola Helsingin yliopiston metsäekologian laitokselta antoi sysäyk sen väitöskirjani yhdistelmän kirjoittamiseen. Hänen lisäkseen kiitän vt. professori Carl J. Westmania huolellisesta paneutumisesta työtäni kohtaan ja neuvoista työn kuluessa sekä etenkin tutkimuksen esitarkastajia MMT Eero Nikinmaata ja MMT Lauri Valstaa, jotka opastivat minua yhdistelmän saattamisessa lopullisesti opinnäytetyön tasolle. Väitöskirjani aineistot ovat monien henkilöiden aikaansaannosta. Ainakin seuraavat henkilöt ovat vastanneet aineistojen keruusta, josta heille lämpimät kiitokset: mti Kari Alatalo, apulaisprofessori Jouko Laasasenaho, MH Marja Ojanen, mtt Eero Poutiainen, mti Veikko Puurtinen, edesmennyt mti Jussi Raja, MMT Jussi Saramäki, mtt Eero Sii vola ja MH Esa Vuollet. Monet henkilöt ovat tarkastaneet eri julkaisujen käsikiijoituk sia. Kiitän MML Hans G. Gustavsenia, professori Kullervo Kuuselaa, VTK Jaakko Heinosta, MMK Antti Isomäkeä, apulaisprofessori Jouko Laasasenahoa, professori Matti Leikolaa, professori Kari Mielikäistä, MMT Risto Ojansuuta, MH Marja Ojasta, professori Simo Posoa, dosentti Hannu Saarenmaata, MMT Liisa Saarenmaata ja dosentti Heikki Smolanderia heidän antamistaan neuvoista. Kiitän erityisesti MMK Hannu Salmista. Hän teki laskelmat kahteen tutkimukseen, joiden käsikirjoitukset valmistimme yhdessä julkaisukuntoon. Väitöskirjani ei olisi ollut mahdollinen ilman Metsäntutkimuslaitoksen Rovaniemen tutkimusaseman henkilökunnan apua. Kiitän erityisesti dosentti Pentti Sepposta, joka suostui toimimaan asemanjohtajana vuoden ajan suoden minulle ylellisyyden paneutua täysipainoisesti tutkimustyöhön. Dman suunnittelija Jouni Hyvärisen apua mittaus- ja laskentatietojen järjestämisessä tietokannaksi ja FK Virpi Aleniuksen neuvoja tilasto tieteen alalla työni olisi ainakin viivästynyt huomattavasti. Keskustelut dosentti Timo Helteen, MML Hannu Hökän ja MMK Hannu Salmisen kanssa auttoivat minua jäsen tämään työtäni oikeaan suuntaan. Lopuksi haluan kiittää perhettäni, vaimoani Ullaa ja lapsiani Siljaa ja Milkaa, siitä kan nustavasta suhtautumisesta työtäni kohtaan, josta sain nauttia koko vapaavuoteni ajan. Rovaniemellä 5.1.1996 Martti Varmola Sisällys 1 JOHDANTO 7 1.1 Männyn viljely ja viljelytiheydet 7 1.2 Viljelymänniköiden tuotosta ja laatua koskevia tutkimuksia 10 1.3 Tuotokseen ja laatuun vaikuttavat tekijät 13 1.4 Tutkimuksen tarkoitus 15 2 KASVU- JA LAATUMALLIT VTLJELYMÄNNIKÖISSÄ 17 3 AINEISTO JA MENETELMÄT 20 3.1 Osatutkimusten aineistot 20 3.1.1 Yleispiirteet 20 3.1.2 Mittaukset 21 3.2 Yhdistetty aineisto 23 3.3 Mallitus 23 3.3.1 Metsikkötason kasvumalli 23 3.3.2 Puutason lustonleveysmalli 26 3.3.3 Sekamalli 28 3.4 Pituusbonitointi 28 4 TULOKSET 30 4.1 Viljelytaimikoiden pituusboniteetit 30 4.2 Istutusmäntyjen ulkoinen laatu (I, II) 31 4.3 Kylvömänniköiden kehitys taimikonharvennuksen jälkeen (HI, IV) 32 4.4 Malli istutusmäntyjen lustonleveydelle (V) 34 4.5 Istutus- ja kylvömänniköiden kasvumalli (VI) 35 4.6 Tyvitukin paksuimman elävän oksan läpimittamalli ja apumallit 37 4.7 Viljelymänniköiden laatukasvatuksen simulointi 41 5 TARKASTELU 46 5.1 Aineiston kattavuus j a laatu 46 5.1.1 Kasvupaikat 46 5.1.2 Runkoluku 47 5.1.3 Kylvötaimikoiden harvennuksen ajankohta 48 5.1.4 Mittausten riittävyys 48 5.2 Pituusbonitointimenetelmien vertailu viljelytaimikoissa 48 5.3 Istutusmänniköistä saatavan sahatavaran laatu lustonleveyden perusteella 50 5.4 Nuorten viljelymänniköiden kasvunopeus 52 5.5 Tyvitukin paksuimman oksan läpimittaan vaikuttavat tekijät 53 5.6 Istutus- ja kylvömänniköiden kasvatustiheys 55 5.7 Mallien ja simulointien luotettavuus sekä tutkimuksen jatko 56 5.8 Nopean kasvun ja korkean laadun yhdistäminen 59 KIRJALLISUUS 60 LIITE - Käytetyt lyhenteet 70 Tämä väitöskiija perustuu seuraaviin julkaisuihin, joihin viitataan roomalaisin numeroin I-VI tekstissä. I Varmola, M. 1980. Männyn istutustaimistojen ulkoinen laatu. Summary: The external quality of pine plantations. Folia Forestalia 451. 21 s. II Salminen, H. & Varmola. M. 1993. Influence of initial spacing and planting design on the development of young Scots pine (Pinus sylvestris L.) stands. Tiivistelmä: Istutustiheyden ja -kuvioinnin vaikutus mäntytaimikoiden kehitykseen. Silva Fennica 27(1): 21-28. 111 Varmola, M. 1982. Taimikko- ja riukuvaiheen männikön kehitys harvennuksen jälkeen. Summary: Development of Scots pine stands at the sapling and pole stages after thinning. Folia Forestalia 524. 31 s. IV Salminen, H. & Varmola, M. 1990. Puolukkatyypin kylvömänniköiden kehitys taimikon myöhäisestä harvennuksesta nuoren metsän ensiharvennukseen. Summary: Development of seeded Scots pine stands from precommercial thinning to first commercial thinning. Folia Forestalia 752. 29 s. V Varmola, M. 1989. Männyn istutustaimikoiden lustonleveysmalli. Abstract: A model for ring width of planted Scots pine. Silva Fennica 23(4): 259-269. VI Varmola, M. 1993. Viljelymänniköiden alkukehitystä kuvaava metsikkömalli. Summary: A stand model for early development of Scots pine cultures. Folia Forestalia 813. 43 s. 7 1 Johdanto 1.1 Männyn viljelyjä viljelytiheydet Metsänviljely metsänuudistamismenetelmänä yleistyi Suomessa kuluvalla vuosisadalla. Keski-Euroopassa, etenkin Saksassa, metsänviljelyä käytettiin yleisesti jo 200 vuotta sit ten (Huuri 1969). Jo vanhimmassa Keski-Euroopan metsätaloutta käsittelevässä julkaisus sa vuodelta 1713 esiteltiin yksityiskohtaisesti kylvöä, taimitarhan perustamista ja puiden istuttamista (Huuri ym. 1989). Cajander (1933) arvioi, että tämän vuosisadan alkupuolella metsistä uudistettiin Saksassa viljellen 95 % ja luontaisesti vain 5 %. Vaikka metsää viljeltiin Suomessa ja Lapissakin jo 1900-luvun alussa (Ahola 1949, Kallio 1960, Pohtila ja Timonen 1980), metsänviljely alkoi Suomessa käytännön mitassa vasta 1920-luvulla (Cajander 1932). Valtion mailla metsänviljelyn tarpeessa olivat erityisesti Pohjois-Suomen vanhat metsät, vaaramaiden kuusikot, Pohjois-Suomen kehnot koivikot, mäntymäillä esiintyvät kuusikot, aukeat alat, paksusammalkankaat ja metsänrajametsät (Cajander 1932). Metsänviljely oli 1920-luvulla etupäässä kylvöä. Istutusala oli vuosittain 400-800 hehtaa ria, mutta kylvöala lisääntyi enimmillään lähelle 10 000 hehtaaria vuodessa. Kylvö oli miltei pelkästään (83 %) mäntyä (Pinus sylvestris L.). Istutuksista männyn osuus oli 58 % (Cajander 1932). Kuusen (Picea abies Karst.) istutus yleistyi 1930-luvulla. Metsänviljely yleistyi nopeasti 1950-luvulla ja saavutti 1960-luvun alkupuoliskolla pysy västi 110 000-150 000 hehtaarin vuotuisen tason (kuva la). Kaikesta metsänviljelystä männyn osuus oli 60-80 %, ja männyn viljelystä istutuksen osuus oli 1960-luvun lopulta lähtien 60-80 % (kuva lb). Yhdistämällä eri tilastolähteet (Cajander 1932, Ahola 1949, Metsätilastoa 1967, Metsäti lastollinen vuosikirja 1968,1969,1970, 1971, Aarne 1995) saadaan Suomen viljelymet sien kokonaispinta-alaksi vuoden 1994 loppuun mennessä: Männiköiden määrä, 3,91 milj. ha, on 76 % kaikista viljelymetsiköistä. Viljelymänniköis tä 56 % on istutettu ja 44 % kylvetty. Jos oletetaan, että viljeltävä alue aina pysyy metsä maana, Suomen metsämaan pinta-alasta (20,01 milj. ha) on nykyisin hieman yli neljännes, 25,6 %, viljelymetsiköitä ja 19,5 % viljelymänniköitä. 90 % viljelymänniköistä on vielä alle 40-vuotiaita. Koska metsänviljely kohdistuu keskimääräistä rehevämmille kasvupai koille, on viljelymetsiköiden merkitys puuntuotannolle tulevaisuudessa pinta-alaosuutta suurempi. Männyn istutus 2,18 milj. ha Männvn kvlvö 1.73 mili. ha Yhteensä mänty 3,91 milj. ha Muut puulaiit 1.23 mili. ha Yhteensä viljely 5,14 milj. ha a 8 b Kuva 1. a) Metsänviljelyala Suomessa 1950-94. b) Männyn kylvön ja istutuksen suhteellinen osuus Suomessa 1950-94. 9 Keski-Euroopassa viljelymänniköiden kasvatuksen tavoitteena oli ja on edelleen selkeästi korkealaatuinen sahatavara (esim. Schmidt-Vogt 1977). Kasvatuksessa on pyritty siihen, että paksuimpienkin oksien läpimitta tyvitukin alueella jäisi alle 20 mm:n (esim. Abetz 1970, Kramer 1977, Thren 1985). Tämän takia viljelytiheydet ovat suomalaisittain ajatel tuna suuret. Yleisesti on suositeltu vähintään 10 000 tainta/ha (Abetz 1970, Erteld 1975, Kramer 1975, Dittmar 1988, Zajaczkowski ym. 1989), mutta viime aikoina on esitetty käytettäväksi alhaisempiakin viljelytiheyksiä (Schmidt-Vogt 1977, Kramer ja Junemann 1984, Thren 1985, Kramer ja Röös 1989, Spellmann ja Nagel 1992), ei kuitenkaan alle 6 000 tainta/ha. Venäjällä on yleensä käytetty hieman keskieurooppalaisia alempia runko lukuja, Pisarenkon ja Merzlenkon (1979) mukaan 4 500-10 600 tainta/ha. Burzynski ja Zajaczkowski (1983) suosittelivat Puolassa kasvupaikan hyvyyden mukaan 10 000- 15 000 ja Mracek (1983, 1989) Tsekkoslovakiassa 10 000-12 000 tainta/ha. Keskieurooppalaiseen männynviljelyn traditioon kuuluu myös suorakaiteen muotoinen istutuskuviointi. Sen etuina ovat mahdollisuus koneellistaa metsänkasvatuksen toimen piteitä, kestävyys tuuli- ja lumituhoja vastaan sekä myös parempi laatu verrattuna neliö mäiseen istutuskuviointiin (Flöhr 1975, Dippel 1982, Ehrentreich 1983, Kramer ja Junemann 1984). Esimerkiksi Thren (1985) päätyi suosittamaan 2,5 metrin riviväliä ja 0,5 metrin taimiväliä (8 000 tainta/ha). Suomessa mukailtiin keskieurooppalaista käytäntöä vuosisadan alkupuoliskolla. Suosituk sena oli männyllä aina 1940-luvun lopulle asti 5 000 kylvökohtaa tai tainta/ha (Tapion taskukirja 1922, 1926, Borg 1931,1938, Heikinheimo 1941, 1944, 1947, 1949). 1950- luvulla suosituksena oli 3 000-4 000,1960-luvulla 2 000-2 500 ja 1970-luvulla yksiselit teisesti 2 000 kylvökohtaa tai tainta/ha (Heikinheimo 1956,1959, Kauttu 1965,1971, Takala 1975,1978). 1980-luvulla viljelytiheydet nousivat hieman, valinnaisesti 2 000- 3 000 kylvökohtaa tai tainta/ha (Nieminen 1983, 1986). Uusi huippu viljelytiheyssuosi tuksissa oli vuonna 1991, 5 000-6 000 kylvökohtaa ja 3 500-4 500 tainta/ha (Parviainen 1991). Uusimmissa metsänhoitosuosituksissa on taas palattu alempiin tiheyksiin. Suosi tuksena on nyt 4 000 kylvökohtaa ja 2 000-2 500 tainta/ha (Luonnonläheinen metsänhoito 1994). Valtion metsissä tiheyssuositukset ovat hieman korkeammat, 5 000 kylvökohtaa ja 2 200-3 000 tainta/ha (Metsähallitus 1990 a, 1990 b). Männyn viljelytiheyden alentaminen 1950-luvulla ei perustunut vankkaan tutkimustie toon. Suositeltuaan vielä 1940-luvun lopulla 5 000 taimen/ha istutustiheyksiä Heikinhei mo esitti Metsälehdessä siirryttäväksi aiempaa huomattavasti harvempiin istutustiheyksiin eli männyllä 2 500 taimeen hehtaarilla (Heikinheimo 1951). Ohje perustui lähinnä havain toihin ja ammattimiesten näkemyksiin. Väljemmän istutustiheyden taustalla oli istutus työn kalleus sekä taimien ja työvoiman puute. Männyn korkeimpaan laatutavoitteeseen Heikinheimo katsoi tarvittavan aina pystykarsintaa. Myös Sir6n (1956) esitti männyn viljelytiheydeksi aiempaa harvempaa 2 000-2 500 tainta tai kylvökohtaa hehtaarille ja kylvötuppaiden hajoituksen ajankohdaksi 2-4 metrin pituutta pohjaten suosituksensa muutamiin esimerkkitapauksiin keskeneräisistä tutkimuksista. Vuokila (1972) päätyi suosittamaan voimakasta taimikonharvennusta kirjallisuuskatsauk sen ja pelkästään luontaisesti syntyneistä metsiköistä kerätyn tilapäiskoeala-aineiston (ks. 10 Vuokila 1971) perusteella. Vuokila (1972) esitti ensiharvennukseen mennessä korkeim maksi saavutettavissa olevaksi käyttörunkojen lukumääräksi 600-3 000 kpl/ha eri minimi rinnankorkeusläpimitoilla (6-14 cm) ja eri kasvupaikoilla (Hioo=9-30). Esimerkiksi puo lukkatyypillä rinnankorkeusläpimitaltaan vähintään 6 cm:n kuiturunkoja saatiin enintään 2 400-2 600 kpl/ha. Rungon teknisistä ominaisuuksista Vuokila (1972) totesi muiden tekemien tutkimusten perusteella, että runkomuotoon ja oksikkuuteen alkutiheydellä oli yllättävän vähäinen vaikutus. Oksikkuustutkimukset olivat kuitenkin pääasiassa kuusi koista ja ainoa viite männiköihin oli Anderssonin (1971) retkeilyesitelmä. Vuokila (1972) perusteli voimakasta taimikonharvennusta taloudellisilla ja metsänkasvatuksen tehokkuu teen liittyvillä näkökohdilla. 1970-luvulla oli maailmanlaajuisestikin tavoitteena alentaa metsikön perustamis- ja varhaishoidon kustannuksia laskemalla viljelytiheyksiä (Low ja Toi 1974) ja koneellistamalla työvaiheita (Hägglund 1974 b). 1990-luvun vaihteen suositus viljely- ja kasvatustiheyksien reilusta nostamisesta lienee seurausta mäntyjen ulkoiseen laatuun kohdistuneista tutkimuksista ja niiden antamista tuloksista. Uusimmat viljely tiheyssuositukset ja myös suositus kylvötuppaiden harvennuksesta 2-3 metrin pituusvai heessa 1 800-2 000 runkoon/ha (Luonnonläheinen metsänhoito 1994) voi katsoa kompro missiksi erilaisten kasvatustavoitteiden välillä. 1.2 Viljelymänniköiden tuotosta ja laatua koskevia tutkimuksia Viljelymetsiköiden tuotosta on tutkittu Suomessa vain vähän ja erityisen vähän nuoruus vaiheen kasvua. Cajander (1933) osoitti Etelä-Suomen viljelykuusikoiden kasvavan luon nonkuusikoita nopeammin ja esitti istutusväliksi 1,5-2,0 metriä, mikä merkitsi aiempaa väljempiä viljelytiheyksiä. Blomgren (1952) ja Kolehmainen (1957) pitivät kulotusta ja männyn hajakylvöä parhaimpana menetelmänä esitellessään taksatorisia tunnuksia kah desta laajahkosta metsänviljelyalueesta. Kallio (1960) esitti tuotostaulukoin ja graafisin piirroksin Etelä-Suomen harventamattomien kylvömänniköiden puustotunnusten kehitty mistä puolukka- ja mustikkatyypillä 20-80 vuoden iällä. Tutkimuksen mukaan kylvö männiköiden tuotos ja puutavaralajirakenne oli parempi kuin toistuvasti käsiteltyjen, luontaisesti syntyneiden männiköiden. Vuokila ja Väliaho (1980) esittivät regressioyhtälöihin perustuvat viljeltyjen havumetsi köiden kasvatusmallit Laajasta mäntyaineistosta (226 metsikköä) valtaosa oli 20-80- vuotiaita kylvömänniköitä. Yhtälöillä kuvattiin metsikkötunnusten kehitys tuotossarjoina kiertoajan loppuun eri kasvupaikoilla, kasvatustiheyksillä ja harvennusohjelmilla 6-7 metrin valtapituudelta lähtien. Runkoluku ennen ensiharvennusta oli kasvatusmalleissa vakio saman kasvupaikan eri harvennusohjelmissa, joten syntytavan tai taimikkovaiheen runkoluvun vaikutusta metsikön myöhempään kehitykseen ei tarkasteltu kuten ei myös kään puuston laadullista kehitystä. Nuorten viljelymäntyjen tai -männiköiden kasvua ovat tutkineet Parviainen (1978, 1979, 1985), Hari ym. (1982), Lylyjä Saksa (1982), Saksa ja Lyly (1984), Kaunisto ja Tukeva (1986), Kinnunen (1986), Huuri ym. (1987), Pukkala (1988) sekä Kolström (1991). Näistä tutkimuksista kasvumalleja käyttivät Hari ym. (1982) yksittäisen puun fotosynteesin, Pukkala (1988) mäntyjen tilajärjestyksen sekä Kolström (1991) mäntyjen, heinien ja 11 vesojen välisen kilpailun mallittamiseen. Muut tutkimukset olivat järjestettyjen kokeiden tulosten esittelyä. Aineistot olivat kaikissa tutkimuksissa suppeita, yhteen tai muutamaan metsikköön rajoittuvia, eikä tutkimuksissa tarkasteltu esimerkiksi viljelytavan (kylvö vs. istutus) vaikutusta puuston kehitykseen. Metsänviljelyn onnistumista on selvitetty lukuisissa laajoihinkin otantoihin perustuvissa inventointityyppisissä tutkimuksissa (ks. Kaijula ym. 1982, Räsänen ym. 1985, Peltonen 1986, Saksa 1992). Niissä keskityttiin viljelyn jälkeisten runkolukumuutosten selvittelyyn ja puustotunnuksista esitettiin vain taimien keskimääräistä pituuskehitystä. Inventointien tuloksia on käytetty metsänuudistamisen vaihtoehtoja vertailevassa laskentaohjelmassa (Parviainen ym. 1985) keskipituuden kehityksen kuvaamiseen. Metsätehon metsänviljelyn menetelmien vertailumallissa mallitettiin taimikon keskipituus, vesakon tiheys ja pituus sekä taimikon perkaus ja kylvötaimikon harvennus. Viljelyn tulosta tarkasteltiin viiden metrin keskipituudella, mutta ilman viljelytiheyden vaikutuksen ottamista huomioon (Kaila 1993). Ainoa myös männiköiden nuoruusvaiheen kuvaava, kattavaan aineistoon perustuva kasvu malli Suomessa on metsälaskelma MELA (Ojansuu ym. 1991). MELAssa on mallitettu puutason yhtälöillä alle 1,3 metrin mittaisten puiden pituuskasvu sekä pituuden ja pohja pinta-alan viisivuotiskasvu heti puun saavutettua 1,3 metrin pituuden. Syntytavan vaikutus (viljely vi. luontainen) kuvataan pelkästään puiden rinnankorkeuden saavuttamisiän erol la. MELA on kehitetty suuralueiden pitkän ajan kasvuennusteita varten, joten sillä ei ole mahdollista simuloida esimerkiksi nuoruusvaiheen metsänhoidollisten menetelmien vai kutuksia puu- ja metsikkötason tunnuksiin. Metsiköiden laatua tarkastellaan pelkästään tukkivähennysmallilla varttuneissa metsiköissä (Ojansuu ym. 1991). Suomessa tehdyt viljelymänniköiden taksatorisia tunnuksia koskevat tutkimukset ovat keskittyneet siis joko metsänviljelyn onnistumisen tai ensisijaisesti ensiharvennuksen jälkeisen kehityksen kuvaamiseen. Viljelymännikön kehitykseen olennaisesti liittyvää syntytavan, nuoruusvaiheen kasvatustiheyden ja kylvötaimikossa myös taimikonharven nuksen ajankohdan ja voimakkuuden vaikutusta tuotokseen ei tähän mennessä ole tutkittu. Etenkin männiköiden kasvatusvaihtoehtojen pohdintaan liittyy määrällisen tuotoksen lisäksi läheisesti myös puiden laatu. Rungon laadun hyvyyden määrittely riippuu tietysti puun käyttötarkoituksesta, mutta männyllä yleisimmin tavoitteena olevan sahapuun laatu on sitä korkeampi, mitä vähäoksaisempi, tiheäsyisempi ja järeämpi etenkin rungon arvok kain osa eli tyvitukki on. Tyvitukin paksuimman oksan läpimitta on osoitettu hyväksi sahatavaran laadun tunnuk seksi (Heiskanen 1965, Orv6r 1970, Uusvaara 1974, Persson 1977). Puiden pystykarsin nassa suositellaan karsittavaksi mieluiten alle 20 mm:n, mutta joka tapauksessa alle 30 mm:n paksuisia oksia (Pystykarsintaohjeet 1982, Vuokila 1982). Uusissa sahatavaran laatuvaatimuksissa sallitaan hyvissä tyvitukeissa korkeintaan 15 mm: n kuivia tai terveitä oksia ja muissa tukeissa 40 mm:n oksia (Airaksinen 1994). Näiden tutkimusten ja ohjei den perusteella männyille voidaan sahatavaran kasvatuksessa asettaa vaatimus, että tyvi- 12 tukin alueella paksuin oksa ei saa ylittää 30 mm:ä ja pyrittäessä korkeaan laatuun läpi mitan tulisi jäädä alle 20 mm:n. Männiköiden laatuun kiinnitettiin Suomessa runsaasti huomiota jo 1930-luvulla (Laitakari 1937). Heiskanen (1954, 1965) osoitti vakuuttavasti nuoruusvaiheen lustonpaksuuden ja oksaisuuden sekä sahapuulaadun välisen riippuvuuden luontaisesti syntyneissä männiköis sä. Sahatavaran suurin oksa oli sitä suurempi ja laatu sitä heikompi, mitä leveämmät vuo silustot olivat kappaleen tyvipäässä (Heiskanen 1954). Heiskanen (1965) esitti männyn laatukasvatuksen perusteet: riittävä runkoluku taimikkovaiheessa, myöhäinen taimikon - harvennus, laatuharvennus ja pystykarsinta. Viljelymänniköistä saatavan sahatavaran laatua tutki Suomessa ensimmäisenä Uusvaara (1974, 1981 b) ja totesi viljellen syntynei den männiköiden sahatavaran laadun joka suhteessa luontaisesti syntyneiden männiköiden laatua heikommaksi. Uusvaara (1981 a) korosti myös nuoruusvaiheen kasvunopeuden vai kutusta sahatavaran laadun määräytymisessä ja totesi viljelymänniköiden huonon laadun johtuvan ensi sijassa harvasta kasvatusasennosta nuoruusvaiheessa. Männiköiden ulkoinen laatu, lähinnä oksikkuus, oli tiiviin tutkimuksen kohteena 1980- luvun alusta lähtien. Vuokila (1982) esitti yhteenvedon puiden teknisen laadun kehittämi sestä siihenastisen tiedon pohjalta ja suositti luontaisen uudistamisen ja kylvön käyttöä, mutta viljelytiheyden ja taimikonharvennuksen runkoluvun pitämistä ennallaan (2 000- 2 200 puuta/ha) lähinnä kustannussyihin vedoten. Muina keinoina Vuokila (1982) esitti laatuharvennusta ja pystykarsintaa, kiertoajan pidentämistä ja lannoitusta lähellä päätehak kuuikää. Kärkkäinen ja Uusvaara (1982) totesivat mäntyjen laadun heikkenevän kasvun parantuessa, johtuipa hyvä kasvu mistä tahansa tekijöistä, mutta syntytavalla ei sinänsä näyttänyt olevan vaikutusta laatuun lukuun ottamatta lenkoutta, joka oli yleisempää vilje lytaimilla. Hälisen (1985) tutkimus vahvisti käsitystä nuoruusvaiheen kasvunopeuden rat kaisevasta vaikutuksesta sahatavaran laatuun. Kauniston ja Tukevan (1986) mukaan turve maiden viljelymänniköissä ei ollut syytä käyttää 2 000-2 500 tainta suurempia hehtaariti heyksiä, koska kasvatustiheys vaikutti vain vähän valtataimien oksanpaksuuksiin. Huuri ym. (1987) päätyivät suosittamaan vähintään 4 000 puun/ha kasvatustiheyttä. Suositus pe rustui yhteen puolukkatyypin kankaalle perustettuun istutustiheyskokeeseen, jossa puiden pituus oli vasta 5-8 metriä. Pukkala ym. (1992) totesivat, että erittäin hidas kasvunopeus ei tuottanut sen hieno-oksaisempia puita kuin keskinkertainen kasvunopeus ja että ryhmit täisyys paransi yleensä vain pienimpien puiden laatua. Männyn laatukasvatusta on selvittänyt etenkin Kellomäen tutkimusryhmä nuorten mänty jen latvuksen kasvun dynamiikkaa käsittelevien tutkimusten pohjalta (Kellomäki 1980, 1984, Oker-Blom ja Kellomäki 1982, Kellomäki ja Oker-Blom 1983, Oker-Blom ym. 1988) mallittamalla metsänhoitotoimenpiteiden vaikutusta sahatavaran laatuun (Kellomä ki ym. 1989, Väisänen ym. 1989) sekä tarkastelemalla puuston tiheyden ja kasvupaikan viljavuuden vaikutusta nuorten mäntyjen oksikkuuteen (Kellomäki ja Tuimala 1981, Joki nen ja Kellomäki 1982, Kellomäki 1984, Kellomäki ja Väisänen 1986, Turkia ja Kellomä ki 1987, Lämsä ym. 1990). Tulokset esitettiin koottuna Suomen Akatemian tutkimushank keen loppuraportissa (Kellomäki ym. 1992). Ongelmana tutkimuksessa oli se, että aineis toissa oli sekä istutettuja että luontaisesti syntyneitä taimikoita, mutta tuloksia ei tarkas teltu syntytavan suhteen. Päätelmiä tehtiin ottamatta huomioon puun koon vaikutusta ul- 13 koiseen laatuun. Lisäksi kasvupaikan viljavuus kuvattiin käytännössä vaikeasti mitatta vissa olevilla muuttujilla. Kellomäki ym. (1992) suosittivat männyn viljely-ja kasvatus tiheydeksi kanervatyypillä vähintään 2 000 puuta/ha ja puolukka- sekä mustikkatyypillä vähintään 4 000 puuta/ha. Etenkin kanervatyypin runkolukusuositukseen on kuitenkin suhtauduttava suurin varauksin, koska aineisto kanervatyypillä poikkesi ratkaisevasti muista: taimikot olivat osaksi luontaisesti syntyneitä. Muilla kasvupaikoilla taimikot olivat kaikki istutettuja ja huomattavasti pitempiä kuin kanervatyypillä. On ilmeistä, että nuoruusvaiheen kasvatustiheys on tärkein mäntyjen oksikkuuteen ja sitä kautta sahatavaran laatuun vaikuttava tekijä. Aiempien tutkimusten perusteella ei kuiten kaan voida esimerkiksi sanoa, mikä on riittävä viljelytiheys pyrittäessä korkeaan u/s-laatu luokan sahatavaran osuuteen. Syntytavan ja kasvupaikan viljavuuden vaikutusta ei ole riittävästi selvitetty eikä myöskään kylvömänniköiden harvennuksen ajankohdan ja voi makkuuden vaikutusta puiden laatuun. 1.3 Tuotokseen ja laatuun vaikuttavat tekijät Metsikön tuotos ja laatu on yksittäisten puiden kasvun ja laadun summa. Tuotokseen ja laatuun vaikuttavia tekijöitä voidaan siten analysoida sekä puu- että metsikkötasolla. Vil jelymänniköiden oksikkuutta on yleensä selitetty puutason malleilla (esim. Persson 1976, Lämsä ym. 1990), mutta metsikkötason mallit soveltuvat hyvin tuotoksen kuvaamiseen (esim. Saramäki 1992, Valsta 1993). Ne tekijät, jotka nuorissa viljelymänniköissä vaikut tavat tuotokseen ja laatuun, voidaan jakaa puu- ja metsikkötasolle (kuva 2). Olennaista on, että samat tekijät vaikuttavat sekä puiden kasvuun, erityisesti paksuuskasvuun että sitä kautta myös puiden laatuun. Pyrittäessä selittämään puiden laatuun, esimerkiksi oksikkuu teen, vaikuttavia tekijöitä puiden kasvun tulee siten olla samanaikaisesti tutkimuksen koh teena toisin kuin useimmissa tähänastisissa tutkimuksissa on tehty. Puiden keskinäisen aseman määräävät männyn viljelytaimikossa puun geneettinen perimä, kasvupaikan mikrovaihtelu, taimikon tilajärjestys ja puiden välinen kilpailu. Istutustaimikossa puiden välinen tilajärjestys on viljelyn jälkeen jokseenkin tasainen ja kylvötaimikossakin taimikonharvennuksen jälkeen. Tilajärjestys on ryhmittäisin piste kylvetyissä männiköissä ennen taimikonharvennusta. Tuhot aiheuttavat muutoksia puiden keskinäiseen asemaan ja edistävät ryhmittäisyyttä. Kilpailu lisää puiden välisiä kokoeroja. Männyn viljelytaimikon kasvatustiheys on tulos viljelytavan, viljelytiheyden, taimivai heen kuolleisuuden, luontaisen täydennyksen ja taimikon hoitotoimenpiteiden yhteisvai kutuksesta. Kasvatustiheyteen on helpointa vaikuttaa viljelytavalla. Istutustaimikossa kas vatustiheys vakiintuu yleensä ensimmäisen kymmenen vuoden aikana mahdollisen taimi konperkauksen jälkeen (ks. Elfving 1992). Kylvötaimikossa runkoluku pysyy jokseenkin vakiona vasta taimikonharvennuksen jälkeen. 14 Kuva 2. Nuorten viljelymänniköiden tuotokseen ja laatuun vaikuttavia tekijöitä. Tässä työssä tutkittavat tekijät on merkitty rasterilla. Kuva 3. Puun laatua kuvaavia tunnuksia. Tässä työssä tutkittavat tekijät on merkitty rasterilla. 15 Kasvupaikan viljavuus vaikuttaa puiden kasvunopeuteen ja määrää usein myös viljely tavan. Istutusta käytetään viljavammilla kasvupaikoilla kuin kylvöä, joskin viljelytapa voidaan valita istutuksen ja kylvön kesken suhteellisen laajalla männyn kasvupaikkojen vaihtelualueella. Puun asema metsikössä, kasvatustiheys ja kasvupaikan viljavuus yhdessä määräävät puun kasvunopeuden. Tässä työssä tutkitaan puiden välisen tilajärjestyksen ja kilpailun sekä taimikon viljelytavan ja -tiheyden, taimikonharvennuksen sekä kasvupaikan viljavuuden vaikutuksia puiden kasvunopeuteen (kuva 2). Puiden kasvunopeus puolestaan määrää sen, miten nopeasti puu saavuttaa määrätyn koon. Sitä kautta kasvunopeus vaikuttaa puiden ulkoiseen ja sisäiseen laatuun, jota voidaan ku vata monilla eri tunnuksilla (kuva 3). Nuorissa viljelymänniköissä tärkeimpänä yksittäi senä tunnuksena pidetään oksien läpimittaa ja useimmissa aihetta koskevissa tutkimuk sissa on kuvattu paksuimman oksan läpimittaan vaikuttavia tekijöitä. Latvuksen kehitys on jäänyt vähemmälle huomiolle. Sisäistä laatua on kuvattu muun muassa tyvitukin vuosi lustojen leveydellä, tavallisimmin tyvipään kaatoleikkauksesta ytimen läheisyydestä. Kes kimääräisen lustonleveyden, sahatukin oksanpaksuuksien ja sahatavaran laadun välillä on havaittu olevan korkea korrelaatio (esim. Heiskanen 1954, Uusvaara 1974). Tässä työssä keskitytään ulkoista laatua kuvaavien tunnusten kuvaamiseen pääpainon ollessa tyvitukin paksuimman elävän oksan paksuuteen vaikuttavissa tekijöissä. Sisäistä laatua tutkitaan vuosilustojen leveydellä (kuva 3). Männyn nuoruusvaiheen oksien kasvu määrää suurelta osin rungon arvokkaimmasta osas ta eli tyvitukista saatavan sahatavaran laadun. Männyn rungon järeys ja oksien paksuus ovat hyvin tiukasti sidoksissa toisiinsa, ja viljelymänniköiden laatukasvatuksen tavoite voidaankin kiteyttää kysymykseen: kuinka saada oksat kuolemaan tyvitukin alueella mah dollisimman ohuina? 1.4 Tutkimuksen tarkoitus Tämän työn tarkoituksena on tutkia nuorten istutus- ja kylvömänniköiden kasvua ja laa tua. Aiempien tutkimusten perusteella tiedetään, että männikön alkuvaiheen kasvulla on ratkaiseva vaikutus etenkin laadulliseen kehitykseen. Tämän vuoksi tutkimus keskittyy viljelymänniköiden kehityksen kuvaamiseen uudistamisen ja ensiharvennuksen välisenä aikana, kuitenkin ilman runkolukumuutosten vaikutusten analysointia. Tutkimus jakaantuu kolmeen osaan; kasvupaikan viljavuuden määrittämiseen männyn viljelytaimikoissa, empiiriseen osaan sekä mallitus- ja simulointiosaan. 1) Kasvupaikan viljavuuden määrittämiseksi tarkastellaan eri pituusbonitointimenetelmien soveltuvuutta viljelytaimikoihin (VI) ja verrataan menetelmiä eri osatutkimusten (I, H, 111, IV) aineistoissa. 16 Empiirisessä osassa tutkitaan sitä, 2) miten kasvupaikan viljavuus, kasvatustiheys ja istutuskuviointi vaikuttavat istutus mäntyjen ulkoiseen laatuun (I, II) ja 3) miten kylvömännikkö kasvaa ja millaiseksi sen ulkoinen laatu muodostuu eri valtapi tuusvaiheessa ja eri voimakkuudella tehdyn taimikonharvennuksen jälkeen (111, IV). Li säksi tarkastellaan kylvömänniköistä saatavan ensiharvennuskertymän suuruutta (IV). Mallitus- ja simulointiosassa 4) kehitetään puutason malli istutusmäntyjen nuoruusvaiheen lustonleveydelle ja simu loidaan puun aseman, kasvupaikan viljavuuden ja kasvatustiheyden vaikutusta keskimää räiseen lustonleveyteen (V), jolla aiempien tutkimusten mukaan voidaan ennustaa pääte hakkuussa saavutettava sahatavaran laatujakauma, 5) kehitetään metsikkötason malli nuorten viljelymänniköiden puustotunnusten kuvaami seksi ja simuloidaan metsikön viljelytavan, kasvatustiheyden, kasvupaikan viljavuuden sekä kylvötaimikoissa myös taimikonharvennuksen ajankohdan ja voimakkuuden vaiku tusta tuotokseen (VI) sekä 6) kehitetään laatumalli yksittäisen puun paksuimman elävän oksan läpimitalle tyvitukin alueella yhdistämällä julkaisujen (I, 11, 111, IV) aineistot. 7) Yhdistämällä puutason laatumalli ja metsikkötason kasvumalli (VI) simuloidaan nuor ten viljelymänniköiden laatukasvatusvaihtoehtoja ja verrataan tuloksia puukohtaisen lus tonleveysmallin (V) antamiin tuloksiin. 17 2 Kasvu- ja laatumallit viljelymänniköissä Suomesta puuttuu nuorten viljelymänniköiden kasvumalli. Yleisemminkin tarkasteltuna metsiköiden nuoruusvaiheen kehitystä on mallitettu vähän. Tämä johtunee siitä, että kas vun mallittaminen on huomattavasti helpompaa sen jälkeen, kun läpimitan ja pituuden vuotuisen kasvun kulminaatio, joka esimerkiksi männyllä (Assmann 1970) tapahtuu hyvin aikaisin, on ohitettu. Ruotsissa ns. HUGIN-projektissa laadittiin suuri määrä kasvumalleja vakiintuneisiin metsiköihin, joiden alarajana oli kahdeksan metrin pituusvaihe (Hägglund 1981 b). Sitä aiempi kehitys kuvattiin pelkästään puiden pituuskasvulla ja taimikoiden kehityskelpoisuutta kuvaavalla laatuindeksillä (Elfving 1978). Samoin esimerkiksi Garcia (1984) estimoi radiatamännyn kasvumallien lähtökohdaksi pohjapinta-alan seitsemän met rin valtapituudella yksinkertaisella mallilla pelkän runkoluvun avulla. Kasvumallin valinta riippuu kohdemetsiköistä, käytettävissä olevista aineistoista ja niistä tarpeista, joita mallin laadinnalla pyritään täyttämään. Clutter ym. (1983) jakoivat kasvu mallituksen kohdemetsiköt eri-ikäisiin ja tasaikäisiin luonnonmetsiköihin sekä harventa mattomiin ja harvennettuihin istutusmetsiköihin, joihin sopivat erilaiset mallit. Myös aineisto asettaa usein rajoituksia mallin valinnalle. Mallin käyttötarkoitus voi myös mää rätä mallityypin valinnan. Seuraavassa tarkastellaan lyhyesti erilaisia kasvu- ja tuotosmal leja sekä kasvupaikan viljavuuden määrittämistä ja esitetään perustelut tässä tutkimuk sessa käytetyille malleille. Kasvu- ja tuotosmallit voidaan jakaa tilastomatemaattisiin ja prosessimalleihin. Prosessi malleilla kuvataan yksittäisen puun elintoimintoja niiden perustoimintojen tasolla. Esi merkkejä suomalaisista prosessimalleihin perustuvista tutkimuksista ovat Harin ym. (1982) männyn fotosynteesiin ja kuiva-ainetuotokseen perustuva malli, Mäkelän (1988) ekofysiologinen malli, Oker-Blomin (1986) latvuston rakennetta ja sen valoilmastoa foto synteesin avulla kuvaava malli, Nikinmaan (1992) männyn aineenvaihduntaan perustuva hierarkkinen kasvu-ja rakennemalli, Sieväsen (1993) männyn fotosynteesin, hengityksen ja vanhenemisen kuvaava hiilitasemalli sekä oliopohjaiseen ohjelmointiin perustuva män nyn rakenteen hierarkkisesti kuvaava malli (Salminen ym. 1994). Prosessimallit soveltuvat hyvin muuttuvien ympäristötekijöiden vaikutusten analysointiin, mutta huonommin metsi köiden tuotoksen ja siihen vaikuttavien tekijöiden kuvaamiseen mallien monimutkaisen rakenteen vuoksi. Oker-Blomin ym. (1988) ekofysiologista mallia on kuitenkin käytetty männyn laatukasvatusprojektin (Kellomäki ym. 1992) mallilaskelmissa kuvaamaan pysty karsinnan ja harvennuksen vaikutusta mäntyjen ulkoiseen ja sisäiseen oksikkuuteen, ja Sieväsen (1993) mallin on todettu antavan samanlaisen taksatorisen kehityksen männyn viljelytaimikoille kuin tilastomatemaattinen metsikkötason kasvumalli (Varmola 1988). Esimerkiksi Goulding (1994) sekä Mohren ja Burkhart (1994) toteavat kuitenkin prosessi mallien soveltuvan selittämään lähinnä metsäekosysteemien perustoimintoja, mutta tilas tomatemaattisten mallien soveltuvan paremmin metsätalouden tarpeisiin. Tilastomatemaattiset mallit jaetaan metsikkö- ja puutason malleihin. Yksittäistä puuta kuvaavat mallit jaetaan edelleen puiden välisestä etäisyydestä riippumattomiin ja etäisyy destä riippuviin malleihin (Munro 1974). Esimerkkejä etäisyys-riippumattomista männyn kasvumalleista Suomessa ovat Nyyssösen ja Mielikäisen (1978), Mielikäisen (1980) ja 18 Ojansuun ym. (1991) mallit. Etäisyydestä riippuvia männyn kasvumalleja ovat kehittäneet mm. Vuokila (1965) ja Pukkala (1989). Kaikki suomalaiset puutason mallit on tehty luon taisesti syntyneiden männiköiden aineistoista. Yleisesti voidaankin sanoa, että puutason mallit soveltuvat hyvin sekametsiköiden ja eri-ikäisten metsiköiden kasvun ja kehityksen ennustamiseen (Clutter ym. 1983, Sievänen 1992). Metsikkötason kasvumallit jaetaan tiheydestä riippumattomiin ja tiheydestä riippuviin sekä jakaumamalleihin. Tiheydestä riippumattomia malleja ovat Suomessa esimerkiksi luon nonnormaalien metsiköiden kasvu-ja tuotostaulukot (Koivisto 1959). Vuokilan ja Väli ahon (1980) viljeltyjen havupuumetsiköiden kasvatusmallit edustavat tiheydestä riippuvia metsikkötason malleja. Päivinen (1980) on esittänyt läpimittajakaumamallin valtakunnan metsien 3. inventoinnin aineistosta eli luontaisesti syntyneille männiköille ja Kilkki ja Päi vinen (1986) pohjapinta-alan jakaumamallin valtakunnan metsien 7. inventoinnin aineis tosta. Kattavan luettelon suomalaisista puu- ja metsikkötason tilastomatemaattisista mal leista yhtälöitä myöten ovat esittäneet Mäkelä ja Salminen (1991). Monista ruotsalaisista metsikkötason kasvumalleista (mm. Hägglund ym. 1979, Agestam 1985, Ekö 1985, Persson 1992) männiköiden nuoruusvaiheen kehitystä kuvataan Frykin (1984) ja Petterssonin (1992, 1993) tutkimuksissa. Yksinomaan viljelymänniköitä kuva taan vain Petterssonin (1992) työssä, jossa tutkittiin istutustiheyden vaikutusta metsikkö tunnuksiin ja läpimittaluokittaisiin runkoluku- ja tilavuusjakaumiin. Tilavuus ennustettiin valtapituuden ja runkoluvun avulla logistisella mallilla. Runkoluku- ja tilavuusjakaumat kuvattiin muunnetulla normaalijakaumalla. Istutusmetsiköt ovat tasaikäisiä ja tasarakenteisia. Tämän vuoksi niiden kasvun mallitus voidaan luotettavasti tehdä metsikkötasolla (ks. esim. Garcia 1988, Saramäki 1992, Valsta 1993). Metsikkötason kasvumallien etuja ovat mallien suhteellisen yksinkertainen rakenne ja siitä johtuva helppo sovellettavuus. Puutason malleilla on todettu saatavan usein vain vähän hyötyä verrattuna metsikkötason melleihin, jos tavoitteena on ollut metsikön taksa toristen tunnusten kuvaaminen viljelymetsiköissä (ks. Daniels ja Burkhart 1988). Näiden seikkojen ja myös aineiston rajoitusten perusteella nuorten viljelymänniköiden kasvumal liksi valittiin tiheydestä riippuva metsikkötason malli (VI). Männyn laatumallit ovat miltei poikkeuksetta puutason malleja. Niissä voidaan erottaa mallit, jotka kuvaavat ulkoista laatua, tavallisimmin oksien paksuutta (Heiskanen 1965, Abetz 1970, Orv6r 1970, Uusvaara 1981 b, Persson 1976, 1977, Kärkkäinen ja Uusvaara 1982, Fryk 1984, Lämsä ym. 1990, Pukkala ym. 1992) ja sisäistä laatua, tavallisimmin vuosiluston leveyttä (Heiskanen 1954, Persson 1976, 1977, Uusvaara 1981 b, Halinen 1985). Mallit ovat yksinkertaisia regressioyhtälöltä lukuun ottamatta Kellomäen ym. (1992) männyn istutustaimien perusteella rakentamaa monipuolista ekofysiologista mallia ja Pukkalan ym. (1992) männyn paksuimman oksan läpimittaa kuvaavaa dynaamista spatiaalista sekamallia. Kummankin mallin puutteita ovat kasvupaikan viljavuuden ja metsikön syntytavan vaikutusten vajavainen kuvaaminen. Koska istutusmänniköiden tilajärjestys on yleensä melko tasainen, lustonleveysmalliksi valittiin etäisyydestä riippu maton puutason kasvumalli (V). 19 Lineaarista sekamallia käytettiin kuvattaessa yksittäisen männyn paksuimman elävän oksan läpimittaan tyvitukin alueella vaikuttavia kiinteitä puu- ja koealatason muuttujia. Koealatasoon metsikkötason sijasta päädyttiin, koska kaikki puustotunnukset vaihtelivat koealoittain. Sekamallitekniikalla (Lappi 1993), jossa jäännösvaihtelu jaetaan koealan sisäiseen ja koealojen väliseen, voidaan lisäksi mallin soveltamisvaiheessa yhdistää puu tason ja koealatason tiedot siten, että ennusteita voidaan tarkentaa jo vähäistenkin mittaus tietojen perusteella. Clutterin ym. (1983) mukaan kasvupaikan viljavuuden arviointi on eräs kasvumallien laa dintaan liittyvä perustehtävä, ja he suosittelevat siihen valtapuiden pituuskehitykseen pe rustuvia menetelmiä. Hägglund (1981 a) jakaa kasvupaikan viljavuuden indikaattorit pituusboniteettiin, metsikön keskikasvuun ja muihin metsikkötunnuksiin, joita voidaan kuvata metsikkö- ja kasvupaikkatekijöillä tai niiden yhdistelmillä. Ruotsissa on jo kauan käytetty kasvupaikan viljavuuden kuvaamisen päämenetelmänä pituuden kehitystä ajan suhteen (Jonson 1914) ja siitä johdettuja pituusboniteetti-indeksejä (Hägglund 1974 a). Suomessa valtamenetelmänä on perinteisesti ollut metsätyypin tai veroluokan käyttö siinä määrin, että esimerkiksi metsälaskelma MELAssa useimmat yhtälöt kalibroidaan vero luokan tai metsä-suotyypin perusteella (Ojansuu ym. 1991). Suomessa 1980-90-luvuilla kehitetyt pituusbonitointimenetelmät perustuvat metsikön ikään ja valtapituuteen (Gustavsen 1980, Vuokila 1980) tai kasvupaikan ominaisuuksiin (Tamminen 1993, Lahti 1995). Ruotsissa kehitettiin 1970-luvulla kivennäismaille kattava bonitointijärjestelmä, jossa estimoidaan kasvupaikkaindeksi (=pituusboniteetti) ja sen perusteella arvioidaan kasvupaikan viljavuus (=boniteetti). Kasvupaikkaindeksi määrite tään joko ikään ja valtapituuteen (Hägglund 1974 c), viiden vuoden pituuskasvuun 2,5 metrin yläpuolella olevasta seuraavasta oksakiehkurasta lukien (=välipituusmenetelmä, Hägglund 1976) tai kasvupaikkatekijöihin (Hägglund ja Lundmark 1977) perustuen. Hägglundin (1977) mukaan epävarmin on kasvupaikkatekijöihin perustuva menetelmä, jolla päästään 2,1-3,0 metrin keskihajontaan pituusboniteettiestimaatissa (Hioo) yhdellä 10 m 2 :n ympyräkoealalla. Varttuneissa metsiköissä tarkin on ikään ja valtapituuteen perus tuva menetelmä. Alle 40-vuotiaissa metsiköissä tarkin on välipituusmenetelmä, jossa ei tarvita iän määritystä. Menetelmällä saatavan pituusboniteettiestimaatin keskihajonta on 1,6 metriä. Hägglund (1974 a) arvioi ikä-valtapituusmenetelmän soveltuvan %:lle ja välipituusmenetelmän 10-15 %:lle Ruotsin metsämaista. Tässä tutkimuksessa tarkastel laan sekä ikään ja valtapituuteen (Vuokila ja Välihaho 1980) että välipituuteen (Hägglund 1976) perustuvien pituusbonitointimenetelmien soveltuvuutta nuoriin viljelymänniköihin. 20 3 Aineisto ja menetelmät 3.1 Osatutkimusten aineistot 3.1.1 Yleispiirteet Istutustaimikoiden ulkoisen laadun tutkimista varten kerättiin koko maan kattava aineisto kesällä 1979 (I). Perusjoukkona olivat valtapituudeltaan yli viiden metrin mittaiset yksi tyismetsien istutustaimikot. Otanta tehtiin arpomalla jokaisesta metsälautakunnasta yksi metsänhoitoyhdistys, jonka alueelta valittiin viisi kohdetta. Epäonnistuneet viljelyt hylät tiin. Lukuun ottamatta neljää pohjoisinta metsälautakuntaa samoja puita käytettiin yksit täisen puun lustonleveyden mallittamisessa (V) (taulukko 1). Istutustaimikoiden ulkoista laatua tutkittiin myös kolmen jäljestetyn istutustiheys- ja istu tuskuviointikokeen avulla (II), jotka sijaitsivat Kurussa (kuivahko kangas) ja Muhoksella (entinen pelto) (taulukko 1). Kussakin taimikossa oli yksi koeala kutakin istutusvaihto ehtoa; vähintään 0,25 hehtaarin suuruisten istutuskuvioiden määrä oli yhteensä 35. Istutus tiheydet olivat 800, 1 100,1 600,2 500 ja 5 000 tainta/ha. Neliömäisen istutuskuvioinnin lisäksi käytettiin 3,5 ja 5,0 metrin riviväliä (tiheydellä 800 kuitenkin 5,0 ja 8,0 metriä). Taimiväli vaihteli o,B:sta metristä 2,6:een metriin ja taimi-ja rivivälin suhde l:l:stä l:6,3:een. Kurun kokeella ei kuitenkaan käytetty riviväliä 3,5 metriä. Mittaukset tehtiin 15-17 vuotta istutuksen jälkeen kesällä 1986. Kylvötaimikoiden kasvua ja ulkoista laatua taimikonharvennuksen jälkeen tutkittiin järjes tettyjen kokeiden avulla 16 taimikossa (III). Metsätyyppi oli puolukkatyyppi lukuun otta matta yhtä Pohjanmaan-Kainuun vyöhykkeen tuoreen kankaan puolukka-mustikkatyypin taimikkoa (taulukko 1). Koejäijestelynä oli satunnaistettujen lohkojen koe. Kunkin taimi konharvennusvaihtoehdon sisällä toistojen lukumäärä oli 1-3, ja pinta-alaltaan vähintään 0,1 ha:n koealoja oli yhteensä 178. Taimikot harvennettiin 1971-75. Harvennuksen jälkei set runkoluvut olivat yleensä 1 000,1 600, 2 200, 3 100 puuta/haja harventamaton. Yhdessätoista taimikossa yksi koeala harvennettiin asentoon 600-700 puuta/ha. Harven nushetkellä taimikoiden valtapituus oli 2,4-7,7 metriä ja ikä 11-19 vuotta. Kasvujakso oli 4-8 vuotta taimikonharvennuksesta. Neljä osatutkimuksen (M) aineistoon kuulunutta kuivahkon kankaan kylvömännikköä ensiharvennettiin 10-12 vuotta myöhäisen taimikonharvennuksen jälkeen ja tämä kasvu jakso muodosti osatutkimuksen (IV) aineiston (taulukko 1). Metsiköt sijaitsivat Virroilla, Mäntässä ja kaksi sijaitsi Valkealassa. Koejäijestelynä oh satunnaistettujen lohkojen koe. Kussakin taimikonharvennusvaihteohdossa oh 2-3 toistoa lukuun ottamatta voimakkainta käsittelyä (600 puuta/ha). Metsiköiden ikä oli ensiharvennettaessa 29-31 vuotta. Ensihar vennus tehtiin alaharvennusperiaatteella osalla (yhteensä 20:11 a) niistä koealoista, joilla runkoluku taimikonharvennuksen jälkeen oli 1 600-4 000 puuta/ha. Istutus- ja kylvömänniköiden kasvumallit laadittiin 1968-71 mitatun tilapäiskoeala-aineis ton avulla (VI), joka alkujaan kerättiin varttuneiden viljelymetsiköiden kasvatusmallien 21 Taulukko 1. Osatutkimusten aineistojen yleiskuvaus. (Vuokila ja Väliaho 1980) lähtökohtatilanteen kuvaamista varten 6-8 metrin valtapituus vaiheessa. Aineisto koostui subjektiivisesti valituista taimikoista Etelä-Suomen, Pohjan maa-Kainuun ja Peräpohjolan metsäkasvillisuusvyöhykkeiltä (taulukko 1). Valinnalla pyrittiin mahdollisimman laajaan kasvupaikan ja runkoluvun vaihteluun. Mitatuista taimi koista 71 oli kylvettyjä 29 istutettu. 37 kylvötaimikkoa oli harvennettu. Taimikoista kaksi oli lehtomaisella, 26 tuoreella, 61 kuivahkolla ja yksi kuivalla kankaalla. Taimikoiden ikä oli mitattaessa 12-35 vuotta. Jokaisessa taimikossa mitattiin yksi koeala, joka sijoitettiin tasaiseen, hyvin onnistuneeseen kohtaan. Koealan koko oli 0,02-0,2 ha. 3.12 Mittaukset Mittaukset on selostettu yksityiskohtaisesti kussakin osatutkimuksessa. Mittauksissa nou datettiin Metsäntutkimuslaitoksessa puuntuotoksen tutkimussuunnalla käytettyjä menetel miä ja luokituksia, jotka on yksityiskohtaisesti selostettu Metsikkökokeiden maastotyö ohjeissa (1987). Koska tutkimuksen aineistot kerättiin monentyyppisiltä koealoilta (tila päiskoealat (I, V, VI) ja kestokoealat (H-IV)), eri havaintotasoilta (yksittäinen puu (I, V) ja koeSa (11-IV, VI)) ja pitkän ajanjakson aikana vuosina 1968-1985, mittausmenetelmät ovat vaihdelleet eri osatutkimuksissa. Tärkeimpinä kriteereinä taimikkotutkimuksissa, joissa metsikön runkoluku on usein suuri, olivat mittausten taloudellisuus ja samanaikai nen tarkkuus. Osatutkimuksessa (I) tavoitteena oli selvittää nuorten istutusmäntyjen ulkoista laatua. Ul koinen laatu on tyypillinen puukohtainen ominaisuus. Koealaksi valittiin sen takia pieni alainen koeala, jonka keskipisteenä oli istutusmänty (keskuspuu). Puusta mitattiin run saasti ulkoisen laadun tunnuksia (taulukko 2). Enintään viidestä naapuripuusta tehdyt mittaukset olivat samat kuin muiden osatutkimusten koepuumittaukset. Keskuspuiden vuosilustotieto oli osatutkimuksen (V) puukohtaisen lustonleveysmallin aineistona. Osa tutkimuksen (I) koealat soveltuivat vain välttävästi metsikkötason tunnusten laskentaan. Osatutkimuksessa (H) koepuut, joita mitattiin vähintään 50 jokaiselta koealalta, valittiin systemaattisesti istutusriveiltä. Koska istutuskuviointi oli hyvin säännöllinen koealan sisällä, puiden kartoitusta ei käytetty. Mittausten pääpaino oli istutuskuvioinnin vaiku- tutki- metsäkasvilli- kasvupaikka- otanta koejärjestely synty- metsiköiden koealojen mus suusvyöhyke tyyppi tapa lukumäärä lukumäärä I E-S, P-K, P-P LhK.TuoKJCvK ositettu inventointi istutus 86 467 II E-S, P-K KvK,pelto subj. jäij. koe istutus 3 35 in E-S, P-K, P-P TuoKJCvK subj. jäij. koe kylvö 16 178 IV E-S KvK subj. jäij. koe kylvö 4 64 V E-S, P-K LhK,TuoK,KvK ositettu inventointi istutus 66 296 VI E-S, P-K, P-P LhK,TuoK,KvK, subj. tilap .koeala kylvöjä 100 100 KK istutus 22 tusten selvittämisessä, ja useimmat puutunnukset mitattiin sekä istutusrivin suuntaisesti että kohtisuoraan istutusriviä vastaan (taulukko 2). Laajimmassa yksittäisessä aineistossa (HI) kokeiden perustaminen ja taimikonharvennuk set tehtiin 1971-75, jolloin koealojen puusto mitattiin vielä perinteisellä "mökkimenetel mällä", ja koepuut valittiin systemaattisesti koko runkolukusarjan alueelta. Periaatteessa samaa menetelmää käytettiin osatutkimuksessa (VI). Osatutkimuksen (HI) uusintamit tauksissa 4-8 vuotta taimikonharvennuksen jälkeen käytettiin 12 metsikössä Oikarisen (1978) kehittämää mittausmenetelmää, jonka luotettavuutta on selvittänyt Yrjönen (1980). Mittaus perustui käsittelykoealan sisälle rajoitettujen ympyräkoealojen (1-4) käyttöön. Ympyräkoealojen lukupuista kolmasosa koealan keskeltä oli koepuita. Kaikki puut kartoi tettiin suunnan ja etäisyyden avulla. Lukupuita tuli olla vähintään sata luotettavien puusto tunnusten laskemiseksi. Osatutkimuksen (IV) metsiköiden kolmas mittaus tehtiin ensihar vennuksen yhteydessä, jolloin kokeet muutettiin ns. HARKAS-kokeiksi (Vuokila 1986), ja mittauksissa noudatettiin näiden kokeiden mittausohjeita. Taulukko 2. Kooste eri osatutkimusten koepuista mitatuista tunnuksista. Osatutkimuksen (V) kohdalle on merkitty vain lisämittaukset verrattuna osatutkimukseen (I). tunnus I II m IV V VI läpimitta (1 %:n korkeudella), mm X läpimitta (10 %:n korkeudella), mm X läpimitta (50 %:n korkeudella), mm X rinnankorkeusläpimitta, mm X X X X X ristikkäin, mm X X X X vuotuinen sädekasvu, 0,1 mm X , 0,01 mm X yläläpimitta (3,5 m), mm X X (6,0 m), mm X kuoren paksuus, mm X X pituus, cm X , dm X X X X ikä, v X X X X X puun sijainti (suunta ja etäisyys) X vuotuinen pituuskasvu, cm X X 5 vuoden pituuskasvu, cm X , dm X X vihreän latvuksen alaraja, dm X X X X X karsiutuneen rungonosan pituus, dm X vihreän latvuksen leveys, dm X paksuin elävä oksa, mm X X X x(osa) elävän oksan korkeus, cm X X , dm X oksakulma, 1/90° X oksien lukumäärä/kiehkura X paksuin kuollut oksa, mm X X X x(osa) kuolleen oksan korkeus, dm X poikaoksa, mm X tekninen laatu X X X X latvuskerros X X X X latvuksen muoto X X X X terveydentila X X X X 23 Koepuiden mittaukset olivat monipuolisimmat osatutkimuksessa (I) (taulukko 2). Muita tarkempien oksatunnusten lisäksi siinä mitattiin keskuspuista kolme osakorkeusläpimittaa istutusmäntyjen runkomuodon analysoimiseksi. Paksuinta elävää ja kuollutta oksaa koske vat tunnukset mitattiin osatutkimuksissa (I, H, ID, IV) tyvitukin alueelta eli neljän metrin matkalta maanpinnan tasolta lähtien. 3.2 Yhdistetty aineisto Yksittäisen puun tyvitukin (neljä metriä) paksuimman elävän oksan läpimitan mallittamis ta varten yhdistettiin osatutkimusten (I, 11, 111, IV) aineistot. Osatutkimuksen (III) aineis toon otettiin uutena mukaan koemetsiköiden 3 ja 23 kolmannen mittauksen tulokset vuo delta 1986, jotta aineistoon saatiin lisää havaintoja pidemmästä kehityksestä taimikonhar vennuksen jälkeen. Taimikonharvennuksen ajankohdan valtapituus (Hdom(h)) merkittiin istutustaimikoissa nollaksi. Kylvötaimikoissa se oli valtapituus taimikonharvennuksen jälkeen ja harventamattomilla koealoilla mittaushetken valtapituus. Aineistossa oli 11 098 puuta, joiden paksuimman elävän oksan läpimitta oli 3-61 mm ja rinnankorkeusläpimitta 0,3-23,5 cm (taulukko 3). Keskiarvot olivat vastaavasti 22 mm ja 7,8 cm. Paksuimman elävän oksan läpimitan ja rinnankorkeusläpimitan välinen korrelaa tiokerroin oli 0,78 ja hajonta kasvoi rinnankorkeusläpimitan suuretessa (kuva 4). Aineisto oli sekä oksaläpimitan että rinnankorkeusläpimitan suhteen normaalisti jakautunut, koska sekä vinouden että huipukkuuden tunnusluvut olivat alle yhden. Runkoluvun suhteen ai neisto oli oikealle vino, mikä johtui osatutkimusten (HI, IV) harventamattomien koealojen vaikutuksesta jakaumiin. Samansuuntainen oli myös taimikonharvennuksen ajankohdan valtapituuden jakauma näissä aineistoissa. Kaksi kolmasosaa aineistosta (66,3 %) kuului osatutkimukseen (III). Tutkimusten (I, H, IV) osuudet olivat 14,9,14,6 ja 4,2 %. Kylvet tyjen puiden osuus (71,6 %) oli istutettuja (28,4 %) selvästi suurempi. 3.3 Mallitus 3.3.1 Metsikkötason kasvumalli Metsikkötason kasvumallin (VI) ytimenä oh kuorettoman pohjapinta-alan vuotuista kas vua kuvaava malli. Mallin perustana oli teoria, jonka mukaan eri kasvutekijät vaikuttavat kokonaisuuteen tulomuotoisesti (Mitscherlich 1909, Baule 1917). Samaa perusoletusta on käytetty monissa pohjoismaisissa metsikön pohjapinta-alan kasvun (Eriksson 1976, Hägg lund ym. 1979, Fryk 1984, Agestam 1985, Ekö 1985, Mielikäinen 1985, Persson 1992), metsikön tilavuuskasvun (Mielikäinen 1980, 1985), puun pohjapinta-alan kasvun (Mieli käinen 1980, 1985, Söderberg 1986) sekä puun läpimitan ja sädekasvun (Jonsson 1962, 1969) mallitusta käsittelevissä tutkimuksissa. 24 Kuva 4. Tyvitukin paksuimman elävän oksan (dj ja rinnankorkeusläpimitan (d) välinen riippuvuus eri osa tutkimusten aineistoissa. 25 Taulukko 3. Yhdistetyn aineiston ja osatutkimusten aineistojen puu-ja metsikkötason muuttujien jakauma tunnukset. Metsikön kasvutapahtuma voidaan mallin perustana olevan teorian mukaan kuvata seu raavasti (ks. Hägglund ym. 1979): kasvu = f(kasvupaikan viljavuus, biomassan määrä, biomassan kyky tuottaa yhteyttämistuotteita) Kasvupaikan viljavuus kuvattiin kuorettoman pohjapinta-alan kasvumallissa pituusboni teetilla, joka korreloi puuntuotoskyvyn eli boniteetin kanssa (esim. Vuokila ja Väliaho 1980). Kasvupaikka on kuvattu suomalaisissa kasvututkimuksissa metsätyypin lisäksi esimerkiksi iän ja tilavuuden (Mielikäinen 1980), iän ja valtapituuden (Vuokila 1965, keskiarvo keskihajonta minimi maksimi vinous huipukkuus Yhdistetty aineisto, n=l 1 098 d,, mm 22,4 8,0 3 61 0,51 0,54 d, cm 7,8 3,2 0,3 23,5 0,34 0,34 d/DgM 0,90 0,29 0,05 2,6 -0,20 0,42 N, kpl/ha 2 014 1405 333 12 900 4,30 27,0 H 3,0 2,5 0,0 12,2 0,56 -0,04 Hioo 23,2 2,5 16,2 31,1 -0,21 -0,84 I, n=l 657 dt, mm 24,4 7,7 9 61 0,64 0,85 d, cm 9,5 2,8 2,8 20,1 0,02 -0,55 d/DgM 0,93 0,23 0,29 2,6 0,46 3,47 N, kpl/ha 1 824 684 333 4 667 0,67 0,90 Hdom(h)> 0,0 0,14 0,0 4,1 4,77 22,5 Hioo 24,4 2,6 16,2 31,1 -0,24 -0,58 n, n=l 618 dt, mm 26,4 7,4 7 57 0,49 0,96 d, cm 8,0 2,3 0,9 15,5 -0,12 -0,09 d/DgM 0,89 0,23 0,11 1,7 -0,28 -0,01 N, kpl/ha 1533 927 729 4 578 1,77 2,84 Hdom(h)> 0,0 - - - - - Hioo 25,8 0,8 24,2 27,4 0,30 -0,59 in, n=7 355 d,, mm 21,0 7,8 3 61 0,59 0,62 d, cm 7,1 3,0 0,3 19,5 0,24 -0,12 d/D^ 0,89 0,32 0,05 2,0 -0,21 -0,00 N, kpl/ha 2 149 1566 556 12 900 4,29 24,3 H (iom(h )* m 4,0 2,5 2,2 9,5 1,40 1,32 Hioo 22,3 2,3 17,8 27,3 -0,04 -0,95 IV,n=468 d,, mm 24,0 6,4 9 50 0,52 0,86 d, cm 13,0 3,3 4,9 23,5 0,20 -0,10 d/DgM 1,0 0,24 0,44 1,8 0,20 -0,03 N, kpl/ha 2 242 1541 1000 6 910 1,90 2,74 Hdom(h)* H 7,1 1,4 6,2 12,2 2,71 6,43 Hioo 24,8 1,1 23,2 27,2 0,13 -0,79 26 Vuokila ja Väliaho 1980) tai pituusboniteetin (Mielikäinen 1985) avulla. Kasvupaikan viljavuuden määrittämisen perusteita käsitellään lähemmin alaluvussa 3.4. Biomassan määrää kuvattiin kasvujakson alkuun mennessä keräytyneellä pohjapinta-alal la ja taimikon runkoluvulla. Runkoluvun lisäys merkitsee taimikoissa aina myös pohjapin ta-alan kasvun lisäystä. Pohjapinta-alan vuotuisen kasvun kulminaatio saavutetaan männi köissä varhaisella iällä (Assmann 1970). Kasvumallin tuli kuvata joustavasti tämä suhteel lisen nopeasti ajan suhteen muuttuva tilanne. Biomassan kykyä tuottaa yhteyttämistuotteita kuvattiin puiden keskinäiseen sijaintiin liit tyvillä tunnuksilla eli syntytavalla ja taimikonharvennuksen ajankohdan valtapituudella. Voitiin olettaa, että istutustaimikossa kasvupaikan kasvuolosuhteet ovat paremmin käytös sä kuin kylvötaimikossa tasaisemman tilajäijestyksen vuoksi. Kylvötaimikossa oletettiin lisäksi, että mitä aikaisemmin kylvötaimikko harvennettiin, sen parempi oli pohjapinta alan kasvu harvennuksen jälkeen. Mallin syöttötietoina olivat syntytapa, pituusboniteetti, runkoluku ja kylvötaimikoissa tai mikonharvennuksen ajankohdan valtapituus (kuva 5). Kuorettoman pohjapinta-alan lähtö arvo ennustettiin istutustaimikoissa ja harventamattomissa kylvötaimikoissa sen jälkeen, kun valtapituus ylitti 1,3 metriä ja harvennetuissa kylvötaimikoissa taimikonharvennuksen jälkeen. Valtapituuden kehitys kuvattiin valtapituuden viiden vuoden kasvua ennustavalla yhtä löllä. Tämän ja kuorettoman pohjapinta-alan vuotuista kasvua kuvaavan dynaamisen kas vumallin lisäksi viljelymänniköiden kasvumallia varten laadittiin seuraavat staattiset apu mallit (kuva 5): - kuoreton pohjapinta-ala valtapituuden ylitettyä rinnankorkeuden - kuoreton pohjapinta-ala taimikonharvennuksen jälkeen - kuoreton pohjapinta-ala kuorelliseksi ja päinvastoin - kuorellinen tilavuus - pohjapinta-alamediaanipuun pituus - pohjapinta-alamediaanipuun läpimitta. 3.32 Puutason lustonleveysmalli Puutason lustonleveysmallin (V) teoreettinen perusta oli sama kuin metsikkötason mallis sa. Sädekasvua rinnankorkeudella ennustettiin pituusboniteetilla, rungon säteellä rinnan korkeudella, taimikon tiheydellä sekä puun asemalla metsikössä eli rinnankorkeusläpimi tan ja pohjapinta-alamediaaniläpimitan suhteella. Sädekasvu rinnankorkeudella muutettiin lustonleveydeksi kaatoleikkauksessa osatutkimuksen (I) aineistosta lasketulla rinnankor keus- ja kantoläpimittojen suhteella. Istutusmännyistä saatavan sahatavaran laatua ennus tettiin kaatoleikkauksesta 75 mm:n matkalla ytimestä estimoidulla keskimääräisellä lustonleveydellä, joka Uusvaaran (1981 b) tutkimuksessa oli paras lustonleveyteen perustuva sahatavaran laatua selittävä muuttuja. Simuloinneissa käytettiin raja-arvoina Uusvaaran 27 Kuva 5. Metsikkötason kasvumallin yleisrakenne. Vinoneliö: syöttötiedot, vahvennettu laatikko: dynaami nen malli, muut laatikot: staattinen malli. 28 (1981 b) jä Hälisen (1985) tutkimusten mukaisesti huonolle sahatavaran laadulle 3 mm:n ja hyvälle laadulle 2 mm:n keskimääräistä lustonleveyttä. 3.3.3 Sekamalli Tyvitukin paksuimman elävän oksan läpimitta mallitettiin yhdistetystä aineistosta (alaluku 3.2) sekamallilla (Lappi 1993), jossa otetaan huomioon yksittäisten havaintojen välinen riippuvuus samalla koealalla. Lineaarisen mallin kiinteinä muuttujina olivat puukohtaiset ja koealakohtaiset tunnukset: missä on dtij puun i paksuimman elävän oksan läpimitta koealalla j, ja x2y puuta i kuvaavia muuttujia koealalla j, Xlj ja X2j koealaa j kuvaavia muuttujia, pj koealan satun naistekijä ja mallin virhetermi. Metsikkötason sijasta päädyttiin koealakohtaisiin muut tujiin, koska kaikki taimikkoa kuvaavat puustotunnukset oli laskettu koealakohtaisesti pi tuusboniteettia myöten. Etenkin runkoluvut metsiköiden sisällä poikkesivat toisistaan eri käsittelyvoimakkuuksien takia. 3.4 Pituusbonitointi Kasvupaikan viljavuutta kuvaavan metsätyypin tai veroluokan ja niiden tarkenteiden käyt töön kasvumallien selittävänä muuttujana liittyy useita ongelmia. Ensinnäkin, metsätyypin määritys taimikossa voi olla epävarmaa (esim. Kujala 1979, Vuokila 1980), koska metsä tyyppien tyyppikasvillisuus on aikoinaan määritelty varttuneissa metsiköissä. Toiseksi, kasvupaikan karkeasti kuvaavan luokkamuuttujan käyttö on regressiomalleissa jatkuvia muuttujia huomattavasti rajoitetumpaa. Kolmanneksi, saman metsätyypin sisällä kasvu paikkavaihtelu saattaa olla hyvinkin suurta ja esimerkiksi valtapituuden kehityksen suh teen yksittäiset metsiköt eri metsätyypeillä menevät ristikkäin, vaikka keskiarvoina esitet tyinä metsätyypit muodostavatkin loogisen sarjan (esim. Tamminen 1993). Kaikissa osa tutkimuksissa määritettiin kuitenkin taimikoiden kasvupaikan viljavuus maastossa alusta vasti metsätyyppiin perustuen. Useimmissa taimikoissa ja koealoilla määritys voitiin var mistaa metsätaloussuunnitelmien ja metsänuudistamissuunnitelmien avulla. Edellä esitettyjen metsätyyppiluokitukseen liittyvien rajoitusten vuoksi tässä tutkimukses sa päädyttiin pituusboniteetin (Hioo) käyttöön kasvupaikan viljavuuden kuvaamisessa. Vuokilan ja Väliahon (1980) esittämää viljelymänniköiden valtapituuden kasvuprosentti mallia testattiin osatutkimuksen (VI) taimikoissa. Koska yhtälö antoi sovellusalueensa alarajalla systemaattisesti liian korkeita pituusboniteettiarvoja metsätyyppien vastinpituus boniteetteihin verrattuna, päädyttiin kokeilujen jälkeen käyttämään Ruotsissa kehitettyä välipituusmenetelmää (Hägglund 1976). Menetelmässä mitataan valtapuiden viiden vuo den pituuskasvu (lHdom(2,s)> dm) alkaen 2,5 metrin yläpuolella olevasta seuraavasta oksa kiehkurasta ja pituusboniteetti (Hioo, dm) saadaan yhtälöllä: dtij = f(xly, x2ij,... Xlj, X2j )+pj + eij (333.1) 29 Menetelmä perustuu kahteen perusoletukseen. Ensinnäkin, kun taimikon valtapituus saa vuttaa 2,5 metriä, eivät alkuvaiheen pituuskasvua häiritsevät tekijät, kuten heinät ja vesat, enää vaikuta pituuskasvuun, vaan puut kasvavat kasvupaikan viljavuuden edellyttämällä vauhdilla. Toiseksi, valtapituuden vuotuisen kasvun kulminaatio on 4-6 metrin valtapituu della, joten erot valtapituuden kasvussa ovat tuolloin suurimmillaan eri kasvupaikkojen välillä, ja pituusboniteetin estimointi on siten tarkinta. Sekä luontaisesti että viljellen syntyneiden metsiköiden aineistoon perustuvan yhtälön soveltuvuutta Suomeen tarkasteltiin erityisesti osatutkimuksessa (VI) ja pituusboniteetti arvoja verrattiin Vuokilan ja Väliahon (1980) mallilla esimoituihin pituusboniteettiarvoi hin myös osatutkimusten (I, 11, 111, IV) aineistoilla. ln(H 100) = 3,76455 + 0,54467 ln(lHdom(2,s)) (34.1) 30 4 Tulokset 4.1 Viljelytaimikoiden pituusboniteetit Osatutkimuksessa (VI) todettiin, että Vuokilan ja Väliahon (1980) valtapituuden kasvu prosenttimallilla saatiin metsätyyppiä jokseenkin hyvin vastaava pituusboniteettiestimaatti (Hioo) vain hyvin rehevillä kasvupaikoilla, mutta sekä keskinkertaisilla että etenkin karuil la kasvupaikoilla malli antoi selvän yliarvion. Hägglundin (1976) välipituusmenetelmällä sen sijaan todettiin saatavan metsätyyppiä melko hyvin vastaava pituusboniteettiestimaatti suurimmalla osalla aineistoa. Tämän tuloksen varmentamiseksi näitä kahta pituusbonitointimenetelmää verrattiin toi siinsa myös osatutkimusten (I, H, HI, IV) niillä koealoilla, joilla oli mitattu Hägglundin (1976) menetelmän mukainen välipituus valtapuista (taulukko 4). Tarkasteluun otettiin suurin yksittäinen kasvupaikkatyyppi, Etelä-Suomen kasvillisuusvyöhykkeen kuivahkot kankaat, jotka Vuokilan ja Väliahon (1980) mukaan viljelymännikköinä kuuluvat pituus boniteettiluokkaan Hioo=2l-24. Myös näissä neljässä erillisessä aineistoissa Vuokilan ja Väliahon (1980) mallilla estimoi dut pituusboniteetit olivat systemaattisesti vähintään yhden luokan (kolme metriä) korke ammat kuin niiden olisi kuulunut olla pituusboniteetin ja metsätyypin vastaavuuden mu kaan (taulukko 4). Hägglundin (1976) mallilla pituusboniteettiestimaatit asettuivat keski määrin puolukkatyypin paremmalle puolelle. Menetelmien välinen ero oli pienin, 0,9 met riä, osatutkimuksen (I) aineistossa, jossa Vuokilan ja Väliahon (1980) menetelmässä tar vittavan valtapituuden laskenta oli kuitenkin pienen koealakoon vuoksi epävarminta, mitä kuvastaa myös pituusboniteettiestimaattien suuri keskihajonta. Muissa osatutkimuksissa keskimääräinen ero menetelmien välillä oli 2,4-3,7 metriä. Tulos osoitti Hägglundin (1976) välipituusmenetelmän käyttökelpoiseksi suomalaisissa männyn viljelytaimikoissa, ja tällä tavoin laskettuja pituusboniteetteja voitiin käyttää kas vupaikan viljavuuden kuvaajana kasvumalleissa. Niille metsiköille, joissa ei ollut mitattu (11, taimikko 3, HI, taimikot 11, 12, 13,20 ja 21) tai joissa ei voitu laskea (VI, 38 taimik koa) Hägglundin (1976) menetelmän mukaisia pituuskasvuja, pituusboniteetti estimoitiin osatutkimuksen (VI) valtapituuden kasvumallin avulla. Taulukko 4. län ja valtapituuden (Vuokila ja Väliaho 1980) sekä välipituuden (Hägglund 1976) avulla esti moidut pituusboniteetit (H10o) Etelä-Suomen metsäkasvillisuusvyöhykkeen puolukkatyypin taimi koissa. Vuokila ja Väliaho (1980) Hägglund (1976) keskiarvo keskihajonta keskiarvo keskihajonta I, n=75 25,7 2,4 24,8 1,4 n, n=25 28,5 0,7 25,9 0,9 m, n=29 26,4 1,4 24,0 1,2 IV, n=57 28,1 1,0 24,4 1,5 31 4.2 Istutusmäntyjen ulkoinen laatu (I, II) Istutusmäntyjen ulkoista laatua kuvattiin runkomuodolla, oksikkuudella, latvuksen omi naisuuksilla ja vikaisuudella (I). Erikseen selvitettiin istutuskuvioinnin vaikutusta rungon pyöreyteen ja oksien paksuuteen (II). Isututusmäntyjen ulkoinen laatu osoittautui huonoksi. Puiden solakkuusluku (pituus/rin nankorkeusläpimitta) oli luontaisesti syntyneitä mäntyjä selvästi pienempi. Solakkuuteen istutusmänniköissä vaikutti etenkin taimikon runkoluku, mutta myös metsätyyppi (I). Samaläpimittainen puu oli sitä pitempi, mitä tiheämpi taimikko ja mitä parempi kasvu paikka oli. Eri tekijöiden vertailua vaikeutti kuitenkin aineiston vinous; runkoluku kasvoi kasvupaikan viljavuuden lisääntyessä ja näiden välinen koiTelaatiokerroin oli 0,38. Runkomuotoa selitti parhaiten latvussuhde. Runkomuoto oli sitä parempi, mitä pienempi latvussuhde oli. Runkomuoto oli sitä parempi, mitä suurempi taimikon runkoluku oli ja myös mitä rehevämpi metsätyyppi oli. Nämä olivat kuitenkin sidoksissa toisiinsa; parem milla kasvupaikoilla taimikot olivat tiheämpiä ja latvussuhde taas oli sitä pienempi, mitä suurempi runkoluku oli. Latvuksen pituudesta riippumatta istutusmäntyjen tyvilaajentuma oli luontaisesti syntyneiden mäntyjen tyvilaajentumaa selvästi pienempi. Mallilla laskien ero oli 1,0 cm, kun rinnankorkeusläpimitta oli 9 cm, ja 1,5 cm, kun rinnankorkeusläpimitta oli 15 cm (I, V). Paksuin oksa neljän metrin matkalla maan pinnan tasolta lukien oli poikkeuksetta vielä elävä ja sijaitsi 1-3 metrin korkeudella puun koon mukaan (I). Rinnankorkeusläpimitan lisäksi oksanpaksuuteen vaikutti taimikon runkoluku. Mitä harvempi taimikko oli, sitä paksumpi oli paksuin oksa. Oksaläpimitan ero runkoluvultaan hyvin harvojen ja tiheiden taimikoiden samaläpimittaisten puiden välillä (600-3 000 puuta/ha) oli keskimäärin noin 5 mm (I). Koska taimikoiden runkoluku oli suurempi rehevämmillä kasvupaikoilla, sama läpimittaisilla puilla paksuimmat elävät oksat olivat karuimmilla kasvupaikoilla. Regres sioanalyysissä pituusboniteetti ei ollut merkitsevä oksan paksuuden selittäjä. Paksuimmat kuivat oksat löytyivät reheviltä kasvupaikoilta. Tämä aiheutui, ei niinkään kasvupaikasta, vaan vihreän latvuksen alarajan eroista eri metsätyypeillä, mikä taas oli seurausta runkolukueroista. Käenkaali-mustikkatyypillä latvusraja oli 2-3 metrin korkeu della, kun se puolukkatyypillä oli noin yhden metrin korkeudella. Latvussuhde oli keski määrin 80 %, suurin puolukkatyypillä, 84 %, ja pienin käenkaali-mustikkatyypillä, 65 %. Erot eri kasvupaikkojen välillä johtuivat kuitenkin runkoluku- ja pituuseroista, eivät kas vupaikan rehevyydestä tai karuudesta (I). Istutusmännyissä oli runsaasti poikaoksia, sitä enemmän, mitä karumpi kasvupaikka oli. Keskimäärin poikaoksia oli 30 %:ssa puita. Vaikka lähes 2/3 puista luokiteltiin tekniseltä laadulta normaaleiksi, puissa oli runsaasti teknistä laatua heikentäviä vikoja. OMT:llä vain 35 %:ssa puita ei ollut vikoja. Yleisin vika, ranganvaihto ja/tai poikaoksa, oli joka kol mannessa puussa. Vinotyvisyyttä sen sijaan esiintyi vain 3 %:ssa puita (I). 32 Neliömäisestä poikkeava istutuskuviointi vaikutti istutusmäntyjen ulkoiseen laatuun (II). Taimikoissa, joiden valtapituus oli 5-6 metriä ja keskiläpimitta 8 cm, havaittiin tilastolli sesti merkitsevä ero taimirivin suuntaisen ja sitä kohtisuoraan mitatun rinnankorkeusläpi mitan suhteessa, eli rungot olivat poikkileikkaukseltaan epäpyöreitä. Koealoittaisten rin nankorkeusläpimitan keskiarvojen suhde erosi merkitsevästi sekä taimikoiden (P<0,01) että istutuskuvioinnin (P<0,01) välillä. Absoluuttiset erot olivat kuitenkin pieniä. Suurin koealoittainen keskiläpimitan ero, 1,1 mm, oli istutuskuvioinnilla 5,0*0,8 m (2 500 puuta/ha). Neliömäisestä poikkeava istutuskuviointi näkyi myös puiden paksuimpien oksien läpimi toissa (II). Oksat kasvoivat paksummiksi riviväleihin päin. Suurin ero koealoittaisissa paksuimman elävän oksan keskiarvoissa, 2,5 mm, oli harvimmissa asennoissa, joissa myös rinnankorkeusläpimitta oli suurin. Kun runkoluku saavutti 2 500 puun/ha, istutus kuvioinnilla ei enää ollut vaikutusta rivi- ja taimivälin suuntaisiin oksanpaksuuden eroihin Suorakaiteen muotoinen istutuskuviointi tuotti keskimäärin ohuempia oksia kuin neliö mäinen. Ero oli kuitenkin vähäinen, keskimäärin yhden mm: n verran. Istutuskuviointi ei vaikuttanut kuolleisuuteen, mutta suhteellinen kuolleisuus oli sitä suu rempi, mitä suurempi runkoluku oli. Kuolleisuus vaihteli harvaan istutettujen koealojen 6 %:sta 15-20 %:iin istutustiheyksillä 2 500-5 000 tainta/ha (II). 4.3 Kylvömänniköiden kehitys taimikonharvennuksen jälkeen (UI, IV) Kylvettyjen männyntaimikoiden kehitykseen vaikuttavat kylvötavan (hajakylvö vs. piste kylvö) lisäksi sekä kylvötuppaiden hajoituksen (=taimikonharvennuksen) ajankohta että harvennuksen jälkeinen runkoluku. Taimikonharvennuksen ajankohdan suhteen osatutki muksessa (HI) oli sekä normaalivaiheessa (valtapituus alle neljä metriä) että myöhästy neitä, ns. riukuvaiheessa harvennettuja (valtapituus 4-8 metriä). Runkoluku taimikon harvennuksen jälkeen vaihteli laajasti taimikonharvennuksen ohjerunkoluvun (2 000 puuta/ha) molemmin puolin. Osatutkimuksen (TV) kaikissa metsiköissä taimikonharven nus tehtiin hyvin myöhäisessä vaiheessa, jolloin valtapituus oh noin seitsemän metriä. Taimikonharvennuksen jälkeinen runkoluku ei vaikuttanut valtapituuden vuotuiseen kas vuun (111, IV). Myöskään sillä, millä valtapituudella taimikko oli harvennettu, ei ollut vaikutusta pituuskasvuun. Keskiläpimitan kasvu oli selkeästi sitä suurempi, mitä voimak kaammin taimikko oli harvennettu ja mitä aikaisemmin taimikko oli harvennettu. Osa kas vunlisäyksestä johtui alaharvennustyyppisen taimikonharvennuksen aiheuttamasta keski läpimitan lisäyksestä. Valtaläpimitta oli 4-8 vuotta harvennuksen jälkeen 0,5-1,0 cm suu rempi verrattaessa tiheyttä 600 puuta/ha lievimpään harvennusvaihtoehtoon 4 000 puuta/ha (III). Järeysluokittain tarkasteltuna kasvutilan avartuminen lisäsi läpimitan kasvua 0,5-1,0 mm vuodessa 10-12 vuoden kasvujaksolla siirryttäessä taimikonharven nuksessa voimakkuudeltaan seuraavaan käsittelyyn, mikä kuvasi taimikonharvennuksen todellista vaikutusta puiden läpimitan kasvuun (IV). 33 Runkotilavuuden kasvu lisääntyi runkoluvun lisääntyessä aina kasvatustiheydelle 4 000 puuta/ha saakka ja sitä enemmän, mitä parempi kasvupaikka oli (HI, IV). Läpimitan kas vun lisääntyminen runkoluvun vähentyessä ei siten kyennyt korvaamaan puustopääoman vähentymistä. Vuotuinen tilavuuskasvu oli suurin myöhäisessä vaiheessa harvennetuissa taimikoissa (HI). Käyttöpuun kokonaismäärä lisääntyi kasvupaikan parantuessa ja metsikön ikääntyessä. Puolukkatyypin rehevämmällä osalla oli 2 500 kuiturunkoa/ha jo selvästi ennen ensihar vennusta (valtapituus 10 metriä), kun kokonaisrunkoluku oli 3 000 puuta/ha ja miltei 3 000 kuiturunkoa/ha kokonaisrunkoluvulla 4 000 puuta/ha (HI). Ensiharvennuksessa valtapituudella 12 metriä vastaavat runkoluvut olivat noin 2 800 ja 3 200 kuiturunkoa/ha (IV). Kuitupuurungon keskikoko suureni sitä jyrkemmin, mitä voimakkaammin taimikko oli harvennettu. Käyttöpuun määrä (latvaläpimitta yli 5,5 tai 7,5 cm) oli ensiharvennuk sessa suurin lievimmin käsitellyillä koealoilla. Jos latvaläpimittavaatimus oli 9,5 cm, eniten käyttöpuuta oli runkoluvulla 2 200 puuta/ha, ja latvaläpimittavaatimuksen ollessa 14,5 cm käyttöpuuta oli eniten voimakkaimmin harvennetuilla koealoilla (IV). Alaharvennusperiaatteella tehdyssä ensiharvennuksessa puuta poistettiin keskimäärin 58 m 3/ha (IV). Suurin osa poistumasta oli latvaläpimitaltaan 9,5-14,5 cm:n mittaista kuitu puuta, jonka osuus oli suurin runkoluvun ollessa taimikonharvennuksen jälkeen 2 200 puuta/ha. Järeysluokan 5,5-7,5 cm puuta saatiin eniten lähtöpuuston runkoluvuilla 3 000- 4 000 puuta/ha, jolloin myös hukkapuun määrä oli suurin. Harvennuspuun kuiturunkojen käyttöosan (latvaläpimitta yli 5,5 cm) keskikoko oli 30-60 dm3 ja sitä suurempi, mitä alempi runkoluku oli ollut ennen ensiharvennusta. Kuten istutusmännyillä myös kylvömännyillä oksanpaksuuden ja rinnankorkeusläpimitan välillä oli lineaarinen positiivinen korrelaatio (III). Peruspuiden (500 paksuinta puuta/ha) paksuimpien elävien oksien läpimitta oli keskimäärin 22-32 mm. Oksanpaksuudet poik kesivat keskimääräisistä samaläpimittaisilla puilla vain hyvin harvoilla tai hyvin tiheillä runkoluvuilla (alle 1 200 ja yli 3 600 puuta/ha). Harvennusajankohta vaikutti oksanpak suuksiin. Jos taimikko harvennettiin vasta valtapituuden ollessa 5-6 metriä, paksuimpien elävien oksien läpimitta jäi yleensä alle 30 mm:n. Aikaisemmin harvennettaessa paksuim pien oksien läpimitta oli yli 30 mm jo keskimäärin viisi vuotta harvennuksen jälkeen. Kui vat oksat olivat paksuimpia runkoluvun ollessa suuri. Tämä oli seurausta nopeasta elävän latvuksen pienenemisestä. Taimikonharvennuksen voimakkuudella oli suurin vaikutus latvussuhteeseen aikaisin har vennettaessa, jolloin latvussuhteen pieneneminen alhaisella runkoluvulla oli hidasta. Jos taimikko harvennettiin valtapituuden ollessa 5-6 metriä, puiden latvuksen luontainen kar siutuminen oli jo päässyt vauhtiin latvuston sulkeutumisen myötä eikä harvennusvoimak kuudella enää ollut niin suurta vaikutusta kuin aikaisemmin harvennettaessa (HI). Myö häänkin tehdyn taimikonharvennuksen jälkeen mäntyjen latvussuhde oli ensiharvennus vaiheessa vielä yli 50 % lukuun ottamatta pienimpiä puita tiheimmillä koealoilla (IV). 34 4.4 Malli istutusmäntyjen lustonleveydelle (V) Nuorten istutusmäntyjen lustonleveydelle laadittiin ennustemalli. Lustonleveysmallilla kuvattiin säteen kasvu rinnankorkeusiältä yksi eteenpäin. Alkuarvon saamiseksi ytimen säteelle laadittiin malli, jossa selittävinä muuttujina olivat puun asema ja metsikön tiheys. Lisäksi laadittiin malli rinnankorkeus- ja kantoläpimitan väliselle suhteelle. Lustonleveys oli puun aseman ja pituusboniteetin suhteen nouseva ja taimikon tiheyden suhteen laskeva. Puun säteen suhteen tarkasteltuna luston leveys oli ensin nouseva, saa vutti maksimin, 4 mm, 1,5 cm:n kohdalla ja laski siten, että leveys oli alle 2 mm säteen ollessa 8 cm, kun muille tekijöille annettiin arvoiksi aineiston keskiarvot. Kasvupaikan hyvyys (Hioo=2l-30) vaikutti lustonleveyden maksimiin 2 mm eli lustonleveys kasvoi 3:sta 5 mm:iin. Lustonleveysmallin selitysaste jäi alhaiseksi (29,7 %) ja suhteellinen keskivirhe suureksi (43,1 %), eikä mallilla siten kyetty kuvaamaan läheskään kaikkia lustonleveyteen vaikut tavia tekijöitä. Mitattujen muuttujien lisäksi puiden vuosittaiseen kasvuun vaikuttanevat monet muut tekijät, esimerkiksi taimikon tilajärjestys, kasvupaikan mikrovaihtelu, juuris ton kunto ja taimikkovaiheen tuhot. Mallin systemaattinen virhe oli -1,41 % eli -0,041 mm. Mallilla saatiin yliarvio lustonleveydelle, kun säde oli yli 5 cm, kasvuindeksi alle 85 tai pituusboniteettiluokka oli 21. Selvimmin malli aliarvioi lustonleveyttä, kun kasvu indeksi oli yli 105 ja hyvin harvoissa taimikoissa (alle 1 000 puuta/ha). Ytimen leveys oli keskimäärin noin 4 mm ja vaihtelu suurta. Mallin selitysaste oli hyvin alhainen, 3,9 %. Taimen suhteellisen koon kasvaminen ja metsikön tiheyden väheneminen kasvattivat ytimen sädettä vähäisessä määrin. Kantoläpimitan ja rinnakorkeusläpimitan suhdetta kuvaava yhtälö osoitti, että istutusmäntyjen tyvilaajentuma on luontaisesti synty neiden mäntyjen (Laasasenaho 1982) tyvilaajentumaa pienempi. Malleja sovellettiin ennustamalla keskimääräistä lustonleveyttä puun kaatoleikkauksesta 75 mm:n matkalla ytimestä. Tarkastelun kohteeksi otettiin keskimääräiset lustonleveydet 2 mm, jolloin sahatavaran u/s-laadun saanto on suuri ja 3 mm, jolloin sahatavarasta ei enää juurikaan saada u/s-laatua (Halinen 1985, Uusvaara 1981 b, Kellomäki ym. 1992). Lustonleveydellä arvioituna istutusmänniköistä ei saada korkealaatuista sahatavaraa. Vain puolukkatyypin karummalla osalla (Hioo=2l) kaikkien puiden keskimääräinen luston leveys jäi alle 3 mm:n silloin, kun kasvatustiheys oli vähintään 4 000 puuta/ha. Kasvatus tiheydellä 2 000 puuta/ha alle puolella runkolukusaijan pienimmistä puista keskimääräi nen lustonleveys jäi 2 mm:iin tai sen alle. Puolukkatyypin rehevämmällä osalla (Hioo=24) vain kaikkein pienimmillä puilla keskimääräinen lustonleveys jäi 2 mm:iin ja mustikka tyypillä (Hioo=27) tai käenkaali-mustikkatyypillä (Hioo=3o) tällaisia puita ei ollut lain kaan. Mustikkatyypillä kolmasosalla ja käenkaali-mustikkatyypillä noin puolella runko lukusaijan paksuimmista puista keskimääräinen lustonleveys oli yli 3 mm myös runko luvulla 4 000 puuta/ha. 35 4.5 Istutus- ja kylvömänniköiden kasvumalli (VI) Viljelymänniköille laadittiin metsikkötason kasvumalli valtapituudelle 0-10 metriä ja/tai iälle vuotta. Mallin avulla kuvattiin vuosittain iästä yksi alkaen valtapituus ja valta pituuden saavutettua 1,3 metriä myös kuorettoman ja kuorellisen pohjapinta-alan kasvu, keskipituus ja keskiläpimitta (pohjapinta-alamediaanipuu) sekä kuorellinen tilavuus. Mal lin vaatimat syöttötiedot olivat kasvupaikka (pituusboniteetti Hioo=ls-30), runkoluku (1 000-20 000 puuta/ha kylvömänniköissä, 1 000-6 000 puuta/ha istutustaimikoissa) ja taimikonharvennuksen ajankohta kylvötaimikoissa (valtapituus 1,5-8 metriä). Kasvumallin ydin oli kuorettoman pohjapinta-alan vuotuista kasvua kuvaava malli. Mallin mukaan vuotuisen kasvun maksimi saavutettiin pohjapinta-alalla 8 m 2 /ha. Kasvu lisääntyi kasvupaikan viljavuuden ja runkoluvun lisääntyessä. Mitä myöhemmin kylvötaimikko harvennettiin, sitä pienemmäksi kasvu jäi. Kylvötaimikossa vuotuinen kasvu oli keskimää rin 0,2 m 2/ha pienempi kuin istutustaimikossa. Kuorettoman pohjapinta-alan vuotuisen kasvun kulminaatio saavutettiin sitä aiemmin, mitä parempi kasvupaikka oli, 14 vuoden iällä pituusboniteetilla Hioo=3o ja 30-35 vuoden iällä pituusboniteetilla Hioo=ls. Kuoret toman pohjapinta-alan kasvumallin suhteellinen keskivirhe oli 26,2 %, joten osa pohja pinta-alan kasvun vaihtelusta jäi selittämättä. Keskivirhe oli samansuuruinen kuin muissa pohjapinta-alan kasvua kuvaavissa malleissa (Fryk 1984, Ekö 1985, Persson 1992). Viljelymänniköiden alkukehitys osoittautui kasvumallin mukaan nopeaksi. Valtapuilta ku lui rinnankorkeuden saavuttamiseen 5-11 vuotta pituusboniteetin mukaan (Hioo=3o-15). Kylvötaimikoiden valtapituuden kehitys rinnantasalle oli noin vuoden istutustaimikoita nopeampaa. Eron katsottiin johtuvan pääasiassa otannasta, jossa kylvötaimikot lienevät painottuneet istutustaimikoita selvemmin parhaiten onnistuneisiin kohteisiin. Valtapituu den kasvumallissa syntytapaa ei käytetty muuttujana, vaan pituuskehityksen oletettiin ole van samanlainen sekä kylvö- että istutustaimikoissa (ks. esim. Räsänen ym. 1985). Valta pituuden vuotuinen kasvu oli suurimmillaan 73 cm pituusboniteetilla Hjoo=3o iällä 15 vuotta. Pituusboniteetilla Hioo=ls vuotuisen kasvun maksimi oli 22 cm iällä 20 vuotta. Vuotuinen tilavuuskasvu lisääntyi iän myötä yleensä ainakin valtapituudelle 10 metriä saakka toisin kuin pohjapinta-alan vuotuinen kasvu, joka saavutti kulminaatiopisteen aiemmin. Etenkin tiheissä kylvötaimikoissa malli osoitti tilavuuskasvun laantuvan sen jälkeen, kun valtapituuden kasvu ohitti vuotuisen maksimin. Karun kasvupaikan harven tamattomissa kylvötaimikoissa tilavuuden vuotuinen kasvu saavutti kulminaatiopisteen jo hieman ennen 10 metrin valtapituutta. Kasvumallia (VI) testattiin osatutkimusten (HI, IV) kylvömänniköihin. Staattisia apumal leja (tilavuus, keskipituus ja -läpimitta) verrattiin osatutkimusten (111, IV) kaikkien mit tauskertojen tuloksiin, pituusboniteettia ja taimikonharvennuksen jälkeistä pohjapinta-alaa osatutkimuksen (ID) niihin taimikoihin, joista oh tehty tarkat puustomittaukset myös tai mikonharvennuksen yhteydessä ja pohjapinta-alan kehitystä samassa aineistossa (DI) sekä myös pitemmällä ajanjaksolla (IV). Pohjapinta-alaestimaattien vertailu tehtiin kuorellisina arvoina, joten osatutkimuksen (VI) malleilla estimoituihin kuorettomiin arvoihin tehtiin kuoriprosenttimallin mukaiset lisäykset. 36 Valtapituuden kehitys oli testiaineistossa valtapituuden kasvumallin mukainen, koska pi tuusboniteettiestimaatit pysyivät samansuuruisina perättäisissä mittauksissa (taulukko 5). Osatutkimuksen (IV) koealoilla valtapituuden kehitys noudatti tarkasti valtapituuden kas vumallia ainakin 13 metriin asti. Pohjapinta-ala taimikonharvennuksen jälkeen jäi mallilla laskien mitattua pienemmäksi. Eron katsottiin johtuvan mallin laadinta-aineiston ja testi aineiston taimikoiden erilaisesta tiheydestä ennen taimikonharvennusta. Pohjapinta-alan kasvumalli lisättynä kuorimallilla aliarvoi kasvua testiaineistossa (tauluk ko 5). Ero oli suurin valtapituudella 2,5-3,5 metriä harvennetuissa taimikoissa, joten aikai sen taimikonharvennuksen vaikutusta ei pystytty kuvaamaan mallissa tyydyttävästi. Suu rin syy eroihin oli testiaineiston normaalia parempi kasvujakso (1972-80), jolloin kasvu indeksi oli Tiihosen (1983) mukaan keskimäärin 115. Tilavuusmallin antama harha oli keskiarvona suhteellisen pieni. Valtapituuden ylitettyä kahdeksan metriä malli kuitenkin antoi selvän aliarvion (keskimäärin 9 %) tilavuudelle. Keskipituusmallilla samoin kuin keskiläpimittamallilla saatiin yliarvio. Estimoidun ja mitatun keskiläpimitan ero oh sitä suurempi sekä suhteellisesti että absoluuttisesti, mitä kookkaampaa puusto oli. Vertailuissa on muistettava, että osa testiaineistosta (osatutkimus IV) edusti mallien laadinta-aineistoa jo selvästi kookkaampia männiköitä. Taulukko 5. Viljelytaimikon kasvumallilla (VI) estimoitujen ja mitattujen puustotunnusten erot testiaineis tossa. tunnus keskiarvo keskihajonta minimi maksimi koealojen lukumäärä Pituusboniteetti Hioo, m III (taim. harv.) 23,7 2,3 m (4-7 v. myöh.) 24,1 1,6 18,7 20,6 27,6 212 88 88 Pohjapinta-ala taimikonharvennuksen jälkeen, m 2/ha b e% -17,4 27,9 -130,1 b e, m2/ha -0,62 0,95 -33 27,6 1,4 70 70 Pohjapinta-ala 4-7 vuotta taimikonharvennuksen jälkeen, m2/ha b e% -7,9 15,2 44,8 b e, m 2/ha -0,63 1,4 -3,4 36,1 2,8 00 OO OO OO Pohjapinta-ala 10-12 vuotta taimikonharvennuksen jälkeen, m 2 /ha b e% -2,1 11,3 -413 b e , m 2/ha -0,49 2,3 -6,3 18,8 3,2 49 49 Tilavuus, m 3 /ha b e% -0,43 11,7 b e , m 3/ha -2,78 5,6 \q vq oo o -7 43,9 22,9 299 299 Pohjapinta-alamediaanipuun pituus, m b e% 5,0 4,5 b e , m 032 0,31 OO 23,2 13 299 299 Pohjapinta-alamediaanipuun läpimitta, cm b e% 83 7,9 b e , cm 0,90 0,94 -193 -13 26,9 3,7 299 299 37 4.6 Tyvitukin paksuimman elävän oksan läpimittamalli ja apumallit Tyvitukin paksuimman elävän oksan ja rinnankorkeusläpimitan välinen korrelaatio oli jokseenkin suoraviivainen (kuva 4). Koska hajonta kuitenkin suureni oksaläpimitan kas vaessa, selitettävään muuttujaan tehtiin logaritmimuunnos ja oksaläpimitan logaritmia tarkasteltiin puukohtaisten ja koealakohtaisten tunnusten suhteen. Aineisto oli osatutki muksittain tarkasteltuna normaalisti jakautunut sekä oksaläpimitan, sen logaritmin että rinnankorkeusläpimitan suhteen. Koealoja aineistossa oli 671. Puiden määrä koealalla oli 1-112. Osatutkimuksessa (I) puiden määrä koealalla oli pieni, alle 10. Muissa osatutki muksissa puiden määrä koealalla oli yleensä vähintään 30. Puutasolla oksaläpimittaa (dt) selitti rinnankorkeusläpimitan (d) lisäksi puun asema metsi kössä (d/DgM). Koealatasolla runkoluku (N) ja taimikonharvennuksen ajankohdan valta pituus (Hdom(h)) osoittautuivat parhaiksi selittäjiksi. Sen sijaan kasvupaikka (Hioo) tai syn tytapa eivät parantaneet mallia. Korkein korrelaatiokerroin oli rinnankorkeusläpimitalla: Selittävien muuttujien välillä ei ollut korkeita korrelaatioita rinnankorkeusläpimittaa ja puun asemaa metsikössä kuvaavaa muuttujaa lukuun ottamatta. Runkoluvun ja taimikon harvennuksen ajankohdan valtapituuden välinen korrelaatio johtui siitä, että kylvötaimi koita keskimäärin harvemmissa istutustaimikoissa viimeksi mainitulle tunnukselle annet tiin arvoksi 0. Sekamallin (333.1) kertoimet ja luotettavuustunnukset olivat: selitettävä muuttuja ln(dtij) (46.1) vakioon tehty logaritmimallin vaatima lisäys (sp j 2 + Seij 2 )/2 R 2 = 0,649, s m = 0,388, 5f=0,176,s f =0,176, s e% = 17,8, be% = 0,7, i= 11 098, j=67l Selitysaste oli 0,65, joka osoitti, että noin kolmasosa oksanpaksuuden vaihtelusta jäi selit tämättä. Suurin osa selittämättä jääneestä vaihtelusta oli puiden välistä; koelan sisäinen Muuttujien välinen korrelaatiomatriisi d, d d/DgM N d 0,744 d/DgM 0,677 0,785 N -0,307 -0,222 -0,266 Hdom(h) -0,223 -0,094 -0,011 0,387 muuttuja kerroin keskivirhe t-arvo VHij" ln(dij/DgMj) ln( 1 Hdom(h)j) vakio 0,373619 0,242158 -0,138446 0,080206 2.88474D 0,0113 33,1 0,0131 18,5 0,0115 -12,0 0,0249 3,2 0,1256 22,8 38 jäännösvarianssi oli 0,0311 ja koealojen välinen 0,0137. Mallilla laskettu harha oli yhdis tetyssä aineistossa +0,17 mm, 0,7 %. Harha johtui selitettävän muuttujan jakaumasta, joka oli yhdistetyssä aineistossa hieman vasemmalle vino (vinous=-0,78). Harhan suuruus oli osatutkimuksittain: Satunnaistekijällä (koeala) kyettiin pienentämään harhaa nimenomaan osatutkimuksen (IV) puilla, jotka poikkesivat muiden osatutkimusten puista monessa suhteessa: taimikot oli harvennettu hyvin myöhään, kasvujakso taimikonharvennuksen jälkeen oli pitempi ja elävän latvuksen alaraja korkeammalla kuin laajassa osatutkimuksen (III) aineistossa. Puut olivat muiden osatutkimusten puita kookkaampia ja myös ohutoksaisempia. Systemaattinen virhe oli pieni selittävien muuttujien suhteen (kuva 6). Harha oli jokseen kin samansuuruinen runkoluvun ja taimikonharvennuksen ajankohdan koko vaihtelualu eella. Kun rinnankorkeusläpimitta oli yli 16 cm, malli antoi muutamilla puilla selvästi liian suuria oksanpaksuuksia. Myös silloin, kun puu oli erityisen suuri verrattuna metsikön keskiläpimittaan, mallilla saatiin harhainen oksanpaksuus. Harhan keskihajonta oli saman suuruinen sekä istutetuilla että kylvetyillä puilla ja suureni vain lievästi puun koon kas vaessa. Rinnankorkeusläpimitta oli selvästi tärkein oksaläpimittaa selittävä muuttuja (kuva 7). Puun asema metsikössä vaikutti samaan suuntaan kuin lustonleveysmallissa (V). Runko luvun vaikutus oksaläpimittaan oli suurin harvoissa taimikoissa. Vaikutus oli samanmuo toinen, mutta luonnollisesti vastakkainen pohjapinta-alan kasvumalliin (VI) verrattuna. Taimikonharvennuksen ajankohdan vaikutus oli odotettua vähäisempi. Oksaläpimitan ja rinnankorkeusläpimitan välinen riippuvuus oli lähes lineaarinen (kuva 7). Malli ei antanut mitään käännekohtaa oksaläpimitalle rinnankorkeusläpimitan kas vaessa. Tämä johtui luultavasti sekä aineiston rakenteesta että oksaläpimitan määrittelystä. Aineisto painottui jokseenkin normaaliin aikaan harvennettuihin kylvömänniköihin (Hdom(h) keskimäärin 4,2 metriä), joissa oksaläpimitan kasvu tyvitukin alueella taimikon harvennuksen jälkeen jatkuu vielä pitkään. Sellaisia puita, joissa oksat olivat myöhästy neen taimikonharvennuksen ansiosta ohuita rinnankorkeusläpimittaan verrattuna, oli hyvin vähän (osatutkimuksen IV osuus 4,2 % yhdistetystä aineistosta). Osatutkimuksen (HI) taimikoissa kahta taimikkoa lukuun ottamatta kylvötuppaat oli harvennettu yksittäis asentoon jo ennen varsinaisten harvennuskokeiden perustamista ja harventamattomien koealojen runkoluku oli vain noin 4 000 puuta/ha. Aineistossa oli siten hyvin vähän pit kään harventamattomissa tuppaissa kasvaneita puita. Tämä seikka lienee vaikuttanut myös siihen, että taimikonharvennuksen ajankohdan valtapituudella oli vain vähän vaikutusta oksaläpimittaan. Vaikutus suureni vasta valtapituuden ylitettyä kuusi metriä (kuva 7). I n 0,3 m 0,4 IV 2,3 39 Kuva 6. Mallilla (46.1) ennustettujen ja havaittujen oksanpaksuuksien erot selittävien muuttujien suhteen ja havainnot (n) luokittain. Rinnankorkeusläpimitan suhteen on esitetty myös virheen keskihajonta (s). 40 Kuva 7. Mallilla (46.1) estimoitu tyvitukin paksuimman elävän oksan läpimitta (dt) mallin selittävien muuttujien suhteen. Muille kuin taikasteltavalle muuttujalle annettu vakiona aineiston keskiarvot (d = 7,8 cm, d/DgM = 0,9, N= 2 014 kpl/ha, =o m (istutus), 4,2 m (kylvö). 41 Tyvitukin paksuin elävä oksa vaihtuu puun kasvaessa ja latvusrajan siirtyessä ylöspäin (ks. Kellomäki ym. 1992). Koska keskimääräinen ja maksimioksaläpimitta ovat suurempia täysikasvuisessa puussa siirryttäessä rungolla ylöspäin (Uusvaara 1981 b), tuli poikki leikkausaineistossa mitattavaksi yleensä vielä hyvin paksuutta kasvava oksa. Mallin muo toon lienee vaikuttanut myös se, että aineiston hajonta oli suurin paksuläpimittaisissa puis sa (kuva 4). Tämä viittasi siihen, että osa paksuimmista oksista saattoi olla poikaoksia tai rungon haaraumia. Osatutkimuksen (VI) aineistosta mallitettiin metsikön valtaläpimitta (Ddom) valtapituuden (Hdom) ja pohjapinta-alan (G) avulla. Mallin perusmuoto oli sama kuin keskiläpimittamal lissa (VI: 64.1). Mallin kertoimet ja luotettavuustunnukset olivat: !) vakioon tehty logaritmimallin vaatima lisäys Sf 2/2 Valtaläpimitta oli istutustaimikoissa ja harvennetuissa kylvötaimikoissa yleensä 25-28 % suurempi kuin pohjapinta-alamediaaniläpimitta. Valtaläpimitan avulla voitiin ennustaa männiköiden paksuimpien puiden paksuimman elävän oksan läpimitta. Laatukasvatusmalleilla (VI ja 46.1) tarkasteltiin metsikkötunnuksia siihen asti, jolloin vihreän latvuksen alaraja ylitti neljä metriä. Tarkastelu ulottui viljavilla kasvupaikoilla normaaliin ensiharvennusvaiheeseen (valtapituus 12-13 metriä) eli osatutkimuksen (VI) mallien laadinta-aineiston ulkopuolelle. Keskipituusmallin (VI, 63.1) havaittiin antavan epäloogisia tuloksia silloin, kun valtapituus oli yli 10 m. Malli koljattiin yksinkertaisem paan ja loogisempaan muotoon: ! ) vakioon tehty logaritmimallin vaatima lisäys Sf 2/2 Mallilla saatu valtapituuden ja keskipituuden välinen ero suureni lähes suoraviivaisesti valtapituuden kasvaessa. Malliin (VI, 63.1) verrattuna tulokset olivat samoja kuuden metrin valtapituudelle asti. Tämän jälkeen mallilla (46.3) estimoitu pituusero oli suurempi kuin mallilla (VI, 63.1) estimoitu. 4.7 Viljelymänniköiden laatukasvatuksen simulointi Viljelymänniköiden laatukasvatuksen simulointimalli (kuva 8) koostui osatutkimuksen (VI) metsikkötason kasvumallista lisättynä valtaläpimittamallilla (46.2) ja keskipituus mallilla (46.3), tyvitukin paksuimman elävän oksan läpimittaa kuvaavasta sekamallista InCDdom) = 0,954878 D + 0,750385«1n(H d0m -1,3) + 0,077019«ln(G) (46.2) R 2 = 0,926, s m = 1,723, sf = 0,179, s e% = 18,1, be% = 0,03, n = 818 ln(H gM -1,3) = 0,629769 D + 1,00636.1n(Hd0m -1,4) - 0,08519 Mn(N) - 0,03827 Mn(H100) (46.3) R 2 = 0,941, s m = 0,724, sf = 0,184, s e% = 18,6, be% = -0,8, n = 787 42 (46.1) sekä alimman'eläviä oksia sisältävän oksakiehkuran järjestysnumeron riippuvuutta puuston rakenteesta kuvaavasta mallista (Kellomäki ym. 1992), joka oli muotoa: Mallilla (47.1) estimoitiin elävien oksakiehkuroiden lukumäärä (Kieh n) puun aseman (Asema) mukaan valtapuulle (Ddom/DgM) ja pohjapinta-alamediaanipuulle (d/DgM=l) siinä vaiheessa, kun valtapituus (VI, malli 33.1) tai pohjapinta-alamediaanipuun pituus (HogM» malli 46.3) ylitti neljä metriä. Mallissa käytetyt metsätyypeittäiset maan hienojen lajittei den osuudet (Maa) olivat Tammisen (1991, liite 33) ja neulasten typpipitoisuudet (Typpi) Kellomäen ym. (1992) mukaiset. Metsätyyppien ja pituusboniteettien vastaavuus oli OMT=3O, MT=27, VT=2l-24, CT=l5-18. Metsikkötason kasvumallilla (VI) kasvatettiin taimikkoa oksakiehkuroiden lukumäärän (Kiehn) osoittamalla vuosimäärällä (j tai k) siitä vuodesta eteenpäin, jolloin valtapituus (ti) tai pohjapinta-alamediaaniläpimittaa vastaava pituus (t 2) ylitti tyvitukin korkeuden (kuva 8). Näillä ajankohdilla estimoitiin valtapituus (VI, malli 33.1) ja valtaläpimitta (malli 46.2) sekä pohjapinta-alamediaanipuun pituus (malli 46.3) ja läpimitta (VI, malli 63.1). Näitä käyttäen estimoitiin mallilla (46.1) vastaavat paksuimman elävän oksan läpi mitat, jotka edustivat valtapuun ja mediaanipuun tyvitukin paksuinta oksaa (dtDdom ja dtDgM)- Simulointien mukaan tyvitukin paksuimman oksan läpimitta oli sitä suurempi, mitä pie nempi metsikön runkoluku tai mitä rehevämpi kasvupaikka oli (taulukko 6). Etenkin vähäinen runkoluku suurensi oksaläpimittoja. Oksaläpimitat olivat pienimmät niissä kyl vömänniköissä, joissa ei tehty taimikonharvennusta lainkaan. Harvennetuissa kylvömän niköissä oksaläpimitat olivat sitä pienempiä, mitä myöhemmin taimikko harvennettiin. Taimikonharvennuksen ajankohdan vaikutus oli kuitenkin vähäinen, keskimäärin vain yksi mm harvennusajankohdan muuttuessa valtapituudella ilmaistuna kolmesta kuuteen metriin. Ero valtapuiden ja pohjapinta-alamediaanipuun tyvitukin paksuimpien oksien lä pimittojen välillä oli sitä suurempi, mitä suurempi runkoluku tai rehevämpi kasvupaikka oli. Simulointien mukaan oksaläpimittoihin vaikutti istutusmänniköissä eniten taimikon run koluku (taulukko 6). Istutusmänniköissä nykysuositusten mukaisilla kasvatustiheyksillä (2 000 puuta/ha) tyvitukin paksuin oksa oli karuimpia kasvupaikkoja (CT) lukuun ottamat ta pohjapinta-alamediaanipuulla ja sitä paksuimmilla puilla vähintään 30 mm. Valtapuiden paksuimmat oksat olivat 35-45 mm. Kasvatustiheydellä 5000 puuta/ha pohjapinta-alame diaanipuun tyvitukin paksuimmat oksat olivat 23-26 mm ja valtapuiden 33-42 mm. Istu tusmänniköiden aineistojen ulkopuolella (runkoluku 6 000-10 000 puuta/ha) tehtyjen ekstrapolointien mukaan vasta tiheyksillä 8 000-10 000 puuta/ha pohjapinta-alamediaani puun tyvitukin paksuimmat oksat jäivät 20 mm:n tuntumaan. Silloinkin valtapuiden pak suimmat oksat olivat 30-40 mm. Kieh n = 23,561 +3,924»Asen.a-5,195»10- 4»N- 12,075»Typpi -o,lls'Maa (47.1) 43 Kuva 8. Valtapuun ja pohjapinta-alamediaanipuun tyvitukin paksuimman elävän oksan läpimitan (d tl>dnill ja dtDgM ) simuloinnin periaate. 44 Taulukko 6. Istutus- ja kylvömänniköiden simuloituja tyvitukin paksuimpia eläviä oksia eri kasvupaikoilla, runkoluvuilla ja taimikonharvennuksen ajankohdilla. =3 m, Neh= 10 000 kpl/ha 2) Hdomjh) =6 m, Neh= 10 000 kpl/ha Kylvömänniköissä tyvitukin paksuimmat oksat olivat läpimitaltaan keskimäärin 2-7 mm ohuempia kuin istutusmänniköissä samalla runkoluvulla. Ero oli suurempi valta- kuin kes kipuilla. Kylvömänniköissäkin oksat paksuuntuivat nopeasti, jos metsikkö jäi harvaksi tai mikonharvennuksen jälkeen. Keskimäärin 25 mm:n oksanpaksuuksiin päästiin, jos taimik ko harvennettiin kuuden metrin valtapituudella ja kasvatettavaksi jätettiin 3 000 puuta/ha. Puiden pystykarsintaa käytetään mäntyjen laadun parantamiseen. Yleensä pyritään yksi vaiheiseen karsintaan, jossa noin 10 metrin pituisia puita karsitaan 4-5 metrin korkeuteen. Harventamattomissa kylvötaimikoissa pohjapinta-alamediaanipuun tyvitukin paksuimmat oksat jäivät noin 20 mm:n ja valtapuiden noin 30 mm:n paksuisiksi (taulukko 6), joten ne ovat hyviä karsintakohteita. Istutustaimikoissa on käytettävä kaksivaiheista karsintaa (Pystykarsintaohjeet 1982, Vuokila 1982), koska oksat muutoin kasvavat liian paksuiksi (taulukko 6,1). Kaksivaiheisessa karsinnassa ensimmäinen karsinta tehdään noin 6 metrin Hioo 15 18 21 24 27 30 N dtDgM dtDdom dtDgM DtDdom dtDgM DtDdom d®dom dtDgi M DtDdom dtDgM dtDdom Istutus 1000 - - 35 36 36 39 39 42 41 47 42 49 2 000 - - 29 35 30 37 32 40 34 45 34 45 3000 - - 26 34 27 36 29 39 30 43 30 44 4 000 — - 24 33 25 35 27 39 28 43 28 43 5000 - - 23 33 23 35 25 38 26 42 26 42 6 000 _ _ 22 32 22 33 24 36 25 41 25 42 7 000 - - 21 32 21 33 23 36 24 41 24 41 8 000 - - 20 31 21 33 22 36 23 41 23 41 9 000 - - 20 31 20 32 21 35 22 40 23 40 10 000 - - 19 30 20 32 21 35 21 39 22 40 Kylvö, harventamaton 6 000 19 27 20 30 20 30 21 33 21 36 — — 8 000 18 26 19 29 19 30 19 32 20 35 - _ 10 000 17 25 18 28 18 29 18 32 19 34 _ _ 12 000 16 25 17 28 17 29 17 31 18 33 - Kylvö 1 ) 1000 29 30 32 34 32 35 34 38 35 40 - - 2 000 25 29 26 32 27 34 28 36 29 39 _ _ 3000 22 28 24 31 24 33 26 35 26 38 - - 4 000 21 27 22 31 23 32 24 34 24 37 - - Kylvö 2) 1000 28 30 31 33 32 35 34 38 35 40 - - 2000 24 29 26 32 27 33 28 36 29 38 - - 3 000 22 28 24 31 24 33 25 35 26 37 - — 4 000 21 27 22 30 22 32 23 34 24 37 — — 45 pituusvaiheessa. Simuloinneilla laskettiin oksanpaksuuksia siinä vaiheessa, jolloin pohja pinta-alamediaaniläpimittaa vastaava metsikön keskipituus ylitti 6 metriä (taulukko 7). Istutusmänniköt ovat yleensä kaksivaiheiseen karsintaan kelpaavia. Kuuden metrin keski pituudella paksuimpienkin puiden oksanpaksuudet ovat vielä alle 30 mm:n. Jos kuitenkin halutaan karsia vain enintään 20 mm:n paksuisia oksia, kasvatustiheyden tulisi olla yli 6 000 puuta/ha, ja silloinkin valtapuut ovat karsintaan kelpaamattomia. Taulukko 7. Istutus- ja kylvömänniköiden simuloituja keskimääräisiä paksuimman elävän oksan läpimittoja eri runkoluvuilla, kun pohjapinta-alamediaanipuun pituus ylittää kuusi metriä. Istutus Kylvö N dtDgM dtDdom dtDgM dtDdom 1 29 29 - - 2 25 28 _ - 3 23 28 - - 4 22 28 _ _ 5 21 28 _ - 6 20 28 18 26 8 19 28 17 26 10 18 27 17 26 12 - - 16 26 46 5 Tarkastelu 5.1 Aineiston kattavuus ja laatu 5.1.1 Kasvupaikat Osatutkimusten (I, VI) aineistot olivat laajimmat ja edustivat koko maata lukuun ottamatta suojametsäaluetta. Osatutkimuksen (I) istutustaimikot valittiin metsälautakunnittani arpo malla, joten aineisto noudatti jakaumiltaan peruspopulaatiota. Aineisto (V) käsitti saman aineiston lukuun ottamatta neljää pohjoisinta metsälautakuntaa. Osatutkimuksen (VI) tai mikot valittiin yleisohjeen mukaisesti "männyn metsätaloudellisesti tärkeiltä kasvupai koilta". Muiden osatutkimusten aineistot koostuivat jäljestetyistä kestokokeista, jotka oli perustettu avohakkuun jälkeen ia pellolle (II) tai hyvin onnistuneisiin tiheisiin kylvötai mikoihin (HI, IV). Valtakunnan metsien inventoinnissa tuloksia ei esitetä syntytavan mukaan eriteltynä. Sen vuoksi osatutkimusten aineistojen jakaantumista eri kasvupaikoille voitiin verrata vain metsänuudistamisen onnistumista selvittäneisiin tutkimuksiin. Kylvö- ja istutustaimikoita sisältänyt aineisto (VI) noudatteli kasvupaikkajakaumiltaan Räsäsen ym. (1985) laajan inventointitutkimuksen jakaumia (kuva 9), samoin istutustaimikkoaineisto (I, V). Saksan (1992) tutkimuksessa Järvi-Suomen istutustaimikot painottuivat jonkin verran reheväm mille kasvupaikoille. Lähinnä Pohjois-Suomea koskeneessa metsähallituksen viljelyalat kattavasti käsittäneessä aineistossa (Saarenmaa 1992) istutustaimikoiden kasvupaikat Kuva 9. Osatutkimusten aineistojen jakautuminen eri kasvupaikkatyypeille verrattuna muihin tutkimuksiin. 47 olivat keskimäärin karumpia, mutta kylvötaimikoiden rehevämpiä kuin osatutkimusten (I, VI) aineistoissa. Osatutkimusten (DI, IV) metsiköt olivat yhtä lukuun ottamatta kuivah koilta kankailta, mutta pituusboniteetilla arvioituna vaihteluväli käsitti suurimman osan männyn kasvupaikoista (Hioo= 18-27, taulukko 4). 5.1.2 Runkoluku Osatutkimusten (I, V) 1950-60-luvuilla istutetut taimikot olivat mittaushetkellä 1979 jok seenkin harvoja. Taimikoiden keskimääräinen runkoluku oli 1 800 puuta/ha. Vain muuta milla koealoilla runkoluku ylitti 3 000 puuta/ha. Subjektiivisesti metsikön tasaisimpaan osaan rajatuilla osatutkimuksen (VI) koealoilla tiheydet olivat suurempia, istutetuissa keskimäärin 3 300 ja kylvetyissä, joissa oli mukana harventamattomia taimikoita, 5 800 puuta/ha. Valtaosa näistä taimikoista oli viljelty 1940-50-luvuilla. Räsäsen ym. (1985) mukaan kuuden eteläisimmän metsälautakunnan istutusmänniköissä oli kasvatuskelpoisia taimia keskimäärin 1 200-1 300 puuta/haja Saksan (1992) mukaan Järvi-Suomen istutus taimikoissa 1 300-1 400 puuta/ha. Suoraa vertailua osatutkimusten (I, VI) runkolukuihin ei näiden tutkimusten perusteella voida tehdä subjektiivisen kasvatuskelpoisuusluokituk sen takia. Voidaan kuitenkin sanoa, että osatutkimusten (I, V) taimikot edustivat runkolu vultaan nykyisiä käytännön istutustaimikoita. Sen sijaan aineisto (VI), jota käytettiin metsikkötason kasvumallin laadintaan, painottui nykykäytäntöä tiheämpiin taimikoihin. Istutusvälikokeissa (H) runkoluku vaihteli erittäin harvasta (800 puuta/ha) nykykäytännön mukaiseen (2 500 puuta/ha). Ylitiheä oli vain neliömäinen asento 5 000 puuta/ha. Kylvö taimikoiden harvennuskokeissa (HI, IV) runkoluku taimikonharvennuksen jälkeen kattoi laajan vaihtelun erittäin harvasta (500-600 puuta/ha) nykyohjeita tiheämpiin (3 100 puuta/ha) puustoihin. Lisäksi koemetsiköihin kuului harventamattomia koealoja. Vain kahdessa metsikössä käsittelemättömillä koealoilla kylvötuppaat olivat yhä perkaamatta ja runkoluku yli 10 000 puuta/ha (III). Muissa metsiköissä tuppaat oli harvennettu yksittäis asentoon (yleensä noin 4 000 puuta/ha) muutama vuosi ennen taimikonharvennuskokeen perustamista, mitä voidaan pitää huonona asiana tutkittaessa kylvötuppaiden harvennus ajankohdan vaikutusta puuston laadulliseen kehitykseen. Etenkin puiden laadun kehittymisen kannalta tarkasteltuna sekä istutusvälikokeesta (II) että osittain kylvötaimikoista (111, IV) puuttuivat keskieuroopppalaista käytäntöä vastaa vat runkoluvut. Suomessa suurin runkoluvun vaihtelu järjestetyssä kokeessa on ollut Huurin ym. (1987) tutkimuksessa, jossa koealojen runkoluku oli mittaushetkellä 1 700- 42 300 puuta/haja keskiarvo oli 9 500 puuta/ha. Kellomäen ym. (1992) laatukasvatustut kimuksessa vastaavat luvut olivat 1 000-5 000 ja 2 400 puuta/ha. Tämän tutkimuksen jär jestettyjen kokeiden (HI, IV) aineistot olivat runkoluvultaan hyvin lähellä Kellomäen ym. (1992) aineistoa, joten näiden tutkimusten tuloksia voidaan runkoluvun suhteen verrata luotettavasti toisiinsa. 48 5.1.3 Kylvötaimikoiden harvennuksen ajankohta Kylvötaimikoissa puiden ulkoiseen laatuun voidaan vaikuttaa taimituppaiden harvennuk sen ajankohdalla (Sir6n 1956, Vuokila 1982), jota myös käytettiin muuttujana sekä met sikkötason kasvumallissa että laatumallissa. Osatutkimuksessa (III) valtapituus taimikon harvennuksessa vaihteli 2,2:stä 7,3 metriin ja keskiarvo oli 3,7 metriä. Osatutkimuksen (III) taimikoista 1,2, 9jalo ei mitattu oksanpaksuuksia, joten oksanpaksuutta mallitet taessa valtapituuden keskiarvo oli 3,6 metriä taimikonharvennuksen ajankohtana. Osatut kimus (HI) kattoi hyvin nykyohjeiden mukaisen, mutta huonosti sitä myöhäisemmän taimikonharvennuksen ajankohdan. Ensiharvennuskertymää voitiin tutkia vain myöhäisen taimikonharvennuksen (valtapituus keskimäärin 6,9 metriä) metsiköiden avulla (TV). 5.1.4 Mittausten riittävyys Osatutkimusten (HI ja IV) aineistot koostuivat kestokokeista, joissa puusto mitattiin sys temaattisesti koealoille sijoitetuilta 1-4 ympyräkoealalta siten, että lukupuiden määrä oli vähintään 100 ja koepuiden lukumäärä 1/3 lukupuista. Osatutkimuksessa (II) koealan kaikki puut olivat lukupuita ja vähintään 50 systemaattisesti valittua puuta koepuita. Osa tutkimuksessa (VI) aineisto mitattiin vähintään 200 puuta sisältävältä kertakoealalta, josta valittiin 20 puuta runkolukusarjan eri osista koepuiksi. Näissä osatutkimuksissa koealojen puustotunnusten laskenta perustui riittävään luku- ja koepuiden määrään (esim. Metsikkö kokeiden maastotyöohjeet 1987, Gustavsen ym. 1988). Tutkimuksessa (I) kiinnostuksen kohteena olivat yksittäiset istutusmännyt ja niiden laatutunnukset. Taimikoiden metsikkö kohtaiset tunnukset jäivät vähälle huomiolle. Myöhemmin laskettujen metsikkötunnusten luotettavuus on siten heikko, koska tunnukset perustuivat pienen koealan (=3O m 2) runko lukujakaumaan, joka vähimmillään oli vain yksi puu. On luultavaa, että koealan puusto tunnukset aliarvioitiin silloin, kun runkoluku oli pieni. Puun asemaa kuvaavan suhteen (d/DgM) hajonta oli kuitenkin samansuuruinen kuin muissa osatutkimuksissa, joskin mak simiarvo oli muita suurempi (taulukko 3). 5.2 Pituusbonitointimenetelmien vertailu viljelytaimikoissa Tämän tutkimuksen tulokset osoittivat yhtäpitävästi, että Vuokilan ja Väliahon (1980) ikään ja valtapituuteen perustuvalla mallilla saatiin huomattavasti, keskimäärin 3 metriä eli yhden pituusboniteettiluokan verran, korkeampia pituusboniteettiestimaatteja, kuin mi tä niiden olisi pitänyt olla metsätyypin perusteella (alaluku 4.1). Myös muiden tutkimusten aineistoissa Vuokilan ja Väliahon (1980) malli antoi yliarvioita. Kallion (1960) aineistossa keskimääräiseksi pituusboniteetiksi tuli mustikkatyypillä 29 ja puolukkatyypillä 26, Huu lin ym. (1987) aineistossa puolukkatyypin istutustaimikossa 27-30 sekä Saksan ja Lylyn (1984) tutkimuksessa kanervatyypin istutustaimikossa 25-26. Yhden pituusboniteettiluo kan "virhe" kasvupaikan esimoinnissa aiheuttaa viljelymännikössä kiertoajan keskikasvus sa 1,0-1,7 m 3 /ha/v eron (Vuokila ja Väliaho 1980), jota voidaan pitää huomattavana. 49 Tämän tutkimuksen mukaan Hägglundin (1976) välipituusmenetelmä antoi Vuokilan ja Väliahon (1980) mallia tarkempia pituusboniteettiestimaatteja koealoille. Tulos perustui edellä esitettyjen tulosten lisäksi seuraaviin päätelmiin. Voitiin olettaa, että samalla metsä tyypillä viljellen ja luontaisesti syntyneiden männiköiden valtapituuden kehitys on liki pitäen samanlainen, kuten vertailu Gustavsenin (1980) sekä Vuokilan ja Väliahon (1980) tutkimusten välillä osoittaa. Hägglundin (1974 c) mukaan ainoa ero syntytapojen välillä valtapituuden kehityksessä oli se, että viljelytaimikot saavuttivat rinnantasan 1-2 vuotta luonnontaimikoita nopeammin. Suomessa Räsäsen ym. (1985) mukaan sekä mustikka tyypillä että puolukkatyypillä kasvatuskelpoisten taimien yhden metrin keskipituuden saavuttamiseen kulunut aika oli istutustaimikoissa viisi, kylvötaimikoissa seitsemän ja luontaisesti syntyneissä taimikossa yhdeksän vuotta. Hägglundin (1976) välipituuskas vuun perustuvaa mallia voitiin siten käyttää myös viljelytaimikoissa, vaikka malli perus tuikin lähinnä luontaisesti syntyneistä metsiköistä kerättyyn aineistoon. Hägglundin (1974 c) kasvumallilla kuvattu valtapituuden kehitys vastasi hyvin tarkasti osatutkimuksen (VI) valtapituuden kasvumallilla laskettua. Voitiin myös olettaa, että metsätyypin määritys sekä Gustavsenin (1980) että Vuokilan ja Väliahon (1980) tutkimuksissa oli luotettavaa, koska aineistot koostuivat sulkeutuneista, keski-iältään 50-70-vuotiaista metsiköistä. Pituusboniteettien ja metsätyyppien vastaa vuutta ei siten voinut kyseenalaistaa. Metsätyyppien välillä vallitsee valtapituuden kehityksessä selvä ero, joka esimerkiksi Etelä-Suomen metsäkasvillisuusvyöhykkeessä oli 100 vuoden iällä puolukkatyypin ja mustikkatyypin välillä luonnonnormaaleissa männiköissä noin neljä (Ilvessalo 1920), luontaisesti syntyneissä männiköissä kolme (Gustavsen 1980), viljelymänniköissä kol mesta kuuteen (Vuokila ja Väliaho 1980) sekä kasvupaikkatekijöihin perustuvissa aineis toissa 2,7 metriä (Tamminen 1993) tai 2,3 metriä (Lahti 1995). Jos esimerkiksi Etelä-Suo men metsäkasvillisuusvyöhykkeen puolukkatyypin viljelytaimikoiden pituusboniteetit todella olisivat keskimäärin 26-28 metriä, kuten Vuokilan ja Väliahon (1980) mallilla saatiin eri osatutkimusten aineistoissa (alaluku 4.1), tulisi pituusboniteettien olla mustik katyypillä keskimäärin 29-31 ja käenkaali-mustikkatyypillä 32-35. Näin nopeasti kasva neita männiköitä ei ole ollut suomalaisissa tutkimuksissa (Gustavsen 1980, Vuokila ja Väliaho 1980). Vuokilan ja Väliahon (1980) tutkimuksen aineiston 226 viljelymänniköstä vain yksi männikkö kuului luokkaan Hioo=33. Hägglundin (1974 c) aineistossa ei ollut yh tään pituusboniteettiarvoltaan yli 30 metrin männikköä ja Perssonin (1992) laajassa tutki muksessa korkein männikön pituusboniteetti oli 31,9 metriä. Kramerin (1988) mukaan mänty saavuttaa Keski-Euroopassa parhaalla kasvupaikalla (kasvullisuusluokka I) keski määrin seuraavat valtapituudet 100 vuoden iällä: Etelä-Saksa 30, Pohjois-Saksa 28, enti nen Itä-Saksa 34 ja Englanti 31 metriä. Hägglundin (1976) välipituusmenetelmällä saadut pituusboniteettiestimaatit vastasivat suhteellisen hyvin eri metsätyyppien vastinpituusboniteetteja (VI ja alaluku 4.1). Osatut kimuksen (VI) aineistossa malli näytti antavan pituusboniteetille aliarvion kaikkein rehe vimmillä (ks. myös Elfving 1983) ja yliarvion kaikkein karuimmilla kasvupaikoilla, tosin lehtomaiseksi oli määritelty vain kaksi ja kuivaksi kankaaksi yksi metsikkö. 50 Vuokilan ja Väliahon (1980) valtapituuden kasvuyhtälöllä saatu pituusboniteetin syste maattinen yliarvio johtui siitä, että tämän tutkimuksen taimikoiden alkukehitys todelli suudessa oli siinä tutkimuksessa arvioitua nopeampaa. Osatutkimuksen (VI) mukaan taimikoiden valtapuut saavuttivat rinnankorkeuden keskimäärin kaksi, karuimmilla kasvu paikoilla jopa viisi vuotta aiemmin, kuin mitä Vuokilan ja Väliahon (1980) tutkimuksessa arvioitiin. Nopea pituuskehitys voitiin todeta myös lukuisissa metsänuudistamisen inven tointitutkimuksissa (ks. Kaijula ym. 1982, Räsänen ym. 1985, Saksa 1992). Vertailuissa muihin tutkimuksiin, joissa on esitetty keskipituuden kehitys, on muistettava ottaa huo mioon se, että valtapuut saavuttavat rinnankorkeuden noin kaksi vuotta aiemmin kuin puut keskimäärin (VI). Välipituusmenetelmässä ei käytetä metsikön ikää selittävänä muuttujana. Pienikin iän määrityksessä tapahtunut virhe aiheuttaa ikä-valtapituusmenetelmässä etenkin nuoruus vaiheessa, jolloin valtapituuden kehitys eri kasvupaikoilla on lähellä toisiaan, suuren virheen pituusboniteettiestimaattiin. Välipituusmenetelmän riippumattomuus iästä on etu etenkin luontaisesti syntyneissä taimikoissa mutta myös viljelytaimikoissa. 5.3 Istutusmänniköistä saatavan sahatavaran laatu lustonleveyden perusteella Monissa tutkimuksissa on todettu, että mitä nopeampi männyn nuoruusvaiheen kasvuno peus on, sitä huonommaksi sahatavaran laatu muodostuu (Persson 1976,1977, Uusvaara 1981 b, Kärkkäinen ja Uusvaara 1982, Halinen 1985, Kellomäki ym. 1992). Lustonleveys mallilla tehtyjen simulointien mukaan (V) tyvileikkauksen keskimääräinen lustonleveys oli samaa luokkaa kuin Perssonin (1976) ja Kellomäen ym. (1992) tutkimuksissa lukuun ottamatta Kellomäen ym. (1992) kanervatyypin männiköiden lustonleveyttä, joka oli huo mattavasti muiden tutkimusten keskimääräisiä lustonleveyksiä pienempi (kuva 10). Ero johtui lähinnä siitä, että Kellomäen ym. (1992) kanervatyypin männiköt olivat luontaisesti syntyneitä. Uusvaaran (1981 b) mukaan tyvileikkauksen keskimääräinen lustonleveys sai olla korkein taan kaksi mm, jotta sydäntavarasta saatiin viljelymänniköissä paras mahdollinen tulos eli 40 % u/s-laatua. Luontaisesti syntyneistä männiköistä samalla lustonleveydellä saatiin 60 % u/s-laatua. Hälisen (1985) mukaan keskimääräisen lustonleveyden tuli olla tätäkin pie nempi. Näiden vertailujen mukaan istutusmänniköistä saatava sahatavara sijoittuu yleensä seksta-luokkaan (kuva 10). Keskieurooppalaisten tutkimusten tuloksia on vaikea verrata pohjoismaisiin. Saksalaisen Erteldin (1975) mukaan keskimääräinen lustonpaksuus rin nankorkeudella oli 2,9 mm ensimmäisen 16 vuoden jälkeen, jolloin puiden läpimitta oli 9,4 cm ja tiheys 10 000 puuta/ha. Kramerin (1988) mukaan laatupuun keskimääräinen lustonpaksuus tyvileikkauksessa sai olla 2,5-3,0 mm, mutta sen saavuttamiseksi runko luvun tuli olla yli 10 000/ ha. Keski-Euroopassa mänty kasvattaa siis huomattavasti pak sumpia lustoja kuin esimerkiksi Suomessa samalla tiheydellä. Osatutkimuksen (V) tulosten perusteella on selvää, että istutusmänniköistä ei saada kor kealaatuista sahatavaraa nykyisin käytettävillä viljelytiheyksillä. Kasvatustiheyden tulisi jo puolukkatyypin rehevämmällä osalla olla 4 000 puuta/ha, jotta isoimmista puista saatai- 51 Kuva 10. Tyvileikkauksen keskimääräinen lustonleveys eri tutkimusten mukaan. Lustonleveyden mittaus: V; 0-75 mm ytimestä, Kellomäki ym. (1992); ei ilmoitettu, Persson (1976); 20-70 mm ytimestä, Uusvaara (1981 b); ytimen ympäristö, Halinen (1985); 0-80 mm ytimestä. Kellomäen ym. (1992) CT männiköt ja Hälisen (1985) aineisto enimmäkseen luontaisesti syntyneistä männiköistä. siin edes jonkin verran u/s-laatua. Mustikkatyypillä ja käenkaali-mustikkatyypillä huippu laadun tuottaminen ei onnistu 4 000 puun hehtaaritiheydelläkään. Kellomäki ym. (1992) päätyivät suosittamaan kanervatyypillä vähintään 2 000 sekä puolukka- ja mustikkatyy pillä vähintään 4 000 puun/ha viljely- ja kasvatustiheyttä, jos tavoitteena oli paksuimman oksan jääminen alle 20 mm:n. Hälisen (1985) tutkimuksessa 20 mm:n oksaläpimitan vaa timus merkitsi korkeintaan kahden mm:n keskimääräistä lustonleveyttä, jota osatutkimuk sen (V) mukaan ei saavuteta Kellomäen ym. (1992) esittämillä kasvatustiheyksillä. Tätä tulosta tukevat Huurin ym. (1987) tulokset VT:n istutustiheyskokeesta, jossa 20 mm:n oksanpaksuuteen vaadittiin paksuimmilla puilla 8 000 puun/ha tiheys. Vuosittaisen lustonleveyden vaihtelusta pystyttiin mallilla selittämään vain 30 %, ja mallin suhteelliseksi keskivirheeksi jäi 43 % (V), vaikka mallissa oli mukana kasvuindeksimuut tuja tasoittamassa vuosien välistä vaihtelua. Mallien suhteellinen keskivirhe on jäänyt suu reksi myös muissa männylle tehdyissä puutason kasvumalleissa (Mielikäinen 1978, 1980, Pukkala 1989). Etenkin nuoruusvaiheessa puiden vuosittainen sädekasvun vaihtelu on suurta. Vaihtelun tarkempi mallittaminen vaatisi yksityiskohtaisia tietoja sääoloista (Jonsson 1969), metsikköhistoriasta ja kasvupaikan ominaisuuksista (Söderberg 1986) sekä puiden välisestä kilpailusta (Pukkala 1989). Mallin alhaisesta selitysasteesta huoli matta simuloinnit antoivat muita tutkimuksia vastaavia tuloksia. Mallin (V) etuna muihin tutkimuksiin verrattuna voidaan pitää etenkin kasvupaikan viljavuuden joustavaa kuvaa mista. 52 5.4 Nuorten viljelymänniköiden kasvunopeus Viljelymänniköiden kasvu oli ennen esitettyä nopeampaa (VI). Valtapituuden kehitys osoittautui nopeammaksi, kuin mihin varttuneiden viljelymänniköiden mallilla oli pää dytty (Vuokila ja Väliaho 1980). Nopeampi alkukehitys merkitsee sitä, että viljelymän niköt saavuttavat ensiharvennusvaiheen ennakoitua aiemmin. Valtapituuden kehityksen lisäksi myös keskiläpimitan, pohjapinta-alan ja tilavuuden kehitys oli aiemmin arvioitua nopeampaa, mitä osoitti seuraava vertailu suomalaisissa kylvömänniköissä 20 vuoden iällä: Kallion (1960) tutkimuksessarunkoluvut olivat 4 700 (MT) ja 5 700 (VT) puuta/haja muissa vastaavasti 2 000 ja 1 800 puuta/ha. Tämä selitti osan keskiläpimitan erosta. Osa tutkimuksen (VI) malleilla estimoiduissa pohjapinta-aloissa ja tilavuuksissa oli Vuokilan ja Väliahon (1980) malleilla estimoituihin verrattuna hyvin tarkasti kahden vuoden kasvun suuruinen ero, joka vastasi aiemmin todettuja valtapituuden kasvueroja. Osatutkimuksen (VI) malleja verrattiin myös Perssonin (1992) esittämiin istutusmänni köiden tuotostaulukoiden alkuarvoihin pituusboniteetilla Hioo=24 sekä valtapituuksilla 9,9 (Persson 1992) ja 10,1 metriä (VI), jolloin metsiköiden iät olivat vastaavasti 29 (Persson 1992) ja 27 vuotta (VI): Osatutkimuksen (VI) mallien mukaan keskiläpimitta oli keskimäärin 1,5 cm suurempi kuin Perssonin (1992) tutkimuksen malleilla saatu, mikä selittyi suurimmaksi osaksi eri laisilla keskiläpimittatunnuksilla. Pohjapinta-ala ja tilavuus olivat jonkin verran pienempiä ja valtapituuden kehitys noin kaksi vuotta nopeampi osatutkimuksen (VI) malleilla. Tila vuusmallin todettiin testiaineistossa antavan aliarvioita, kun valtapituus läheni kymmentä metriä. Vertailu Perssonin (1992) tutkimukseen vahvisti tätä käsitystä. Kylvötaimikoiden pohjapinta-alan kasvu ja siten myös tilavuuden kehitys oli samalla kas vupaikalla istutustaimikoita hitaampaa (VI). Tämän katsottiin johtuvan kylvömäntyjen ryhmittäisestä tilajärjestyksestä. Myös Pukkalan (1988) mukaan ryhmittäisyys pienensi tilavuuskasvua, hänen aineistossaan 10-20 %:lla viidessä vuodessa ensiharvennuksen jälkeen verrattuna tasaiseen tilajärjestykseen. MT(H 100=27) VT (H 10o=24) D, cm G, m 2 /ha V, m 3 /ha D, cm G, m 2/ha V, m 3/ha Kallio (1960) 7,5 11,0 50 6,2 9,2 40 Vuokila ja Väliaho (1980) 8,4 11,1 40 6,7 6,3 19 VI (kylvö) 11,7 14,4 55 9,8 9,4 32 N Persson VI Persson VI Persson VI D g ,cm DgM,cm G, m 2/ha V, m 3/ha 11,8 13,4 23,2 22,0 112 98 11,1 12,9 24,7 22,9 118 102 9,0 11,4 28,5 26,0 133 122 53 Osatutkimuksessa (HI) arvioitiin, että puolukkatyypin kylvömänniköissä kyetään kasvat tamaan miltei 3 000 rankoa hehtaarilla käyttöpuun mittoihin kasvatustiheyden ollessa 4 000 puuta/ha jo valtapituudella 10 metriä. Keskimäärin seitsemän metrin valtapituudella harvennettujen taimikoiden ensiharvennuksessa oli käyttörunkoja yli 3 000 rankoa heh taarilla kasvatustiheydellä 4 000 puuta/ha, joka todettiin edullisimmaksi pelkästään käyttö puun määrän kannalta tarkasteltuna (IV). Vuokilan (1972) tutkimuksessa pituusbonitee tilla Hioo= 24 käyttöpuun maksimimäärä jäi ensiharvennuksessa 2 600 rankoon/ha. Pois tettujen runkojen keskitilavuus oli yli 50 dm 3 kasvatustiheydellä 2 200 puuta/ha (IV), kun vastaava tilavuus Vuokilan (1976) luontaisesti ja kylväen perustettuihin männiköihin pe rustuvassa tutkimuksessa jäi alle 30 dm 3 :n. Viljelymetsiköissä päästiin siis selvästi suu rempiin ensiharvennuskertymiin kuin luontaisesti syntyneissä metsiköissä, joita Vuokilan (1972, 1976) tutkimusten aineistot enimmäkseen olivat. Syinä tähän lienevät viljelytaimi koiden tasaikäisyys ja luonnontaimikoita tasaisempi tilajärjestys. Aikaisella taimikonharvennuksella nopeutetaan järeytymistä. Kolmen metrin valtapituu della harvennetuissa taimikoissa oli 5-7 vuotta taimikonharvennuksen jälkeen esimerkiksi rankoluvulla 1 000 puuta/ha yhtä paljon runkotilavuutta kuin niissä taimikoissa, joissa harvennus tehtiin myöhemmin rankolukuun 2 000 puuta/ha (III). Thernström (1982) osoitti harvennusajankohdan vaikuttavan samalla tavalla järeytymiseen luontaisesti syntyneissä taimikoissa. Jos kylvötaimikoiden kasvatuksen tavoitteena on pelkästään kasvattaa nopeasti järeätä puuta, kylvötuppaiden harvennus kannattaa tehdä aikaisin. 5.5 Tyvitukin paksuimman oksan läpimittaan vaikuttavat tekijät Puun koko, ilmaistuna yleisimmin rinnankorkeusläpimitalla, on ehdottomasti tärkein män nyn oksien ja erityisesti paksuimman oksan läpimittaan vaikuttava tekijä. Useimmissa paksuimman elävän oksan läpimittaa kuvaavissa malleissa tämä riippuvuus kuvataan yk sinkertaisella suoran yhtälöllä, mutta myös toisen asteen ja logaritmimallia on käytetty (taulukko 8). Seuraavaksi yleisin selittäjä on metsikön rankolukua kuvaava tunnus. Run koluvun lisääntyminen vaikuttaa vähentäen oksanpaksuutta joko suoraviivaisesti (Abetz 1970, Kärkkäinen ja Uusvaara 1982, Kellomäki ym. 1992), suhteessa istutusväliin (Persson 1977, Fryk 1984) tai eksponentiaalisesti (Maguire ym. 1991, Pukkala ym. 1992), kuten mallissa (46.1). Yksittäisen puun asema metsikössä, oksan sijainti latvuksessa ja metsikön kehitysvaihetta kuvaavat tunnukset ovat muita malleissa käytettyjä selittäviä muuttujia. Kasvupaikan vil javuus on ilmaistu joko pituusboniteetin (Maguire ym. 1991) tai neulasten typpipitoisuu den ja maan raekoostumuksen (Kellomäki ym. 1992) avulla. Kellomäen ym. (1992) tutki muksen mukaan kasvupaikan vaikutus oksaläpimittoihin oli kuitenkin vähäinen samaläpi mittaisilla puilla, puolukka- ja mustikkatyypin välillä alle yksi mm. Kanervatyyppi erosi selvimmin muista kasvupaikoista. Eri tutkimusten malleilla ja mallilla (46.1) estimoidut riippuvuudet männyn tyvitukin pak suimman oksan läpimitan ja rinnankorkeusläpimitan väliselle suhteelle olivat hyvin 54 samansuuntaisia (kuva 11). Frykin (1984) mallissa ennustettiin paksuinta oksaa 1-2 met rin korkeudella maanpinnasta, joten mallin antamat oksaläpimitat erosivat selvästi muista. Mallissa (46.1) käytettyä taimikonharvennuksen ajankohtaa H N3) T H100 G H,om(h) Heiskanen (1965) X X Abetz (1970) X X X X X Persson (1977) X X X Kärkkäinen ja Uusvaara (1982) X X X X Fryk(1984) X X X Uusvaara (1981b) X X Kaunisto ja Tukeva (1986) X X X Maguire ym. (1991) X X X X Pzeudotsuga menziesii Kellomäki ym. (1992) X X X X X Pukkala ym. (1992) X X X XX X Doruska ja Burkhart (1994) X X X Pin us taeda 46.1 X X X X X 56 Simulointien (alaluku 4.7) ja osatutkimuksen (V) lustonpaksuusmallin tulokset osoittau tuivat samanlaisiksi istutusmänniköissä. Jos u/s-laadun sahatavaran saannon alarajana pidettiin keskimäärin 3 mm:n lustonpaksuutta tai 30 mm:n oksanpaksuutta, rehevällä puo lukkatyypillä (Hioo=24) u/s-sahatavaraa saatiin tiheydellä 2 000 puuta/ha vain pohjapinta alamediaanipuuta pienemmistä puista. Jos korkealaatuisen sahatavaran rajana pidettiin keskimäärin 2 mm:n lustonpaksuutta tai 20 mm:n oksanpaksuutta, rehevällä puolukka tyypillä tällaista sahatavaraa ei käytännössä saatu lainkaan edes tiheydellä 4 000 puuta/ha. Puolukkatyyppiä viljavammilla kasvupaikoilla sahatavaran saanto oli luonnollisesti vielä huonompi. Yleensä männyn oksikkuuden kannalta on pidetty tärkeämpänä taimikonharvennuksen ajankohtaa kuin runkolukua taimikonharvennuksen jälkeen (Vuokila 1982, Kellomäki ym. 1992). Simulointien tulos ei tukenut tätä väitettä. Kylvötaimikoiden harvennusajankoh dalla oli hyvin vähän vaikutusta oksien paksuuntumiseen. Syynä saattoi olla se, että yhdis tetyssä aineistossa oli vain vähän todella myöhäisessä vaiheessa harvennettujen koealojen puita tai sellaisia puita, jotka olivat kasvaneet harventamattomissa kylvötuppaissa. Taimi konharvennuksen ajankohtamuuttuja sai siten oksanpaksuusmallissa liian vähäisen painon. Toisena syynä saattoi olla Kellomäen ym. (1992) latvusrajamalli, jossa puuston tiheys vai kutti latvusrajaan vähän, esimerkiksi välillä 1 000-12 000 puuta/ha vain yhden oksakieh kuran verran. Kylvötaimikoiden kasvatustiheyttä selvittäviä tutkimuksia on tehty vähän, joten tässä tut kimuksessa saatuja tuloksia on vaikea verrata muihin. Näslundin (1983) mukaan valtatai mien oksat jäivät noin 3 mm ohuemmiksi harventamattomissa kylvötuppaissa verrattuna harvennettujen tuppaiden puihin, ja tämä johtui pääasiassa hitaammasta läpimitan kehityk sestä. Puiden ryhmittäisyys pienensi Pukkalan ym. (1992) mukaan oksan paksuutta, mutta tämä johtui lähes yksinomaan rinnankorkeusläpimitan paksuuden vähenemisestä ryhmit täisyyden seurauksena. Paksuimmilla puilla ei ollut eroa tasaisen ja ryhmittäisen tilajär jestyksen välillä (Pukkala ym. 1992). Simuloinneilla saatu tulos valtapuiden paksuoksai suudesta tuki tätä havaintoa. 5.7 Mallien ja simulointien luotettavuus sekä tutkimuksen jatko Tutkimus jakaantui kolmeen osaan: kasvupaikkojen viljavuuden määrittämiseen, empiiri sen osan tutkimusten esittelyyn ja malliosaan. Seuraavassa käydään läpi pääkohtia niistä epävarmuustekijöistä, joita liittyy tutkimuksen eri osiin. Välipituusmenetelmällä estimoitujen pituusboniteettien ja metsätyyppien vastaavuus to dettiin keskimäärin hyväksi. Ruotsissa on todettu nuorten kuusikoiden kasvavan selvästi nopeammin kuin mitä vanhat kuusikot kasvoivat aiemmin samalla kasvupaikalla (Tegn hammar 1992). On oletettavaa, että suomalaisissa männiköissä tapahtuu samanlaista kehi tystä, joskaan muutokset eivät liene yhtä suuria kuin kuusikoissa karumpien kasvupaik kojen vuoksi. Pituusboniteettien vertailua nuorissa ja vanhoissa metsiköissä tulee jatkaa. Kasvupaikan viljavuuden määrittämistä voidaan tarkentaa pysyvien kokeiden mittaami sella ja pituusboniteettikäyrästöjen tarkentamisella näiden tietojen perusteella. Tässä tut- 57 kimuksessa esitetyn valtapituuden kasvumalli sekä Vuokilan ja Väliahon (1980) malli tulisi yhdistää, jotta Suomeen saataisiin yhtenäinen pituusboniteettikäyrästö viljelymän niköille. Empiirisen osan tutkimukset muodostuivat heterogeenisista aineistoista. Ainoastaan osa tutkimuksen (I) aineiston voi katsoa edustavan kattavasti peruspopulaatiotaan, nuoria istu tustaimikoita. Tämän aineiston heikkoutena oli kuitenkin viljelytiheyksien ja istutusten onnistumisen erilaisuudesta johtunut aineiston korreloituneisuus kasvupaikan viljavuuden ja taimikon tiheyden kesken. Puukohtaisen otannan pohjalta tehty puustotunnusten las kenta perustui myös liian pieneen koealakokoon. Järjestettyjen kokeiden (osatutkimukset H, 111, IV) heikkoutena oli kasvupaikkojen sa mankaltaisuus ja vahvuutena suhteellisen suuri kasvatustiheyksien vaihtelu. Kylvömänni köistä puuttuivat suurimmaksi osaksi pitkään harventamattomina olleet käsittelyt ja aineis to oli vino sekä runkoluvun että taimikonharvennuksen ajankohdan suhteen. Luotettavam pia tuloksia kylvötaimikoiden käsittelystä saadaan vasta, kun osatutkimuksen (HI) kaikki metsiköt saavuttavat ensiharvennusvaiheen. Huolimatta muuttujien jakaumien vinoudesta ja puustotunnusten laskennan varauksista lustonleveysmallilla (V) tehtyjen simulointien tulokset olivat hyvin samansuuntaisia mui den suomalaisten tutkimusten kanssa. Mallin suhteellinen keskivirhe oli jonkin verran suurempi kuin muissa yksittäisen männyn kasvua kuvaavissa malleissa (Mielikäinen 1978, 1980, Pukkala 1988). Tämä johtui puiden nuoruusvaiheen läpimitan kasvun suuresta vuosittaisesta vaihtelusta. Eri osamallien ketjuttuneisuuden vuoksi koko kasvumallin (VI) luotettavuutta ei kyetty testaamaan tilastollisesti, koska rekursiivisen malliketjun luotettavuustunnusten laskenta vaatisi hyvin monimutkaisia sarjakehitelmiä (Kilkki 1979). Tärkeimmät yksittäiset mallit, vuotuisen kuorettoman pohjapinta-alan ja valtapituuden viiden vuoden kasvun kuvaavat mallit, ovat luotettavuustarkastelussa keskeisessä asemassa, koska kaikki muut metsikkö tunnukset lasketaan staattisilla malleilla syöttötietojen ja dynaamisten kasvumallien anta mien estimaattien perusteella. Osamalleja testattiin riippumattomassa kylvötaimikkoai neistossa (HI, IV). Erot puustotunnusten arvoissa ennustettujen ja mitattujen välillä joh tuivat lähinnä mallin laadinta-aineiston ja testiaineiston taimikoiden erilaisesta rakenteesta ja kasvujaksojen olosuhteiden eroista. Malleja verrattiin myös varttuneiden männiköiden kasvumallien alkuarvoihin (Vuokila ja Väliaho 1980, Persson 1992), ja vastaavuus osoit tautui kohtuullisen hyväksi. Mowrer (1989) piti virheitä mallien alkuarvoissa haitallisempina kuin virheitä mallien estimaateissa pyrittäessä luotettaviin kasvu- ja tuotosennusteisiin, mikä korostaa etenkin kasvupaikan viljavuuden estimoinnin tärkeyttä kasvumallissa (VI). Mowrerin (1989) mu kaan metsikkötason kasvumalli (kuten VI) antoi luotettavammat estimaatit puustotunnuk sille kuin läpimittajakauman mallittamiseen perustuva kasvumalli arvioitaessa monimut kaisia simulointimalleja. 58 Kasvumallin kokonaisuuteen kuuluu myös puiden kuolleisuuden kuvaaminen. Kuollei suutta ei tässä tutkimuksessa kuitenkaan mallitettu, koska siihen ei ollut saatavilla riittävän hyvää aineistoa ja kuolleisuuden katsottiin olevan vähäistä valtapituuden rinnankorkeuden saavuttamisen tai taimikonharvennuksen jälkeen (ks. Pettersson 1992,1993). Sekä lustonleveysmallin että metsikkötason kasvumallin laadintaan liittyi myös ongelma perättäisten mittausten keskinäisestä korreloituneisuudesta. Tätä ongelmaa pyrittiin pois tamaan muodostamalla kasvumallit loogisesti oikein. Mallien pohjana olevan, kasvuteki jöiden tulomuotoisuutta kuvaavan teorian mukaisesti mallit rakennettiin siten, että kutakin kasvutekijää kuvattiin muuttujalla, joka korrelaatiotarkastelun perusteella parhaiten kuvasi kyseistä osaa mallista. Selittävien muuttujien välistä multikollineaarisuutta vältettiin. Perättäisten mittausten korreloituneisuus aiheutti harhaa mallien luotettavuustunnuksiin ja t-testeihin, mutta ei parametrien estimaatteihin. Mallien muuttujien ja niiden muunnosten valinta perustui lähinnä jäännösvaihtelutarkasteluun. Kasvumallien lisäksi simuloinneissa käytettiin sekamallia, jolla estimoitiin tyvitukin pak suimman elävän oksan läpimitta. Laatukasvatuksen simuloinnissa tällä mallilla estimoitiin pohjapinta-alamediaanipuun ja valtapuun oksaläpimittoja. Laatukasvatuksen kannalta on tärkeää tietää keskiläpimittojen lisäksi, kuinka suuri vaihtelu oksaläpimitoissa on metsikön sisällä. Vaihtelun tarkka kuvaaminen edellyttäisi sekä rinnankorkeusläpimittajakauman että oksanpaksuuksien rinnankorkeusläpimittaluokittaisten jakaumien mallittamista. Seka mallin oksaläpimitan jäännösvaihtelun keskihajonta, 4-5 mm, ilmaisi sen, että metsikön sisällä oksaläpimittojen hajonta on suhteellisen suurta. Toisaalta Niemistö (1994) totesi ensiharvennuksessa päästävän laatuharvennuksella keskimäärin vain noin 3 mm ohuem piin oksanpaksuuksiin, joten suurenkin oksanpaksuuksien vaihtelun hyödyntäminen on käytännössä vaikeaa. Laatukasvatuksen simuloinnissa käytettiin Kellomäen ym. (1992) suhteellisen yksinker taista latvusrajamallia. Se on kehitetty istutus- ja luonnonmänniköiden aineistosta, ja sen käyttö kylvömänniköissä on epävarmaa. Latvusrajamalli, jossa selittävinä muuttujina ovat esimerkiksi viljelytapa ja taimikonharvennuksen ajankohta, parantaisi laatusimuloinnin luotettavuutta. Metsikkötason kasvumallin samoin kuin Kellomäen ym. (1992) latvusrajamallin perustana olleiden aineistojen kookkaimmat puut olivat noin kymmenmetrisiä. Laatusimuloinneissa rehevillä kasvupaikoilla malleja käytettiin laadinta-aineiston ulkopuolella eli 12-13 metrin valtapituudelle asti. Tämä aiheutti epävarmuutta tuloksiin, joskin kasvumallit kuvasivat tuossa vaiheessa vuotuisen kasvun kulminaation jälkeistä suhteellisen vakaata ajanjaksoa. 59 5.8 Nopean kasvun ja korkean laadun yhdistäminen Nopeasti kasvavien viljelymänniköiden nuoruusvaiheen kasvatusohjelmat voidaan jakaa kahteen osaan. Istutusmänniköt soveltuvat massapuun tuotantoon. Niiden järeytyminen ja tilavuuskasvu on tämän tutkimuksen mukaan aiemmin esitettyä nopeampaa ja käyttöpuun määrä ensi harvennuksessa aiemmin esitettyä suurempi. Istutusmänniköt antavat hyvät mahdollisuu det kannattavien ensiharvennusten tekemiseen. Korkealaatuisen sahatavaran tuottaminen ei istutusmänniköissä onnistu ilman nykyisten viljelytiheyksien kaksinkertaistamista, mikä ei liene taloudellisesti mahdollista. Istutusmänniköt soveltuvat vain kaksivaiheiseen pysty karsintaan oksien nopean paksuuskasvun vuoksi. Kylvömänniköt antavat mahdollisuuden laatupuun kasvatukseen. Kylvökohtien määrän tulisi olla vähintään 5 000 kpl/ha, eikä kylvötuppaiden harventamista pidä tehdä, ennen kuin valtapituus on noin kuusi metriä. Harvennuksessa kannattaa jättää 3 000-4 000 puuta/ha kasvamaan, koska kylvömännikötkin pystyvät tuottamaan yli 3 000 kuiturunkoa normaaliin ensiharvennukseen mennessä. Korkealaatuisen sahatavaran kasvattamisen periaatteena on saada oksat kuolemaan tyvitukin alueella mahdollisimman ohuina. Tämä vaatii suurta kasvatustiheyttä aina ensiharvennukseen asti. 60 Kirjallisuus Aarne, M. (toim.). 1995. Metsätilastollinen vuosikirja 1995. Statistical Yearbook of Forestry. Suomen virallinen tilasto. Maa- ja metsätalous 5. 354 s. Abetz, P. 1970. Bestandesdichte und Astdurchmesser bei der Rheintalkiefer. Allgemeine Forst- und Jagdzeitung 141(12): 233-238. Agestam, E. 1985. En produktionsmodell för blandbestind av tall, gran och björk i Sverige. Summary: A growth simulator for mixed stands of pine, spruce and birch in Sweden. Sveriges Lantbruksuniversitet, Institutionen för Skogsproduktion. Rapporter 15. 150 s. Ahola, V. 1949. Metsänviljely. Julkaisussa: Kalela, E.K., Keltikangas, V. & Aro, P. (toim.). Suuri metsäkirja. I osa. s. 190-234. Airaksinen, P. 1994. Puutavaralajien laatuvaatimukset. Tapion taskukirja. Metsäkeskus Tapion julkaisuja. 21. uudistettu painos, s. 451-453. Andersson, S.-O. 1971. Sörlandsexkursionen 15-16 sept. 1970. Sveriges Skogsvärdsför bunds Tidskrift. Häfte 2: 118-121. Assmann, E. 1970. The Principles of Forest Yield Study. Pergamon Press, Oxford. 506 s. Baule, B. 1917. Zu Mitsherliches Gesetz der physiologischen Beziehungen. Landwirt schaftliche Jahrbuch 51: 363-385. Blomgren, Y. 1952. Tuomarniemen metsänviljelytöistä ja niiden tuloksista. Referat: Über Waldkulturarbeiten und ihre Erfolge im Revier Tuomarniemi. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae 40(28): 1-15. Borg, A. 1931. Metsänviljelys. Julkaisussa: Tapion taskukiija. Keskusmetsäseura Tapio. 7. painos, s. 77-84. 1938. Metsänviljelys. Julkaisussa: Tapion taskukirja. Keskusmetsäseura Tapio. 8. painos, s. 54-59. Burzynski, G. & Zajaczkowski, J. 1983. Effect of initial spacing on the growth of Scots pine stands up to 10 years old. Prace Instytutu Badawczego Lesnictwa, Poland 621: 101-122. Cajander, E.K. 1932. Tietoja metsänviljelystoiminnasta Suomessa 1923-1930. Referat: Über die Forstkulturtätigkeit in Suomi (Finnland) 1923-1930. Silva Fennica 22. 35 s. 1933. Tutkimuksia Etelä-Suomen viljelyskuusikoiden kehityksestä. Referat: Unter suchungen tiber die Entwicklung der Kulturfichtenbestände in Sud-Finnland. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae 19(3). 101 s. Clutter, J.L., Fortson, J.C., Pienaar, L.V., Brister, G.H. & Bailey, R.L. 1983. Timber man agement: a quantitative approach. John Wiley & Sons, New York. 333 s. Daniels, R.F. & Burkhart, H.E. 1988. An integrated system of forest stand models. Forest Ecology and Management 23: 159-177. Dippel, M. 1982. Auswertung einer NELDER-Pflanzverbadsversuchs mit Kiefer im Forst amt Walsrode. Summary: Evaluation of a Nelder spacing experiment with Scots pine in the Walsrode Forest District. Allgemeine Forst- und Jagdzeitung 153(8): 137-152. Dittmar, O. 1988. Können wir uns eine Verbandserweiterung bei der Kiefer leisten? Ein Vergleich von drei Kiefernversuchsreihen mit extrem unterschliedlichen Ausgangs pflanzenzahlen bis zum Abschluß der Jungbestandspflege. Beitrage fiir die Forstwirt schaft 22(1): 16-21. Doruska, P.F. & Burkhart, H.E. 1994. Modeling the diameter and locational distribution of branches within the crowns of loblolly pine trees in unthinned plantations. Canadian Journal of Forest Research 24: 2362-2376. Ehrentreich, H.P. 1983. System und Ergebnis der Kiefernpflanzung im Verband 3,0x0,5 m. Allgemeine Forstzeitschrift 37: 944-945. Ekö, P.M. 1985. En produktionsmodell för skog i Sverige, baserad pä beständ frän riksskogstaxeringens provytor. Summary: A growth simulator for Swedish forests, 61 based on data from the national forest survey. Sveriges Lantbruksuniversitet, Institutionen för Skogsskötsel. Rapporter 16. 224 s. Elfving, B. 1978. Projekt HUGIN en översikdig beskrivning. 11. HUGIN-metoder för prognoser över föryngringsresultat och plant- och ungskogsutveckling. Kungl. Skogs- och Lantbruksakademiens Tidskrift 6 (Ärg. 117): 309-313. 1983. StAndortsindex pä HUGIN's ungskogsytor. Sveriges lantbruksuniversitet, Institutionen för Skogsskötsel. Moniste, lis. 1992. Äterväxtens etablering och utveckling till röjningstidpunkten. Sveriges Lant bruksuniversitet, Institutionen for Skogsskötsel. Arbetsrapporter 67. 33 s. + 10 liitettä. Eriksson, H. 1976. Granens produktion i Sverige. Summary: Yield of Norway spruce in Sweden. Skogshögskolan, Institutionen för Skogsproduktion. Rapporter och Uppsatser4l. 291 s. Erteld, W. 1975. Verbandsweite, Jahrringsbreite und Aststärke def Kiefer auf einem mittleren terrestrischen Standort im Altpleistozän. Sozialistische Forstwirtschaft 25(8): 242-245. Flöhr, W. 1975. Zur Verbandswahl in Kiefernkulturen aus waldbaulicher und technolo gischer Sicht. Die sozialistische Forstwirtschaft 25(8): 236-238. Fryk, J. 1984. Tillständ och produktion i röjda ungskogar med läga stamantal. En studie utförd pä AB Iggesunds Bruks marker i Hälsingland. Summary: Wide spacing after cleaning of young forest stands - stand properties and yield. Sveriges Lantbruks universitet, Institutionen for Skogsproduktion. Rapport 13. 248 + 153 s. Garcia, O. 1984. New class of growth models for even-aged stands: Pinus radiata in Golden Downs Forest. New Zealand Journal of Forestry Science 14(1): 65-88. 1988. Growth modelling a (re)view. New Zealand Forestry 33(3): 14-16. Goulding, C.J. 1994. Development of growth models for Pinus radiata in New Zealand experience with management and process models. Julkaisussa: Mohren, G.M.J, Bartelink, H.H. & Jansen, J.J. (toim.). Contrasts between biologically-based prosess models and management-oriented growth and yield models. Forest Ecology and Management, Special Issue 69: 331-343. Gustavsen, H.G. 1980. Talousmetsien kasvupaikkaluokittelu valtapituuden avulla. Abstract: Site index curves for conifer stands in Finland. Folia Forestalia 454. 31 s. , Roiko-Jokela, P. & Varmola, M. 1988. Kivennäismaiden talousmetsien pysyvät (INKA ja TINKA) kokeet. Suunnitelmat, mittausmenetelmät ja aineistojen rakenteet. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 292. 212 s. Halinen, M. 1985. Männyn nuoruusvaiheen kasvunopeuden vaikutus sahatavaran laatuun. Summary: The effect of the growth rate of young pine on the quality of sawn goods. Silva Fennica 19(4): 377-385. Hari, P., Kellomäki, S., Mäkelä, A., Ilonen, P., Kanninen, M., Korpilahti, E. & Nygren, M 1982. Metsikön varhaiskehityksen dynamiikka. Summary: Dynamics of early de velopment of tree stand. Acta Forestalia Fennica 177. 42 s. Heikinheimo, O. 1941. Metsänhoito. Julkaisussa: Tapion taskukiija. Keskusmetsäseura Tapio. 9. painos, s. 44-62. 1944. Metsänhoito. Julkaisussa: Tapion taskukirja. Keskusmetsäseura Tapio. 10. pai nos. s. 54-72. 1947. Metsänhoito. Julkaisussa: Tapion taskukirja. Keskusmetsäseura Tapio. 11. pai nos. s. 50-69. 1949. Metsän viljely. Julkaisussa: Tapion taskukiija. Keskusmetsäseura Tapio. 12. painos, s. 84—99. 1951. Metsänistutukset huokeammiksi ja yleisemmiksi. Metsälehti 45: 1-2. 1956. Metsän viljely. Julkaisussa: Tapion taskukiija. Keskusmetsäseura Tapio. 13. painos, s. 96-110. 62 1959. Metsän viljely. Julkaisussa: Tapion taskukirja. Keskusmetsäseura Tapio. 14. painos, s. 103-117. Heiskanen, V. 1954. Vuosiluston paksuuden ja sahatukkien laadun välisestä riippuvuu desta. Summary: On the interdependence of annual ring width and sawlog quality. Communicationes Instituti Forestalls Fenniae 44(5). 28 s. 1965. Puiden paksuuden ja nuoruuden kehityksen sekä oksaisuuden ja sahapuulaadun välisistä suhteista männiköissä. Summary: On the relations between the development of the early age and thickness of trees and their branchiness in pine stands. Acta Forestalia Fennica 80(2). 62 s. Huuri, O. 1969. Metsänviljelyn asemasta maailman metsätaloudessa. Julkaisussa: Lehto, J. (toim.). Metsänviljely. Keskusmetsälautakunta Tapion julkaisuja, Helsinki, s. 9-18. , Huuri, L. & Oja, S. 1989. Selostus vuonna 1713 julkaistusta Hannss Carl von Carlowitzin teoksesta Sylviculture Oeconomica. English section: An Account of Sylviculture oeconomica by Hannss Carl von Carlowitz, published in 1713. Metsän tutkimuslaitoksen tiedonantoja 323. 140 s. , Lähde, E. & Huuri, L. 1987. Tiheyden vaikutus nuoren istutusmännikön laatuun ja tuotokseen. Summary: Effect of stand density on the quality and yield of young Scots pine plantations. Folia Forestalia 685. 48 s. Hägglund, B. 1974 a. Bonitering. Skogshögskolan, Institutionen för Skogsproduktion. Rapporter och Uppsatser 33: 204-213. 1974b. Treatment of young stands. Symposium stand establishment. Proceedings. lUFRO joint meeting, Divisions 1 and 3. Wagenigen The Netherlands, October 15 - 19, 1974. s. 347-372. 1974 c. Övre höjdens utveckling i tallbestind. Summary: Site index curves for Scots pine in Sweden. Skogshögskolan, Institutionen för Skogsproduktion. Rapporter och Uppsatser 31. 54 s. 1976. Skattning av höjdboniteten i unga tall- och granbestAnd. Summary: Estimating site index in young stands of Scots pine and Norway spruce in Sweden. Skogshög skolan, Institutionen för Skogsproduktion. Rapporter och Uppsatser 39. 66 s. 1977. Boniteringssystemets praktiska tilllämpning. Summary: Practical assessment of site quality. Sveriges Skogsvärdsförbunds Tidskrift 5: 463-471. 1981 a. Evaluation of forest site productivity. Forestry Abstracts 42(11): 515-527. 1981b. Forecasting growth and yield in established forests. An outline and analysis of the outcome of a subprogram within the HUGIN project. Sveriges Lantbruksuniver sitet, Institutionen för skogstaxering. Rapport 31. 145 s. , Karlsson, C., Remröd, J. & Sir6n, G. 1979. Contortatallens produktion i Sverige och Finland. Sveriges Lantbruksuniversitet, Projekt HUGIN. Rapport 13. 133 s. & Lundmark, J.-E. 1977. Skattning av höjdboniteten med ständortsfaktorer. Tall och gran i Sverige. Skogshögskolan, Institutionen för Växtekologi och Marklära. Rapporter och Uppsatser 28. 240 s. Ilvessalo, Y. 1920. Kasvu- ja tuottotaulukot Suomen eteläpuoliskon mänty-, kuusi- ja koi vumetsille. Referat: Ertragstafeln fiir die Kiefern-, Fichten- und Birkenbestände in der Siidhälfte von Finnland. Acta Forestalia Fennica 15(4). 94 s. + 9 liites. Jokinen, P. & Kellomäki, S. 1982. Havaintoja metsikön kasvutiheyden vaikutuksesta run kojen oksaisuuteen varttuneissa männyn taimikoissa. Abstract: Observations on the effect of spacing on branchiness of Scots pine stems at pole stage. Folia Forestalia 508. 12 s. Jonson, T. 1914. Om bonitering av skogsmark. Skogsvärdsföreningens Tidskrift. Ärgäng 12: 369-392. Jonsson, B. 1962. Om barrblandskogens volymproduktion. Summary: Yield of mixed co niferous forests. Meddelanden frän Statens Skogsforskningsinstitut. Band 50(8): 1- 143. 63 1969. Studier över den av väderleken orsakade variationen i ärsringsbredderna hos tall och gran i Sverige. Summary: Studies of variations in the widths of annual rings in Scots pine and Norway spruce due to weather conditions in Sweden. Skogshög skolan, Institutionen för Skogsproduktion. Rapporter och Uppsatser 16. 297 s. Kaila, S. 1993. Metsänviljelyn tulos- ja kustannusvertailu aggregointiin perustuvalla me netelmällä. Helsingin yliopisto, metsäekologian laitos. Lisensiaatintutkimus. 106 s. Kallio, K. 1960. Etelä-Suomen kylvömänniköiden rakenteesta ja kehityksestä. Summary: On the structure and development of pine stands established by sowing in the south of Finland. Acta Forestalia Fennica 71(3). 78 s. Kaijula, M., Kaila, S., Parviainen, J., Päivänen, J. & Räsänen, P.K. 1982. Metsänviljelyn vaihtoehtojen valintaperusteet kivennäismailla. Kirjallisuustarkastelu. Metsäntutki muslaitoksen tiedonantoja 56. 116 s. Kaunisto, S. & Tukeva, J. 1986. Kasvatustiheyden vaikutus männyn istutustaimikoiden kehitykseen turvemailla. Summary: Effect of tree spacing on the development of pine plantations on peat. Folia Forestalia 646. 36 s. Kauttu, K. 1965. Metsänviljely. Julkaisussa: Tapion taskukirja. Keskusmetsälautakunta Tapion julkaisuja. 15. painos, s. 92-105. 1971. Metsänviljely. Julkaisussa: Tapion taskukirja. Keskusmetsälautakunta Tapion julkaisuja. 16. uudistettu painos, s. 122-135. Kellomäki, S. 1980. Growth dynamics of young Scots pine crowns. Seloste: Nuorten mäntyjen latvusten kasvun dynamiikka. Communicationes Instituti Forestalls Fenniae 98(4). 50 s. 1984. Havaintoja puuston kasvatustiheyden vaikutuksesta mäntyjen oksikkuuteen. Summary: Observations on the influence of stand density on branchiness of young Scots pines. Silva Fennica 18(2): 101-114. , Lämsä, P., Oker-Blom, P. & Uusvaara, O. 1992. Männyn laatukasvatus. Silva Carelica 23. 133 s. & Oker-Blom, P. 1983. Canopy structure and light climate in a young Scots pine stand. Seloste: Männikön latvuston rakenne ja latvuston sisäiset valaistusolot. Silva Fennica 17(1): 1-21. , Oker-Blom, P., Valtonen, E. & Väisänen, H. 1989. Structural development of Scots pine stands with varying initial density: effect of pruning on branchiness of wood. Forest Ecology and Management 27(3-4): 219-233. & Tuimala, A. 1981. Puuston tiheyden vaikutus puiden oksikkuuteen taimikko- ja riukuvaiheen männiköissä. Summary: Effect of stand density on branchiness of young Scots pines. Folia Forestalia 478. 27 s. & Väisänen, H. 1986. Kasvatustiheyden ja kasvupaikan viljavuuden vaikutus puiden oksikkuuteen taimikko- ja riukuvaiheen männiköissä. Malleihin perustuva tarkastelu. Summary: Effect of stand density and site fertility on the branchiness of Scots pines at pole stage. A study based on models. Communicationes Instituti Forestalls Fenniae 139. 38 s. Kilkki, P. 1979. Outline for a data processing system in forest mensuration. Seloste: Eh dotus metsänmittaustulosten laskentamenetelmäksi. Silva Fennica 13(4): 368-384. & Päivinen, R. 1986. Weibull function in the estimation of the basal area dbh distribution. Seloste: Weibull-funktio pohjapinta-alan läpimittajakauman estimoin nissa. Silva Fennica 20(2): 149-156. Kinnunen, K 1986. Männyn kylvötuppaiden harventamisesta. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 215. 19 s. Koivisto, P. 1959. Kasvu- ja tuottotaulukoita. Summary: Growth and yield tables. Communicationes Instituti Forestalls Fenniae 51(8). 49 s. Kolehmainen, V.A. 1957. Vehkatallinmaa. Summary: Vehkatallinmaa a successful refor estation area. Silva Fennica 90(4). 18 s. 64 Kolström, T. 1991. Modelling early development of a planted pine stand: An application of object-oriented programming. Forest Ecology and Management 42: 63-77. Kramer, H. 1975. Bestandesbegriindung unter dem Aspekt der kiinftigen Durchforstung. Der Forst- und Holzwirt 30(17): 324-330. 1977. Zur Qualitatsentwicklung junger Kiefernbestände in Abhängigkeit vom Aus gangsverband. Der Forst- und Holzwirt 32(23): 469-476. 1988. Waldwachstumslehre. Verlag Paul Parey, Hamburg und Berlin. 374 s. & Junemann, D. 1984. Bestandesentwicklung und Erstdurchforstung bei einem weitstandig begriindeten Kiefernbestand. Summary: Development of stand structure and first thinning of a widely spaced pine stand. Forstarchiv 55(1): 10-17. & Röös, M. 1989. Durchforstungsversuch in einem weitstandig begriindeten Kiefern bestand. Forst und Holz 44(6): 139-144. Kujala, V. 1979. Suomen metsätyypit. Abstract: Forest types of Finland. Communicationes Instituti Forestalls Fenniae 92(8). 45 s. Kärkkäinen, M. & Uusvaara, O. 1982. Nuorten mäntyjen laatuun vaikuttavia tekijöitä. Abstract: Factors affecting the quality of young pines. Folia Forestalia 515. 28 s. Laasasenaho, J. 1982. Taper curve and volume functions for pine, spruce and birch. Seloste: Männyn, kuusen ja koivun runkokäyrä- ja tilavuusyhtälöt. Communicationes Instituti Forestalls Fenniae 108. 74 s. Lahti, T. 1995. Understorey vegetation as an indicator of forest site potential in southern Finland. Acta Forestalia Fennica 246. 68 s. Laitakari, E. 1937. Laatupuun kasvattamisesta. Silva Fennica 39: 259-270. Lappi, J. 1993. Metsäbiometrian menetelmiä. Silva Carelica 24. 182 s. Low, A.J. & Toi, G.v. 1974. Initial spacing in relation to stand establishment Symposium stand establishment. Proceedings. lUFRO joint meeting, Divisions 1 and 3. Wagenigen The Netherlands, October 15 - 19, 1974. s. 296-315. Luonnonläheinen metsänhoito. 1994. Metsänhoitosuositukset. Metsäkeskus Tapion julkai suja 6. 72 s. Lyly, O. & Saksa, T. 1982. Pituuskasvun vaihtelu ja puuluokkien eriytyminen nuoressa istutusmännikössä. Abstract: Variation in height growth and differentiation of tree classes in a young Scots pine plantation. Folia Forestalia 532. lis. Lämsä, P., Kellomäki, S. & Väisänen, H. 1990. Nuorten mäntyjen oksikkuuden riippuvuus puuston rakenteesta ja kasvupaikan viljavuudesta. Abstract: Branchiness of young Scots pines as related to stand structure and site fertility. Folia Forestalia 746. 22 s. Maguire, D.A., Kershaw, J.A. & Hann, D.W. 1991. Predicting the effects of silvicultural regime on branch size and crown wood core in Douglas-fir. Forest Science 37(5): 1409-1428. Metsikkökokeiden maastotyöohjeeL 1987. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 257. 237 s. Metsähallitus. 1990 a. Metsien hoito. Suositus, Etelä-Suomen piirikuntakonttori. 60 s. + 16 liitettä. 1990 b. Metsien hoito. Suositus, Perä-Pohjolan piirikuntakonttori. 68 s. +l5 liitettä. Metsätilastoa. 1967.1 Metsävaranto. Forest statistics of Finland. I Forest resources. Folia Forestalia 32. 67 s. Metsätilastollinen vuosikirja. 1968. Folia Forestalia 47. 93 s. 1969. Folia Forestalia 70. 126 s. 1970. Folia Forestalia 96. 142 s. 1971. Folia Forestalia 130. 176 s. Mielikäinen, K. 1978. Puun kasvun ennustettavuus. Abstract: Predictability of tree growth. Folia Forestalia 363. 15 s. 1980. Mänty-koivusekametsiköiden rakenne ja kehitys. Summary: Structure and de velopment of mixed pine and birch stands. Communicationes Instituti Forestalls Fenniae 99(3). 82 s. 65 1985. Koivusekoituksen vaikutus kuusikon rakenteeseen ja kehitykseen. Summary: Effect of an admixture of birch on the structure and development of Norway spruce stands. Communicationes Instituti Forestalls Fenniae 133. 79 s. Mitscherlich, E. 1909. Das Gesetz des Minimums and das Gesetz des abnehmenden Bodenertages. Landwirtschafdiche Jahrbuch 38: 537-552. Mohren, G.M J. & Burkhart, H.E. 1994. Preface. Julkaisussa: Mohren, G.M.J, Bartelink, H.H. & Jansen, J.J. (toim.). Contrasts between biologically-based prosess models and management-oriented growth and yield models. Forest Ecology and Management, Special Issue 69: 1-5. Mowrer, H.T. 1989. The effect of forest simulation model complexity on estimate preci sion. Julkaisussa: Burkhart, H.E., Rauscher, H.M. & Johann, K. (toim.). Artificial intelligence and growth models for forest management decisions. Virginia Poly technic Institute and State University, School of Forestry and Wildlife Resources. Publication FWS 1: 100-109. Mracek, Z. 1983. Growth plasticity and branchiness of trees in young stands of Scots pine (Pinus sylvestris L.). Communicationes Instituti Forestalis Cechosloveniae 13: DI MS. 1989. Volume and value production in a young Scots pine stand established at wide spacing. Beitrage fur die Forstwirtschaft 23(2): 74-75. Munro, D.D. 1974. Forest growth models a prognosis. Julkaisussa: Fries, J. (toim.). Growth models for tree and stand simulation. Royal College of Forestry, Department of Forest Yield Research. Research Notes 30: 7-21. Mäkelä, A. 1988. Models of pine stand development: An ecophysiological systems analy sis. Helsingin yliopisto, Metsänhoitotieteen laitos. Julkaisuja 62. 267 s. Mäkelä, H. & Salminen, H. 1991. Metsän tilaa ja muutoksia kuvaavia puu- ja puustotun nusmalleja. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 398. 265 s. Nieminen, K. 1983. Metsänuudistaminen ja metsitys. Julkaisussa: Tapion taskukirja. Kes kusmetsälautakunta Tapion julkaisuja. 19. uudistettu painos, s. 169-181. 1986. Metsänuudistaminen ja metsitys. Julkaisussa: Tapion taskukirja. Keskumetsä lautakunta Tapion julkaisuja. 20. uudistettu painos, s. 179-199. Niemistö, P. 1994. Männikön ensiharvennus ala-, ylä- tai laatuharvennusta käyttäen. Folia Forestalia 1: 19-32. Nikinmaa, E. 1992. Analyses of the growth of Scots pine; matching structure with func tion. Seloste: Analyysi männyn kasvusta; rakenteen sopeutumista aineenvaihduntaan. Acta Forestalia Fennica 235. 68 s. Nyyssönen, A. & Mielikäinen, K. 1978. Metsikön kasvun arviointi. Summary: Estimation of stand increment Acta Forestalia Fennica 163. 40 s. Näslund, 8.-Ä. 1983. Tallsädders utveckling fram tili första gallring. Resultat frän tre försöksytor med och utan enkelställning. Summary: Development of Scots pine seeded plantations to first thinning. Results from three experimental plots with and without release-cutting. Sveriges Lantbruksuniversitet, Institutionen för Skogssötsel. Rapporter 8. 37 s. Oikarinen, M. 1978. Taimistokokeiden mittausohjeet. Konekirjoite. Metsäntutkimuslaitos. 4 s. Ojansuu, R., Hynynen, J., Koivunen, J. & Luoma, P. 1991. Luonnonprosessit metsälas kelmassa (MELA) METSÄ 2000-versio. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 385. 59 s. Oker-Blom, P. 1986. Photosynthetic radiation regime and canopy structure in modeled forest stands. Tiivistelmä: Metsikön valoilmasto ja latvuston rakenne. Acta Forestalia Fennica 197. 44 s. & Kellomäki, S. 1982. Metsikön tiheyden vaikutus puun latvuksen sisäiseen valoilmastoon ja oksien kuolemiseen. Teoreettinen tutkimus. Abstract: Effect of 66 stand density on the within-crown light regime and dying-off of branches. Theoretical study. Folia Forestalia 509. 14 s. , Kellomäki, S., Valtonen, E. & Väisänen, H. 1988. Structural development of Pinus sylvestris stands with varying initial density: a simulation model. Scandinavian Journal of Forest Research 3(2): 185-200. Orvör, M. 1970. Klassificering av tallsägtimmer med objektivt mätbara faktorer. Summa ry: Grading of Scots pine saw timber using objectively measurable factors. Skogs högskolan, Institutionen för Virkeslära. Rapporter och Uppsatser 65. 138 s. Parviainen, J. 1978. Taimisto- ja riukuvaiheen männikön harvennus. Referat: Durch forstung im Kiefernbestand in der Jungwuchs- und Stangenholzphase. Folia Forestalia 346. 40 s. 1979. Istuttamalla perustetun männikön, kuusikon, siperialaisen lehtikuusikon ja rau duskoivikon alkukehitys. Summary: Early development of Scots pine, Norway spruce, Siberian larch and silver birch plantations. Folia Forestalia 386. 20 s. 1985. Istuttamalla perustetun nuoren männikön, kuusikon, siperianlehtikuusikon ja rauduskoivikon kasvu. Summary: Growth of young Scots pine, Norway spruce, Siberian larch and siver birch plantations. Silva Fennica 19(4): 355-364. 1991. Metsänuudistaminen. Julkaisussa: Tapion taskukiija. Metsäkeskus Tapion jul kaisuja. 21. uudistettu painos, s. 151-165. , Sokkanen, S. & Ruotsalainen, M. 1985. Metsänuudistamisen vaihtoehtoja vertaileva laskentaohjelma "VILJO". Summary: A calculation system for the comparison of for est regeneration chains. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 179. 93 s. Peltonen, A. 1986. Metsien uudistaminen turvemailla kuuden eteläisimmän piirimetsälau takunnan alueella. Vuosien 1978-1979 inventointitulokset. Summary: Forest rege neration on peatlands in the six southernmost forestry board districts of Finland. Re sults from inventories in 1978-1979. Folia Forestalia 679. 26 s. Persson, A. 1976. Förbandets inverkan pä tallens sägtimmerkvalitet. Summary: The influ ence of spacing on quality of sawn timber from Scots pine. Skoghögskolan, Institu tionen för Skogsproduktion. Rapporter och Uppsatser 42. 122 s. 1977. Kvalitetsutveckling inom yngre förbandsförsök med tall. Summary: Quality development in young spacing trials with Scots pine. Skogshögskolan, Institutionen för Skogsproduktion. Rapporter och Uppsatser 45. 152 s. Persson, O. 1992. En produktionsmodell för tallskog i Sverige. Abstract: A growth simu lator for stands of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in Sweden. Sveriges lantbruksuni versitet, Institutionen för skogsproduktion. Rapport 31. 206 s. Pettersson, N. 1992. Inverkan av planteringsförbandet pä volym och struktur i tali- och granbeständ. Summary: The effect of spacing on volume and structure in planted Scots pine and Norway spruce stands. Sveriges Lantbruksuniversitet, Institutionen för Skogsproduktion. Rapport 30. 58 s. 1993. The effect of density after precommercial thinning on volume and structure in Pinus sylvestris and Picea abies stands. Scandinavian Journal of Forest Research 8(4): 528-539. Pisarenko, A.I. & Merzlenko, M.D. 1979. The main approaches to solving the problems of the planting density in plantations. Lesovedenie 2: 49-55. Pohtila, E. & Timonen, M. 1980. Suojametsäalueen viljelytaimikot ja niiden varhaiskehi tys. Summary: Scots pine plantations and their early development in the protection forests of Finnish Lapland. Folia Forestalia 453. 18 s. Pukkala, T. 1988. Effect of spatial distribution of trees on the volume increment of a young Scots pine stand. Tiivistelmä: Puiden tilajärjestyksen vaikutus nuoren männi kön tilavuuskasvuun. Silva Fennica 22(1): 1-17. 1989. Predicting diameter growth in even-aged Scots pine stands with a spatial and non-spatial model. Tiivistelmä: Läpimitan kasvun ennustaminen tasaikäisessä män nikössä spatiaalisella ja ei-spatiaalisella mallilla. Silva Fennica 23(2): 101-116. 67 , Karsikko, J. & Kolström, T. 1992. A spatial model for the diameter of thickest branch of Scots pine. Tiivistelmä: Spatiaalinen malli männyn paksuimman oksan lä pimitalle. Silva Fennica 26(4): 219-230. Pystykarsintaohjeet. 1982. Suomen sahanomistajayhdistys. Mikkeli. 32 s. Päivinen, R. 1980. Puiden läpimittajakauman estimointi ja siihen perustuva puustotunnus ten laskenta. Summary: On the estimation of the stem-diameter distribution and stand characteristics. Folia Forestalia 442. 28 s. Räsänen, P.K., Pohtila, E., Laitinen, E., Peltonen, A. & Rautiainen, O. 1985. Metsien uu distaminen kuuden eteläisimmän piirimetsälautakunnan alueella. Vuosien 1978-1979 inventointitulokset. Summary: Forest regeneration in the six southernmost forestry board districts of Finland. Results from the inventories in 1978-1979. Folia Forestalia 637. 30 s. Saarenmaa, L. 1992. Induktiivinen oppiminen metsänviljelyn tietokannan tulkinnassa. Metsähallituksen metsänhoitotöiden kirjanpitoaineistoon perustuva tutkimus. Helsingin yliopisto, metsäekologian laitoksen julkaisuja 3. 144 s. + liites. Saksa, T. 1992. Männyn istutustaimikoiden kehitys muokatuilla uudistusaloilla. Abstract: Development of Scots pine plantations in prepared reforestation areas. Helsingin yli opisto, metsäekologian laitos. Väitöskirja. 48 s. + 4 osajulk. & Lyly, O. 1984. Istutustiheyden vaikutus nuoren männikön kehitykseen kuivalla kankaalla. Abstract: The effect of stocking density on the development of young Scots pine stands on a dry heath. Folia Forestalia 583. 12 s. Salminen, H., Saarenmaa, H., Perttunen, J„ Sievänen, R„ Väkevä, J. & Nikinmaa, E. 1994. Modelling trees using an object-oriented scheme. Mathemathical Computing and Modelling 20(8): 49-64. Saramäki, J. 1992. A growth and yield prediction model of Pinus kesiya (Royle ex Gordon) in Zambia. Tiivistelmä: Pinus kesiyan kasvun ja tuotoksen ennustemalli Sambiassa. Acta Forestalia Fennica 230. 68 s. Schmidt-Vogt, H. 1977. Keski-Euroopan metsänhoidon kehityssuuntia. Silva Fennica 11(1): 42-48. Sievänen, R. 1992. Construction and identification of models for tree and stand growth. Helsinki University of Technology. Automation technology laboratory. Series A: Research Reports No. 9. 52 s. 1993. A process-based model for the dimensional growth of even-aged stands. Scandinavian Journal of Forest Research 8(1): 28-48. Sir6n, G. 1956. Männyn taimistojen käsittelystä. Summary: The treatment of pine seedling stands. Metsätaloudellinen aikakauslehti 1: 5-12. Spellmann, H. & Nagel, J. 1992. 2. Auswertung des NELDER-Pflanzverbandsversuches mit Kiefer im Fostamt Walsrode. Summary: Evaluating the NELDER-spacing ex periment with scots pine in Walsrode. Allgemeine Forst- und Jagdzeitung 163(11 12): 221-229. Söderberg, U. 1986. Funktioner för skogliga produktionsprognoser Tillväxt och form höjd för enskilda träd av inhemska trädslag i Sverige. Summary: Functions for fore casting of timber yields Increment and form height for individual trees of native species in Sweden. Sveriges Lantbruksuniversitet, Avdelning för Skogsuppskattning och Skogsindelning. Rapporter - Skog 14. 251 s. Takala, P. 1975. Metsänviljely. Julkaisussa: Tapion taskukirja. Keskusmetsälautakunta Tapion julkaisuja. 17. uudistettu painos, s. 109-120. 1978. Metsänviljely. Julkaisussa: Tapion taskukirja. Keskusmetsälautakunta Tapion julkaisuja. 18. uudistettu painos, s. 124—136. Tamminen, P. 1991. Kangasmaan ravinnetunnusten ilmaiseminen ja viljavuuden alueelli nen vaihtelu Etelä-Suomessa. Summary: Expression of soil nutrient status and re gional variation in soil fertility of forested sites in southern Finland. Folia Forestalia 777. 40 s. 68 1993. Pituusboniteetin ennustaminen kasvupaikan ominaisuuksien avulla Etelä-Suo men kangasmailla. Summary: Estimation of site index for Scots pine and Norway spruce stands in South Finland using site properties. Folia Forestalia 819. 26 s. Tapion taskukiija 1922. Käsikiija metsänomistajille ja metsänhoitomiehille. Metsänvilje lys. Suomen Metsänhoitoyhdistys Tapio. 5. painos, s. 94-95. 1926. Metsänviljelys. Suomen Metsänhoitoyhdistys Tapio. 6. painos, s. 58-62. Tegnhammar, L. 1992. Om skattning av ständortsindex för gran. Summary: On the esti mation of site index for Norway spruce. Sveriges Lantbruksuniversitet, Institutionen för Skogstaxering. Rapporter - Skog 53. 259 s. Thernström, P.-O. 1982. Nägra resultat frän sex röjningsförsök med röjning i tallungskog vid olika beständsälder. Sveriges Lantbruksuniversitet, Institutionen för Skogspro duktion. Examenarbete 3. 69 s. Thren, M. 1985. Erste Erbegnisse eines Kiefernverbandsversuchs im Fbz. Karlsruhe- Hardt. Summary: First results of the Scots pine spacing trials in the Forest District Karlsruhe-Hardt. Allgemeine Forst- und Jagdzeitung 156(1-2): 24-37. Tiihonen, P. 1983. Männyn ja kuusen kasvun vaihtelu Suomen eteläisimmässä osassa val takunnan metsien 7. inventoinnin aineiston perusteella. Summary: Growth variation of pine and spruce in the southernmost part of Finland according to the 7th National Forest Inventory. Folia Forestalia 545. 8 s. Turkia, K. & Kellomäki, S. 1987. Kasvupaikan viljavuuden ja puuston tiheyden vaikutus nuorten mäntyjen oksien läpimittaan. Abstract: Influence of the site fertility and stand density on the diameter of branches in young Scots pine stands. Folia Forestalia 705. 16 s. Uusvaara, O. 1974. Wood quality in plantation grown Scots pine. Lyhennelmä: Puun laa dusta viljelymänniköissä. Communicationes Instituti Forestalls Fenniae 80(2). 105 s. 1981 a. Viljelymänniköiden puun tekninen laatu ja arvo. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 28. 47 s. 1981 b. Viljelymänniköistä saadun sahatavaran laatuja arvo. Summary: The quality and value of sawn goods obtained from plantation-grown Scots pine. Metsäntutki muslaitoksen tiedonantoja 27. 108 s. Valsta, L. 1993. Stand management optimization based on growth simulators. Metsäntut kimuslaitoksen tiedonantoja 453. 51 + 81 s. Varmola, M. 1988. A stand model for simulating the early development of Scots pine cultures in Finland. Julkaisussa: Ek, A.R., Shifley, S.R. & Burk, T.E. (toim.). Forest Growth Modelling and Prediction. U.S. Department of Agriculture, Forest Service. General Technical Report NC-120(2): 1006-1013. Vuokila, Y. 1965. Functions for variable density yield tables of pine based on temporary sample plots. Suomenkielinen lyhennelmä: Tilapäiskoealoihin perustuvat yhtälöt männyn kasvu- ja tuottotaulukoita varten. Communicationes Instituti Forestalls Fenniae 60(4): 1-86. 1971. Harvennusmallit luontaisesti syntyneille männiköille ja kuusikoille. Summary: Thinning models for natural pine and spruce stands in Finland. Folia Forestalia 99. 18 s. 1972. Taimiston käsittely puuntuotannolliselta kannalta. Summary: Treatment of seedling stands from the viewpoint of production. Folia Forestalia 141. 36 s. 1976. Ensiharvennuskertymä. Summary: Yield from the first thinning. Folia Forestalia 264. 14 s. 1980. Metsänkasvatuksen perusteet ja menetelmät. WSOY, Porvoo. 256 s. 1982. Metsien teknisen laadun kehittäminen. Summary: The improvement of techni cal quality of forests. Folia Forestalia 523. 55 s. 1986. Puuntuotoksen tutkimussuunnan kestokokeiden periaatteita ja suunnitelmia. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 239. 229 s. 69 & Väliaho, H. 1980. Viljeltyjen havumetsiköiden kasvatusmallit. Summary: Growth and yield models for conifer cultures in Finland. Communicationes Instituti Forestalls Fenniae 99(2). 271 s. Väisänen, H., Kellomäki, S., Oker-Blom, P. & Valtonen, E. 1989. Structural development of Pinus sylvestris stands with varying initial density: a preliminary model for quality of sawn timber as affected by silvicultural measures. Scandinavian Journal of Forest Research 4(2):223-238. Yrjönen, K. 1980. Otantamenetelmän ja otoksen koon vaikutus taimistokokeiden mittauk sen luotettavuuteen. Helsingin yliopisto, metsänarvioimistieteen laitos. Metsänarvi oimistieteen laudaturtyö. 30 s. Zajaczkowski, J., Lech, A. & Kopryk, W. 1989. Ein NELDER-Pflanzenverbandsversuch mit Kiefer (Pinus sylvestris L.) in Siidostpolen. Summary: A NELDER-desing Scots Pine (Pinus sylvestris L.) spacing experiment in South-East Poland. Allgemeine Forst- und Jagdzeitung 160(9-10):205-209. 70 Liite - Käytetyt lyhenteet Asema puun rinnankorkeusläpimitan ja metsikön keskiläpimitan suhde d puun rinnankorkeusläpimitta, cm D metsikön keskiläpimitta, cm D g metsikön pohjapinta-alalla painotettu keskiläpimitta, cm D gM metsikön pohjapinta-alamediaanipuun läpimitta, cm Ddom metsikön valtaläpimitta, hehtaaria kohden sadan paksuimman puun keskiläpimitta, cm d t puun paksuin elävä oksa tyvitukin (neljä metriä) alueella, mm dtDgM pohjapinta-alamediaanipuun paksuin elävä oksa tyvitukin (neljä metriä) alueella, mm dtDdom valtaläpimittaa vastaavan puun paksuin elävä oksa tyvitukin (neljä metriä) alueella, mm G metsikön kuorellinen pohjapinta-ala, m 2/ha h puun pituus, m metsikön valtapituus, hehtaaria kohden sadan paksuimman puun keskipituus, m Hdom(h) metsikön valtapituus, kun taimikko harvennettiin, m = 0 harventamattomissa istutustaimikoissa H gM läpimittaa D gM vastaava pituus, m H lOO pituusboniteetti, valtapituus sadan vuoden iällä I Hd0m(2,5) valtapituuden viiden vuoden kasvu alkaen 2,5 metrin yläpuolella olevasta seuraavasta oksakiehkurasta, dm Kieh n puun elävien oksakiehkuroiden lukumäärä Kellomäen ym. (1992) mallilla ln(x) luonnollinen logaritmi x:stä Maa maan hienolajitteiden osuus, % n havaintojen lukumäärä N metsikön runkoluku mukaan lukien alle 1,3 metriä pitkät taimet, kpl/ha N eh kylvötaimikon runkoluku ennen harvennusta mukaan lukien alle 1,3 metriä pitkät taimet, kpl/ha R 2 mallin selitysaste s havaintojen keskihajonta s e% mallin suhteellinen keskivirhe, %, Sf mallin jäännöshajonta s m selitettävän muuttujan alkuperäinen keskihajonta Typpi neulasten typpipitoisuus, % y muuttujan mitattu arvo y muuttujan mallilla estimoitu arvo X (y-y) systemaattinen virhe absoluuttisena £ (y-y) y systemaattinen virhe suhteellisena 100- logaritmimalleissa ioO- J 1(f) 2 muissa 100- \ V n-1 I FOLIA FOREST ALI A 451 Metsäntutkimuslaitos. Institutum Fores tale Fenniae. Helsinki 1980 Martti Varmola MÄNNYN ISTUTUSTAIMISTOJEN ULKOINEN LAATU The external quality of pine plantations 2 ODC 232.43:53:174.7 Pinus sylvestris VARMOLA, M. 1980. Männyn istutustaimistojen ulkoinen laatu. Summary: The external quality of pine plantations. Folia For. 451:1—21. Tutkimuksessa selvitettiin 467 eri puolilla Suomea sijainneen tilapäiskoealan avulla nuorten istutusmänniköiden ulkoista laatua. Kasvatustiheys havaittiin tärkeimmäksi laatuun vaikuttavaksi tekijäksi. Tiheyden lisääntyminen paransi puiden runkomuotoa ja ohensi oksia. Tiheys vähentyi kasvupaikan karuuntues sa. Siten kaikkein heikoin laatu oli VT:n männiköissä. Tulevien viljelymän niköiden laatua esitetään parannettavaksi viljelytiheyttä kasvattamalla, käyttä mällä luontaisesti syntyneitä taimia täydentäjinä ja suosimalla kylvöä. Nykyisten istutustaimistojen laatua voidaan kohottaa karsimalla. Tällöinkin on käytettävä pääasiassa kaksivaiheista karsintaa. The external quality of young pine plantations is examined with the aid of 467 temporary sample plots from different parts of Finland. The density of the stand is noted to be the most important factor affecting quality. Increasing the density improves the stem form and makes branches thinner. The den sity decreases when the forest site becomes poorer. Thus the quality is lowest on the Vaccinium site type. It is suggested that the quality of future pine cultivations could be improved by increasing the density, using naturally regenerated plants and by sowing. The quality of today's pine plantations can be improved by pruning, in most cases in two stages. ISBN 951-40-0475-2 ISSN 0015-5543 3 SISÄLLYS 1. JOHDANTO 4 2. TUTKIMUSAINEISTO JA SEN ESIKÄSITTELY 5 21. Otantamenetelmä 5 22. Maastomittaukset 5 23. Aineiston määrä 6 24. Aineiston esikäsittely 7 3. PUIDEN LAATU 8 31. Runkomuoto 8 32. Oksikkuus 10 321. Yleistä 10 322. Paksuin tuore oksa 10 323. Paksuin kuiva oksa 11 324. Poikaoksat 12 325. Oksakulma 12 326. Oksien lukumäärä oksakiehkurassa 13 33. Latvuksen ominaisuudet 13 331. Latvuksen leveys 13 332. Latvussuhde 13 333. Paksuimpien oksien sijainti 14 34. Kuori 15 35. Tekninen laatu ja latvuksen muoto 15 36. Tuhoalttius 16 4. ISTUTUSMÄNNIKÖIDEN LAADUN KEHITTÄMISMAHDOLLISUUDET 16 5. TIIVISTELMÄ 19 KIRJALLISUUS 20 SUMMARY 21 4 1. JOHDANTO Intensiiviseen metsätalouteen kuuluu olen naisena osana metsän uudistaminen viljellen. Metsänviljelyllä katsotaan olevan monia etuja verrattuna luontaiseen uudistamiseen. Viljelymetsät tuottavat järeää puuta luontai sesti syntyneitä enemmän. Syitä tähän ovat rodullisesti parantunut taimimateriaali ja kasvatustiheyden säätely taimivaiheesta al kaen siten, että puuston järeytyminen on no peaa ja tehokasta. Avohakkuu sallii vanhan puuston täyskoneellisen korjuun, ja uuden metsikön perustaminen on nopeampaa kuin luontaisessa uudistamisessa. Metsänviljelyn etuihin kuuluu myös puulajin valinnan va paus. Uudistettavalle alueelle voidaan valita sopivin puulaji välittämättä siellä aikaisem min kasvaneesta puulajista. Keski-Euroopassa metsänviljely on jo kauan ollut vakiintunut ja pääasiallinen uudistamismenetelmä. Suomessa metsänvil jelyalat olivat vuosisadan alkupuolella varsin vaatimattomia. Cajanderin (1932) mukaan vuosina 1923—30 kylvettiin 3000— 13700 ha vuosittain, enimmäkseen mäntyä. Valtakunnan metsien II inventoinnin mu kaan vuosina 1927—36 uudistettiin silloisen Suomen alueella vuosittain keinollisesti kes kimäärin 16000 ha (Ilvessalo 1943, s. 186). Vielä 1950-luvulla vuotuinen viljely ala oli pitkään alle 50000 ha. Männyn kylvö oli pääasiallinen viljelymenetelmä. Viljelyalat nousivat jyrkästi 1960-luvulla ja olivat suurimmillaan yli 140000 ha vuo dessa. Nykyisin vuotuinen viljelyala on 110000—130000 ha. Vielä 1960-luvun alku puolella männyn kylvö oli yleisin viljely menetelmä. Nykyisin suurin osa keinollises ta uudistamisesta tehdään mäntyä istuttaen (Uusitalo 1979). Vuosina 1950—77 on maassamme uudis tettu metsää viljellen 2,6 milj. ha, josta männyn istutuksen osuus on n. 1,0 milj. ha eli n. 5 % metsämaan pinta-alasta. Vaikka keinollinen uudistaminen onkin lisääntynyt runsaasti viime vuosikymmeni nä, luontainen uudistaminen on kuitenkin hallitseva. Kuuselan (1972, s. 84) mukaan 1960-luvulla syntyi vuosittain uusia metsiköitä 300000—350000 ha, josta mää rästä viljelyn osuus oli enintään 40 %. Metsänviljelyllä on monien etujen lisäksi myös haittoja. Metsikön alkutiheys on har va. Nykyisin suositellaan istutettavaksi män tyä, kuusta ja lehtikuusta 2000 kpl/ha ja rauduskoivua 1600 kpl/ha (Takala 1978). Pohjois-Suomessa viljelytiheys on usein tätäkin harvempi. Kun heinittyminen, vesottuminen, erilaiset eläimet ja sienitau dit tappavat tai vaurioittavat taimia, saat taa kehityskelpoisten taimien määrä vähen tyä jyrkästikin. Leikolan ym. (1977) mukaan Lounais-Suomen vuosina 1959—61 viljellyissä männiköissä oli vuonna 1975 keskimäärin vain 800—900 viljelytainta heh taarilla viljelytiheyden oltua n. 2700 kpl/ha. Samansuuntaisia tuloksia ovat esittäneet Rautiainen ja Räsänen (1980) Itä-Savon alueelta. Alkuperäisistä viljelytai mista arvioitiin kasvatuskelpoisiksi män nyn viljelyaloilla 48—54 %. Luontainen taimiaines todettiin merkittäväksi taimisto jen tiheyden lisääjäksi. Jos viljelytaimistoa joudutaan täydentämään, lisääntyvät kus tannukset melkoisesti. Virkkusen (1969, s. 288) mukaan täydennysviljelyn hehtaarikustannukset ovat 20—30 % ensim mäisen viljelyn kustannuksia suuremmat. Metsänviljely tuottaa taimistonhoidon myötä yksi-ilmeisen metsän. Tällaisessa monokulttuurissa tuhoriski on suurempi kuin luontaisesti syntyneessä, usein epä tasaisessa ja lehtipuusekoitteisessa metsässä. Istutusmänniköiden yleistyessä on alettu kiinnittää huomiota niiden ulkoiseen laa tuun. Männiköt näyttävät oksaisilta, latvuk set pensasmaisilta ja rungot tyvekkäiltä. On esitetty huolestuminen siitä, saadaanko tulevaisuuden metsistä enää korkealuokkais ta sahapuuta. Nyt päätehakkuuiässä olevat metsiköt ovat syntyneet luontaisesti ja kas vaneet tai kasvatettu "kiduttaen", ylitiheinä ja lievin harvennuksin käsiteltyinä. Tulok sena on sahapuuta, josta Suomi on maail malla tunnettu. 5 Tämän tutkimuksen tarkoituksena on sel vittää nykyisten nuorten istutusmänniköi den kunto ulkoisten laatutekijöiden osalta. Tavoitteet voidaan kiteyttää seuraaviin ky symyksiin: 1. Millaiset ovat istutettujen mäntyjen ulkoiset laadulliset ominaisuudet nuorella iällä? 2. Mitkä tekijät vaikuttavat laadullisiin ominai suuksiin? 3. Mitkä ovat ulkoisen laadun parantamiskeinot? Tutkimusaiheen sain esimieheltäni professori Yrjö Vuokilalta. Kenttätöiden suunnitteluun osal listui metsänhoitaja Marja Ojanen, joka myös huolehti maastomittauksista yhdessä metsäteknikko Kari Alatalon kanssa. Käsikirjoituksen ovat lu keneet professori Vuokilan lisäksi professori Kullervo Kuusela, dosentti Pekka Kilkki, maat.-metsät, lisensiaatti Kari Mielikäinen ja metsänhoitaja Ojanen. Englannin kielen on tarkistanut B. Sc. Asley Sel b y. Kuvat on piirtä nyt laskuapulainen Hannele Alhola. Heille kaikil le esitän parhaat kiitokseni. 2. TUTKIMUSAINEISTO JA SEN ESIKÄSITTELY 21. Otantamenetelmä Tutkimusaineisto kerättiin piirimetsälautakunnittain. Jokaisesta piirimetsälautakunnasta arvottiin yksi met sänhoitoyhdistys, jonka alueelta valittiin viisi koe metsikköä. Koemetsiköt valittiin alustavasti piirimet sälautakuntien ilmoittamista metsänviljelykohteista. Ne olivat yksityismetsälain 2 §:n mukaisia ns. loppuun saatettuja metsänviljelyaloja. Uudistamisen takaraja vaihteli Etelä-Suomesta Pohjois-Suomeen vuodesta 1965 vuoteen 1960. Metsikön valtapituuden tuli olla yli 5 m. Lopullisesti kohteet hyväksyttiin maasto tarkastuksen perusteella. Maastotarkastuksissa jouduttiin osa alustavasti va lituista kohteista hylkäämään. Syinä olivat kuusen is tutus männyn sijaan, metsikön uudistaminen luontai sesti, männyntaimiston tukehtuminen lehtipuun alle ja taimistoissa tapahtuneet hirvi- ja myyrätuhot. Koh teita täydennettiin tarvittaessa metsänhoidon- tai metsätalousneuvojilta saatujen tietojen perusteella. Milloin yhden metsänhoitoyhdistyksen alueelta ei löy tynyt riittävää määrää hyväksyttäviä taimistoja, va littiin koemetsiköiksi joko naapuriyhdistyksen tai met säteollisuusyhtiöiden taimistoja. Jonkin verran jou duttiin hyväksymään myös kylvötaimistoja koemetsi köiksi vanhojen istutusalojen puuttuessa. Edustavuuden kannalta systemaattinen otanta olisi ollut paras tapa. Kustannukset ja ajankäytön opti mointi pakottivat kuitenkin otannan ryhmittelyyn. Ja kamalla aineisto tasaisesti piirimetsälautakunnittain saatiin aineisto koko maan kattavaksi. Koska epä onnistuneet, kehityskelvottomat taimistot hylättiin maastotarkastuksessa, aineisto ei sovi metsänistutusten onnistumisen arviointiin. Sen sijaan aineisto antaa objektiivisen kuvan kehityskelpoisten, jo vakiintunei den, ensiharvennusta lähestyvien istutusmänniköiden tilasta. Metsikössä otosyksikkönä oli vaihteleva-alainen koe ala, jonka keskipisteenä oli keskuspuu. Koealat si joitettiin metsikkökuvion pisimmälle halkaisijalle siten, että ensimmäinen koeala tuli 5 m:n päähän kuvion reunasta. Muut koealat sijoitettiin tasavälein halkaisi jalle. Puut luokiteltiin silmävaraisesti seuraavasti: 1. puu, joka tulee todennäköisesti säilymään pää tehakicuuseen asti 500 kpl/ha) 2. muu kehityskelpoinen puu (1 + 2= 1500 kpl/ha) 3. kehityskelvoton puu eli ensimmäisessä harven nuksessa poistettava. Keskuspuuksi hyväksyttiin mittauslinjalla olevaa pis tettä lähinnä oleva, puuluokkaan 1 tai 2 kuuluva puu. Koealoja mitattiin kustakin metsiköstä s—lo.5 —10. 22. Maastomittaukset Koemetsiköistä selvitettiin normaalit metsikkötie dot. Erityistä huomiota kiinnitettiin aiempien taimis tonhoitotöiden selvittämiseen. Metsikössä mittauksen kohteena oli keskuspuun (A-puu) ja naapuripuiden (B-puut) muodostama vaih televa-alainen koeala. Naapuripuiksi luettiin ne enin tään viisi puuta, joilla katsottiin olevan vaikutusta keskuspuun kehitykseen. Puista mitattiin seuraavat tunnukset: keskuspuu (A-puu), (A-tree) läpimitat ristikkäin mitattuina: d, d 01h , d lh , d sh , mm 2 x kuori rinnantasalta, mm vihreä latvus: alaraja, dm suurin leveys, dm pituus, dm pituuskasvut: 5 viimeistä vuotta vuosittain, sitä ennen 5-vuotiskausittain rinnantasalle asti, cm oksat erikseen väleiltä o—l0 —1 m, I—2 m, 2—3 m, 3—4 m (3—4 m, jos puun pituus >5,5 m) paksuin tuore oksa: läpimitta, mm korkeus maasta, cm oksakulma, 1/360° oksien lukumäärä kiehkurassa paksuin kuiva oksa: läpimitta, mm korkeus maasta, cm poikaoksa: läpimitta, mm korkeus maasta, cm tuore/kuiva rinnankorkeusikä, v puun asema tekninen laatu latvuksen muoto tuhojen ilmeneminen ja aiheuttaja maanpinnan kaltevuus ja suunta kairaus ytimeen yhdeltä puolelta rinnantasalla 6 naapuripuu (B-puu), (B-tree) etäisyys keskuspuusta, dm suunta keskuspuusta, 1/360° d ristikkäin mitattuna, mm pituus, cm oksamittaukset paksuin tuore oksa: läpimitta, mm korkeus maasta, cm oksien lukumäärä kiehkurassa paksuin kuiva oksa: läpimitta, mm korkeus puun asema tekninen laatu latvuksen muoto tuhojen ilmeneminen ja aiheuttaja Jotta keskuspuun kasvuympäristö saataisiin mahdol lisimman tarkasti kuvatuksi, mitattiin 3 m:n säteellä keskuspuu keskipisteenä kaikkien 4,5 cm:ä paksumpien puiden läpimitat 1 cm:n tasaavaa luokitusta käyttäen. Lisäksi selvitettiin puulajisuhteet. Kuvassa 1 on esitetty ne mittaustavat, joita käyttäen on määritelty oksan läpimitta, oksakulma ja oksan korkeus maasta. Kullakin koealalla arvioitiin puuston pituusboni teetti Hägglundin (1976, s. 25) esittelemän me netelmän mukaan. Menetelmä soveltunee myös Suo meen ainakin boniteettieroja kuvaamaan. Pituusboniteetin määrittämistä varten mitattiin kah den rinnankorkeudeltaan paksuimman, keskuspuusta enintään 9 m:n päässä olevan, ilman tuhoja kasvaneen puun viiden vuoden pituuskasvu. Pituuskasvu mitat tiin alkaen 2,5 m:n yläpuolella olevasta ensimmäises tä oksakiehkurasta. Kuva 1. Oksatunnusten mittausten periaatteet (a = oksan läpimitta, a = oksakulma, h = oksan kor keus maasta). Figure 1. The principles of branch measurements (a = branch diameter, a = branch angle, h = height of the branch above the ground level). Kuva 2. Aineiston maantieteellinen jakaantuminen. Figure 2. The geographical distribution of the material. 23. Aineiston määrä Tutkimusaineiston maantieteellinen jakaantuminen on esitetty kuvassa 2. Metsiköt, koealat ja koepuut jakaantuivat metsätyypeittään seuraavasti: Metsiköistä oli istutettuja 80 ja kylvettyjä 6. Metsi köistä oli yksityismailla 64, yhtiöiden mailla 12 sekä kuntien, seurakuntien ja yhteisöjen mailla 10. Metsi köiden ikä vaihteli 10—27 vuoteen keskiarvon ollessa 20 vuotta. Puiden rinnankorkeusläpimittojen vaihteluväli oli 2,7—20,5 cm keskiarvon ollessa 9,6 cm ja pituuksien 1,9—13,0 m, keskiarvona 6,2 m. Metsätyyppi Forest site type (cf. C a - jander 1909) Metsiköitä Number of stands Koealoja Sample plots (A-puut) (A-trees) Naapuripuita Neighbour trees (B-puut) (B-trees) OMT 9 45 144 MT 36 191 525 VT 41 231 602 Yht. 86 467 1271 In all 7 Taulukko 1. Koealojen jakaantuminen tiheysluokkiin mäntyjen osalta. Table 1. The distribution of sample plots with pine in different density classes. 24. Aineiston esikäsittely Keskuspuiden tilavuudet estimoitiin runkokäyrillä. Runkokäyrät laskettiin simultaaniseen moniyhtälömal liin perustuvalla laskentasysteemillä, joka on ensi kerran esitetty Kilkin ym. (1978) julkaisussa. Menetelmää on kehitetty edelleen (Kilkki ja Va r m o 1 a 1979). Nyt käytetty menetelmä perustuu vielä julkaisemattomaan, edelleen kehitettyyn systee miin. Mitattuina tunnuksina olivat osakorkeusläpi mitat d 01h, d ja dsh sekä d, hja latvussuhde. Yksinkertaisin tunnus puuston tiheyden ilmaisemi seen on runkoluku (kpl/ha). Harhattoman estimaatin saaminen runkoluvulle ei ole kuitenkaan mahdollista, kun käytetään tämän tutkimuksen kaltaisia koealoja (ks. Cox 1971). Valitsemalla puu koelan keskipis teeksi on jo valittu keskimääräistä tiheämpi metsikön kohta koealan paikaksi. Koealakohtainen tiheys voitiin tässä tutkimuksessa ilmaista luotettavimmin puiden lukumääränä kiinteän 3 m:n säteen omaavalla koealalla. Kun yksi puu vastaa 354 puuta hehtaarilla, puiden lukumäärä hehtaaria kohden saadaan seuraavan asetelman avulla: Taulukossa 1 on esitetty aineiston jakaantuminen eri tiheysluokkiin mäntyjen osalta. Koivua esiintyi 104 koealalla ja kuusta 98 koealalla. Kun mäntyjen keskimääräinen tiheys koealoilla oli 4,4, oli se kai killa puilla 5,2. Tuonnempana tiheydellä tarkoitetaan mäntyjen lukumäärää koealalla. A-puut mitattiin tarkemmin kuin B-puut (ks. s. 5). Määrättyjä analyysejä voitiin näin ollen tehdä vain näistä tarkimmin mitatuista keskuspuista. A-puiden ja B-puiden yhteensopivuus selvitettiin t-testillä, jossa vertailtiin läpimittaluokittain pituuksien ja oksan pak suuksien keskiarvojen eroja. Vain läpimittaluokassa 9 cm erot osoittautuivat merkitseviksi. Tämä johtuu osittain havaintojen run saudesta (A-puut 166, B-puut 310), jolloin pienetkin erot keskiarvoissa aiheuttavat helposti merkitseviä eroja. Kaiken kaikkiaan A- ja B-puut eivät eroa mer kitsevästi toisistaan tärkeimpien laatua kuvaavien tunnusten suhteen. Koealoille laskettiin kasvupaikkaindeksi Hägglundin bonitointimenetelmän avulla (ks. s. 6). Metsätyy peittäiset indeksin keskiarvot ja hajonnat olivat seu raavat: OMT:n ja MT:n metsiköiden boniteetti-indeksien ero on pieni. Tämä voi olla osoitus siitä, että OMT:llä mäntyä on istutettu pääasiassa metsätyypin karummalle osalle. Toisena syynä on OMT:n metsiköiden pieni määrä. Havaintoja on vain 9 metsiköstä. Metsä- tyyppi Forest site type l 2 3 Tiheysluokka, mäntyjä/koeala Density class, number of pines per plot 4 5 6 7 8 9 10 11 Koealojen lukumäärä — Number of sample plots 12 13 Yht. koealoja In all Keskim. mäntyjä/koeala Average, pines per plot OMT 3 4 9 11 9 2 5 1 1 45 6,3 MT 5 21 24 40 36 31 16 9 6 3 191 4,8 VT 14 43 49 49 36 25 14 1 231 3,8 Yht. 19 64 76 93 81 67 39 11 11 5 1 467 4,4 In all Puiden lukumäärä Number of trees koealalla hehtaarilla on the sample plot per hectare l < 350 2 350— 710 3 710—1060 4 1060—1410 5 1410—1770 6 1770—2120 7 2120—2480 8 2480—2830 9 2830—3180 10 3180—3540 11 3540—3890 12 3890—4240 13 4240—4600 Metsätyyppi Kasvupaikkaindeksi H 100 x s OMT 26,8 1,4 MT 25,5 2,3 VT 21,2 2,1 keskim. 24,4 2,5 8 3. PUIDEN LAATU 31. Runkomuoto Runkomuotoa kuvataan joko graafisesti, kapenemistaulukoilla tai matemaattisesti. Yksinkertaisia matemaattisia tapoja ovat muotoluvut, läpimittojen erot ja suhteet. Yleisimmin käytetyt muotoluvut ovat rin nankorkeusmuotoluku f ja normaalimuoto luku f ih. Läpimittojen eroista käytetyin on kapeneminen d-dg. Läpimittojen suhteista voidaan mainita esim. d_sh/d.ih j a d.sh/d. Lisäksi puhutaan puun tyvekkyydestä ja so lakkuudesta. Tyvekkyys on kansanomainen nimitys paksutyvisille puille. Mitään mate maattista määritelmää sille ei ole. Solak kuuden kuvaamiseen käytetään solakkuus astetta, puun pituuden ja rinnankorkeuslä pimitan suhdetta (Ilvessalo 1965, s. 78). Puiden runkomuotoerot voivat olla abso luuttisia tai suhteellisia. Absoluuttisista eroista kertoo esim. solakkuusaste. Puiden suhteellisia runkomuotoeroja tarkasteltaessa puut normeerataan. Tällöin jokaisen puun pituudeksi tulee 100. Jollekin suhteellisella korkeudella olevalle läpimitalle (tavallisesti djh tai d.2h) asetetaan arvo 100 ja muut osakorkeusläpimitat jaetaan tällä läpimital la. Näin normeerattujen puiden keskimää räinen muoto vaihtelee melko vähän, eikä se ole puun koosta riippuvainen (vrt. La a - sasenaho 1976, s. 71). Suhteellisia runkomuotoeroja selvitettiin A-puiden avulla. Kuvassa 3 on esitetty met sätyypin, tiheyden ja latvussuhteen vaikutus puun runkomuotoon. Metsätyyppikuvaan on piirretty myös Laasasenahon (1976) aineistosta läpimittaluokan 11 cm mäntyjen keskimääräinen runkokäyrä. Vertailtaessa istutusmäntyjä Laasasen ahon aineistoon (kuva 3A), jossa otosyk sikköinä olivat valtakunnan metsien inven toinnin koealat ja otanta tehtiin relaskoopin avulla, kiinnittyy huomio istutusmäntyjen tyvilaajentuman vähäisyyteen. Laasasen ahon aineistossa myös aivan pienimmillä puilla oli selvä tyvilaajentuma. Selityksenä lienee se, että istutusmännyt ovat läpimitta luokassaan huomattavan nuoria verrattuina saman läpimitan keskimääräisiin puihin. Ty vilaajentumaa ei ole vielä ennättänyt syntyä. Ylempänä rungossa erot ovat pienempiä kuin tyvellä. Kuva 3. Metsätyypeittäiset (3A), tiheysluokittaiset (3B) ja latvussuhdeluokittaiset (3C) runkokäyrät. Figure 3. The taper curves for different forest site types (3A), density classes (3B) and crown ratios (3C ). 9 Tyvilaajentuman puuttuminen vaikuttaa ennen muuta tilavuusestimaatteihin. Runko käyrällä saatiin keskimäärin 3,75 % pienem pi tilavuusestimaatti kuin Laasasenahon kuutioimisfunktiolla. Osan erosta selittää se, että runkokäyrällä kuutiointi aloitetaan 1 %:n korkeudelta, kun kuutioimisfunktiolla aloituskorkeus määräytyy erityisellä kanto funktiolla. Kuvasta 3 huomataan, että rungon suh teellinen muoto paranee metsätyypin paran tuessa, tiheyden lisääntyessä ja etenkin lat vussuhteen pienentyessä. Nämä tekijät ovat kuitenkin toisiinsa sidoksissa. Vaikutustapa lienee se, että tiheyden lisääntyessä latvus suhde pienenee, jolloin runkomuoto para nee. Koska tiheys lisääntyy metsätyypin pa rantuessa (vrt. taulukko 1), on metsätyypin vaikutus kuvassa 3A esitetyn kaltainen. Ku vasta 3C näkyy selvästi myös mekaanisen runkomuototeorian (Larson 1963) paikkansapitävyys. Puut, joilla latvussuhde on pienempi kuin 60 °7o, ovat hyvin voi makkaasti vahvistaneet välittömästi vihreän latvuksen alapuolista rungon osaa. Rungon absoluuttisista muotoeroista ker too yksinkertaisimmillaan solakkuusaste. Solakkuutta voidaan kuvata h:n ja d:n vä lisellä keskinäisellä riippuvuussuhteella. Puiden solakkuutta tarkasteltiin kaikkien mitattujen puiden avulla (A- ja B-puut). Kuvassa 4 on esitetty metsätyypin vaikutus solakkuuteen. Samassa kuvassa on myös Kuva 4. Puun pituus rinnankorkeusläpimitan funktiona metsätyypeittäin (A- ja B-puut) sekä Laasasen ah o n (1976) aineistossa (Y = istutusmäntyjen pi tuuskeskiarvot läpimittaluokittain). Figure 4. The height of trees as a function of the breast height diameter on different forest site types (A- and B-trees) and in Laasasenaho's (1976) material (Y = means of heights of planted pines in different dbh-classes). Kuva 5. Puun pituus rinnankorkeusläpimitan funktio na tiheysluokittain (A-puut). Figure 5. The height of trees as a function of the breast-height diameter in different density classes (A-trees). Laasasenahon aineiston mäntyjen pituus keskiarvot läpimittaluokissa 4—lB cm. Solakkuus paranee metsätyypin paran tuessa. Selitys löytyy jälleen ainakin osittain metsätyyppien välisistä tiheyseroista. Har vassa kasvaneet VT:n puut ovat vahvista neet tyveään voimakkaasti verrattuna esim. OMT:n mäntyihin. Myös kasvunopeudella lienee vaikutusta. Rehevällä kasvupaikalla puu kasvattaa pituutta niin paljon enemmän kuin karulla kasvupaikalla, että solakkuus muodostuu paremmaksi. Kuva 5 esittää mäntyjen tiheyden vaiku tuksen solakkuuteen A-puiden osalta. Vai kutus on sekä sännönmukainen että selvä. Esim. läpimittaluokassa 11 cm harvassa kasvanut puu (alle 1000 kpl/ha) on n. 1,6 m lyhyempi kuin tiheässä (yli 2100 kpl/ha) asennossa kasvanut puu. Pituudelle (yksikkö = m) laskettiin regres sioanalyysillä malli, jossa selittävinä muut tujina olivat d (cm), boniteetti-indeksi (BON) ja tiheys (TIH) eli mäntyjen luku määrä koealalla. Muuttujien välinen korre laatiomatriisi oli seuraava: h d d 2 TIH d ,638 d2 ,629 ,987 TIH ,343 —,048 —,057 BON ,449 ,191 ,182 ,384 10 Malli sai muodon: selitettävä muuttuja = h Mallista nähdään, että mäntyjen tiheys on erittäin vahva puun pituuteen vaikuttava te kijä. Toinen huomioonotettava seikka on, että boniteetin regressiokerroin on positiivi nen eli boniteetin parantuminen lisää pituut ta vielä senkin jälkeen, kun läpimitan ja tiheyden vaikutus pituuteen on eliminoitu. Istutusmäntyjen ja Laasasen ah o n (1976) aineiston puiden pituusero läpimittaluokassa 11 cm on jo n. 2m ja ero suurenee voimakkaasti läpimitan kasvaessa. Ensisijaisena syynä on todennäköisesti nuo ruusvaiheen kasvatustiheyksien suuret erot. On myös muistettava aineistojen erilaisuus. Istutusmännyt muodostavat kapean popu laation esim. iän ja kasvupaikan suhteen. Laasasenahon aineistossa ovat edustettui na kaikki männyn kasvupaikat, hyvin erilai set tiheydet, erilaiset syntytavat, ja ikävaih telu on suuri. Aineisto on kerätty relaskoop pikoealoilta, ja taimistoja on siinä ollut suhteellisen vähän. Istutus- ja kylvömäntyjen solakkuutta voitiin verrata käyttämällä Kilkin ja Varm o 1 a n (1979) tutkimuksen aineis toa. Kylvömänniköt olivat enimmäkseen ai kaisessa vaiheessa harvennettuja, mutta si sälsivät myös joitakin harventamattomia taimistoja. Koepuut oli valittu kasvatuskel poisista männyistä. Nämä kylvömännyt ovat aineiston pääosalla (d = 2—12 cm) n. 0,5 m pitempiä kuin tämän tutkimuksen istutusmännyt läpimittaluokittain tarkastel tuina. Solakkuuserot ovat siis pieniä. Tämä johtunee ensi sijassa kylvömänniköiden painottumisesta aikaisessa vaiheessa har vennettuihin. Tällaisten puiden kehittyminen ei suurestikaan poikkea harvassa kasvanei den istutusmäntyjen kehityksestä. Kaiken kaikkiaan istutusmäntyjen muoto on huomattavasti heikompi kuin keskimää räisten mäntyjen, mutta ero aikaisessa vai heessa harvennettujen kylvömänniköiden puihin on pieni. 32. Oksikkuus 321. Yleistä Oksikkuudella tarkoitetaan rungon ulkoi sia ja oksaisuudella rungon sisäisiä oksien ominaisuuksia. Tässä tutkimuksessa keskity tään oksikkuuden tarkasteluun. Oksien vaikutus puun laatuun riippuu ok satyypistä, oksan sijainnista ja suuruudesta, oksien määrästä ja oksakulmasta. Oksik kuuden kuvaajina käytetään esim.: paksuimman tuoreen tai kuivan oksan tyvi läpimittaa oksien keskiläpimittaa oksien lukumäärää oksakiehkurassa oksien lukumäärää tietyn pituisella osalla runkoa. Lisätietoa oksikkuuden vaikutuksesta puun laatuun antavat paksuimman oksan si jainti rungossa ja oksakulma. 322. Paksuin tuore oksa Paksuimman oksan läpimitta on ruotsa laisissa tutkimuksissa (Orver 1970, Persson 1976) havaittu luotettavaksi sahatavaran laadun tunnukseksi. Tällöin on kuitenkin ollut kyse päätehakkuuiässä ole vista puista. Tämän tutkimuksen aineisto on kerätty nuorista riukuvaiheen metsiköistä, jolloin tulevan tyvitukin alueella olevat oksat ovat vielä enimmäkseen eläviä ja edel leen kasvavia. Näin ollen oksikkuudesta saa daan tietää vain nykytilanne, mutta tietojen perusteella voidaan kyllä vetää johtopää töksiä tulevaisuudesta. Samasta syystä on erotettu toisistaan tuoreet ja kuivat oksat. Kuvissa 6 ja 7 on esitetty paksuimman tuoreen oksan läpimitta rinnankorkeusläpi mitan funktiona metsätyypeittäin (A- ja B puut) ja tiheysluokittain (A-puut). Kuvista nähdään ensinnäkin, että oksan läpimitan ja d:n välillä vallitsee suoraviivainen riippu vuus (R = 0,713). Saman asian on todennut mm. Uusvaara (1974, s. 39). Tiheys vaikuttaa oksan paksuuteen sel västi. Mitä harvempi on kasvatustiheys, sitä paksummat oksat puu kasvattaa. Pers sonin (1977) mukaan kasvava istutus väli aiheuttaa säännöllisesti oksien pak sunemisen. Tämä trendi on suoraviivaisesti nouseva. Metsätyypin vaikutus oksan paksuuteen on sidoksissa tiheyden vaikutukseen. Suori selittävä muuttuja kerroin t-arvo vakio —1,5354 —2,05 d 0,29666 2,49 d2 0,0043233 0,80 TIH 0,22383 8,85 BON 1,3372 6,68 R 2 = 0,5874 va = 462 11 Kuva 6. Paksuimman tuoreen oksan läpimitta rinnan korkeusläpimitan funktiona metsätyypeittäin (A- ja B-puut) (Y = oksaläpimittojen keskiarvot rinnankor keusläpimittaluokittain). Figure 6. The diameter of the thickest living branch as a function of the breast-height diameter on different forest site types (A- ja B-trees) (Y = means of branch diameters in different dbh-classes). tettujen regressioanalyysien tuloksena todet tiinkin, että boniteetilla ei ole merkittävää vaikutusta oksien paksuuteen. Puiden pystykarsinnassa paksuimman tuoreen oksan läpimitan rajana pidetään 30 mm:ä. Seuraavat luvut osoittavat sitä rinnankorkeusläpimitan rajaa, jolloin istu tusmännyssä paksuin tuore oksa on kasva nut 20 ja 30 mm:n paksuiseksi. Kuva 7. Paksuimman tuoreen oksan läpimitta rinnan korkeusläpimitan funktiona tiheysluokittain (A -puut). Figure 7. The diameter of the thickest living branch as a function of the breast-height diameter in different density classes (A-trees). A-puista mitattiin paksuimmat tuoreet oksat rungon eri osista (ks. s. 5). Ero pak suimman ja toiseksi paksuimman oksan välillä todettiin n. 4 mm:ksi, OMT:llä hieman vähemmäksi. Kultakin metriltä mi tattiin kuitenkin vain yksi oksa, joten todel lisuudessa em. ero saattaa olla pienempikin. 323. Paksuin kuiva oksa Kaikista puista mitattiin paksuin kuiva oksa ja sen korkeus maasta. Tutkimusmet siköt olivat kehitysvaiheessa, jossa taimiston sulkeutuminen oli joko tapahtunut tai par haillaan tapahtumassa. Tässä kehitysvai heessa vihreän latvuksen alaraja muuttuu melko nopeasti, ja uusia kuivia oksia il maantuu runsaasti. Kuva 8. Paksuimman kuivan oksan läpimitta rinnan korkeusläpimitan funktiona metsätyypeittäin (A -ja B-puut) (Y = oksaläpimittojen keskiarvot rinnan korkeusläpimittaluokittain). Figure 8. The diameter of the thickest dry branch as a function of the breast-height diameter_on different forest site types (A- and B-trees) (Y = means of branch diameters in different dbh-classes). Kuvassa 8 on esitetty paksuimman kuivan oksan läpimitta d:n funktiona metsätyypeit täin. Etenkin suurilla puilla paksuimmat kuivat oksat löytyvät OMT:ltä. OMT:n metsiköiden ollessa muita tiheämpiä niissä on jo tapahtunut vihreän latvuksen alarajan siirtymistä ylöspäin latvuksen sulkeutumisen myötä. Tämä on tuottanut uusia kuivia ok sia. MT:n ja VT:n metsiköt ovat nykyvai heessa melko sulkeutumattomia. Puut saa vat kasvaa suhteellisen vapaina, josta syystä vihreä latvus on pitkä. Paksuin tuore Metsätyyppi oksa, OMT MT VT mm d, cm 20 9 8 7 30 14 13 12 12 324. Poikaoksat Poikaoksalla tarkoitetaan voimakkaasti ylöspäin suuntautuvaa, yleensä ranganvaih don johdosta syntynyttä, muista oksista selvästi poikkeavaa tuoretta tai kuivaa ok saa. Poikaoksat huonontavat sahatavaran laatua voimakkaasti. Esim. laho poikaoksa aiheuttaa tukin putoamisen automaattisesti 111 laatuluokkaan. Heiskanen (1968) toteaa poikaoksan merkityksen sahatavaras sa riippuvan ensisijaisesti sen koosta. Poikaoksan läpimitta, sen korkeus maasta sekä oksan laatu (tuore/kuiva) mitattiin A-puista. Jos poikaoksia oli puussa useam pia, mitattiin suurin. Seuraava asetelma kuvaa poikaoksien esiintymistä mitatuissa puissa. Tuoreet ja kuivat poikaoksat on eritelty. Eniten poikaoksia on VT:llä; kahdessa puussa viidestä. MT:llä joka neljännessä ja OMT:llä joka viidennessä puussa on poika oksa. Määriä voidaan pitää suurina. Poika oksat tulevat säilymään rungossa pitkään ja ne osuvat juuri rungon arvokkaimpaan tyvitukkiosaan. Kuvassa 9 on esitetty poikaoksan läpimit ta d:n funktiona. Erikseen on esitetty tuo reiden ja kuivien poikaoksien läpimittojen keskiarvot. Tuoreet poikaoksat ovat huo mattavasti kuivia kookkaampia. Kuva 9. Tuoreen ja kuivan poikaoksan läpimitta rin nankorkeusläpimitan funktiona (A-puut). Figure 9. The diameter of the living and dry ramicorn as a function of the breast-height diameter (A-trees). 325. Oksakulma Oksakulmaa pidetään tärkeänä puuaineen laatuun vaikuttavana tekijänä. Esim. met sänjalostuksen tutkimustyössä käytetään ok sakulmaa hyväksi etsittäessä laadukkaita jälkeläistöjä. Mitä suurempi oksakulma on, sitä parempana puuta pidetään laadullisesti. Optimitapauksena pidetään 90° :n oksakul maa, jolloin oksan leikkauspinta sahatava rassa on mahdollisimman pieni, ideaalita pauksessa ympyrä. Mitä pienempi oksa kulma ts. mitä pystymmässä oksat kasvavat, sitä elliptisempi leikkauspinta on ja sitä huonompi on sahatavaran kestävyys. Tutkimuksessa mitattiin A-puiden pak suimmista tuoreista oksista oksakulma erik seen väleiltä o—l m, I—21 —2 m, 2—3 m, 3 —4 m. Näistä oksakulmista laskettiin puit taiset keskiarvot. Oksakulman riippuvuus puutunnuksista ja ympäristöstä on heikko. Persson (1977) toteaa heikon riippuvuussuhteen kas vatustiheyden ja oksakulman välillä, ja päät telee oksakulman olevan sitä pienempi, mitä väljempi on kasvatustiheys. Tässä aineistos sa ei ole havaittu tämän kaltaista trendiä. Metsätyypeittäin oksakulma vaihteli seuraa vasti: OMT:llä oksakulma on n. 5° suurempi kuin MT:llä ja VT:llä. Paksuimman tuo reen oksan oksakulma on säännönmukai sesti pienempi kuin puun keskimääräinen oksakulma. Tämä osoittaa osaltaan pak suimman oksan merkitystä laadun kuvaa jana. Keskimääräisistä oksakulmista on niukal ti tietoa tarjolla. Perssonin (1977) tutkimuksessa oksakulmien keskiarvot vaih telivat kokeittain 49°:sta 78°:een suurim man osan kokeista sijoittuessa 60°: n ja 64°: n välille. Lindqvistin (1980) tutkimuksessa, joka käsitti erään suomalai sen siemenviljelyksen kloonit, oksakulmien keskiarvot 4. oksakiehkurassa vaihtelivat välillä 62°—70°. Näiden tietojen perus teella näyttäisi keskimääräinen oksakulma Poikaoksan Metsätyyppi laatu OMT MT VT keskim. prosenttia puista tuore kuiva 2,2 17 S 16,2 29,4 7,9 8,7 21,4 Q 9 yht. ■SH 24,1 38,1 Hi Metsätyyppi Paksuin tuore oksa Puittainen keskiarvo oksakulma, astetta X s x s OMT 65,1 11,5 66,0 10,1 MT 55,7 11,4 60,1 9,7 VT 54,9 12,3 61,4 8,6 keskim. 56,1 12,2 61,2 9,8 13 olevan tässä tutkimuksessa samansuuruinen muihin tutkimuksiin verrattuna. 326. Oksien lukumäärä oksakiehkurassa Oksien paksuuden ja oksakulman lisäksi puuaineen laatuun vaikuttaa myös oksien lukumäärä, ilmaistuna joko oksakiehkuraa kohden tai määrätyn pituisella osalla run koa. Tutkimuksessa laskettiin oksien luku määrä paksuimman tuoreen oksan oksakieh kurassa kaikista puista. Oksien lukumäärä korreloi heikosti ympä ristötekijöiden kanssa. Boniteetin parantues sa ja tiheyden kasvaessa oksien lukumäärä kiehkurassa lisääntyy jonkin verran. Perssonin (1977) tutkimuksessa ha vaittiin selvä ero alkuperien välillä siten, että pohjoisimmissa alkuperissä oksia oli kiehkurassa eniten. Tässä tutkimuksessa ok sien lukumäärä taas hieman väheni pohjoi seen päin siirryttäessä. Oksien lukumäärä vaihteli yhdestä yhdek sään. Metsätyypeittäiset keskiarvot ja ha jonnat olivat: 33. Latvuksen ominaisuudet 331. Latvuksen leveys Huonolaatuinen puu kasvattaa leveän ja pitkän latvuksen. Leveä latvus merkitsee paksuja oksia. Pitkä latvus taas huonontaa runkomuotoa, kuten sivulla 9 on esitetty. A-puista mitattiin latvuksen suurin le veys. Se vaihteli 10 dm:stä 52 dm:iin. Met sätyypeittäiset keskiarvot ja hajonnat ovat: Latvuksen leveys korreloi voimakkaasti puun koon kanssa. Samaläpimittaisilla puil la ei havaittu systemaattisia eroja latvuksen leveydessä tiheyden kasvaessa. Metsätyypin parantuminen aiheuttaa lievää latvuksen le viämistä. Rehevällä kasvupaikalla puu siis pyrkii levittäytymään laajentamalla latvus taan. Luultavimmin latvuksen leveys ei istute tun puuston tässä kehitysvaiheessa kovin kaan paljoa riipu ympäristötekijöistä, vaan latvus kehittyy vapaasti leveten puun kas vaessa. 332. Latvussuhde Latvussuhteella tarkoitetaan vihreän lat vuksen suhdetta puun pituuteen. Tutkimuk sessa vihreän latvuksen alaraja mitattiin A-puista. Se mitattiin määrittelemällä alim man vihreän oksan korkeus maasta. Milloin yksinäinen vihreä oksa oli vähintään kahden kuivan oksakiehkuran erottama, ei tätä oksaa otettu huomioon. Latvussuhde vaikuttaa voimakkaasti run komuotoon. Mitä lyhyempi latvus on, sitä paremmaksi runkomuoto muodostuu (ks. s. 9). Tämä tutkimuksen tulos saa tukea mekaanisesta runkomuototeoriasta, jonka mukaan puun runko vahvistuu erityisesti tuulen vaikutuksia vastaan (Larson 1963). Latvussuhde pienenee luontaisesti puun kasvaessa ja vanhetessa. Tämän tutkimuk sen puissa korrelaatio pituuden suhteen oli suoraviivainen. Tiheys vaikuttaa latvussuh teeseen selvästi. Taimiston sulkeutumisvai heen jälkeen oksien kuoleminen ja vihreän latvuksen alarajan kohoaminen tapahtuvat nopeasti. Liian tiheässä asennossa on vaa rana latvusten kehittyminen tupsumaisiksi. Tällöin ei edes harventamisella voida vält tyä kasvutappioilta. Istutusmännyillä ei ole tätä vaaraa. Latvussuhde on suuri. Metsä tyypeittäin se vaihtelee seuraavasti: Erot metsätyyppien välillä johtuvat kui tenkin lähinnä tiheys- ja pituuseroista. Metsätyyppi Oksien lukumäärä, kpl X S OMT 5,6 1 ,0 MT 5,3 1 ,2 VT 4,5 1 ,5 keskim. 4,9 1 ,4 Metsätyyppi Latvuksen suurin leveys, dm "x s OMT 34,8 5,7 MT 32,2 6,5 VT 30,7 6,9 keskim. 31,7 6,9 Metsätyyppi Latvussuhde X S OMT 0,65 0,098 MT 0,78 0,105 VT 0,84 0,075 keskim. 0,80 0,107 14 Kuva 10. Mänty kasvattaa oksiaan voimakkaasti va paan kasvutilan suuntaan. Lapinjärvi. Figure 10. Pine grows its branches strongly toward the free growing space. Lapinjärvi. Kuva 11. Huonosta istutuksesta aiheutunut kallistu minen ja rungon mutkaisuus heikentävät tulevan tyvitukin laatua. Lapinjärvi. Figure 11. Tilting and crooked stem as a result of bad planting weaken the quality of butt log. Lapinjärvi. 333. Paksuimpien oksien sijainti Paksuimman tuoreen ja kuivan oksan lä pimittojen lisäksi mitattiin myös niiden kor keudet maasta. Nämä oksia koskevat tun nukset ovat tyypillisesti dynaamisia, muut tuvia. Paksuin tuore oksa muuttuu kuol tuaan usein paksuimmaksi kuivaksi oksaksi. Nämä oksien sijaintia kuvaavat tunnukset antavatkin käsityksen vain mittauksen aikai sesta tilanteesta. Kuvassa 12 on esitetty em. oksien korkeudet maasta d:n funktiona metsätyypeittäin A- ja B-puista. Samaan kuvaan on piirretty metsätyypeittäin vihreän latvuksen alaraja niistä A-puista, joissa on tuoreita oksia alle 4 m:n korkeudella. Paksuin kuiva oksa sijaitsee välittömästi vihreän latvuksen alapuolella tai jopa lat vuksen sisällä. Tämä kertoo juuri paksuim man kuivan oksan muuttumisesta ajan mu kana. Se, että kuivia oksia löytyy vihreän latvuksen sisältäkin, johtuu vihreän latvuk sen alarajan määritystavasta. Kun sen katso taan alkavan alimmasta elävästä oksasta (määritystapa s. 13) saattavat tässä kieh kurassa kaikki muut oksat olla jo kuolleita. Metsätyypeittäin tarkasteltuna paksuim man kuivan oksan korkeus maasta nousee kasvupaikan parantuessa. Tämä on luonnol linen seuraus eroista vihreän latvuksen ala rajassa. Paksuin tuore oksa sijaitsee vihreän lat vuksen alaosassa. Oksatunnusten mittausten rajoittaminen 4 m:iin maanpinnan yläpuo lelle ja 3 m:iin alle 5,5 m:n puilla on ai heuttanut sen että oksan korkeus ei suurilla puilla nousekaan puun koon kasvaessa, vaan jopa laskee hieman. Tällä mittauskorkeu den rajoittamisella haluttiin rajoittaa mit taukset tulevan tyvitukin osalle. Oksien kor 15 Kuva 12. Paksuimman tuoreen ( ) ja kuivan oksan korkeus maasta (A- ja B-puut) sekä vihreän latvuksen alaraja ( , A-puut) rinnan korkeusläpimitan funktiona. Figure 12. The height above the ground of the thickest living ( ) and dry (-■-■-■-) branch (A and B-trees) and the crown limit ( , A-trees) as a function of the breast-height diameter. keuden ja vihreän latvuksen alarajan keski näistä vertailua heikentää sekä em. mittaus korkeuden rajoittaminen että eri otosjou kot (oksan korkeus; A : ja B-puut, latvus; osa A-puista). 34. Kuori Vaikkakaan kuoren paksuus ei vaikuta suoranaisesti puuaineen laatuun, on sillä merkityksensä puuaineen saannon kannalta. Tutkimuksessa mitattiin kaksinkertainen kuoren paksuus rinnankorkeudelta rungon vastakkaisilta puolilta. Kuoren paksuuden riippuvuus rinnankor keusläpimitasta on melko lineaarista (R = 0,637). Tiheys ei vaikuta kuoren paksuu teen. Metsätyypeittäin on havaittavissa hie noista kuoren paksuuntumista siirryttäessä karummille kasvupaikoille. Erot eivät kui tenkaan ole suuria. Verrattaessa tätä ai neistoa Päivisen (1978) käyttämään valtakunnan metsien inventoinnin aineistoon keskimääräisissä kuoren paksuuksissa ei ha vaittu merkittäviä eroja läpimittaluokittain tarkasteltuna. Voidaan siis sanoa, että is tutusmännyt eivät eroa muista männyistä kuoren paksuuden osalta. 35. Tekninen laatu ja latvuksen muoto Kaikista puista mitattiin laatueroasteikkoa käyttäen puun yleinen ulkoinen laatu ja lat vuksen muoto. Tällaiset luokittelut ovat sub jektiivisia, eivätkä voi siten antaa tarkkaa kuvaa puiden ominaisuuksista. Esim. puun luokittelu mutkaiseksi on rajatapauksissa vaikeaa ja riippuu suuresti luokittelijasta. Seuraavassa asetelmassa on esitetty met sätyypeittäin oksikkaiksi, mutkaisiksi ja haaraisiksi luokiteltujen puiden osuudet mitatuista puista: Normaaleiksi luokiteltuja puita on n. 2/3 puista. Oksaisiksi on luokiteltu noin joka neljäs puu. Mutkaisia on 6—9 % puista. Karummilla kasvupaikoilla näyttäisi olevan teknisiä vikoja hieman runsaammin kuin paremmilla. Erilaisten latvusmuotojen osuudet mita tuista puista nähdään seuraavasta asetel masta: OMT:llä huomattavan suuren osan lat vuksista on katsottu olevan yhdeltä puolen puristuneita. Tämä tukee havaintoja tiheys eroista. VT:n männiköissä, joissa tiheys on pienin, on myös vähiten puristuneita lat vuksia. Pensastuneiksi ei latvuksia ole luo kiteltu lainkaan. OMT Metsätyyppi MT VT puiden osuus, "Vo keskim. normaali 69 64 60 63 oksikas 25 26 29 27 mutkainen 6 7 3 5 haarainen 1 3 2 oksikas ja mutkainen 2 4 3 oksikas ja haarainen 1 yht. 100 100 100 100 Latvuksen muoto Metsätyyppi OMT MT VT keskim. puiden osuus, °7o normaali 18 37 66 49 yhdeltä puolelta puristunut 68 49 29 41 useammalta puolelta puristunut 14 14 4 9 monilatva 1 1 yht. 100 100 100 100 16 36. Tuhoalttius Istutusmänniköt ovat tyypillisiä mono kulttuureja, yhden puulajin tasaikäisiä ja -kokoisia metsiköitä. Etenkin taimivaihees sa männiköitä uhkaavat monet tuhot. Mo nokulttuureissa tuhojen uskotaan olevan yleensä pahempia kuin sekametsiköissä, joissa sekapuulajit ja monipuolisempi pien eliöstö estävät taudinaiheuttajien leviämistä. Tutkimusmetsiköiksi kelpuutettiin vain hoidettuja, kehityskelpoisia metsiköitä. Esim. pahoja hirvituhoja ei sallittu. Metsi köissä esiintyy suhteellisen vähän sekapuuta. Vioittuneista puista pyrittiin määrittä mään sekä tuhon ilmenemismuoto että tu hon aiheuttaja. Tuhojen ilmenemistä kuvaa seuraava asetelma: Ilman tuhoja on selvinnyt OMT:llä vain joka kolmas puu, MT:llä ja VT:llä joka toi nen. Yleisin puuta kohdannut tuho on ran ganvaihto, johon luokkaan on yhdistetty myös poikaoksat. Vinotyvisyys ei sen sijaan ole ollut kovinkaan yleistä. Tulos noudat telee Hu u ri n (1976) kyselytutkimusta, jonka mukaan kallistumisilmiötä ja siitä joh tuvaa vinotyvisyyttä todettiin n. 30 kunnas sa sadasta. 25 kunnassa sadasta kallistu misilmiöitä oli vain joka kymmenennessä taimistossa ja viidessä sadasta ilmiö oli yleisempi. OMT:llä kiinnittyy huomio lie vien neulastuhojen runsauteen. Neulastuhot ovat todennäköisesti poikkeuksellisten sää olosuhteiden aiheuttama ohimenevä ilmiö kesällä 1979. Seuraavassa asetelmassa on esitetty tuho jen aiheuttajat: Tuhojen aiheuttaja on jäänyt monessa tapauksessa selvittämättä. Tuhot saattavat olla monta vuotta vanhoja, joten niiden analysointi on vaikeaa. Selvitetyt tuhonai heuttajat noudattelevat tuhojen ilmenemis muotoja. Männynkaristeet aiheuttavat neu lastuhoja, hirvi ja lumi ranganvaihtoja jne. Tuhojen määrää tarkasteltaessa on muis tettava aineiston valintamenetelmä. Pahasti tuhoutuneita metsiköitä ei hyväksytty lain kaan. Näin esim. hirvituhojen määrä on var masti aliarvioitu. 4. ISTUTUSMÄNNIKÖIDEN LAADUN KEHITTÄMISMAHDOLLISUUDET Edellä on tarkasteltu istutusmäntyjen tämänhetkistä laadullista tasoa. Puut ovat huonomuotoisia, oksat paksuja, poikaoksia on runsaasti ja tuhot ovat yleisiä. Tärkeim pinä syinä heikkoon laatuun voidaan pitää yhden puulajin harvana perustamiseen liitty viä riskejä ja siitä aiheutuvia tuhoja, al haista kasvatustiheyttä ja suurta kasvuno peutta. Heiskanen (1965) toteaa nuo ruusajan kehityksellä olevan ratkaiseva mer kitys puun oksaisuuden kehitykselle. No peasti kasvaneet puut ovat tulevaisuudessa tyvitukin laadun osalta hyvin heikkoja. Kas vunopeuden indikaattorina pidetään tällöin rinnankorkeudella tai tyvellä ytimen lähellä olevien lustojen leveyttä. Tähän kasvuno peuteen vaikuttavat sekä kasvupaikka että etenkin kasvatustiheys. Tuhojen ilmeneminen OMT Metsätyyppi MT VT puiden osuus, % keskim. ei tuhoja 35 43 52 47 ranganvaihto ja/ tai poikaoksa 40 37 35 36 neulastuho <50 % 15 6 2 5 kaksi latvaa 2 4 5 4 vinotyvisyys 6 2 3 muut 8 4 4' 5 yht. 100 100 100 100 Tuhon aiheuttaja OMT Metsätyyppi MT VT puiden osuus, °7o keskim. ei tuhoja 35 43 52 47 männyn karisteet 14 2 1 3 männynversoruoste 3 1 hirvi 2 5 3 3 lumi 2 11 7 huono istutus 1 6 2 4 selvittämätön 38 35 31 35 yht. 100 100 100 100 17 Kuva 13. Puun pituus ja paksuimman tuoreen oksan läpimitta eri tiheysluokissa rinnankorkeusläpimittaluo kittain (A-puut). Figure 13. The height of trees and the diameter of the thickest living branches in different density classes by breast height diameter classes (A-trees). Alhainen kasvatustiheys vaikuttaa runko muotoon sekä tyveä levittäen että suuren lat vussuhteen myötä myös latvaosan runko muotoa heikentäen. Oksien kasvaminen paksuiksi on myös suora seuraus harvasta asennosta. Latvuksen säilyessä pitkään vih reänä pysyvät oksat elävinä jatkaen kas vuaan. Kasvatustiheyden nostaminen vaikuttaa sekä oksien paksuuteen että puiden solak kuuteen. Kuvassa 13 on esitetty puun pituu den ja paksuimman tuoreen oksan läpimitta mäntyjen eri tiheysluokissa rinnankorkeuslä pimittaluokittain. Lisääntyneen tiheyden vaikutus em. tunnuksiin on suurin alhai silla tiheyksillä. On kuitenkin huomattava, että tiheyden lisääntyessä rinnankorkeuslä pimitta pienenee. Tällöin oksat kasvavat ohuempina, joten oksan paksuuden riippu vuus tiheydestä lienee suoraviivainen (vrt. Persson 1977), kun on kyse lähtöti lanteessa samanlaisista puista. Kasvatustiheyttä voidaan nostaa istutus määriä kohottamalla, käyttämällä hyväksi luontaisesti syntyneet taimet ja sallimalla tietty lehtipuusekoitus. Istutusmänniköt ovat hyvän huolenpidon kohteena, jopa niin hyvän, että täydentävä lehtipuuaineskin perataan yleensä pois. Leh tipuu pitääkin perata, milloin se jätettynä tukahduttaisi männyntaimiston alleen tai tyrehdyttäisi sen kehitystä. Mielikäi nen (1980) on todennut, että männyn tai miston ollessa n. 1 m:n pituista ei kannoista eikä etenkään siemenestä syntyvä lehtipuu aines enää pysty pituuskehityksessä ohitta maan haitallisesti männyntaimistoa. Lisäksi sopiva lehtipuusekoitus kohottaa metsikön tuotosta nuorella iällä jopa 25 °7o puhtaaseen männikköön verrattuna (Mielikäi nen 1980). Jakk i 1 a n ja Pohti -1 a n (1978) mukaan lehtipuun perkaus vai kuttaa voimakkaasti runkomuotoon tyveä levittäen. Tällä runkomuodon muutoksella on tuskin kuitenkaan ratkaisevaa vaikutus ta muodon lopulliselle kehittymiselle. Kasvatustiheyden nostaminen nykyisestä vaatii istutusmäärien huomattavaa kohotta mista. Jos oletetaan Rautiaisen ja Räsäsen (1980) tutkimustulosten mu kaan, että joka toisesta istutustaimesta tulee kasvatuskelpoinen ja joka viides taimi on luontaisesti syntynyt, pitäisi hehtaaria kohti istuttaa 3200 tainta, jotta päästäisiin tihey teen 2000 kpl/ha. Istutustiheyden nostaminen on lähinnä kustannuskysymys. Nykyiset uudistamiskus tannukset männyn istutusta käytettäessä 18 ovat 2000—2500 mk/hehtaari. Jos istutus määriä nostetaan esim. puolitoistakertaisik si nykyisiin verrattuina, merkitsisi se huo mattavaa kustannuslisää. Nyt tutkitut metsiköt on istutettu 1950- ja 1960-luvuilla. Tällöin taimet enimmäkseen saatiin ns. "osuuskauppasiemenestä", joka ei laadullisesti ollut parasta mahdollista. Metsänjalostuksella on omat mahdollisuu tensa viljelymateriaalin parantamiseen. Ja lostustyön päätavoitteet ovat kasvun, laa dun ja tuhonkestävyyden parantaminen. Tulokset ovat tähän mennessä näkyneet lä hinnä taimimateriaalin kasvun parantumi sena. Laadun parantaminen on ehkä osoit tautunut oletettua vaikeammaksi tehtäväksi. Nykyisten istutustaimistojen laadun pa rantamiseen ei ole oikeastaan muita mah dollisuuksia kuin pystykarsinta ja metsikön kasvattaminen myöhemmässä vaiheessa täystiheänä. Taimistojen ensiharvennusten jättäminen mahdollisimman myöhäiseen vai heeseen, jolloin latvussuhde pienenisi ja oksien paksuuntuminen vähenisi, jättäisi jäljelle paksut kuivat oksat juuri rungon arvokkaimmalle tyvitukin osalle. Vaarana olisi myös latvuksen liiallinen pienenty minen. Ensiharvennuskin muodostuisi on gelmalliseksi. Metsikön kasvattamisella mahdollisimman tiheänä myöhemmässä vai heessa ei päästäne istutusmänniköissä ko vinkaan hyvään laatuun johtuen juuri al haisesta lähtötiheydestä. Karsituista puista tulevaisuudessa saata van sahatavaran laatuun vaikuttavat ennen kaikkea karsittujen oksien paksuus ja puun koko karsintahetkellä. Mitä paksumpia oksat ovat, sitä pitemmän aikaa kestää kyl jestyminen. Oksan kyljestyminen vaihtelee suuresti kasvunopeuden mukaan. An derssonin (1967) mukaan aika suora syisen puun muodostumiseen karsinnan jäl keen on n. 18 vuotta, kun vuosiluston le veys on 4 mm, ja 40 vuotta, kun luston le veys on 1 mm, olettaen, että karsitut oksat ovat 25 mm:n vahvuisia kuoren alta ja puun rinnankorkeusläpimitta 8 cm. On suuri ero siinä, karsitaanko puut 10 vai 15 cm:n paksuisina. Rinnankorkeusläpi mittaa 15 cm pidetään yleisesti ehdotto mana ylärajana. Heiskasen ja Tai paleen (1963) mukaan 5 tuuman pak suisena karsituista puista ei vielä 8 tuuman vahvuisena saada parempaa sahatavaraa kuin karsimattomasta. Erinomaiseen sa haustulokseen päästään kuitenkin, jos 3 tuuman vahvuisena karsittu puu sahataan, kun rinnankorkeusläpimitta on 11 tuumaa. Tällöin lähes kaikki sahatavara on I-laatua. Karsimiseen soveltuvana ideaalipuuna voi daan pitää rinnankorkeudeltaan 10 cm pak sua, 9 m:ä pitkää puuta, jonka oksat ovat mahdollisimman ohuet ja latvussuhde enin tään 60 %. Karsiminen 5 m.-iin pienentää elävää latvusta vain neljänneksen, mikä ei Vuokilan (1968) mukaan vielä vaiku ta puun kasvuun. Tällaisia puita ei istutus männiköistä löydy kuin aniharvoja. Nämä rajat on siis hylättävä etsittäessä karsin taan soveltuvia puita. Rinnankorkeudelta 11 cm paksu istutus mänty on tutkimuksen mukaan keskimäärin 6,7 m pitkä. Sen paksuin tuore oksa on 28 mm, paksuin kuiva oksa 17 mm ja lat vussuhde 76 %. Tällainen puu soveltuu karsintaan, joskin oksat ovat melko pak suja. Näin lyhyillä puilla joudutaan kuiten kin kaksivaiheiseen karsintaan. Ensimmäi sessä vaiheessa karsinta tehdään 3 m:iin ja toisessa vaiheessa 5 mäin. Esimerkkipuussa karsinta 3 m:iin poistaisi vihreästä lat vuksesta 27 %, mitä määrää voidaan pitää turvallisena. Elävän latvuksen voimakkaan karsimisen vaikutuksista istutusmännikön kasvuun ei ole tutkimuksia. Latvuksen alim mat oksat saattavat kuluttaa enemmän kuin mitä ne tuottavat (Meller 1958). Täten rajukaan karsinta ei ehkä heikennä kasvua. Vähäisellä kasvutappiolla ei ole merkitystä kään, sillä laadun paraneminen on arvon kehityksen kannalta ratkaisevaa. Karsiminen on kallista. Karsimisaika puu ta kohden nousee eksponentiaalisesti mitä ylemmäs puuta karsitaan. Yksivaiheisessa karsinnassa aika puuta kohden on 3—5 min. karsimisvälineistä riippuen kun karsitaan 5 m:iin. Hehtaarikohtaiset kustannukset nousevat näin ollen yli 1000 mk:n. Kaksi vaiheinen karsinta tulee vieläkin kalliim maksi. Karsinta muodostuu kannattavaksi vain, jos saadaan takeet siitä, että karsituista puista maksetaan huomattavasti keskimää räistä hintatasoa korkeampi hinta. Muussa tapauksessa karsinta ei voi kalleutensa vuoksi yleistyä oksikkaisiin männiköihin kohdistuvaksi käytännön hoitotoimenpi teeksi. 19 Tulevaisuudessa saatavan sahatavaran laadun ylläpitämisen korkeana pitää pää osin perustua muihin toimenpiteisiin kuin istutusmänniköiden karsintaan. Keinoina voidaan pitää kylvön ja luontaisen uudis tamisen suosimista ja lehtipuusekoituksen järkevää käyttöä. Istutustiheyden huomat tava nostaminen lähelle keskieurooppalaista tasoa (5000 —8000 kpl/ha) ei Suomen oloissa liene mahdollista. Istuttamisen vaihtoehtona voidaan käyt tää kylvöä. Männyn kylvössä voitaneen tyy tyä n. 2500 laikkuun/ha. Tällä turvataan 2000 perustaimen säilyminen ensiharvennuk seen. Jos kylvötuppaat hajoitetaan vasta, kun taimiston keskipituus on 4 m, päästä neen parempaan laadulliseen tasoon kuin istuttamalla. Kylvötuppaiden hieman ny kyistä myöhäisemmällä hajoittamisella saa vutetaan runkomuodossa ja oksien paksuuk sissa laadullisia parannuksia. Myös latvus suhteen pieneneminen on jo päässyt vauh tiin johtuen ylitiheästä asennosta tuppaas sa. Noin 2000 tainta hehtaarilla käsittävä taimisto sulkeutuu melko nopeasti, eikä vapaan kasvutilan aiheuttamaa laadun heik kenemistä ehdi sanottavammin tapahtua. Tiheänä kasvattaminen tuottaa tietysti vai keuksia ensiharvennusvaiheessa. Ensihar vennus on kuitenkin nähtävä pelkästään metsänhoidollisena toimenpiteenä, jossa hakkuutulot eivät saa olla ensisijaisena ta voitteena. Vaikka kylvöllä ja huolellisella taimis tonhoidolla voidaankin istutustaimistojen keskimääräistä laatua parantaa, on huip pulaadun saavuttaminen ilman karsintaa mahdotonta. Karsinta on lisäksi ainoa toi menpide, jolla pystytään ratkaisevasti pa rantamaan jo olemassa olevien oksaisten männyn taimistojen laatua. Karsinta saattaa lopulta osoittautua halvemmaksi ja tehok kaammaksi kuin muut aikaa vievät toimen piteet tavoiteltaessa korkeata laatua viljely taimistoissa. Lehtipuusekoituksen tehokas hyväksi käyttö taimivaiheessa laadun parantamiseen tähtäävänä toimenpiteenä vaikuttaa hanka lalta ja vaikealta puulajien erilaisten kasvu rytmien vuoksi. Lehtipuulla on kuitenkin tärkeä merkityksensä metsän monipuolista jana ja jopa tuotoksen kohottajana. Laadun kehittämisongelmat ovat monet. Jos tulevaisuudessakin Suomen metsistä yli puolet uudistetaan luontaisesti ja niitä käsi tellään taiten, riittää metsissämme hyvä laatuisia puita edelleenkin. Istutusmänni köistä niitä ei kuitenkaan saada kuin kar simalla. 5. TIIVISTELMÄ Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää nuorten istutusmänniköiden ulkoiset laadul liset ominaisuudet, niihin vaikuttavat tekijät sekä esittää keinoja laadun parantamiseen. Tutkimusaineisto perustuu 467 tilapäis koealaan, jotka on mitattu eri puolilla Suo mea (kuva 2) sijaitsevista viljelymänniköistä (80 istutettua ja 6 kylvettyä) ja joista on OMT:llä 9, MT:llä 36 ja VT:llä 41. Tutkimuksen päätulokset ovat: 1. Puiden runkomuotoon vaikuttavat tärkeimmät teki jät ovat puun latvussuhde, metsikön tiheys ja met sätyyppi (kuva 3). Tiheyden lisääntyessä latvus suhde pienenee ja muoto paranee. Metsätyypin pa rantuessa tiheys lisääntyy (taulukko 1). Tämä aiheuttaa myös muodon parantumisen siirryttäessä karummalta metsätyypiltä rehevämmälle. 2. Istutusmäntyjen solakkuusaste (h/d) on huomatta vasti pienempi kuin männyillä keskimäärin (kuva 4). Sen sijaan solakkuus ei eroa merkittävästi aikai sessa vaiheessa harvennettujen kylvötaimistojen puiden solakkuudesta. 3. Paksuimman tuoreen oksan läpimitta suurenee suo raviivaisesti puun rinnankorkeusläpimitan kasvaes sa (kuva 6). Oksan paksuus riippuu ensisijaisesti puuston tiheydestä ja on 30 mm, kun puu on kes kimäärin 13 cm rinnantasalta. 4. Paksuimmat kuivat oksat löytyvät OMT:ltä. Syynä on tiheyden aiheuttama latvussuhteen pieneneminen ja oksien kuoleminen. 5. Poikaoksa on miltei joka kolmannessa puussa. Tuoreet poikaoksat ovat huomattavasti kuivia kookkaampia (kuva 9). 6. Istutusmäntyjen latvussuhde on suuri, keskimää rin 80 %. 20 7. Paksuin tuore oksa sijaitsee vihreän latvuksen alaosassa, paksuin kuiva oksa taas välittömästi vihreän latvuksen alapuolella (kuva 12). 8. Yleisimmät viat ja tuhot ovat poikaoksa tai ran ganvaihto, lievät neulastuhot, kaksilatvaisuus ja vinotyvisyys. Tärkein istutusmäntyjen ulkoista laatua heikentävä tekijä on alhainen kasvatustiheys. Kun metsiköiden tiheys on pienin VT:llä, ovat nämä myös laadullisilta ominaisuuksil taan heikoimpia. Kasvatustiheyttä ja samalla ulkoista laatua voidaan nostaa istutustiheyt tä kohottamalla, käyttämällä hyväksi luon taisesti syntyneet taimet, sallimalla tietty lehtipuusekoitus ja käyttämällä kylvöä siel lä, missä se on mahdollista. Näillä keinoilla voidaan vaikuttaa kuitenkin vain tulevien viljelymänniköiden laatuun. Nykytaimistojen laatua voidaan parantaa vain pystykarsinnalla ja kasvattamalla met sikkö jatkovaiheessa täystiheänä. Karsinta täytyy tehdä pääsääntöisesti kaksivaiheise na, koska puiden tyvi ja oksat paksunevat voimakkaasti niin aikaisessa vaiheessa, että yksivaiheisen karsinnan ajankohtana (puun pituus n. 9 m) puut ovat jo karsintaan kelpaamattomia. KIRJALLISUUS ANDERSSON, S. 1967. Kvistningsundersökningar 11. Grönkvistning av tall. Summary: Pruning in vestigations 11. Pruning in Scots pine. Rapp. Upp sats. Instn. Skogsprod. Skogshögsk. 15:1—57. CAJANDER, A. K. 1909. Über Waldtypen. Acta For. Fenn. 1.1:1—175. CAJANDER, E. K. 1932. Tietoja metsänviljelystoi minnasta Suomessa 1923—1930. Referat: Über die Forstkulturtätigkeit in Suomi (Finnland) 1923 1930. Silva Fenn. 22:1 —35. COX, F. 1971. Dichtebestimmungen und Struktur analyse von Planzenpopulationen mit Hilfe von Abstandsmessungen. Ein Beitrag zur methodischen Weiterentwicklung von Verfahren fiir Verjiingung inventuren. Mitteilungen der Bundesforschungs anstalt fur Forst- und Holzwirtschaft 87:1—183. HEISKANEN, V. 1965. Puiden paksuuden ja nuo ruuden kehityksen sekä oksaisuuden ja sahapuu laadun välisistä suhteista männiköissä. Summary: On the relation between the development of the early age and the thickness of trees and their branc hiness in pine stands. Acta For. Fenn. 80.2:1—62. 1968. Havaintoja eräiden vikaisuuksien vaikutuk sesta mäntytukkien sahauksessa. Summary: Ob servations of the influence of some log defects in sawing of pine logs. Silva Fenn. 2(3): 137—145. & TAIPALE, A. 1963. Tutkimuksia männyn karsi misesta. Karsimisen vaikutus puun laatuun saha puita kasvatettaessa. Summary: Studies on the pruning of pine. The influence of pruning on the quality of saw timber trees. Commun. Inst. For. Fenn. 57.1:1—66. HUURI, O. 1976. Kallistumisilmiö istutusmänniköissä; tiedustelun tuloksia. Summary: Tilting of planted pines; survey results. Folia For. 265:1—22. HÄGGLUND, B. 1976. Skattning av höjdboniteten i unga tall och granbeständ. Summary: Estimating site index in young stands of Scots pine and Norway spruce in Sweden. Rapp. Uppsats. Instn. Skogsprod. Skogshögsk. 39:1 —66. ILVESSALO, Y. 1943. Suomen metsävarat ja metsien tila. II valtakunnan metsien arviointi. Summary: The forest resources and the condition of the forests of Finland. The Second National Forest Survey. Commun. Inst. For. Fenn. 30:1 —466. 1965. Metsänarvioiminen. I—4oo. JAKKILA, J. & POHTILA, E. 1978. Perkauksen vaikutus taimiston kehitykseen Lapissa. Summary: Effect of cleaning on development of sapling stands in Lapland. Folia For. 360:1—27. KILKKI, P., SARAMÄKI, M. & VARMOLA, M. 1978. A simultaneous equation model to deter mine taper curve. Seloste: Runkokäyrän määrit täminen simultaanisen moniyhtälömallin avulla. Silva Fenn. 12(2): 120—125. & VARMOLA, M. 1979. A nonlinear simultaneous equation model to determine taper curve. Seloste: Runkokäyrän määrittäminen epälineaarisen simul taanisen moniyhtälömallin avulla. Silva Fenn. 13(4):293—302. KUUSELA, K. 1972. Suomen metsävarat ja metsien omistus 1964—70 sekä niiden kehittyminen 1920 — 70. Summary: Forest resources and ownership in Finland 1964 —70 and their development 1920—70. Commun. Inst. For. Fenn. 76.1:1—133. LAASASENAHO, J. 1976. Männyn, kuusen ja koi vun kuutioimisyhtälöt. Metsänarvioimistieteen li sensiaattityö. Konekirjoite. Helsingin yliopiston metsänarvioimistieteen laitos. I—B9.1 —89. LARSON, P. R. 1963. Stem form development of forest trees. For. Sci. Monogr. 5:1 —41. LEIKOLA, M., METSÄMUURONEN, M., RÄSÄ NEN, P. & TAIMISTO, E. 1977. Männyn vilje lytaimistojen kehitys Lounais-Suomessa vv. 1967 —1975. Summary: The development of Scots pine plantations in south-western Finland in 1967—1975. Folia For. 312:1—27. LINDQVIST, M. 1980. Mäntykloonien laadun ar vostelu siemenviljelyksessä n:o 96. Metsänhoito tieteen laudaturtyö. Konekirjoite. Helsingin yli opiston metsänhoitotieteen laitos. I—sl. 21 MIELIKÄINEN, K. 1980. Mänty-koivusekametsiköi den rakenne ja kehitys. Metsänarvioimistieteen lisensiaattityö. Konekirjoite. Helsingin yliopiston metsänarvioimistieteen laitos. I—lol.1 —101. MOLLER, C. 1958. Negative grene? Dansk Skovforen. Tidsskr. 372—378. ORVER, M. 1970. Klassificering av tallsägtimmer med objektivt mätbara faktorer. Summary: Grading of Scots pine saw timber using objectively measurable factors. Rapp. Instn. Virkeslära Skogs högsk. R 65:1—76. PERSSON, A. 1976. Förbandets inverkan pä tallens sägtimmerkvalitet. Summary: The influence of spacing on the quality of sawn timber from Scots pine. Rapp. Uppsats. Instn. Skogsprod. Skogshögsk. 42:1—122. 1977. Kvalitetsutveckling inom yngre förbands försök med tall. Summary: Quality development in young spacing trials with Scots pine. Rapp. Uppsats. Instn. Skogsprod. Skogshögsk. 45:1 —152. PÄIVINEN, R. 1978. Kapenemis- ja kuorimallit männylle, kuuselle ja koivulle. Summary: Taper and bark thickness models for pine, spruce and birch. Folia For. 353:1 —32. RAUTIAINEN, O. & RÄSÄNEN, P. 1980. Männyn ja kuusen viljelytaimikoiden kehitys Itä-Savossa 1968—1976. Summary: Development of Scots pine and Norway spruce plantations in Itä-Savo in 1968—1976. Folia For. 426:1—24. TAKALA, P. 1978. Metsänviljely. Teoksessa: Tapion taskukirja. 1978. 18. p. 124 —136. UUSITALO, M. (toim.) 1979. Metsätilastollinen vuo sikirja 1977 —1978. Yearbook of Forest Statistics 1977—1978. Official Statistics of Finland XVII S:10. Folia For. 375:1—197. UUSVAARA, O. 1974. Wood quality in plantation grown Scots pine. Lyhennelmä: Puun laadusta viljelymänniköissä. Commun. Inst. For. Fenn. 80.2:1—105. VIRKKUNEN, T. 1969. Taimiston hoito. Teoksessa: Lehto, J. (toim.). Metsänviljely. Keskusmetsä lautakunta Tapion julkaisuja. 265 —312. VUOKILA, Y. 1968. Karsiminen ja kasvu. Summary: Pruning and increment. Commun. Inst. For. Fenn. 66.5:1—61. SUMMARY The aim of the study is to examine the external quality characteristics of young pine plantations, to find the factors affecting them and to suggest means for improving their quality. The research material is based on 467 temporary sample plots measured in 86 cultivated stands (80 planted, 6 sown) in different parts of Finland (Figure 2). The main results are as follows: 1. The most important factors affecting the stem form are the crown ratio, the density of the stand and the site quality (Figure 3). The increased density reduces the crown ratio and thus improves the stem form. The density increases when the site becomes more vigorous (Table 1). This brings about an improvement of the stem form. 2. The degree of slenderness (h/d) of planted pines is remarkably smaller than that of pines on average (Figure 4). However, the degree of slender ness is not noticeably smaller than that of pines in early stage cleaned sowed stands. 3. There is a linear relationship between the diameter of the thickest living branch and the dbh. (Figure 6). However, the thickness of the branch depends primarily on the density of the stand. The mean thickness is 30 mm, when a tree has a dbh. of 13 cm. 4. The thickest dry branches are found on the fertile Oxalis-Myrtillus site type. The reason is the dec- rease of the crown ratio affected by the density and the dying of branches. 5. Every third tree has at least one ramicorn. Living ramicorns are bigger than dry ones (Figure 9). 6. The crown ratio of planted pines is, on average, 80 %. 7. The thickest living branch is located in the lower part of the crown, while the thickest dry branch is found just under the crown limit (Figure 12). 8. The most common damages are ramicorn or stem change, little needle damages, two tops and tilting. The most important factor concerning the poor external quality of planted pines is the low density of the stand. Having the lowest density, the stands of medium (Vaccinium) site type have also the poorest quality characteristics. The quality of cultivated pine stands can be improved by increasing the planting density, allowing a certain mixture of broad-leaved species, using sowing instead of planting whenever possible and by promoting natural regeneration. This way the quality of the future cultivated pine stands can be improved. The quality of today's plantations can be improved only by pruning and by growing the stand fully stocked in the future. Trees must be pruned in two stages, because the butt section and the branches have a tendency to become too thick for one-stage pruning. II Silva Fennica 1993, Vol. 27 N:o 1: 21-28 21 Silva Fennica 27( 1) Influence of initial spacing and planting design on the development of young Scots pine (Pinus sylvestris L.) stands Hannu Salminen & Martti Varmola TIIVISTELMÄ: ISTUTUSTIHEYDEN JA -KUVIOINNIN VAIKUTUS MÄNTYTAIMIKÖIDEN KEHITYKSEEN Salminen, H. & Varmola M. 1993. Influence of initial spacing and planting design on the development of young Scot pine (Pinus sylvestris L.) stands. Tiivistelmä: Istutustiheyden ja -kuvioinnin vaikutus mäntytaimikoiden kehitykseen. Silva Fennica 27( 1): 21-28. Three Scots pine (Pinus sylvestris L.) plantations carrying 35 plots with initial spacings from 800 to 500Ö plants/ha were studied. Planting designs varied from a square to a rectangle with 5-metre row distance, the plant-to-plant distance being 0.8 metres. At current dominant height of 6 m, rectangularity had no effect on height, diameter, or volume growth of the trees. Slight ovality of stems was observed in rectangular plots but the differences in the cross-wise mean diam eters were very small, not over 1.1 mm in terms of plotwise means. The diameter of the thickest living branch of a tree was linearly dependent on the dbh. The branches were clearly thicker between the planting rows at under 1600 stems/ha stand density. A non-square planting pattern is a conceivable alternative when the line corridors suitable for mechanized silvicultural operations are preferred. Tutkimuksen tavoitteena oli tutkia istuttamalla perustettujen männiköiden kehi tystä sekä vaihtelevan istutuskuvioinnin ja tiheyden vaikutusta puiden epä pyöreyteen ja kasvuun. Istutuskuvio, jossa taimet olivat lähellä toisiaan ja taimi rivit etäällä toisistaan, ei johtanut riukuvaiheen metsikössä havaittaviin tuotos eroihin. Keskeisimmät runkotilavuutta ja järeyttä kuvaavat puustotunnukset vaih telivat pääosin runkoluvun mukaan, mutta puiden pituuskehitys ei riippunut istutustiheydestä. Rivi-istutuksessa taimirivin suuntaan mitatut puiden rinnan korkeusläpimitat olivat pienempiä kuin taimirivin vastaiset. Runkojen havaitut epäpyöreydet olivat käytetyn mittaustarkkuuden rajoilla, mutta kuitenkin tilas tollisesti merkitseviä. Rivi-istutuksessa oksat kasvoivat paksummiksi vapaan kasvutilan suuntaan, mutta niiden maksimiläpimitat olivat samaa luokkaa tai hieman pienempiä kuin vastaavassa tasavälisessä istutusmuodossa. Keywords: Scots pine, spacing, yield, quality FDC 232.4 + 56 Authors' address: The Finnish Forest Research Institute, Rovaniemi Research Station, P.O. Box 16, FIN-96301 Rovaniemi, Finland. Accepted June 4, 1993 22 Hannu Salminen & Martti Varmola 1 Introduction Artificial regeneration makes it possible to regu late the growing space of forest trees. A more or less even spacing is generally preferred. Howev er, even in normal planting, the plant-to-plant distances within the rows are frequently shorter than the row-to-row distances. On ploughed are as it is common for the two plant rows in the shoulders of the furrows to be close to each other, while a distance between adjacent furrows may be up to 5 metres. In rectangular planting (i.e. the distance be tween the planting rows exceeds the distance between the plants in one row), the number of technical advantages thus achieved is at its best when using one or two-row planting (Lindman et ai. 1985). The distance between two adjacent rows must be wide enough for machines to move therein. The possibilities of using rectangular planting design vary according to soil characteristics, site, and silvicultural regime. Topographically even and fairly fertile sites are most appropriate as the fertile sites require repeated silvicultural treat ments such as cleanings. The terrain needs to be fairly even to allow the use of machines. It has been pointed out that the rectangular planting design would result in a lower total production because the competition between the trees in a row begins earlier and because the entire growth space is not used effeciently (see Lindman et al. 1985). The stems and crowns become asymmetric and the branches thicken in the direction of the free space. According to Dippel (1982), eccentricity of stem cross-sec tions in unsquare planted Norway spruce (Picea Abies) stands was more frequent in using wider spacing, though this feature was not found to be prominent. Handler and Jakobsen (1986) did not, however, find asymmetric stems in unsquare planted Norway spruce stands when the domi nant tree height was approximately 10 metres. Daniels and Schultz (1975) using Pinus patula, and Kramer et al. (1971) using Norway spruce concluded that the prevailing winds have a greater effect on the ovality of stems than the rectangu lar planting patterns. Isomäki (1986) found that the trees along the edge of line corridors grew slightly elliptical in cross-section at breast height, but the effect was less pronounced in Scots pine stands than in Norway spruce stands. Handler and Jakobsen (1986) (with Norway spruce) and Elfving (1975) (with Scots pine) reported that branches grew thicker in the direction of the plant rows. Dippel (1982) concluded that the rectangular spacing of Scots pine caused a slight decrease in the mean maximum branch diameter in the third whorl from the top. Risk of damage may be higher in rectangular spacing. Asymmetric crowns, a short plant-to plant distance, and the winds along the rows tend to cause snow damage. Short plant-to-plant distances increase the likelihood of severe local damage, such as needle cast. The object of this study was to find out wheth er the rectangular planting design exerts any ef fect on the roundness of stems and on the branch thickness, and what impact the planting design (square versus rectangular) and the initial spac ing have on the stand characteristics. 2 Material and methods 2.1 Experimental stands The material consists of plantations on three ex perimental areas. Areas 1 and 2 are situated in Kuru in southern Finland (latitude 62°02', longi tude 23°44') and area 3 in Muhos in central Finland (latitude 64°53', longitude 26°05'). The elevation is 160 m (above sea level) for areas 1 and 2, and 60 m for area 3. The respective mean annual temperature sums are 1200 and 960 d.d. The areas 1 and 2 were estimated to be stony Vaccinium site type (Cajander 1949). Area 3 was former agricultural land. On areas 1 and 2, clearcutting was carried out in 1970-71, and the sites were ploughed in 1971 and planted in 1972 with 3 year-old (IG+2F, G = greenhouse, F = field) bare-rooted plants, origin unknown. The former agricultural land (area 3) had been ploughed using agricultural implements and planted in 1974 with 2 year-old Silva Fennica 27( 1) 23 (IG+IF) bare-rooted plants, origin 50 km south of area 3. Mechanical weed control was carried out in the autumn of 1974. 2.2 Planting designs Five different initial spacings were used: 800, 1100, 1600, 2500, and 5000 plants/ha. Each spacing included a square planting design (rec tangularity 1:1), an alternative with a row dis tance of 3.5 metres (rectangularity from 1:1.3 to 1:3.3) (except for area 3), and an alternative with a 5.0 metre row distance (rectangularity from 1 :2 to 1 :6.3) (Table 1). In the case of 800 plants/ ha, a planting design with a row distance of 8 metres was also applied (rectangularity 1:5.2). In the spacing of 5000 plants/ha, only the square alternative was used. Each area comprised only one block without replications. When planting area 3, the alterna tive of 3.5 meter row distance was omitted. The total number of plots was 35, each plot at least about 0.25 ha in area. 2.3 Measurements Mortality was inventoried six years after the planting (in 1978) in areas 1 and 2. The invento ry covered the entire area. In 1986, a smaller sample plot was marked out inside the area. If high mortality was observed in a certain part of the whole area, said part was omitted. In all cases the outermost plant rows were excluded Table 1. Initial spacings and planting designs of ex perimental areas. from the sample plot in order to avoid the edge effect of the neighbouring plots. The measurements were carried out in 1986 when areas 1 and 2 were of the age of 17 years and area 3 of the age of 14 years (Table 2). Dbh's across and within the row were measured on all trees (Fig. 1). The technical quality of the stems and the state of health of the trees were estimated using ocular classification. The quali ty was described using classes normal, branchy, crooked, forked, branchy & crooked, branchy & forked, crooked & forked, branchy & crooked & forked, or broken stem. State of health was clas sified into healthy, dead, diseased or damaged, top dry, top dry & dying, or dying trees. Mortal ity was counted. Sample trees were selected sys tematically. At least 50 sample trees per sample plot were measured. The following variables were measured on the sample trees: dbh and diameter at the height of 3.5 meter across and within the Table 2. Minimum, maximum and mean values of stand parameters in 1986. Square spacing Rectangular spacing Initial spacing. Planting design, m trees/ha (row-to-row distance and plant-to-plant distance) 800 3.5 x 3.5 5.0x2.45 8.0 x 1.53 1100 3.0 x 3.0 3.5 x 2.6 5.0 x 1.8 1600 2.5 x 2.5 3.5 x 1.8 5.0 x 1.25 2500 2.0 x 2.0 3.5 x 1.15 5.0x0.8 5000 1.4 x 1.4 Number of area Location l Kuru 2 Kuru 3 Muhos Age, a 17 17 14 Mean height, m 4.8-5.3 4.2-5.4 4.0-4.7 (5.0) (5.0) (4.4) Dominant height, m 5.6-6.6 5.6-7.0 4.7-5.6 (6.1) (6.1) (5.1) Mean diameter, cm 6.8-9.5 5.4-9.4 6.7-9.1 (8.4) (7.8) (7.9) Basal area, m 2/ha 5.3-20.2 3.0-11.5 4.3-15.1 (9.8) (7.3) (7.9) Stem volume, m'/ha 17.7-68.0 9.8-39.4 13.0-45.4 (33.4) (25.0) (24.3) Number of trees/ha 804-5000 732-3320 789—4019 (1814) (1516) (1654) 24 Hannu Salminen & Martti Varmola Fig. 1. Diameter measurements across and between rows. row, the diameter and location of the thickest living branch across and within the row, the diameter of the thickest dry branch across and within the row (Fig. 1) tree height, 5-year height increment, crown height, and crookedness. The 5-year height increment above 2.5 metres from five dominant trees was measured according to Hägglund's (1976) intercept-method in order to estimate the site indexes. The site index variation between the three ex perimental stands was small. Using Hagglund's (1976) model, the standwise means for HlOO were 23.4-23.8. The site indexes corresponded to a better Vactinium site type (see Vuokila and Väliaho 1980). Compared to young Scots pine stand models (Varmola 1987), the development in the experimental stands was estimated to be slightly faster than that indicated by site index HlOO = 24. 2.4. Methods The mean values of a stand characteristic from individual sample plots were used as an input for a statistical analysis. Technical quality and state of health were described fitting a log-linear model to the tables of contingent (see Habermann 1973). Mortality was analysed using a stepwise logistic regression model (see Häkkinen and Linnilä 1987). Variables measured using the ratio scale were analysed with ANOVA. The ANOVA-mod el had the form: where Y = dependent variable (X = overall mean A = area effect (i = 1,2,3 corresponding to stands 1,2 and 3) R = rectangularity effect (j = 1,2,3 corresponding to classified rectangularities 1:1, 1:2 and 1:3- 6) D = spacing effect (k = 1,2,3,4,5 corresponding to densities 800, 1100, 1600, 2500 and 5000 e = error Branchiness was analysed by means of regres sion analysis using data on individual sample trees. The diameter of the thickest branch was modelled using dbh as an independent variable, and the planting density, rectangularity classes and experimental stand as dummy-variables (see Draper and Smith 1966). 3 Results 3.1 Stand characteristics The average mortality, inventoried 6 years after the planting in 1978 over the entire areas, was 10-12 % in areas 1 and 2. The mortality was not dependent on spacing. In 1986, the mortality per cent varied from 4 % to 34 % when measured on sample plots (n = 35). According to stepwise lo gistic regression analysis, rectangularity or spac ing did not have a statistically significant effect on tree plant mortality. Neither planting design nor density did have any effect on height development of the trees. In the most sparse spacings (800 plants/ha), the tree height was slightly less than in the other spac ings. According to ANOVA, differences could be found only between the areas (P<0.01) re garding both the mean and the dominant height. In area 2 the mean height growth reduction had been caused by damage. The planting design did not have any effect on the mean diameter of the trees. On the other hand, as can be expected, the effect of spacing was significant (P<0.01). In the basal area, the differences between the spac ings were even greater. The planting design did not have any effect on volume development. Y ijk -|i+Ai+ Rj + D k + DR jk + eijk (1) 25 Silva Fennica 27(1) Fig. 2. Stem volume in over bark top diameter classes with respect to planting density. According to ANOVA, spacing had a statistical ly significant effect on stand volume (P < 0.01). Increased stem volume was mainly a result of the increased number of small-dimension trees (Fig. 2). The amount of timber with overbark diameter of over 9.5 cm was approximately the same in all spacings. 3.2 Tree parameters The asymmetry of stems was described as the ratio of sample plot averages between tree diam eters across and within the rows of trees (n = 35) (Fig. 1). The ratios differed between both the experimental stands (P < 0.01) and the rectangu larity classes (P<0.01) with statistical differ ence. An interaction could be seen in rectangu larly * spacing (P <0.1). However, the differ ences between tree diameters were small. The difference in plotwise counted average of tree diameters was at its highest 1.1 mm with a spac ing of 5.0 x 0.8 metres. Rectangularity had led to some asymmetry of stems, though at pole stage the asymmetry was still rather inconspicuous. Branchiness was analysed on single tree ob servations (n = 1621). The diameter of the thick est living branch of trees was linearly dependent on the dbh. In the regression model, the planting density and rectangularity classes were signifi cant dummy-variables (Table 3). The effect of the initial spacing on branch diameters was ob served both across and within the plant rows. The mean branch thickness was a little higher in square planting designs (Table 4). When the dbh increased up to 10 cm at the dominant height of 6 metres, the diameter of the thickest living branch was approximately 30 mm, and the trees are no longer suitable for green pruning. The branches were thicker across than within the planting rows when an unsquare planting pattern was applied (Fig. 3). The differences were usually small and they did not have any statistical significance. The greatest differences observed were in the lowest spacing treatment where also the greatest dbh's were observed. The maximum difference in the diameter means of the thickest branches was 2.5 mm. When the density in unsquare planting designs was over 1600 stems/ha, no differences could be found between the branch diameters within and across the planting rows. The thickest branch was usually located ap proximately at 1.8 metre height, this height be ing independent of spacing and rectangularity. The thickest dry branches were normally under 15 mm in diameter and they were found in the densest spacings; this was an indicator of more rapid self-pruning. On the basis of the ocular assessment, the trees regarded as healthy amounted to 89 % of all trees. Most of the dead trees were found in the densest spacings (average 2 %). Most of the dy ing trees (average 6 %) were found in spacings of 1100, 1600, and 2500 trees/ha. In the regres sion analysis including the contingent table, no significant correlation between the health of trees and the initial spacing, planting design, or loca 26 Hannu Salminen & Martti Varmola Table 3. The dependence of the diameter of the thickest living branch of trees on breast height diameter, experimental site, density and rectangularity of planting design. tion of the experimental area was found. Less than half of all trees were classified as being of normal technical quality. Crookedness was the most common factor decreasing the quality (1/3 of the trees). Over 10 % of the trees were classi fied as branchy. The regression analysis with the contingent table showed that crookedness was more common in the densest spacings, the worst tree stem quality being in area 2 irrespective of the fact that the technical quality of the stems had not been affected by the planting design. Table 4. Diameter of the thickest living branch (rec tangular planting designs 1:1.3-1:2 were not ap plied on area 3). Fig. 3. The difference between diameter of the thick est branch in the crown-sections across and be tween rows. Dependent variable: Diameter of thickest branch of tree, mm (mean = 26.46, sd = 0.186) Number of measured sample trees (N): 1618 Coefficient of determination R- = 0.603 F-value (9.1608) = 270.84 Variable Coefficient Std error T-value Probability Constant 7.252 0.627 11.58 100.0 D1.3, cm 0.224 0.006 40.78 100.0 Dummy variables Stand/Area 1 -1.982 0.298 -6.66 100.0 Stand/Area2 -3.720 0.325 -11.43 100.0 N/800 4.293 0.510 8.42 100.0 N/1100 2.685 0.517 5.20 100.0 N/1600 1.853 0.521 3.56 99.96 N/2500 1.453 0.511 2.84 99.55 SPACING/EQUAL 1:1 1.064 0.276 3.85 99.99 SPACING/RECT AN 1:2 1.234 0.358 3.45 99.94 Planting Square Rectangle Rectangle design (1:1) (1:1.3-1:2) (1:2.7-1:6.3) Trees/ha Mean diameter of branch, mm 5000 19.3 2500 23.2 (22.9) 22.4 1600 24.2 (24.0) 24.7 1100 27.3 (26.3) 24.9 800 28.6 (27.4) 28.0 27 Silva Fennica 27( 1) 4 Discussion Rectangularity had a noticeable effect on stem asymmetry. There was also a statistically signif icant difference between the three experimental stands. This was apparently due to area 3 where ploughing had been carried out prior to planting. The potential asymmetry in the root systems may have had an effect on the asymmetry of the stems. As a whole, the asymmetry was minor, at most 1. 1 mm, in terms of the difference of plot wise mean diameters. It is conceivable that when the relative grow ing space decreases, diametric asymmetry in creases, at least in absolute terms. Handler and Jakobsen (1986) found no significant differenc es of cross-wise diameters in unsquare planted Norway spruce stands after the dominant height exceeded 10 metres. They considered the maxi mum difference of 3-4 mm to be insignificant. According to Kärkkäinen (1977), asymmetry as a whole is technically considerably less harmful than crookedness. Besides asymmetry, branchiness also affects the quality of stems. At the time of measure ment, the experimental stands were in a rapid branch growth phase. The crown limit was no higher than 1 metre, except in the most dense spacing (5000 stems/ha), and the crown ratio was thus 80-90 %. Because the thickest branch es usually remain alive in the lower part of the green crown, the branches will continue grow ing for a relatively long period on a height of butt log. Planted Scots pine stands will usually grow branchy compared with artificially seeded or nat urally regenerated stands. In the experimental stands, the branch diameters were somewhat larg er than those reported in a previous study con cerning the whole of Finland (Varmola 1980) where the thickest branch had the mean diameter of 30 mm while the dbh was approximately 12 cm. So far, the rectangular planting design has had no effect on the stand characteristics, and there is no need to thin stands earlier than usually. Mean height, mean diameter, basal area, and volume were independent of rectangularity. Since rectangularity had not had any effect on the stand characteristics, and only a very small effect on the technical quality of the tree stems, there is no reason not to apply a rectangular planting de sign. Acknowledgements: We thank Professor Matti Leiko la and docent Heikki Smolander for their constructive reviews and suggestions for improvement. References Cajander, A.K. 1949. Metsätyypit ja niiden merkitys. Forest types and their significance. Acta Forestalia Fennica 56. 69 p. Daniels, F.W. & Schultz, C.J. 1975. Rectangular plant ing patterns in Pinus Patula stands in the Eastern Transvaal. Forestry in South Africa 16: 61-62. Dippel, M. 1982. Auswertung einer NELDER- Pflanzverbadsversuchs mit Kiefer im Forstamt Walsrode. Allgemeine Forst und Jagdzeitung, 153. Jahrgang, Heft 8: 137-152. Draper, N.R. & Smith, H. 1966. Applied regression analysis. John Wiley & Sons, New York. 407 p. Elfving, B. 1975. Volym och struktur i ogallrade tall beständ. Skoghögskolan, Institution för skogs produktion, Rapporter och Uppsatser 33. 128 p. Haberman. S.J. 1973. Log-linear for contingency ta bles, algorithm AS 51. Applied Statistics 21:218 224. Hägglund, B. 1976. Skattning av höjdboniteten i unga tall- och granbeständ. Summary: Estimating site index in young stands of Scots pine and Norway spruce in Sweden. Skogshögskolan, Institution för skogsproduktion, Rapporter och Uppsatser 39. 66 P- Häkkinen, R. & Linnilä, K. 1987. Logistiset ja log lineaariset mallit ja niiden ratkaiseminen BMDP ohjelmistolla. Metsäntutkimuslaitoksen, tiedon antoja 279. 47 p. Handler, M.M. & Jakobsen, B. 1986. Nyere danske planteafstandsforsok med rodgran (Recent Dan ish spacing experiments with Norway spruce). Det Forstlige Forsogsvaesen I Danmark (The Danish Forest Experiment Station). Beretninger udgivne ved den forstlige forsogskommission. Reports, Bind XXXX, Haefte 4: 359^142. Isomäki, A. 1986. Linjakäytävän vaikutus reunapuiden kehitykseen. Summary: Effects of line corridors on the development of edge trees. Folia Forestalia 28 Hannu Salminen & Martti Varmola 678. 30 p. Kärkkäinen, M. 1977. Puu, sen rakenne ja ominai suudet. Helsingin yliopiston monistuspalvelu. 442 P- Kramer, H., Dong, P.H. & Rusack, H.J. 1971. Unter suchung der Baumqualität in weitständig be griindeten Fichtenbeständen. Allgemeine Forst und Jagdzeitung, 142. Jahrgang, Heft 2: 33-46. Lindman. J., Näslund, B-Ä., Olsson, P. & Samuelsson, H. 1985. Radförband. Summary: Rectangular line planting. Ett NSR-projekt redogörelse nr 8. Forskningsstiftelsen Skogsarbeten. 31 p. Varmola, M. 1980. Männyn istutustaimistojen ulkoinen laatu. Summary: The external quality of pine plan tations. Folia Forestalia 451. 21 p. 1987. Männyn viljelytaimikoiden kasvumalli. Li sensiaattityö. Helsingin yliopisto, metsänarvioi mistieteen laitos. Manuscript. Vuokila, Y. & Väliaho, H. 1980. Viljeltyjen havu metsiköiden kasvatusmallit. Summary: Growth and yield models for conifer cultures in Finland. Com municationes Instituti Forestales Fenniae 99(2). 271 p. Total of 16 references III FOLIA FOREST ALIA 524 Metsäntutkimuslaitos. Institutum Forestale Fenniae. Helsinki 1982 Martti Varmola TAIMIKKO- JA RIUKUVAIHEEN MÄNNIKÖN KEHITYS HARVENNUKSEN JÄLKEEN Development of Scots pine stands at the sapling and pole stages after thinning 2 VARMOLA, M. 1982. Taimikko- ja riukuvaiheen männikön kehitys harvennuksen jälkeen. Summary: Development of Scots pine stands at the sapling and pole stages after thinning. Folia For. 524:1 —31. Tutkimuksessa esitetään tulokset taimikko- ja riukuvaiheen männikön harvennusreaktiosta keski määrin viiden vuoden jaksolta. Aineistona on 26 kestokoetta ja 296 koealaa. Puuston pituuskasvu on tutkimuksen mukaan riippumaton harvennuk sen voimakkuudesta. Runkotilavuuden kasvu on si tä suurempi, mitä korkeampi puustopääomataso on, mutta tiheyden lisääntyessä kasvu keskittyy pieniläpimittaisiin puihin. Järeyskehitys on sitä edullisempi, mitä aikaisemmin taimikko harvenne taan. Kasvatustiheyden optimi riippuu paitsi kasvu paikasta myös harvennuspuun läpimittavaatimuk sesta. Laatunäkökohtien ottaminen huomioon vaa tii myöhäistä harvennusta. Tutkimuksen mukaan valtapituusvaiheessa 5—6 m tapahtuvan harvennuk sen jälkeen paksuimpien oksien läpimitta jää n. 30 mm:ksi. The effect of thinning carried out in Scots pine stands at the sapling and pole stages during an average period of five years are presented in the study. The material was obtained from 26 perma nent thinning experiments containing a total of 296 sample plots. According to the results, the dominant height growth of the tree stands is not dependent on the thinning intensity. The increase in stem volume is the greater, the higher is the growing stock level. However, as stand density is increased, stand growth becomes more and more concentrated in small-diameter trees. The earlier the stands are thinned, the greater the amount of large dimension wood produced. As well as being dependent on the growing site, the optimum stocking density is also dependent on the minimum diameter requirements of the thinned trees. Late thinning is better if high quality timber is required. If thinning is carried out when the dominant height has reached the 5—6 m stage, then the diameter of the thickest branches will remain at about the 30 mm level. ODC 242 + 562.2 + 232.43 + 174.7 Pinus sylvestris ISBN 951-40-0578-3 ISSN 0015-5543 3 SISÄLLYS MERKINNÄT SYMBOLS 4 1. JOHDANTO 5 2. AINEISTO JA LASKENTAMENETELMÄT 6 21. Aineiston yleiskuvaus 6 22. Mittaus- ja laskentamenetelmät 8 3. KASVUPAIKKOJEN BONITOINTI 9 31. Pituusbonitointi 9 32. Kulotuksen vaikutus 10 33. Pituusboniteetti-indeksi ja kasvupaikan puuntuotoskyky 11 34. Koemetsiköiden ryhmittely 12 4. HARVENNUKSEN VOIMAKKUUDEN JA AJANKOHDAN VAIKUTUS PUUSTON KEHITYKSEEN ... 13 41. Yleistä 13 42. Pituuskasvu 13 43. Läpimitan kasvu 14 44. Runkotilavuuden kasvu 15 45. Järeytyminen 16 46. Ulkoinen laatu 18 461. Latvussuhde 18 462. Oksikkuus 18 4621. Paksuimmat tuoreet oksat 18 4622. Paksuimmat kuivat oksat 20 4623. Oksien sijainti 21 463. Rungon tekninen laatu ja terveydentila 21 5. TAIMIKKO- JA RIUKUVAIHEEN MÄNNIKÖIDEN lÄN MUKAINEN KEHITYS 23 51. Yleistä 23 52. Valtapituuden kehitys 23 53. Runkotilavuuden kehitys 24 54. Pohjapinta-alan kehitys 25 6. TARKASTELU 26 KIRJALLISUUS 27 SUMMARY 29 LIITTEET 30 4 MERKINNÄT Tunnukset ovat välimittaushetken arvoja, ellei toisin ole mainittu. Metsikkö N = runkoluku, kpl/ha N k = kuitupuurunkojen lukumäärä, kpl/ha T = ikä, a D w = pohjapinta-alalla painotettu keskiläpimitta kuorineen, cm D 5OO = hehtaaria kohden 500 paksuimman puun läpimittojen keskiarvo, cm G = pohjapinta-ala kuorineen, mVha H = aritmeettinen keskipituus, m H dom = valtapituus, hehtaaria kohden 100 pak suimman puun keskipituus harvennushet kellä, m H dom = valtapituus, m V = runkotilavuus kuorineen, m'/ha CRjoo = hehtaaria kohden 500 paksuimman puun latvussuhteitten aritmeettinen keskiarvo D l5OO = hehtaaria kohden 500 paksuimman puun paksuimpien tuoreiden oksien läpimittojen aritmeettinen keskiarvo, mm D ksoo = hehtaaria kohden 500 paksuimman puun paksuimpien kuivien oksien läpimittojen aritmeettinen keskiarvo, mm I D = pohjapinta-alalla painotetun keskiläpimi tan keskimääräinen vuotuinen kasvu mit tausjakson aikana, cm 1 H = keskipituuden keskimääräinen vuotuinen kasvu mittausjakson aikana, m 1 H = valtapituuden keskimääräinen vuotuinen dom kasvu mittausjakson aikana, m I v = runkotilavuuden keskimääräinen vuotuinen kasvu mittausjakson aikana, m'/ha p v = runkotilavuuden vuotuinen kasvuprosentti mittausjakson aikana laskettuna kaavalla missä V a = runkotilavuus harvennuksen jälkeen n = mittausjakson pituus Puu v = koepuun tilavuus, 1 v k = kuitupuurunkojen keskikoko, 1 i d = koepuun rinnankorkeusläpimitan vajaan kasvukauden kasvu, mm Sq, 3| ja a 2 = regressioyhtälöiden kertoimet SYMBOLS The parameters are values from intermediate measu rements unless otherwise stated. Stand N = number of stems/ha N k = number of pulpwood stems/ha T = age, yrs D w = mean diameter over bark weighted with basal area, cm Djoo = mean diameter of 500 thickest trees/ha, cm G = basal area over bark, m'/ha H = arithmetical mean height, m H dom = dominant height, mean height of 100 a thickest trees/ha at thinning, m H dom " dominant height, m V = stem volume over bark, m'/ha CR.,„, = arithmetical mean of crown ratios of 500 500 r ■ , ~ thickest trees/ha D t5M = arithmetical mean diameter of the thickest living branches of the 500 thickest trees/ha, mm D kJOO = arithmetical mean diameter of the thickest dry branches of the 500 thickest trees/ha, mm I D = mean annual increment in mean diameter (dbh) weighted by the basal area during measuring period, cm I H = mean annual increment in mean height during measuring period, m I H = mean annual increment in dominant height d°m during measuring period, m I v = mean annual increment in stem volume during measuring period, m p v = annual growth percentage of stem volume during measuring period calculated using the formula where V a = stem volume after thinning n = length of measuring period Tree v = sample tree volume, 1 v k = mean size of pulpwood stem, 1 i d = breast height diameter increment of sample trees during one growing season, clq, 3. | mm and a 2 = coefficients of the regression equations 200 v—va p v = x 77^ 200 V-V a P * n X V+ V a 5 1. JOHDANTO Taimikoiden hoito jaetaan varhaishoitoon ja käsittelyyn (Vuokila 1972). Varhaishoito sisältää uudistamisen onnistumisen varmis tavat toimenpiteet, kuten taimikon vapaut tamisen, täydennyksen sekä heinän ja ruo hon torjunnan. Käsittely sisältää vakiintu neen taimikon hoitoon liittyvät toimenpiteet. Taimikon käsittely voi olla perkausta, harvennusta ja tasausta. Perkaus on pää puulajin kehitystä haittaavan toisen puulajin poistamista. Harvennus on pääpuulajin kas vatustiheyden säätelyä. Tasauksella tarkoi tetaan .pituusvaihtelun tietoista vähentämistä poistamalla kookkaimpia puuyksilöitä (Vuo kila 1980). Taimikonhoitoalat ovat Suomessa viime vuosina olleet n. 500 000 ha/v (Uusitalo 1981). Taimikon hoitotoimenpiteisiin on tällöin laskettu perkaukset ja harvennukset sekä nuorissa, jo riukuasteella olevissa met sissä suoritetut harvennukset aina siihen asti, kun harvennuspuusta aletaan saada myyntituloja. Vuoden 1950 tasosta (50 000 ha) hoitoalojen pinta-alat nousivat tasai sesti vuoteen 1971 (250 000 ha), jonka jäl keen tapahtui nopea nousu nykyiselle tasol le. Vuosina 1950—79 taimikonhoitoa on ollut yhteensä 6,7 milj. ha:lla. Pinta-ala on kokonaismäärä, joka sisältää kaikki em. tai mikonhoitoon liittyvät toimenpiteet. Siten esim. peräkkäiset lehtipuiden perkaukset on kirjattu kukin erikseen pinta-alatiet öihin. Taimikon harvennusohjeet ovat Suomessa muotoutuneet kokemuksen kautta tutki muksen antamin suuntaviivoin. Metsähalli tuksen ohjeet männyntaimikon harvennuk sen jälkeen jäävälle runkoluvulle ovat: ka rukko- ja kuivat kankaat 1500, kuivahkot kankaat 1500—2000 maalajista riippuen ja tuoreet kankaat 2000 kpl/ha (Ohjekirje met sien ..., 1981). Keskusmetsälautakunta Ta pion ohje on kaikilla kasvupaikoilla 2000 kpl/ha. Täydennysviljely tehdään, jos run koluku on alle 1200—1600 kpl/ha kasvupai kasta riippuen (Etelä-Suomen metsien ..., 1981). Taimikon harvennuksen ajankohdak si suositetaan pituusvaihetta I—31 —3 m (Tapio) ja 2—4 m (metsähallitus). Kylvötuppaiden harventaminen tulisi tehdä, kun pituus on I—2 m. Suomessa taimikon harvennuksen vaiku tusta puuston kehitykseen on tutkittu suh teellisen vähän. Siren (1956) on tarkastellut männyn taimikoiden käsittelyä ja erityisesti kylvötuppaiden harventamista. Vuokila (1972) on esittänyt laajahkon kirjallisuus katsauksen taimikon käsittelystä puuntuo tannolliselta kannalta. Katsaus sisältää myös omia tutkimustuloksia käyttörunkojen luku määrästä ensiharvennusvaiheessa (mt., s. 27—29). Parviainen (1978) on käsitellyt tai mikko- ja riukuvaiheen männikön harven nuksen vaikutusta puustoon viiden kokeen perusteella. Metsikön varhaiskehityksen dynamiikkaa ovat tutkineet Hari ym. (1982) kasviekologian menetelmin. Luontaisesti syntyneen männikön varhais kehitystä ovat esitelleet Etelä-Suomessa Leh to (1956) ja Hänninen ym. (1972) ja Pohjois suomessa Lehto (1969 b). Metsänviljelyn on nistumista ja osin taimikoiden alkukehi tystä ovat selvittäneet alueellisesti Yli-Vak kuri ym. (1969), Leikola ym. (1977) ja Rau tiainen ja Räsänen (1980). Parviainen (1979) on vertaillut eri puulajien istutustaimikoi den alkukehitystä. Pohjois-Suomessa Jak kila ja Pohtila (1978) ovat selvittäneet per kauksen vaikutusta taimikon kehitykseen ja Pohtila ja Timonen (1980) suojametsäalueen viljelytaimikoiden kehitystä. Muissa pohjoismaissa taimikon harven nuksen vaikutuksia on tutkittu enemmän kuin Suomessa. Ruotsista voidaan mainita ennen muita Andersson (1952, 1968, 1971, 1975) ja Carbonnier (1964). Norjassa asiaa on syvällisimmin tutkinut Vestjordet (1959, 1971, 1977). Taimikon hoitoa on selvitetty lähes yksin omaan runkopuun tuotoksen määrän kan nalta. Taimikon harvennuksen vaikutusta puuston laatuun ei suoranaisesti ole tutkittu, vaikkakin eräät tutkimukset ovat sivunneet em. kysymystä. Heiskanen (1965) on osoit tanut nuoruusvaiheen nopean kasvun ja hei kon teknisen laadun välisen yhteyden. Var mola (1980) on tutkinut männyn istutustai 6 mikoiden ulkoista laatua ja Kellomäki ja Tuimala (1981) puuston tiheyden vaikutus ta puiden oksikkuuteen taimikko- ja riuku vaiheen männiköissä. Suomalaiset tutkimukset eivät ole toistai seksi antaneet riittävästi vastausta taimikon harvennuksen pääkysymyksiin, jotka ovat: 1. Mihin tiheyteen taimikko tulee harventaa? 2. Missä vaiheessa taimikko tulee harventaa? Tutkimustulosten vähyys aiheutuu siitä, että ei ole ollut käytettävissä tutkimusai neistoa. Kestokokeita on perustettu tosin koko Metsäntutkimuslaitoksen olemassa olon ajan, mutta ne on miltei poikkeuk setta perustettu vasta riukuvaiheessa ole viin ja sitä vanhempiin metsiköihin. Par viaisen (1978) työ on toistaiseksi ainoa, joka perustuu kestokokeisiin. Kun metsänarvioimisen tutkimusosasto 1969 jaettiin kahteen tutkimussuuntaan, puuntuotoksen tutkimussuunnan ensimmäi siä tehtäviä oli taimikonharvennuskokeiden perustaminen. Metsikkökokeita perustettiin lähinnä vuosina 1971—74. Ne on mitattu uudelleen keskimäärin viiden vuoden kulut tua perustamisesta. Tässä tutkimuksessa esi tetään tulokset tältä noin viiden vuoden kas vujaksolta taimikon harvennuksen jälkeen. Lukuisat henkilöt ovat välillisesti tai välittömästi auttaneet työn valmistumisessa. Professori Yrjö Vuo kila on antanut kimmokkeen tutkimustyölle ja suun nitellut koejärjestelyt. Metsikkökokeita ovat perusta neet mt. Veikko Puurtinen, mt. Jussi Raja ja MML Jussi Saramäki. Välimittauksia ovat tehneet mt. Kari Alatalo, mt. Jussi Raja, mt. Eero Siivola, MH Martti Varmola ja MH Esa Vuollet, joka myös valmisti vii destä kokeesta opinnäytetyön. Laskentavaiheessa opas ti VTK Jaakko Heinonen. Kuvat piirsi tutkimusapu lainen Marja-Liisa Herno. Englanninkieliset osat on kääntänyt B.Sc. John Derome. Perustamisvaiheen puustotunnukset laskivat mt. Veikko Puurtinen ja mt. Jussi Raja. Käsikirjoituksen ovat lukeneet dos. Pekka Kilkki, prof. Kullervo Kuusela, prof. Matti Leikola ja prof. Yrjö Vuokila. Kiitän kaikkia edellä mainittuja avusta. Haluan osoittaa kiitokset myös maanomista jille ja heidän edustajilleen, jotka vaivojaan säästele mättä ovat etsineet taimikkokohteita, luovuttaneet alueet tutkimustoiminnalle ja huolehtineet toimenpi teistä metsiköissä. Kuva 1. Aineiston maantieteellinen jakaantuminen. Fig. 1. Location of the experimental stands. 2. AINEISTO JA LASKENTAMENETELMÄT 21. Aineiston yleiskuvaus Tutkimuksen aineistona ovat Metsäntutkimuslaitok sen metsänarvioimisen tutkimusosaston puuntuotok sen tutkimussuunnan 1970-luvun alussa perustamat tai mikon harvennuskokeet. Metsiköitä on 26, joissa on 296 koealaa. Metsiköiden yleistiedot on esitetty liit teessä 1 ja maantieteellinen jakaantuminen kuvassa 1. Tutkimukseen kuuluvista metsiköistä valtaosa (16) si jaitsee Etelä-Suomen metsäkasvillisuusvyöhykkeellä (Kalela 1961). Loput kymmenen metsikköä sijaitsevat Pohjanmaan-Kainuun metsäkasvillisuusvyöhykkeellä. Näistä kolme metsikköä Itä-Suomessa on aivan vyö hykkeen etelärajalla ja pohjoisimmat Pohjanmaan- Kainuun ja Peräpohjolan vyöhykkeiden rajalla. Etelä-Suomen metsiköistä 14 on arvioitu kasvupaik katyypiltään puolukkatyypiksi ja kaksi kanervatyy piksi. Pohjanmaan-Kainuun vyöhykkeen metsiköiden metsätyyppimäärittelyssä kuvastuu kokeiden sijoittu minen alueen äärilaidoille. Alueen eteläosan kokeista yksi on tuoreella kankaalla (VMT) ja neljä kuivahkolla kankaalla (VT). Rovaniemen ympäristön kokeet ovat kuivahkolla kankaalla (EVT ja EMT) (Cajander 1949). 7 Taulukko 1. Metsiköiden puustotunnusten minimit, maksimit ja keskiarvot kokeen perustamishetkellä. Table 1. Minimum, maximum and mean values of stand parameters measured at the time the experiment was established. Koetaimikoista 16 on perustettu kylväen ja 10 luon taisesti. Maanpinnan valmistusmenetelmistä on maan omistajilta saatujen tietojen mukaan karhintaa käy tetty kahdessa, laikutusta samoin kahdessa ja kulo tusta 13 metsikössä. Kulotukseen on useimmiten liit tynyt kylvö, mutta kahdessa metsikössä (6 ja 7) alue on ensin kulotettu ja karhittu ja siemenpuut poistettu 7 vuoden kuluttua em. toimenpiteistä. Taimikoiden ikä on perustamisvaiheessa vaihdellut 11 vuodesta 30 vuoteen. Pohjois-Suomen luontaisesti syntyneiden tai mikoiden ikää ei pystytty luotettavasti määrittämään. Liitteessä 1 perkauksella on useimmiten tarkoitettu paitsi mahdollista lehtipuiden poistoa myös taimitup paiden harventamista. Taimikot ovat siten kokeen pe rustamisvaiheessa olleet useimmiten jo kertaalleen har vennettuja, tosin niin tiheään asentoon, 3000—4000 kpl/ha, että on voitu luoda hyvinkin laaja tiheysvaih telu. Koetta perustettaessa taimikkokuvio on jaettu lohkoi hin, joilla puusto on harvennettu eri tiheyksiin. Kun kin lohkon sisällä on rajattu I—3 tavallisesti suorakai teen muotoista koealaa vähintään viiden metrin levyi sen vaippa-alueen toisistaan erottamina. Koealojen ko ko on vaihdellut 10 aarista 50 aariin. Normaalisti koealat on harvennettu seuraaviin tiheyksiin: 1000, 1600, 2200 ja 3100 kpl/ha. Usein on yksi koeala har vennettu ekstreemiin asentoon 600 kpl/ha. Ainakin yk si koeala on jätetty harventamatta; perkaus on kuiten kin tällöinkin tehty. 17 metsikköä on mitattu tarkasti perustamisvai heessa. Näiden osalta puustotietojen minimit, maksimit ja keskiarvot ilmenevät taulukosta 1. Kasvatustiheys vaihtelu on ollut 600—19200 kpl/ha. Yli 4000 run koa/ha on tosin vain muutamalla koealalla. Perustet taessa valtapituus on vaihdellut 2,4 mistä 8,5 m:iin keskiarvon ollessa 5 m. Metsiköistä 12 on harvennettu valtapituuden ollessa alle 4 m eli varsinaisessa taimikkovaiheessa. 10 met sikköä edustaa riukumetsävaihetta, ts. selvästi myöhäs tynyttä taimikon harvennusta. Näissäkin metsiköissä puusto on ollut ennen perustamista lievästi käsitelty. Pohjoisimmat metsiköt on harvennettu valtapituuden vaihdellessa 4 ja 5 m:n välillä lukuunottamatta met sikköä 76. Metsiköt jakaantuvat siten kahteen toisistaan selväs ti erottuvaan ryhmään, taimikkovaiheessa harvennettui hin ja riukumetsävaiheessa harvennettuihin. Pohjois- Suomen kokeet, koetta 76 lukuunottamatta, asettuvat näiden kahden ryhmän välille. Metsikkö Stand kpl/ha st 1 ha D w ' cm Harvennuksen G, m 2 /ha jälkeen - H,, m a After thinning V, m^/ha 1 980-10030 (3078) 6,2- 9,9 (7,9) 3,9-16,1 (9,5) 6,2-7,7 (7,0) 13,2-54,8 (32,1) 2 700- 3200 (2054) 6,0- 9,7 (7,6) 4 ,0-10,8 (7,2) 5,6-7,5 (6,7) 11,9-37,7 (24,9) 3 620- 2990 (2212) 2,4- 3,8 (3,1) 0,5- 1,6 (1,1) 3,0-3,8 (3,4) 1,5- 4,6 (3,3) 6 912- 9640 (2651) 5,3- 7,2 (6,2) 2,7-13,2 (5,4) 5,2-6,4 (5,8) 8,4-42,5 (17,6) 7 981- 3262 (2071) 4,8- 7,1 (5,8) 2,2- 6,2 (4,2) 5,0-5,8 (5,3) 7,0-19,3 (13,2) 9 1000- 3739 (2135) 7,1- 8,2 (7,6) 3,3-11 ,8 (8,1) 6,1-7,2 (6,8) 10,9-40,1 (27,7) 10 600- 3096 (1927) 6,9- 8,0 (7,4) 2,8-11 ,0 (7,1) 6,1-7,0 (6,5) 9,4-37,7 (23,6) 11 575-19248 (3903) 3,2- 4,7 (3,9) 0,9- 7,2 (2,2) 3,2-4,1 (3,4) 1,4-21 ,3 (6,0) 12 1000- 3080 (2178) 2,3- 3,2 (2,6) 0,3- 1,3 (0,7) 2,4-3,0 (2,7) 1 ,0- 3,4 (2,1) 13 1000- 2535 (1946) 2,8- 4,4 (3,5) 0,6- 2,4 (1,3) 2,6-3,5 (3,0) 1,6- 6,1 (3,5) 17 . 600- 3800 (1982) 4,6- 6,4 (5,3) 1,4- 4,8 (2,9) 4,7-5,3 (4,9) 4,0-13,9 (8,6) 18 600- 2536 (1638) 5,2- 6,7 (5,7) 1,7- 3,8 (2,7) 4,6-5,3 (4,8) 4,8-10,8 (7,6) 19 1000- 3560 (2142) 7,0- 8,5 (7,5) 4,5- 9,7 (7,0) 6,5-7,7 (7,1) 15,9-32,5 (23,4) 76 813- 3420 (1883) 6,8-10,6 (8,4) 2,0- 9,4 (6,0) 00 00 1 r- vo 6,3-31,3 (19,0) 77 1000- 7134 (2695) 3,4- 6,1 (5,1) 1,6- 3,3 (2,5) 4,0-4,9 (4,5) 4,3- 9,0 (6,9) 78 984- 5480 • (2383) 4,2- 7,3 (5,7) 2,0- 4,9 (3,2) 4,1-5,0 (4,6) 5,3-13,5 (8,7) 79 600- 2816 (1619) 4,3- 7,4 (5,5) 1,3- 3,1 (2,2) 3,8-4,9 (4,3) 3,4- 8,3 (5,9) 8 Taulukko 2. Metsiköiden puustotunnusten minimit, maksimit ja keski arvot välimittausvaiheessa. Table 2. Minimum, maximum and mean values of stand parameters at intermediate measuring stage. 22. Mittaus- ja laskentamenetelmät Perustamisvaihe 17 metsikössä selvitettiin harvennusvaiheessa puusto tunnukset. Muissa metsiköissä kuvion ja puuston ho mogeenisuus todettiin kevyin mittauksin. Puustotun nukset selvitettiin erikseen kokonaispuustolle, harven nuksessa poistettavalle ja jäävälle puustolle. Tutki muksen lähtöaineistona on pidetty jäävän puuston tun nuksia. Runkolukusarjan selvittämiseksi kaikista puista mi tattiin rinnankorkeusläpimitta 1 cm:n tasaavaa luoki tusta käyttäen. Rinnankorkeuden määritys oli Ilves salon (1948) mukainen, mikä kuitenkin pienissä puissa on käytännössä 1,3 m maanpinnan tason yläpuolella. Koepuita mitattiin koko runkolukusarjan alueelta, enimmin kuitenkin kookkaimmista puista. Pituuskäyrät tasoitettiin graafisesti. Yksikkötilavuudet saatiin Ilves salon (1948) kuutiointitaulukoista. Metsikkö Stand N kpl/ha D , cm ' et/ha Välimittausvaiheessa - At G, m 2 /ha intermediate H d' m measuring V, m 3 /ha stage 1 990- 6720 8,8-14,2 9,1-26,4 8,6-11,1 38,8-136,4 (2762) (11,0) (18,2) (10,0) (86,7) 2 700- 3208 10,0-13,9 9,6-20,4 9,0-11 ,0 45,8- 97,6 (2047) (11,1) (15,6) (10,0) (73,4) 3 620- 3020 5,5- 7,9 2,6- 8,0 4,6- 5,7 8,2- 25,4 (2259) (6,5) (5,6) (5,3) (17,4) 6 890- 8050 9,2-13,4 10,8-23,9 9,0-11,1 49,0-116,0 (2518) (10,7) (15,5) (9,8) (73,6) 7 950- 3520 8,4-12,5 8,4-18,3 8,4- 9,8 37,2- 85,7 (2140) (10,1) (13,6) (9,0) (61,5) 9 400- 8200 5,6- 9,9 2,6-13,4 4,4- 7,0 8,0- 40,6 (3330) (7,3) (7,5) (5,2) (22,7) 10 600- 3120 9,1-11,6 5,9-17,4 8,2- 9,3 23,2- 73,4 (1938) (9,9) (12,6) (8,6) (51,9) 11 585-19333 5,1-12,0 5,6-22 ,3 6,4- 7,1 21,4- 78,9 (3638) (8,9) (11,1) (6,8) (40, 1) 12 1014- 3160 6,5- 8,4 4,7-11,7 5,4- 6,3 14,9- 41,6 (2217) (7,3) (7,9) (5,8) (26,5) 13 590- 3600 8,0-11 ,4 5,3-15,6 6,2- 7,5 19,5- 61,4 (1654) (9,7) (9,3) (6,7) (34,9) 17 588- 4300 6,7-10,1 4,1-11,5 6,1- 7,3 14,3- 40,3 (2070) (8,1) (7,9) (6,4) (27,4) 18 592- 2217 8,0-10,7 4,8- 8,9 5,8- 7,1 16,8- 30,8 (1545) (8,9) (7,3) (6,3) (25,3) 19 990- 3620 8,7-11 ,5 8,5-17,1 8,0-10,2 37,7- 73,6 (2139) (9,9) (12,5) (8,9) (53,8) 20 950- 3450 7,4- 8,9 4,0- 9,5 5,5- 6,7 12,7- 32,3 (1829) (8,1) (6,2) (6,1) (21,1) 21 1160- 3900 5,3- 7,4 2,2- 9,0 4,3- 5,4 6,2- 28,5 (2305) (6,4) (5,0) (4,7) (14,8) 23 608-12800 4,9- 9,3 2,8-12,0 4,2- 6,7 8,7- 42,6 (3161) (7,2) (7,9) (5,5) (25,9) 51 700- 3167 4,4- 8,1 2,0- 8,1 4,5- 5,7 5,8- 24 ,9 (1974) (6,7) (4,7) (5,0) (14,0) 54 1161- 2433 7,3-10,2 5,8- 8,4 5,7- 6,4 19,6- 27,8 (1636) (8,8) (7,0) (6,0) (23,5) 57 556- 3425 6,0- 9,2 2,9- 9,8 5,3- 6,4 9,4- 32,2 (1645) (7,3) (5,1) (5,7) (16,5) 58 575.- 2500 7,0- 9,3 2,7- 7,0 5,2- 5,9 8,5- 22,2 (1462) (7,8) (4,7) (5,5) (15,0) 59 581- 2138 6,7- 9,2 3,2- 6,8 5,2- 5,9 10,4- 21,8 (1494) C,6) (5,3) (5,4) (16,8) 76 983- 3060 9,1-13,0 7,5-16,5 7,8-10,5 29,5- 76,0 (1796) (10,9) (11,8) (8,6) (50,2) 77 1063- 7175 5,6- 8,9 4,7- 9,4 5,5- 7,3 14,4- 33,6 (2554) (7,6) (7,2) (6,4) (24,7) 78 1008- 5600 6,0-10,3 6,7- 9,7 5,7- 7,4 21 ,4- 37,2 (2466) (8,1) (7,9) (6,7) (28,2) 79 592- 2400 6,5-11 ,3 4,1- 8,5 5,6- 6,8 13,6- 30,8 (1599) (8,3) (6,1) (6,4) (21,1) 80 738- 4267 9,3-13,2 9,0-20,3 7,7- 9,3 38,8- 90,9 (2193) (10,8) (12,9) (8,2) (54,1) 9 Toinen mittaus Metsiköt mitattiin 4—B, yleisimmin 5 vuoden kuluttua perustamismittauksesta ja taimikon harvennuksesta. Metsiköt 1, 2, 9 ja 10 mitattiin ja laskettiin periaat teessa samoin kuin perustamisvaiheessa. Koepuista mi tattiin kuitenkin myös yläläpimitta. Muissa metsiköis sä käytettiin Oikarisen (1978 a) kuvaamaa otantamene telmää. Sen mukaisesti kokeen perustamisvaiheessa ra jattujen koealojen sisäpuolelle sijoitettiin I—4 ympyrä koealaa symmetrisesti. Ympyräkoealojen säde ja luku määrä vaihtelivat koealan suuruuden ja puuston tihey den mukaan siten, että luettavia puita tuli vähintään 100, kun tiheys oli 1000 kpl/ha tai vähemmän, 120, kun tiheys oli 1000—2000 kpl/ha ja 150, kun tiheys oli yli 2000 kpl/ha. Kolmannes lukupuista oli koepuita. Koepuut mitattiin koealan keskelle sijoitetulta pikku ympyrältä. Lisäksi koealan kaksi paksuinta puuta oli aina koepuita. Otantamenetelmää on yksityiskohdin se lostanut Yrjönen (1980). Lukupuista mitattiin puulaji suunta koealan keskipisteestä (1/360°) etäisyys koealan keskipisteestä (cm) d säteen suunnassa (mm) Koepuista mitattiin lisäksi d 3 5 tai d 6 säteen suunnassa (mm, vain kookas puustoisimmilla kokeilla) pituus (dm) viiden viimeisen vuoden pituuskasvu (dm) ikä rinnantasalta (a) latvuskerros tekninen laatu terveydentila latvuksen muoto paksuimman elävän ja kuivan oksan läpimitta (mm) paksuimman elävän oksan korkeus maasta (dm) vihreän latvuksen alaraja (dm) Osa metsiköistä mitattiin keskellä kasvukautta. Mit tausvuoden läpimitan kasvun selvittämiseksi kairattiin eri harvennusasteiden vaippa-alueilta 40 puuta koko runkolukusarjan alueelta. Vajaan kasvukauden kasvun selitysmalliksi valittiin parabeli: Parametrit laskettiin kullekin metsikölle erikseen. Mittaustulokset muunnettiin mallia käyttäen kesken eräisen kasvukauden alkuun. Koealojen puustotunnusten laskenta tehtiin Metsän tutkimuslaitoksen koealojen peruslaskentaohjelmistolla (Heinonen 1981). Pituuskäyränä käytettiin Näslundin (1937) mallia. Parametrit ratkaistiin kullekin koealalle erikseen. Koepuiden tilavuudet laskettiin Laasasenahon (1982) yhtälöillä. Yksikkötilavuusmallina käytettiin lo garitmista yhtälöä (vrt. Laasasenaho 1976): Parametrit laskettiin kullekin koealalle erikseen Koealojen peruslaskentaohjelmisto mahdollistaa puustotunnusten monipuolisen käsittelyn. Tavanomais ten tunnusten lisäksi ohjelmistolla saadaan estimaatit mm. puuston järeys- ja puutavaralajijakaumalle. Tau lukossa 2 on esitetty normaalien puustotunnusten mi nimit, maksimit ja keskiarvot metsiköittäin välimittaus vaiheessa. 3. KASVUPAIKKOJEN BONITOINTI 31. Pituusbonitointi Kasvupaikan boniteetilla tarkoitetaan sen puuntuotoskykyä. Suomessa kasvupaikat on perinteisesti luokiteltu pintakasvillisuuden mukaan eri metsätyyppeihin (Cajander 1909, 1949), joiden on katsottu kuvaavan riittävän hyvin kasvupaikan puuntuotoskykyä. Met sätyyppien ja puuntuotoskyvyn välisen yh teyden esitti Ilvessalo (1920). Ruotsissa on ollut käytössä Jonsonin (1914) esittelemä menetelmä, jossa kasvupaikat ryhmitellään iän ja keskipituuden, nyttemmin (Hägg lund 1977) valtapituuden mukaan boniteet tiluokkiin. Hägglund (1976) on kehittänyt myös taimikoille pituusbonitointimenetel män, joka perustuu valtapuiden viiden vuo den pituuskasvuun alkaen 2,5 m:n yläpuo lella olevasta oksakiehkurasta, metsikön maantieteelliseen sijaintiin ja maaperän omi naisuuksiin. On huomattava, että menetel mässä ei tarvita tietoa puuston iästä. Suomessa on kehitetty kylvettyjen männi köiden (Vuokila ja Väliaho 1980) ja valta kunnan metsien kolmannen inventoinnin (1951 —53) aineistoon perustuva talousmet sien (Gustavsen 1980) pituusbonitointimene telmä. Näistä ensiksi mainitussa on käytetty valtapituutta ja kokonaisikää ja jälkimmäi sessä valtapituutta ja rinnankorkeusikää. Molemmat tutkimukset perustuvat aineistoi hin, joissa nuoria metsiköitä on ollut vähän. Esitettyjä menetelmiä voidaan käyttää myös nuorissa metsiköissä, mutta tällöin on varau duttava huomattaviin virhemahdollisuuk siin. Näitä aiheuttavat etenkin iän määrittä misen epävarmuus luontaisesti syntyneissä metsiköissä ja virheet valtapituuden esti moinnissa. Kun pääosa aineistosta on kylvömänniköi tä, valittiin pituusbonitointiin Vuokilan ja Väliahon (1980) menetelmä. Näin saatiin myös mahdollisuus verrata kasvulukuja ja taimikoiden kehitystä em. tutkimuksen ke hityssarjoihin. i d = a 0 + a,d + a 2d 2 v = aQ + ajd + a2ln(2 + 1,25 d) 10 32. Kulotuksen vaikutus Syntytavan lisäksi kasvupaikkojen puun tuotoskyvyn luokittelua vaikeuttavat uudis tusalan valmistamiseen liittyvät toimenpiteet ja niiden vaikutukset puuston kehitykseen (Sepponen 1978). Tämän tutkimuksen tai mikoissa tärkein toimenpide on ollut kulo tus, jota on käytetty 13 metsikössä. Kulotuk sen vaikutuksia maaperän ja humuksen omi naisuuksiin ja kasvillisuuteen on Suomessa tutkinut erityisesti Viro (1969). Kulotus pa rantaa maaperän lämpöoloja ja antaa sie menelle hyvän kasvualustan. Maaperän hap pamuus vähenee ja typen saatavuus lisään tyy, vaikka typen kokonaismäärä vähentyy kin. Samoin on laita monien muiden kasveil le ja puille tärkeiden ravinteiden. Mineraa lien määrä palautuu em. tutkimuksen mu kaan ennalleen viimeistään 50 vuoden kulut tua kulotuksesta. Kulotus vaikuttaa voimakkaasti myös pin takasvillisuuteen. Etenkin puolukkatyypillä kasvillisuuden muutokset ovat huomattavia. Kasvillisuus saa "kuivemman" luonteen kuin mitä se olisi ilman kulotusta (Lehto 1969 a, Kujala 1979). Arvioitaessa kulotetun alan metsätyyppiä ja etenkin kasvukykyä voidaan siten saada huomattavan virheelli nen arvio, ellei tunneta metsätyypin kasvil lisuuden sukkessiota. Pintakasvillisuus viit taa karumpaan suuntaan, vaikka kasvuolo suhteet ovat puille edullisemmat kuin vas taavalla kulottamattomalla alalla. Siitä, kuinka pitkään kulotuksen edulli nen vaikutus kestää, ei ole tutkimustulok sia. On kuitenkin odotettavissa, että vaiku tus on pitkäaikainen, koska ravinteiden pa rempi saatavuus säilyy useita vuosikymme niä (Viro 1969). Ruotsissa Huss ja Sinko (1969) ovat ver tailleet taimien kehitystä kulotetuilla ja ku lottamattomilla aloilla. Kulotuksen edulli nen vaikutus pituuskasvuun vähenee, kun viive kulotuksen ja uudistamisen välillä kas vaa. Väheneminen on sitä nopeampaa, mitä karumpi kasvupaikka on. Hyvällä mustikka tyypillä kulotuksella on edullinen vaikutus pituuskasvuun, vaikka kylvö tehtäisiin vasta viisi vuotta kulotuksen jälkeen. Kuivalla puolukkatyypillä kulotuksen vaikutus on ai na kielteinen ohuen humuskerroksen liialli sen palamisen vuoksi (Huss ja Sinko 1969). Tämän tutkimuksen taimikoissa kylvö on tehty miltei poikkeuksetta heti kulotuksen jälkeen. Kuva 2. Metsiköiden puuston pituusboniteetti-indeksit (minimi ja maksimi). Fig. 2. Height index classes of the experimental stands (minimum and maximum). 11 33. Pituusboniteetti-indeksi ja kasvupaikan puuntuotoskyky Huolimatta pituusbonitoinnissa ilmene västä epävarmuudesta etenkin taimikkovai heessa metsiköille laskettiin H lOO -arvot Vuo kilan ja Väliahon (1980) esittämällä funktiol la. Tällä haluttiin toisaalta ryhmitellä metsi köt keskenään homogeenisiin ryhmiin ja toi saalta tarkastella syntytavan ja kulotuksen vaikutusta pituusboniteetti-indeksiin ja sa malla kasvupaikan puuntuotoskykyyn. Kuvassa 2 on esitetty pituusboniteetti indeksin vaihtelu metsiköittäin. Ne on myös eroteltu syntytavan ja maanpinnan valmis telun mukaan neljään ryhmään. Pituusboni teetti-indeksit ovat hyvin korkeita ottaen huomioon sen, että kasvupaikat on enim mäkseen luokiteltu puolukkatyypiksi. Sekä Vuokila ja Väliaho (1980) että Gustavsen (1980) määrittävät puolukkatyypin pituus boniteetti-indeksiluokkaan H ]oo = 24, hei komman osan luokkaan 21 ja kanervatyypin keskimäärin luokkaan 21. Suuri osa tämän tutkimuksen metsiköistä kuuluu luokkaan 27 tai 30, joiden pitäisi vastata mustikka tyyppiä tai jopa käenkaali-mustikkatyyppiä. Korkeille pituusboniteetti-indekseille voi daan hakea erilaisia selityksiä. Pituusboni teettimallit ovat alkuvaiheessa kenties liian matalalla ja antavat jo keskinkertaisillakin lähtöarvoilla hyvän pituusboniteetti-indek sin. Koemetsiköt poikkeavat ehkä keskimää räisistä metsiköistä siten, että hyvän hoidon ansiosta alkukehitys on ollut tavallista nope ampaa. Kulotus on voinut parantaa kasvua, mikä näkyy suurena pituusboniteetti indeksinä. Kuvasta 2 voidaan analysoida syntytavan ja kulotuksen vaikutuksia pituusboniteetti indeksiin. Luontaisesti syntyneiden puoluk katyypin koemetsiköiden indeksit ovat kes kimäärin alhaisemmat kuin kylvettyjen. Ero selittynee kuitenkin osittain uudistustavan valintaperiaatteella: usein "hyvä VT" uudis tetaan kylväen ja "huono VT" luontaisesti. Kulotetut metsiköt sijoittuvat pituusboni teetti-indeksillä mitaten kokeiden keskitasol le. Puolukkatyypin korkeimmat pituusboni teetti-indeksit ovat kulottamattomilla metsi köillä (metsiköt 1, 2ja 23). Syntytavan ja kulotuksen vaikutusten luo tettava analysointi vaatisi rinnakkaisia laaja mittaisia kokeita. Vertailemalla eri tavalla perustettuja yksittäisiä metsiköitä saadaan Kuva 3. Metsiköiden puuston keskimääräinen tilavuus kasvu iän suhteen. Fig. 3. Mean growth of the experimental stands with respect to age. vain suuntaa-antavia viitteitä näiden tekijöi den vaikutuksista pituusboniteetti-indeksiin. Pituusboniteetti-indeksin ja tilavuuskas vun välistä yhteyttä on vertailtu kuvissa 3 ja 4. Kuviin on piirretty myös Vuokilan ja Väli ahon (1980) tutkimuksen vastaavat kasvulu vut. Taimikkokokeista on käytetty niiden koealojen kasvulukuja, joissa runkoluku on ollut keskimääräinen eli: Kuvassa 3 on esitetty puuston keskimää räinen vuotuinen tilavuuskasvu eri metsi köissä. Niistä metsiköistä, joista on sekä harvennusvaiheen että välimittausvaiheen puustotiedot, on piirretty janat harvennuk sesta lähtien. Muista metsiköistä on piirretty ympyrä välimittausvaiheeseen. Pohjois-Suo men metsiköitä ei ole merkitty kuvaan. Kasvujanat ovat enimmäkseen yhdensuun taisia Vuokilan ja Väliahon julkaisemien kasvulukujen kanssa. Ne yhtyvät myös var sin hyvin Vuokilan ja Väliahon vastaaviin kasvulukuihin. Korkeimpien pituusboniteet ti-indeksien metsiköissä indeksi näyttäisi ole van keskimäärin hieman liian suuri tilavuus kasvuun verrattuna. »100 N, kpl/ha 27—30 21—24 1600—2400 1400—2200 12 Kuva 4. Harvennuksen jälkeisen jakson keskimääräinen vuotuinen tilavuuskasvu iän funktiona (minimi, mak simi ja keskiarvo, , Vuokila & Väliaho 1980). Fig. 4. Mean annual growth of the experimental stands after thinning with respect to age (minimum, maxi mum and average, , Vuokila & Väliaho 1980). Kuvassa 4 on esitetty harvennuksen jäl keisen jakson vuotuisen tilavuuskasvun mi nimi, maksimi ja keskiarvo niiden koealojen osalta, joissa runkoluku on "normaali". Kasvuluvut on asetettu mittausjakson puoli väliin. Myös näin mitaten kasvuluvut osuvat melko hyvin yksiin Vuokilan ja Väliahon (1980) kasvulukujen kanssa. Edellä esitetyt vertailut osoittavat pituus boniteetti-indeksin ja tuotoskyvyn välisen yhteyden toimivan myös taimikoissa ja osu van yksiin Vuokilan ja Väliahon julkaisun kasvulukujen kanssa. Sen sijaan metsätyy pillä mitaten ja kasvulukujen perusteella puolukkatyypin kylvömänniköiden alkuke hitys näyttää nopeammalta nykyiseen tietä mykseen verrattuna. Kestokokeita perustettaessa on vaarana, että koealat antavat liian hyvän kuvan met sikön koko kehityksestä (Oikarinen 1978). Koealojen määrä, yleensä yli kymmenen metsikköä kohden, takaa kuitenkin sen, että koealat edustavat koko metsikköä eivätkä vain sen parasta osaa. Oikarisen (mt.) tutki muksessa metsikön hehtaarikohtainen koko naistilavuus oli keskimäärin 12 % pienempi kuin edustavaan osaan metsikköä sijoitetun yhden kasvukoealan. Ero taimikkokokeiden yli kymmenen koealan ja metsikön keski määräisten puustotunnusten välillä lienee si ten huomattavasti pienempi kuin em. tutki muksessa todettu 12 %. 34. Koemetsiköiden ryhmittely Edellä esitetyn tarkastelun perusteella metsiköt ryhmiteltiin keskenään mahdolli simman homogeenisiin ryhmiin. Ryhmät muodostettiin siten, että metsiköt jaettiin keskimääräisen pituusboniteetti-indeksin mukaan luokkiin. Lisäksi metsiköt jaettiin taimikon harvennuksen ajankohdan mukaan kahteen luokkaan: alle 4 m:n ja yli 4 m:n val tapituusvaiheessa harvennetut. Näistä ensik si mainitut edustavat metsänhoidollisesti hy väksyttävää taimikon harvennusta ja jälkim mäiset selvästi myöhästynyttä, riukumetsän harvennusta. Metsiköiden jakaantuminen ryhmiin on seuraavan asetelman mukainen: Ryhmät 1 ja 2 edustavat kylvettyjä, hyvän puolukkatyypin taimikoita, joiden alkukehi tys kuitenkin vastaa mustikkatyypin, jopa käenkaali-mustikkatyypin taimikoiden kehi tystä. Ryhmiin 3 ja 4 kuuluu sekä kylväen että luontaisesti syntyneitä puolukkatyypin taimikoita. Ryhmät 5 ja 6 sisältävät Etelä- Suomen kanervatyypin metsiköt, kaksi ka run puolukkatyypin metsikköä ja yhden Pohjois-Suomen variksenmarja-puolukka tyypin metsikön. Ryhmä 7 sisältää Pohjois- Suomen kuivahkon kankaan (EMT) metsi köt, jotka on harvennettu 4—5 m:n valta pituusvaiheessa. Custavsenin (1980) mukaan EMT kuuluu pituusboniteetti-indeksiluok kaan 12—15. Ryhmä Group H I00 H d°m a Metsiköt Stands 1 2 27—30 <4 m >4 m 11, 13, 23, 57, 58 1, 2, 9, 10 3 4 24 <4 m >4 m 3, 12, 20, 51, 59 6, 7, 19 5 6 18—21 <4 m >4 m 21, 54 17, 18, 76 7 12—15 = 4 m 77, 78, 79, 80 13 4. HARVENNUKSEN VOIMAKKUUDEN JA AJANKOHDAN VAIKUTUS PUUSTON KEHITYKSEEN 41. Yleistä Puustotunnusten kehityksen tarkastelussa ovat mukana ne 17 metsikköä, joiden puus tot on mitattu sekä taimikon harvennusajan kohtana että välimittausvaiheessa (tauluk ko 1). Ryhmään 5 eli taimikkovaiheessa har vennettuihin pituusboniteetti-indeksiltään luokkiin 18—21 kuuluvia metsiköitä ei tä hän tarkasteluun osunut yhtään. Koealojen kasvulukuina on yleensä käy tetty mittausjakson keskimääräistä vuotuista kasvua. Mittausväli vaihteli neljästä kahdek saan vuoteen ja oli yleisimmin viisi vuotta. Erilaiset mittausvälit ovat tarkastelun kan nalta heikkous, sillä taimikkovaiheessa puusto kehittyy nopeasti ja reagoi voimak kaasti harvennukseen. Tällöin neljän vuoden keskimääräinen kasvu voi tasoltaan olla mel ko tavalla voimakkaampi kuin kahdeksan vuoden. Välimittausajankohdan ovat suu reksi osaksi määränneet tutkimussuunnan taloudelliset ja työvoimaresurssit ja tarve keskittää mittaukset muutamiin vuosiin. Kasvun ilmastolliset vaihtelut aiheuttavat kasvulukuihin lisävaihtelua. Läpimitan, pohjapinta-alan ja tilavuuden kasvuluvut on korjattu mittausvälin vuosien kasvuindek seillä. Kasvuindekseinä on käytetty Timosen (1981) laskemia, toistaiseksi julkaisematto mia lukuja, jotka ovat 1970-luvulle seuraa vat: Kasvujakso sijoittuu suurimmaksi osaksi 1970-luvun loppupuolelle, joka etenkin Ete lä-Suomessa on ollut huonon kasvun aikaa. Mittausvälin kasvuluvut ovat siten korjauk sen tuloksena hieman suurentuneet. Harvennuksen voimakkuuden ja ajankoh dan vaikutusta puuston kehitykseen on ana lysoitu graafisesti vertaamalla ryhmien run koluvun mukaan luokiteltujen keskiarvojen eroja. 42. Pituuskasvu Kuvassa 5 on esitetty valtapituuden vuo tuinen kasvu mittausjakson aikana runkolu vun funktiona. Pituuden kasvu on tämän aineiston mukaan laajalla tiheysalueella riip pumaton harvennuksen voimakkuudesta. Runkoluvun ollessa alle 1000 kpl/ha valta pituuden kasvu näyttää taantuvan karuim milla kasvupaikoilla. Parhailla kasvupaikoil la (ryhmät 1 ja 2) puiden pituuskasvu ei erit täin harvassakaan asennossa heikkene, vaan pikemminkin paranee. Taimikon harvennuksen ajankohdalla ei näytä olevan vaikutusta pituuskasvuun. Pi tuuskasvun erilaisuus samoilla kasvupaikoil la ryhmien välillä (ryhmät 1 ja 2 sekä 3 ja 4) johtuu metsiköiden erilaisista kehitysvaiheis ta. Kuva 5. Valtapituuden keskimääräinen vuotuinen kas vu harvennuksen jälkeen runkoluvun funktiona (nu merot kuvassa tarkoittavat ryhmiä, s. 12). Fig. 5. Mean annua! increase in dominant height after thinning as a function of stem number (numbers in Figure mean groups, p. 12). vuosi Etelä-Suomi Pohjois-Suomi 1970 93 83 1971 104 89 1972 110 103 1973 116 114 1974 111 106 1975 104 117 1976 86 116 1977 85 99 1978 90 95 1979 83 104 1980 108 109 14 Pituuskasvu on siis laajassa mitassa riip pumaton kasvatustiheydestä. Lönnrothin (1925, ks. Vuokila 1980, s. 74) käsitys, että puiden välinen kilpailu kiihdyttää pituuskas vua, ei tämän tutkimuksen mukaan aina kaan taimikoissa pidä paikkaansa. Tiheim milläkin koealoilla valtapuiden pituuskasvu noudattaa normaalia kehitystä. Myös Par viaisen (1978) mukaan taimikko- ja riuku metsävaiheessa pituuskasvu on riippumaton kasvatustiheydestä ainakin, kun tiheys on yli 1000 kpl/ha. Vuokila (1972) on esittänyt kuitenkin useita tutkimuksia, joissa taimi kon pituuskasvun on todettu kiihtyvän voi makkaan harvennuksen seurauksena etenkin karuilla kasvupaikoilla. Vestjordet (1977) on todennut, että yliti heiden taimikoiden harvennuksen jälkei nen pituuskasvu taantuu 2—3 seuraava na vuotena. Sen jälkeen seuraa voimak kaan pituuskasvun ajanjakso. Voimakas pi tuuskasvu johtuu Vestjordetin mukaan uu sista neulasista, jotka pystyvät käyttämään täysin hyväkseen parantuneet valaistusolo suhteet, vähentyneen juuristokilpailun, pa remman mikroilmaston ja tietyn asteisen, etenkin kuolleiden juurien aiheuttaman lan noitusvaikutuksen. Reaktio on kuusella voi makkaampi kuin männyllä. Tämän tutkimuksen metsiköissä 9 ja 10 mitattiin vuotuiset pituuskasvut n. 15 koe Kuva 6. Koepuiden vuotuinen pituuskasvu metsiköissä 9 ja 10. Fig. 6. Annual height growth of sample trees in experi mental stands 9 and 10. puusta koealaa kohti. Pituuskasvut on esi tetty kuvassa 6. Harventamattoman koealan koepuiden pituuskasvua on merkitty luvulla 100, ja harvennettujen koealojen pituuskas vuja on verrattu tähän arvoon. Vertailu tu kee Vestjordetin esittämää tulosta. Toisena vuotena harvennuksen jälkeen on havaitta vissa pituuskasvun taantuminen, joka on sitä suurempi, mitä voimakkaammin taimikkoa on harvennettu. Selvää pituuskasvun kiih tymistä alkuheikentymisen jälkeen ei voida havaita ja parhaimmillaankin lisäys on vain n. 10 %. Vestjordetin mukaan suurin pi tuuskasvun lisäys on odotettavissa vasta noin kahdeksan vuoden kuluttua harvennuk sesta. Metsiköissä 9 ja 10 tarkastelujakso päättyy viidenteen vuoteen harvennuksen jälkeen, joten jonkinasteista pituuskasvun kiihtymistä voi olla vielä odotettavissa. Edellä havaittu ilmiö vaikeuttaa Hägglun din (1976) taimikoille kehittämän pituusbo nitointimenetelmän käyttöä harvennetuissa taimikoissa. Pituusboniteetti-indeksit voivat muodostua liian korkeiksi tilapäisestä pi tuuskasvun kiihtymisestä johtuen. 43. Läpimitan kasvu Kuvassa 7 on esitetty pohjapinta-alalla painotetun keskiläpimitan vuotuinen kasvu harvennuksen jälkeen runkoluvun funktio na. Läpimitan kasvu on sitä suurempi, mitä voimakkaammin taimikkoa on harvennettu. Ero on selvä kaikilla kasvupaikoilla, par hailla hieman suurempi kuin karuimmilla. Lievälläkin harvennuksella on myönteinen vaikutus läpimitan kasvuun. Läpimitan kasvu on suurempi taimikko vaiheessa harvennetuissa (ryhmät 1 ja 3) kuin riukumetsävaiheessa harvennetuissa metsiköissä. Läpimitan kasvun kulminaatio piste saavutetaan siis hyvin nuorella iällä. Tästä johtuen järeytymiskehitys on sitä no peampaa, mitä aikaisemmin taimikko har vennetaan. Osan läpimitan kulminaation ai kaisuudesta aiheuttaa mittauskorkeuden muutos latvalta tyvelle puun pituuden kas vaessa. Läpimitan kasvun maksimi on rungon yläosassa (Kilkki ja Varmola 1981). Edellä esitetty läpimitan kasvun tarkastelu koskee pohjapinta-alalla painotettua keski läpimittaa. Kun harvennuksessa poistetaan pieniläpimittaista puuta, nousee keskiläpi mitta pelkän harvennuksen ansiosta sitä suu 15 Kuva 7. Pohjapinta-alalla painotetun keskiläpimitan keskimääräinen vuotuinen kasvu harvennuksen jäl keen runkoluvun funktiona (numerot kuvassa kuten kuvassa 5). Fig. 7. Mean annua! increase in mean diameter after thinning weighted by basal area expressed as a func tion of stem number (numbers in Figure as in Fig. 5). remmaksi, mitä voimakkaammin taimikkoa on harvennettu ja mitä kookkaampia puita on jäänyt jäljelle. Suuri osa harvennuksen aiheuttamasta läpimitan kasvun voimistumi sesta voidaankin selittää tällä siirtymällä. Toisen tarkastelulähtökohdan antaa valta läpimitta eli hehtaaria kohden sadan pak suimman puun läpimittojen keskiarvo. Voi daan olettaa, että harvennusasteesta riippu matta valtaläpimitta on ollut harvennuksen jälkeen kunkin metsikön kaikilla koealoilla keskimäärin sama. Harvennuksessa on tus kin kajottu valtapuihin, ja aiempi kehitys metsiköissä on ollut yhtenäinen. Erot valta läpimitan kasvussa kertovat kookkaimpien puiden reagoinnista kasvutilan avartumi seen. Metsiköistä ei perustamishetkellä laskettu valtaläpimittaa. Näin ollen voitiin tarkastel la vain välimittaushetken valtaläpimittojen eroja. Harvennuksen voimakkuus vaikuttaa lievästi valtapuiden läpimittojen kasvuun. Ero tiheyksien 600 ja 4000 kpl/ha välillä on välimittausvaiheessa 0,5 —1,0 cm eli n. 1 % vuodessa. Normaalitiheyksillä ero on huo mattavasti pienempi. Tulos on yhdensuun tainen Parviaisen (1978) tutkimuksen kans sa, jonka mukaan valtapuiden paksuuskas vu lisääntyi vasta voimakkaimman puuston käsittelyn johdosta tilastollisesti merkitse västi luonnontilaiseen puustoon verrattuna. 44. Runkotilavuuden kasvu Kuvassa 8 on esitetty runkotilavuuden vuotuinen kasvu harvennuksen jälkeen run koluvun funktiona. Tilavuuskasvu suurenee tiheyden lisääntyessä runkolukuun 4000 kpl/ha saakka. Jyrkimmin tiheyden lisään tyminen vaikuttaa parhaimpien kasvupaik kojen metsiköiden tilavuuskasvuun. Metsi köt ovat kiihtyvän tilavuuskasvun vaiheessa (vrt. kuva 4) ja näin ollen tilavuuskasvu on suurin riukuvaiheessa käsitellyissä metsiköis sä. Pohjois-Suomen kokeissa (ryhmä 7) ti lavuuskasvun lisääntyminen tiheyden lisään tyessä on erittäin vähäistä. Taimikon harvennuksen jälkeisen pohja pinta-alan tai runkoluvun suhteen ei voida havaita kulminaatiopistettä, vaan tilavuus kasvu kasvaa jätettävän puuston lisääntyes sä. Vuokila (1981) havaitsi ylitiheiden män tynuoreikoiden ensiharvennuksen jälkeen kasvun maksimitason, kun runkotilavuus oli n. 110 mVha. Tämän tutkimuksen kokeis sa suurin runkotilavuus oli n. 60 mVha, jol loin myös vuotuinen tilavuuskasvu oli suu rin (15 m 3 /ha/a). Tulos on samansuuntai nen monien aikaisempien tutkimusten kans sa (Vuokila 1972). Tilavuuskasvua voidaan tarkastella myös kasvuprosenttien avulla (kuva 9). Runkoti lavuuden kasvuprosentti on metsikön iän mukaan aleneva tunnus. Niinpä taimikko- ja riukuvaiheessa kasvuprosentit ovat huomat tavan suuria vaihdellen 10 ja 30 %:n välillä. Kuva 8. Runkotilavuuden keskimääräinen vuotuinen kasvu harvennuksen jälkeen runkoluvun funktiona (numerot kuvassa kuten kuvassa 5). Fig. 8. Mean annual increase in stem volume after thin ning as a function of stem number ( numbers in Figure as in Fig. 5). 16 Kuva 9. Runkotilavuuden keskimääräinen vuotuinen kasvuprosentti harvennuksen jälkeen runkoluvun funktiona (numerot kuvassa kuten kuvassa 5). Fig. 9. Mean annual growth percentage of stem volume after thinning as a function of stem number (numbers in Figure as in Fig. 5). Runkoluvun kasvaessa tilavuuskasvupro sentti pienenee hieman, mutta ero on mer kityksetön. Täten mitään tilavuuskasvun kulminaatiota lähtöpuuston lisääntyessä ei esiinny. 45. Järeytyminen Tämän tutkimuksen metsiköt ovat vielä niin varhaisessa kehitysvaiheessa, ettei laskenta tuloksista voida tehdä kovinkaan pitkälle meneviä johtopäätöksiä puuston järeytymi sestä. Vasta ensiharvennusvaiheessa saadaan luotettavaa tietoa järeytymiskehityksestä. Kuitenkin jo tämänhetkiset tulokset antavat viitteitä tulevasta kehityksestä. Kuvassa 10 on esitetty käyttöpuun suh teelliset osuudet runkotilavuudesta eri läpi mittavaatimuksin pohjapinta-alalla painote tun keskiläpimitan suhteen. Käyttöpuuksi on laskettu se osa rungosta, joka latvasta täyt tää minimiläpimitan (5,5, 7,5 tai 9,5 cm kuo ren päältä) ja josta saadaan vähintään 2 m:n pituinen pölkky. Kuvaan on piirretty myös kuitupuurunkojen lukumäärän suhteellinen osuus kokonaisrunkoluvusta. Kuitupuu rungoksi on laskettu ne puut, joista on saatu vähintään yksi latvaläpimitaltaan 5,5 cm ole va 2 m:n mittainen pölkky. Käyttöpuun osuus runkotilavuudesta riip puu kiinteästi puuston keskiläpimitasta: ha jonta läpimittaluokassa on vain n. 4 pro senttiyksikköä. Näin ollen pohjapinta-alalla painotetulla keskiläpimitalla voidaan luotet tavasti selittää käyttöpuun osuutta. Latvaläpimitaltaan yli 5,5 cm kuitupuun osuus kasvaa keskiläpimitan lisääntyessä aluksi jyrkästi, mutta osuuden kasvu loive nee metsikön saavutettua keskiläpimitan 12 cm. Latvaläpimitaltaan yli 7,5 cm olevan puun osuus kasvaa suoraviivaisesti ja nousee 80 %:iin, kun keskiläpimitta on 14 cm. Lat valäpimitaltaan yli 9,5 cm olevan puun osuus on tutkimusaineiston alueella koko ajan nouseva ja on 30 °7o, kun keskiläpimitta on 14 cm. Kuitupuurunkojen osuus kokonaisrunko luvusta ei riipu yhtä selvästi keskiläpimitasta kuin em. käyttöpuuosuudet, vaan hajonta on suurempi. Kuitupuurunkojen osuus ko hoaa jyrkästi keskiläpimitta-alueella 6—9 cm, jolloin myös hajonta on suurin. Myös kuitupuurunkojen osuudella mitattuna kes kiläpimittaa 12 cm voidaan pitää jonkinlai sena rajana. Sen jälkeen suurin osa (yli 90 %) puustosta täyttää kuitupuun mitat. Enemmän kuin se, miten paljon suhteel lisesti saadaan kasvatetuksi määrätyn suu ruista puuta, metsänkasvattajaa kiinnostaa käyttöpuun absoluuttinen määrä. Kuvassa 11 on esitetty runkotilavuus ja käyttöpuun absoluuttinen määrä eri latvaläpimittavaati muksin sekä kuitupuurunkojen lukumäärä ja kuitupuurungon keskikoko runkoluvun funktiona eri pituusboniteeteilla. Kuva esit tää tilannetta keskimäärin viiden vuoden kuluttua taimikon harvennuksesta ja koskee vain riukumetsävaiheessa harvennettuja metsiköitä. Taimikkovaiheessa harvennettu jen metsiköiden informaatioarvo käyttö puun osalta on kuvan 11 metsiköitä huo mattavasti pienempi. Mitä parempi kasvupaikka on, sitä sel vemmin metsikkö reagoi kasvutilan avartu Kuva 10. Vaihtoehtoisia minimiläpimittoja vastaavan käyttöpuun osuus tilavuudesta ja kuitupuurunkojen osuus kokonaisrunkoluvusta pohjapinta-alalla paino tetun keskiläpimitan funktiona. Fig. 10. Relative proportion of marketable wood of total stem volume with different minimum top dia meters and pulpwood stems of total stem number with respect to mean diameter weighted by the basal area. 17 Kuva 11. Runkotilavuuden ja käyttöpuun määrä sekä kuitupuurunkojen lukumäärä ja keskikoko runkoluvun funk tiona eri pituusboniteetti-indeksiluokissa (N k = , v"k = Fig. 11. Amounts of stem volume and marketable wood and number and mean size of pulp wood stems with respect to stem number in different height index classes 6,5 cm) on yleensä suurin luonnontilaisessa metsi kössä, mutta järeän puun määrä (d > 14,5 cm) aina suurin harvimmassa asennossa (400 —1000 kpl/ha). Vestjordetin (1977) tut kimuksessaan laatiman mallin mukaan valta pituusvaiheessa 10 m käyttöpuun (d > 7,5 cm) kokonaistilavuus on laajalla tiheys alueella (1500 —4500 kpl/ha) sama. Tämän tutkimuksen tulokset viittaavat sa maan suuntaan em. tutkimusten kanssa. Käyttöpuun määrä riippuu läpimittavaati muksesta. Pieniläpimittaista puuta saadaan eniten tiheässä kasvatettaessa, mutta eniten järeää puuta saadaan harvassa asennossa. Yksityiskohtaista tietoa käyttöpuun määräs tä saadaan vasta, kun metsiköt ovat varttu neet ensiharvennus vaiheeseen. On myös huomattava, että taimikkovaiheessa harven nettujen metsiköiden järeyskehitys tulee voi makkaasta läpimitan kasvusta johtuen ole maan erilainen kuin riukumetsävaiheessa harvennettujen metsiköiden. Kuvaan 11 on piirretty myös kuitupuu runkojen lukumäärä ja keskikoko tiheyden funktiona. Riukuvaiheenkin harvennuksen jälkeen hyvillä ja keskinkertaisilla kasvupai koilla lähes kaikki puut saadaan kasvatetuk si kuitupuurungoiksi vielä tiheydellä 2000 kpl/ha. Parhailla kasvupaikoilla vielä tihey dellä 4000 kpl/ha ainakin 3000 runkoa täyt tää kuitupuurungon mitat. Ensiharvennuksessa tärkeä, harvennuksen kannattavuuteen vaikuttava kuitupuurun gon keskikoko suurenee sitä jyrkemmin, mitä voimakkaammin taimikkoa on harven nettu. Reaktio on voimakas, kun otetaan huomioon, että harvennuksesta on kulunut vain n. viisi vuotta. Harvennushetkellä kui tupuurunkojen keskikoon voidaan olettaa olleen sama eri harvennusvoimakkuuksilla yhtenäisestä aiemmasta käsittelystä johtuen. 18 Toisaalta tiheissä metsiköissä kuitupuurun gon keskikokoa pienentävät ne puut, jotka vasta äskettäin ovat saavuttaneet kuitupuun mitat. Harvimmissa asennoissa kaikki puut ovat jo kuiturunkoja, joten mitään siirty mää hukkapuurungoista ei enää ole. Saman suuntaisen tuloksen on saanut Parviainen (1978), joka toteaa myöhäisenkin harven nuksen merkitsevän järeyskehityksen nopeu tumisen kautta huomattavaa puuntuotan nollista etua. 46. Ulkoinen laatu 461. Latvussuhde Osasta metsiköitä mitattiin koepuista vih reän latvuksen alaraja välimittausvaiheessa. Alarajana pidettiin alinta vihreää oksaa, jollei se ollut vähintään kahden kuolleen kiehkuran erottama yhtenäisestä latvukses ta. Latvussuhteen (latvuksen pituuden suhde puun koko pituuteen) tarkastelussa rajoitut tiin 500 paksuimpaan puuhun hehtaarilla. Näiden puiden latvussuhteiden keskiarvoa kullakin koealalla pidettiin havaintoyksikkö nä. Tarkastelu haluttiin siten keskittää puus ton arvokkaimpaan osaan. Lisäksi voidaan olettaa, että 500 paksuimman puun latvus suhde on ollut metsikön kaikilla koealoilla harvennushetkellä sama ja että mahdolliset erot ovat syntyneet harvennuksen jälkeen. Kuvassa 12 on esitetty latvussuhde keski määrin viiden vuoden kuluttua harvennuk sesta metsikön runkoluvun ja harvennuksen ajankohdan valtapituuden funktiona. Kuva 12. Latvussuhde runkoluvun ja harvennusajan kohdan valtapituuden funktiona (500 paksuinta puu ta/ha). Fig. 12. Crown ratio with respect to stem number and dominant height at thinning stage (500 thickest trees/ha). Harvennuksen voimakkuus vaikuttaa lat vussuhteeseen taimikon kaikissa kehitysvai heissa. Ero äärimmäisten tiheyksien välillä on n. 10 prosenttiyksikköä. Ero on syntynyt siis noin viidessä vuodessa ja todennäköi sesti siten, että harvimmissa asennoissa vih reän latvuksen lyhentymistä ei ole tapah tunut lainkaan. Vihreän latvuksen pienenemisessä näyttää olevan puun laadun kannalta myönteinen taitekohta valtapituusvaiheessa 5—6 m. Harvennettaessa vasta tässä vaiheessa latvus ten pieneneminen on jo päässyt latvuston sulkeutumisen myötä sellaiseen vauhtiin, että sillä on teknisen laadun kannalta myön teistä merkitystä. 462. Oksikkuus 4621. Paksuimmat tuoreet oksat Paksuimman elävän oksan tarkastelu ra joitettiin kuten latvussuhteenkin 500 pak suimpaan puuhun hehtaarilla. Oksatunnuk set laskettiin näiden puiden keskiarvoina, ja havaintoyksikkönä oli siten koeala. Ok sien paksuus mitattiin 3 cm:n päästä rungos ta. Kuvan 13 yläosassa on esitetty oksa- ja rinnankorkeusläpimittojen keskiarvojen vä linen riippuvuus eri harvennusvoimakkuuk silla. Keskiarvot edustavat tilannetta keski määrin viisi vuotta harvennuksen jälkeen. Yksittäisillä puilla paksuimman oksan lä pimitta riippuu suoraviivaisesti puun rinnan korkeusläpimitasta (Uusvaara 1974, Varmo la 1980). Metsiköittäin riippuvuus on loivasti käyräviivainen. Tämä johtuu siitä, että van himmissa metsiköissä harvennus on tehty niin myöhään, että oksat ovat olleet suhteel lisen ohuita jo ennen harvennusta. Harvennuksen voimakkuuden vaikutus on selvä: mitä voimakkaammin harvennetaan, sitä paksummiksi oksat kasvavat. Äärita paukset (alle 1200 ja yli 3600 kpl/ha) erottu vat selvästi keskimääräisistä tiheyksistä, joi den välillä oksien paksuuksien ero ei ole kovinkaan suuri (n. 2 mm). Oksien paksuuk sien tarkastelussa tulee ottaa huomioon kas vutilan avartumisen vaikutus myös puiden paksuuskasvuun. Viiden vuoden kuluttua harvennuksesta valtapuut ovat harvimmassa asennossa jo n. 2 cm paksumpia kuin tiheim missä. Tämä aiheuttaa lisäeroja oksan pak suuksiin harvennusasteiden välillä. 19 Kuva 13. Paksuimpien tuoreiden ja kuivien oksien läpimittojen ja rinnankorkeusläpimittojen välinen riippuvuus harvennusasteittain (500 paksuinta puuta/ha). Fig. 13. Dependence between breast height diameter and diameter of thickest living and dry branch with different thinning intensities (500 thickest trees/ha). Metsiköittäin oksan paksuuksien hajonta vaihteli 4 mm:stä 8 mm:iin. Hajonta lisään tyi puiden koon kasvaessa. Miltei poikkeuk setta metsikössä oli puita, joiden paksuim man tuoreen oksan läpimitta oli yli 40 mm. Toisaalta 500 paksuimman puun joukossa oli aina myös ohutoksaisia, joissa paksuim man tuoreen oksan läpimitta oli alle 20 mm. Nämä puut olivat tavallisesti myös kooltaan pienimpiä. Aineistosta pyrittiin analysoimaan myös harvennusajankohdan, syntytavan ja kasvu paikan vaikutusta oksien paksuuden kehit tymiseen. Selvin vaikutus oli harvennuksen ajankohdalla (kuva 14). Mitä aikaisemmin taimikko harvennetaan, sitä paksummiksi oksat kehittyvät. Laadun kannalta optimina voidaan pitää valtapituusvaihetta 5—6 m, jota myöhemmin tapahtuva harventaminen ei enää vaikuta merkitsevästi paksuimman oksan läpimittaan, joka on n. 30 mm. Kun myös latvussuhteen pieneneminen nopeutuu selvästi 5—6 m:n valtapituusvaiheessa, voi daan olettaa, ettei oksien paksuuntuminen näin myöhän harventamisen jälkeen ole enää kovinkaan suurta. Syntytavalla ei näytä olevan selvää vaiku tusta oksikkuuteen. Tarkastelua tosin vai keuttaa se, että niistä metsiköistä, joista oksatunnukset on mitattu, kylvetyt kuuluvat taimikkovaiheessa ja luontaisesti syntyneet enimmäkseen riukuvaiheessa harvennettui hin. Yhteisellä läpimitta-alueella oksien pak suudet eivät eroa merkittävästi toisistaan Kuva 14. Paksuimpien tuoreiden oksien läpimittojen ja rinnankorkeusläpimittojen välinen riippuvuus har vennuksen ajankohdan valtapituusluokissa (500 pak suinta puuta/ha). Fig. 14. Dependence between breast height diameter and diameter of thickest living branch with different dominant height classes at thinning <5OO thickest trees/ha). 20 syntytavaltaan erilaisissa metsiköissä. Kun riukuvaiheessa harvennetut metsiköt ovat luontaisesti syntyneitä, voidaan sanoa, että laadun kannalta edullisimmissakin olosuh teissa peruspuiden paksuimman oksan läpi mitta on n. 30 mm. 4622. Paksuimmat kuivat oksat Taimikon harvennusvaiheessa puiden vih reä latvus on pitkä, 80—90 % puun pituu desta. Harvennuksen ajankohdasta ja voi makkuudesta riippuen vihreä latvus pienenee ajan mittaan eri nopeuksilla (kuva 12). Met siköiden uudismittaushetkellä vihreä latvus ulottui vielä pitkälle tulevan tyvitukin alueel le, joten oksien kuoleminen tällä vyöhyk keellä oli vielä kesken. Kuivat oksat eivät siten kuvaa sitä tilannetta, joka tulevaisuu dessa vallitsee puun tyviosalla, vaan mittaus hetken tilannetta, joka on suuresti riippuvai- Kuva 15. Erittäin harvassa asennos sa puiden pystykarsinta on välttä mätön, jotta tekninen laatu muo dostuisi hyväksi. Metsikkö 23, 600 kpl/ha. Valok. S. Hannelius. Fig. 15. In very low density pruning is necessary, if good quality is wanted. Experimental stand 23, 600 stems/ha. Photo S. Hannelius. nen puuston ja etenkin latvuston kehitys vaiheesta. Kuvan 13 alaosassa on esitetty paksuim man kuivan oksan ja rinnankorkeusläpimi tan välinen riippuvuus harvennusasteittain viiden vuoden kuluttua taimikon harvennuk sesta. Havaintoyksikkönä on ollut kunkin koealan 500 paksuimman puun keskiarvo. Paksuimmat kuivat oksat ovat tiheimmissä asennoissa. Tämä on seurausta vihreän lat vuksen pienenemisestä. Latvuksessa paksuin tuore oksa sijaitsee latvuksen alaosassa (Var mola 1980, Kellomäki ja Tuimala 1981). Näin ollen latvuksen pieneneminen tuottaa uusia, entistä paksumpia kuivia oksia, mikä näkyy tässä vaiheessa juuri tiheimmissä asennoissa. Syntytavalla ja kasvupaikalla ei tässä vai heessa näytä olevan vaikutusta kuivien ok sien paksuuteen. Johtopäätösten teko on kuitenkin syytä jättää myöhempään ajan kohtaan, jolloin oksisto kokonaisuudessaan 21 on kuollut tyvitukin alueella. Tällöin saa daan varmuus myös harvennuksen ajankoh dan ja voimakkuuden vaikutuksista oksien paksuuteen. Kuivat oksat ovat vielä huomat tavasti tuoreita oksia ohuempia. Ero on noin 14 mm. 4623. Oksien sijainti Paksuimman tuoreen oksan sijainti lasket tiin kuten oksien läpimitatkin 500 paksuim man puun keskiarvona. Paksuin tuore oksa sijaitsee 30—60 %:n korkeudella tyveltä läh tien. Sijainti on suhteellisesti sitä korkeam pi, mitä myöhemmin taimikko on harven nettu. Harvennuksen voimakkuus vaikuttaa vain vähän oksan suhteelliseen sijaintiin. Kun latvussuhde tiheyden kasvaessa piene nee, sijaitsevat paksuimmat oksat tiheissä metsiköissä lähempänä vihreän latvuksen alarajaa kuin harvoissa metsiköissä. Kello- Kuva 16. Kylvötuppaiden oksisto heikkenee ja oksat jäävät ohuiksi. Järeytyminen on hidasta. Koe 23, 12 800 kpl/ha. Valok. S. Hanne lius (500 paksuinta puuta/ha). Fig. 16. Branches and stems in sowing clumps are thin. Experi mental stand 23, 12 800 stems/ha. Photo S. Hannelius. mäen ja Tuimalan (1981) mukaan paksuin oksa latvuksessa sijaitsee tiheässä metsikössä ylempänä kuin harvassa metsikössä. Syynä tulosten ristiriitaisuuteen saattaa olla tarkas telujoukkojen erilaisuus. Tässä tutkimuk sessa on tarkasteltu vain 500 paksuinta puu ta eri tiheyksillä. Kellomäen ja Tuimalan tutkimuksessa tarkastelujoukkona ovat ol leet metsikön kaikki puut. 463. Rungon tekninen laatu ja terveydentila Tekninen laatu määritettiin silmävaraises ti luokittelemalla. Luokat olivat: normaali oksainen mutkainen haarainen oksainen ja mutkainen oksainen ja haarainen mutkainen ja haarainen oksainen, mutkainen ja haarainen runko katkennut (elävä) 22 Kuva 17. Tekninen laatu eri harvennus voimakkuuksilla (500 paksuinta puu ta/ha). Fig. 17. Technical quality obtained with different thinning intensities (500 thickest trees/ha). Harvennuksen voimakkuudessa erotettiin 9 luokkaa, joista 6 yleisintä kussakin ryh mässä (s. 12) otettiin analyysiin. Myös rungon teknisen laadun tarkastelu koskee vain 500 paksuinta puuta hehtaarilla. Luo kitteluasteikkoa käytettäessä on vaarana tu losten subjektiivisuus. Koska eri metsiköissä on ollut eri luokittelijoita, tulokset ovat vertailukelpoisia lähinnä ryhmien sisällä, ei vät niiden välillä. Kuvassa 17 on esitetty tekninen laatu har vennusasteittain ja eri ryhmissä. Normaa leiksi luokiteltujen puiden osuus lisääntyy yleensä metsikön tiheyden kasvaessa. Piirre on selvin ryhmissä 1 ja 6 ja heikoin ryhmissä 5 ja 7. Normaalien puiden osuus vaihtelee 20—90 %:n välillä. Normaalien puiden osuus on voimakkaasti luokittelija- ja näin ollen ryhmäkohtainen. Yleisin vikaisuus on oksaisuus ja se lisään tyy harvennuksen voimistuessa. Oksaisuus yhdistyy useimmiten mutkaisuuteen. Mut kaisuutta esiintyy melko tasaisesti kaikissa harvennusasteissa. Haaraisuutta esiintyy epäsäännöllisesti tai se on niin vähäistä, että se on luettu luokkaan "muut". Haa raisuuskin liittyy useimmiten oksaisuuteen. Vaikka ryhmien välisessä vertailussa on kin heikkouksia, huomiota voidaan kiinnit tää ryhmän 1 suureen normaalien puiden osuuteen. Ryhmä 1 edustaa hyvän kasvupai kan taimikkovaiheessa harvennettuja metsi köitä. Kun tämän ryhmän metsiköiden luo kittelijoita on ollut kolme, ei tulos voine olla seurausta luokittelun subjektiivisuudes ta. Tulos tukee käsitystä, että hyvän kasvu paikan männyntaimikot eivät välttämättä ole huonolaatuisia (Varmola 1980). On tosin todettava, että luokitus kuvaa tilannetta vasta noin viisi vuotta harvennuksen jälkeen. 23 Terveydentila arvioitiin kaikista puista. Kuolleisuus oli vähäistä ja käsitti yleensä vain yksittäisiä puita. Huomattavaa lumen murtojen aiheuttamaa kuolleisuutta esiintyi luonnontilaan jätetyillä koealoilla niissä metsiköissä, joissa valtapituus oli jo n. 10 m. Harvennuksen voimakkuus ei käsitellyillä koealoilla näyttänyt vaikuttavan kuolleisuu teen. Kuivalatvaisuutta esiintyi kokeilla 17 ja 18 harvimmissa asennoissa. Kuivalatvai suuden aiheuttajaksi todettiin punalatikka (Araclus cinnamomeus). Taimikkoa harvennettaessa on otettava huomioon hyönteistuhojen vaara. Ytimen nävertäjistä suurempi, pystynävertäjä (7o micus piniperda) iskeytyy myös taimikoi hin. Jos männyntaimikossa harvennetaan ty viläpimitaltaan yli 7 cm paksuja puita, yti mennävertäjä löytää tyvikaarnasta lisäänty misalustan (Andersson 1961, Vuokila 1980). Turvallinen harvennuksen ajankohta on tou kokuun lopulta heinäkuun puoliväliin, jol loin harvennettaessa kaadetut puut ehtivät kuivua riittävästi ennen talven tuloa ja seu raavaa kesää, eivätkä siten muodosta par veiluaikana lisääntymisalustaa ytimennäver täjälle. Tämän tutkimuksen metsiköissä ei havaittu ytimennävertäjän tuhoja. 5. TAIMIKKO- JA RIUKUVAIHEEN MÄNNIKÖIDEN lÄN MUKAINEN KEHITYS 51. Yleistä Suomessa on tutkittu runsaasti sekä luon taisesti syntyneiden (Lehto 1956, Lehto 1969 b, Hänninen ym. 1972) että viljeltyjen (Yli-Vakkuri ym. 1969, Leikola ym. 1977, Rautiainen ja Räsänen 1980) taimikoiden varhaiskehitystä. Tarkastelu on keskittynyt uudistamisen onnistumisen seurantaan. Puustotunnuksista on lähinnä käsitelty pi tuuden kehitystä eri metsätyypeillä. Tuotostaulukoiden kehityssarjat alkavat vasta 5—7 m:n valtapituusvaiheesta (Koi visto 1959, Vuokila ja Väliaho 1980). Tuo tossarjoissa on lisäksi jouduttu metsiköi den alkukehitys perustamaan osaksi puut teellisiinkin aineistoihin. Seuraavassa esite tään tämän tutkimuksen aineistosta graafi sesti tasoittamalla laadittu puustotunnusten kehittyminen taimikko- ja riukumetsävai heessa harvennuksen jälkeisenä viisivuotis kautena. 52. Valtapituuden kehitys Valtapituuden kehityksen on todettu ole van likimain riippumaton metsikön tiheydes tä. Näin ollen pituuskehitystä ennustettaes sa voidaan käyttää hyväksi kaikkien koealo jen antama informaatio puustopääomata sosta riippumatta. Kuvassa 18 on esitetty metsiköiden valtapituuden kehitys iän funk tiona eri pituusboniteettiluokissa. Kuva tuo selvennystä taimikoiden alkukehitykseen. Yhteisellä alueella valtapituuskäyrät yhtyvät Vuokilan ja Väliahon (1980) tutkimuksen valtapituusarvoihin. Vaikka metsiköiden valtapituuden kehitys on tässä vaiheessa nopeaa, ja pituusboniteettiarvot korkeita, tulevaisuuden kehitys on varmasti hitaam paa kuin Vuokilan ja Väliahon sarjoissa. Kun kulotuksen edulliset vaikutukset häviä vät, kasvu laantuu. VT:n luontaisesti syntyneiden metsiköiden valtapituuskehitys seuraa suunnilleen pituus boniteettia H |oo =24 ja kylvettyjen pituus boniteettia H lOO = 27—30. CT:n metsiköt noudattelevat pituusboniteettia 18—21. Kuva 18. Valtapituuden kehitys pituusboniteetti-indek siluokittain iän funktiona. Fig. 18. Development of dominant height in different height index classes as a function of age. 24 Kuva 19. Vuotuinen valtapituuden kasvu iän funktiona ( , Vuokila & Väliaho 1980). Fig. 19. Increase in annual dominant height as a func tion of age (■■■■■, Vuokila & Väliaho 1980). Metsätyypeittäin valtapituuden kehitystä voitiin verrata muutamiin aiempiin tutki muksiin. Kuvaan piirretyt Parviaisen (1978) tutkimuksen luontaisesti syntyneiden VT-met siköiden valtapituusarvot käyvät hyvin yksiin tämän tutkimuksen metsiköiden kanssa. Kallion (1961) tilapäiskoealoihin perustuvas sa tutkimuksessa Etelä-Suomen kylvömän niköiden valtapituus oli MT:llä keskimää rin 8,0 m 20 vuoden iällä ja 13,0 m 30 vuo den iällä. VT:llä vastaavat luvut olivat 6,4 ja 10,9 m. Metsäpalon jälkeen puolukka tyypille kylvettyjen taimikoiden valtapituu det 20 vuoden iällä vaihtelivat Kolehmai sen (1957) esittelemällä alueella 5,5 m:stä 8,0 m:iin. Tämän tutkimuksen puolukkatyy pin kylvömänniköiden valtapituusarvot ovat Kallion (mt.) tutkimuksen mustikkatyypin ja puolukkatyypin arvojen välissä. Taimikkovaiheessa harvennetut puustot ovat kiihtyvän pituuskasvun vaiheessa, kun taas riukuvaiheessa harvennetut ovat enim mäkseen kasvun kulminaation alueella. Ku vassa 19 on esitetty vuotuisen valtapituuden kasvun kehitys iän funktiona. Kuvaan on li sätty Vuokilan ja Väliahon (1980) tutkimuk sen valtapituuden kasvuluvut. Yhtenäinen viiva kuvaa aineiston antamia tuloksia ja katkoviiva ekstrapolointia syntyhetkeen. Pi tuuskasvu näyttää kulminaatiopisteen alueel la olevan jonkin verran suurempi kuin Vuo kilan ja Väliahon tutkimuksen aineistossa, samoin kasvun kulminaatio on jyrkempi. Huippukasvu osuu siis hyvin kapealle ikä alueelle. Kulminaatio on sitä jyrkempi ja ai kaisempi, mitä parempi kasvupaikka on. 53. Runkotilavuuden kehitys Kuvassa 20 on esitetty runkotilavuuden kehitys eri pituusboniteettiluokissa iän suh teen keskimäärin viiden vuoden aikana har Kuva 20. Runkotilavuuden kehitys iän funktiona harvennuksen jälkeen eri lähtöpuustoilla ( , Vuokila & Väliaho 1980). Fig. 20. Development of stem volume as a function of age after thinning on different stockings (■■■■■, Vuokila & Väli aho 1980). 25 vennuksen jälkeen. Kuhunkin pituusboni teettiluokkaan on otettu kaksi esimerkkimet sikköä, joista toinen edustaa taimikko- ja toinen riukumetsävaiheen harvennusta. Taimikon voimakas harventaminen ai heuttaa kasvutappion. Harvennuksen joh dosta erot kokonaistilavuuksien välillä li sääntyvät. Aikainen harvennus saa toisaal ta aikaan huomattavan tilavuuden lisäyk sen. Kun taimikko harvennetaan ennen val tapituusvaihetta 4 m, puuston tilavuus on riukumetsävaiheessa esim. tiheydellä 1000 kpl/ha jo yhtä suuri, kuin jos taimikko har vennettaisiin vasta 6—7 m:n valtapituusvai heessa asentoon 2000 kpl/ha. Lisäksi puusto on keskimäärin huomattavasti järeämpää. Kuvaan 20 on piirretty myös Vuokilan ja Väliahon tutkimuksesta runkotilavuuden ke hitys. Etenkin huonommilla boniteeteilla tai mikoiden kehitys on ripeämpää kuin em. tutkimuksessa. Taimikkovaiheessa harven nettujen metsiköiden kehitys asettuu jonkin verran em. tutkimuksen tilavuuslukujen ylä puolelle. On huomattava, että Vuokilan ja Väliahon tutkimuksessa runkotilavuuden ke hitys vastaa keskimääräistä ja tässä tutki Kuva 21. Runkotilavuuden kasvuprosentti pituusboni teeteittain iän funktiona ( , Vuokila & Väliaho 1980). Fig. 21. Growth percentage of stem volume as a func tion of age ( , Vuokila & Väliaho 1980). muksessa runkotilavuuden kehitys vain noin viiden mittaista ajanjaksoa erikseen taimik ko- ja riukumetsävaiheessa harvennetuissa metsiköissä. Runkotilavuuden kehitystä voidaan tar kastella myös kasvuprosenttien avulla. Ku vassa 21 on esitetty taimikoiden kasvupro sentit iän funktiona eri pituusboniteettiluo kissa. Kuvaan on piirretty kasvuprosentit myös Vuokilan ja Väliahon tutkimuksesta. Kasvuprosentti on jokseenkin riippumaton kasvatustiheydestä (kuva 9). Sen sijaan iän mukaan se on ensin voimakkaasti ja myö hemmin loivasti aleneva. Kuvassa on havait tavissa jonkinasteinen kasvuprosenttien ris tikkäisyys Vuokilan ja Väliahon tutkimuk sen lukujen kanssa siten, että vanhimmissa taimikoissa kasvuprosentit ovat säännön mukaisesti suuremmat kuin em. tutkimuk sessa. Kasvuprosenttien ristikkäisyys johtu nee ainakin osaksi taimikoiden harvennuk sen jälkeisestä positiivisesta kasvureaktiosta. 54. Pohjapinta-alan kehitys Harvennustarve määritetään useimmiten metsikön pohjapinta-alan ja valtapituuden avulla. Ensiharvennuksessa jäävä puusto voidaan määrittää pohjapinta-alan asemesta runkoluvun avulla. Vaikka tämän tutkimuk sen metsiköt eivät vielä olekaan ensiharven nusvaiheessa, on syytä tarkastella lyhyesti pohjapinta-alan kehitystä. Koska pohjapinta-ala riippuu metsikön ti heydestä, tarkastelu rajoitettiin normaalei hin kasvatustiheyksiin eli 2200 ja 1600 run koon/ha. Metsiköiden pohjapinta-alan kehi tys valtapituuden suhteen noudattelee Vuo kilan ja Väliahon (1980) tutkimuksen kehi tyslinjoja taimikkovaiheessa harvennettujen osalta. Sen sijaan riukumetsävaiheessa har vennettujen metsiköiden pohjapinta-alan ke hitys on jäänyt jälkeen em. tutkimuksen kehityssarjoista. Tämä johtuu taimikoiden kasvamisesta pitkään tiheässä asennossa, jolloin järeytyminen on ollut hidasta ja poh japinta-ala on jäänyt pieneksi. Harvennuk sen jälkeen riukumetsät ovat saavuttaneet em. tutkimuksen pohjapinta-alalukemia. 26 6. TARKASTELU Tämän tutkimuksen puolukkatyypin män nyntaimikoiden alkukehitys on ollut nopeaa. Pituuskehityksensä puolesta suuri osa puo lukkatyypiksi luokitelluista metsiköistä si joittuu pituusboniteetti-indeksiluokkiin (H 100) 27 ja 30, joiden katsotaan vastaavan mus tikka- ja käenkaali-mustikkatyyppiä. Kun myös tilavuuden kasvuluvut vastaavat mai nittujen boniteettien metsiköiden kasvuluku ja (Vuokila ja Väliaho 1980), tutkittujen puolukkatyypin männiköiden alkukehitys on ollut nykyistä tietämystä nopeampaa. Poh jois-Suomen kokeet edustavat kuivahkoa kangasta (variksenmarja-mustikkatyyppi), joka Gustavsenin (1980) mukaan vastaa pi tuusboniteetteja 12—15. Puolet kokeista on perustettu kulotetulle maalle. Kulotus, jonka on todettu paranta van maan ominaisuuksia (Viro 1969), lienee pääsyy puiden nopeaan alkukehitykseen (ks. myös Huss ja Sinko 1969). Kulotuksen vai kutuksen kestoajasta tutkimus ei anna tie toa. Kun maan ominaisuudet palautuvat en nalleen viimeistään 50 vuoden kuluttua ku lotuksesta (Viro 1969), on oletettavaa, että myös puuston kehitys vastaavasti taantuu. Kylvötaimikoiden pituusboniteetti-indeksit ovat keskimäärin korkeampia kuin luontai sesti syntyneiden taimikoiden. Tämä ei vält tämättä todista kylvömännikön kasvun pa remmuutta, vaan ero voi johtua uudistami sen valintaperiaatteesta: »hyvä VT» uudis tetaan kylväen ja »huono VT» luontaisesti. Valtapuiden pituuskasvu on tämän tutki muksen mukaan riippumaton harvennuksen voimakkuudesta. Pituuskasvun suuruuden määräävät kasvupaikan hyvyys ja metsikön ikä. Vuotuisen pituuskasvun kulminaatiopiste on n. 20 vuoden iällä. Harvennuksen vaikutuksesta puusto järey tyy ja keskiläpimitta lisääntyy. Keskiläpimi tan kasvu johtuu suurimmaksi osaksi ala harvennuksen aiheuttamasta »hyppäyksestä» toiselle tasolle. Kuitenkin kasvutilan avartu misella on myös todellista vaikutusta pui den läpimitan kasvuun. Tämä näkyy valtapui den läpimitan kasvun lievänä kiihtymisenä harvennusasteen voimistuessa. Taimikoissa runkotilavuuden kasvu on sitä suurempi, mitä korkeampi puustopääomata so on. Tiheydellä 1000 kpl/ha vuotuinen kasvu on keskimäärin 4 mVha, tiheydellä 3000 kpl/ha 6,5 mVha. Tiheässä asennossa kasvu keskittyy kuitenkin pieniläpimittaisiin puihin. Harventamalla taimikko kasvu keski tetään niihin puihin, joista tulevaisuudessa saadaan hakkuutuloja. Järeyskehitys on sitä edullisempi, mitä aikaisemmin taimikko har vennetaan. Kasvatustiheyden optimi riippuu paitsi kas vupaikasta myös siitä, mikä on läpimittavaa timus harvennuspuulle. Käyttöpuun latvalä pimittavaatimuksen ollessa 5,5 cm parhailla kasvupaikoilla käyttöpuun absoluuttinen määrä lisääntyy runkoluvun lisääntyessä aina tiheydelle 4000 kpl/ha. Pituusboniteettiluo kissa 18—21 käyttöpuun määrä kääntyy las kuun runkoluvun ylittäessä 2000 kpl/ha. Jos latvaläpimittavaatimus on 9,5 cm, tuottaa harvin asento (noin 1000 kpl/ha) eniten käyt töpuuta. Käyttöpuun osalta tulokset koskevat vain riukuvaiheessa harvennettuja metsiköitä. Li säksi tulokset muuttuvat kenties jonkin ver ran metsiköiden saavuttaessa ensiharvennus vaiheen ja pienien puiden saavuttaessa käyt töpuun mitat. Taimikkovaiheessa harvennet tujen metsiköiden kehitys on samansuun taista, mutta nopeammasta järeytymisestä johtuen käyttöpuun osuus on suurempi riu kuvaiheessa harvennettuihin metsiköihin ver rattuna. Laatunäkökohtien huomioon ottaminen korostaa myöhäistä harvennusta. Tämän tutkimuksen tulosten mukaan 5—6 m:n val tapituusvaiheen jälkeen ylitiheydestä ei ole enää sanottavaa hyötyä. Peruspuuston pak suimmat tuoreet oksat tulevat kuitenkin noin 30 mm:n paksuisiksi edullisimmassa kin tapauksessa, ts. käytettäessä luontaista uudistamista, lievää harvennusta noin 4000 runkoon hehtaarilla taimikkovaiheessa ja normaalia harvennusta riukumetsävaihees sa. Nykyisten taimikon harvennusohjeiden mukaan jäävä runkoluku on kasvupaikasta 27 riippuen 1500—2000 kpl/ha ja harvennuksen ajankohta I—41 —4 m:n pituusvaiheessa. Tämän tutkimuksen tulosten mukaan ohjeet ovat jokseenkin oikeat. Näyttäisi kuitenkin siltä, että hyvällä VT:llä taimikko voidaan kasvat taa nykyohjeita tiheämpänä järeyskehityk sen kärsimättä. Jos kylvö- tai luonnontaimikkoa hoide taan pyrkien laadullisesti korkeatasoiseen metsikköön, harvennus on tehtävä vasta riu kumetsävaiheessa. Eräs mahdollisuus on täl löin käsitellä metsikkö lievästi taimikkovai heessa ja suorittaa toinen harvennus riuku metsävaiheessa, jolloin harvennus voi olla melko voimakaskin puiden laadun huonon tumatta. KIRJALLISUUS ANDERSSON, S-O. 1952. Nägra synpunkter pä röj ning i naturliga föryngringar. Medd. frän Statens skogsforskningsinst. Serien uppsats. 25:1 —10. 1961. Om märgborrefaran vid röjningar. Statens skogsforskningsinst. Uppsats. 84:1 —6. 1968. Röj för mer virke. Rapp. Uppsats. Instn. Skogsföryngr. Skogshögsk. 13:1 —4. 1971. Yield of merchantable wood in Swedish experiments with cleaning in young stands of Scots pine. lUFROn XV kongressin esitelmämoniste. 1975. Röjning i tall- och granskog. Skogsfakta frän Skogshögsk. 4:1—4. CAJANDER, A.K. 1909. Über Waldtypen. Acta For. Fenn. 1.1:1—175. 1949. Metsätyypit ja niiden merkitys. Forest types and their significance. Acta For. Fenn. 56:1 —69. CARBONNIER, C. 1964. Aktuella synpunkter pä för yngringsfrägorna speciellt med tanke pä förbandets inflytande pä kvantitets- och kvalitetsproduktionen. Rapp. Uppsats. Instn. Skogsprod. Skogshögsk. 6:1 15. Etelä-Suomen metsien käsittelyohjeet. 1981. Tapio, Tiedote 3/1981:1—20. GUSTAVSEN, H.G. 1980. Talousmetsien kasvupaik kaluokittelu valtapituuden avulla. Abstract: Site index curves for conifer stands in Finland. Folia For. 454:1—31. HARI, P., KELLOMÄKI, S., MÄKELÄ, A., ILO NEN, P., KANNINEN, M., KORPILAHTI, E. & NYGREN, M. 1982. Metsikön varhaiskehityksen dynamiikka. Summary: Dynamics of early devel opment of tree stand. Acta For. Fenn. 177:1—42. HEINONEN, J. 1981. Koealojen peruslaskenta. Ko nekirjoite. Metsäntutkimuslaitos. I—3B. HEISKANEN, V. 1965. Puiden paksuuden ja nuoruu den kehityksen sekä oksaisuuden ja sahapuulaadun välisistä suhteista männiköissä. Summary: On the relation between the development of the early stage and the thickness of trees and their branchiness in pine stands. Acta For. Fenn. 80.2:1 —62. HUSS, E. & SINKO, M. 1969. Effekt av hyggebrän ning. Summary: The effect of controlled burning. Rapp. Uppsats. Instn. Skogsföryngr. Skogshögsk. 17:386—424. HÄGGLUND, B. 1976. Skattning av höjdboniteten i unga tall- och granbeständ. Summary: Estimating site index in young stands of Scots pine and Norway spruce in Sweden. Rapp. Uppsats. Instn. Skogs prod. Skogshögsk. 39:1 —66. 1977. Ett system för bonitering av skogsmark introduktion. Summary: A system of methods for assessing site quality in forestry introduction. Sveriges SkogsvFörb. Tidskr. 5:409—416. HÄNNINEN, T., RÄSÄNEN, P.K. & YLI-VAKKURI, P. 1972. Männyn ja kuusen luontaisen uudistami sen antamista tuloksista Etelä-Suomen kangasmail la. Helsingin yliop. metsänhoitotiet. lait. tiedonant. 7:1—96. ILVESSALO, Y. 1920. Tutkimuksia metsätyyppien taksatoorisesta merkityksestä nojautuen etupäässä kotimaiseen kasvutaulujen laatimistyöhön. Acta For. Fenn. 15:1—157. 1948. Pystypuiden kuutioimis- ja kasvunlaskenta taulukot. Tapio. I—l4B.1 —148. JAKKILA, J. & POHTILA, E. 1978. Perkauksen vai kutus taimiston kehitykseen Lapissa. Summary: Effect of cleaning on development of sapling stands in Lapland. Folia For. 360:1—27. JONSON, T. 1914. Om bonitering av skogsmark. Svenska Skogsv.föreningens. Tidskr. 12:369—392. KALELA, A. 1961. Waldvegetationszonen Finnlands und ihre klimatischen paralleltypen. Arch. Soc. Vanamo 16: suppl.: 65 —83. KALLIO, K. 1960. Etelä-Suomen kylvömänniköiden rakenteesta ja kehityksestä. Summary: On the stuc ture and development of pine stands established by sowing in the south of Finland. Acta For. Fenn. 71.3:1—78. KELLOMÄKI, S. & TUIMALA, A. 1981. Puuston tiheyden vaikutus puiden oksikkuuteen taimikko- ja riukuvaiheen männiköissä. Summary: Effect of stand density on branchiness of young Scots pines. Folia For. 478:1 —27. KILKKI, P. & VARMOLA, M. 1981. Taper curve models for Scots pine and their applications. Selos te: Männyn runkokäyrämalleja ja niiden sovellu tuksia. Acta For. Fenn. 174:1 —60. KOIVISTO, P. 1959. Kasvu-ja tuottotaulukoita. Sum mary: Growth and yield tables. Commun. Inst. For. Fenn. 51.8:1 —49. KOLEHMAINEN, V.A. 1957. Vehkatallinmaa. Sum mary: Vehkatallinmaa a successful reforestation area. Silva Fenn. 90.4:1 —18. KUJALA, V. 1979. Suomen metsätyypit. Abstract: Forest types of Finland. Commun. Inst. For. Fenn. 92.8:1—45. LAASASENAHO, J. 1976. Männyn, kuusen ja koi vun kuutioimisyhtälöt. Konekirjoite. Helsingin yliop. metsänarvioimistiet. lait. I—B9.1 —89. 1982. Taper curve and volume functions for pine, spruce and birch. Seloste: Männyn, kuusen ja koi vun runkokäyrä- ja tilavuusyhtälöt. Commun. Inst. For. Fenn. 108 (painossa). LEHTO, J. 1956. Tutkimuksia männyn luontaisesta uudistumisesta Etelä-Suomen kangasmailla. Summary: Studies on the natural reproduction of 28 Scots pine on the upland soils of southern Finland. Acta. For. Fenn. 66.2:1 —106. 1969 a. Käytännön metsätyypit. Kirjayhtymä, Hel sinki. I—9B. 1969b. Tutkimuksia männyn uudistamisesta Poh jois-Suomessa siemenpuu- ja suojuspuumenetelmäl lä. Summary: Studies conducted in northern Fin land on the regeneration of Scots pine by means of seed tree and shelterwood methods. Commun. Inst. For. Fenn. 67.4:1 —l4O. LEIKOLA, M., METSÄMUURONEN, M., RÄSÄ NEN, P.K. & TAIMISTO, E. 1977. Männyn vilje lytaimistojen kehitys Lounais-Suomessa vv. 1967 — 1975. Summary: The development of Scots pine plantations in south-western Finland in 1967 — 1975. Folia For. 312:1—27. LÖNNROTH, E. 1925. Über die innere Struktur und Entwicklung gleichaltriger naturnormaler Kiefern bestände basiert auf Material aus der siidhälfte Finnlands. Acta For. Fenn. 30.1:1 —269. NÄSLUND, M. 1937. Skogsförsöksanstaltens gall ringsförsök i tallskog. Zusammenfassung: Die Durchforstungsversuche der Forstlichen Versuchs anstalt Swedens in Kiefernwald. Medd. Statens Skogsförsöksanst. 22(1):1 —169. Ohjekirje metsien käsittelystä Etelä-Suomen piirikun nassa. 1981. Metsähallitus. 1 —lB. OIKARINEN, M. 1978 a. Taimistokokeiden mittaus ohjeet. Konekirjoite. Metsäntutkimuslaitos. I—4. 1978 b. Viljelymetsiköiden puuston vaihtelu ja kas vukoealojen edustavuus. Summary: Variations in growing stock in cultivated stands and the represen tation of growth sample plots. Folia For. 350:1 —15. PARVIAINEN, J. 1978. Taimisto- ja riukuvaiheen männikön harvennus. Referat: Durchforstung im Kiefernbestand in der Jungwuchs- und Stangen holzphase. Folia For. 346:1 —40. 1979. Istuttamalla perustetun männikön, kuusikon, siperialaisen lehtikuusikon ja rauduskoivikon al kukehitys. Summary: Early development of Scots pine, Norway spruce, Siberian larch and silver birch plantations. Folia For. 386:1 —20. PERSSON, A. 1977. Kvalitetsutveckling inom yngre förbandsförsök med tall. Summary: Quality deve lopment in young spacing trials with Scots pine. Rapp. Uppsats. Instn. Skogsprod. Skogshögsk. 45:1—152. POHTILA, E. & TIMONEN, M. 1980. Suojametsä alueen viljelytaimikot ja niiden varhaiskehitys. Sum mary: Scots pine plantations and their early develop ment in the protection forests of Finnish Lapland. Folia For. 453:1 18. RAUTIAINEN, O. & RÄSÄNEN, P. K. 1980. Männyn ja kuusen viljelytaimikoiden kehitys Itä-Savossa 1968 —1976. Summary: Development of Scots pine and Norway spruce plantations in Itä-Savo 1968 1976. Folia For. 426:1—24. SEPPONEN, P. 1978. Eräitä Cajanderin metsätyyp piteorian sovellutusongelmia Pohjois-Suomessa. Metsä ja Puu 6—7:12—15. SIREN, G. 1956. Männyn taimiston käsittelystä. Sum mary: The treatment of pine seedling stands. Met sätal. Aikakausi. 1:5—12. TIMONEN, M. 1981. Ilmasto jarruttaa tai vauhdittaa metsän kasvua. Metsä ja Puu 9:4—6. UUSITALO, M. (toim.) 1981. Metsätilastollinen vuo sikirja 1980. Yearbook of forest statistics 1980. Official Statistics of Finland XVII A: 12. Folia For. 460:1—205. UUSVAARA, O. 1974. Wood quality in plantation grown Scots pine. Lyhennelmä: Puun laadusta vil jelymänniköissä. Commun. Inst. For. Fenn. 80.2: 1 105. VARMOLA, M. 1980. Männyn istutustaimistojen ul koinen laatu. Summary: The external quality of pi ne plantations. Folia For. 451:1 —21. VESTJORDET, E. 1959. Avstandsregulering. Littera turoversikt og noen forelöbige resultater av norske forsök. Referat: Läuterungen in naturlichen Kie fern- und Fichtendickungen. Norsk Skogbr. 67:59 — 82. 1971. Avstandsregulering pä foryngelsesfelter. Norsk Skogbr. 17:152—153. 1977. Avstandsregulering av unge furu- og gran bestand: I: Materiale, stabilitet, dimensjonfordeling, m.v. Summary: Precommercial thinning of young stands of Scots pine and Norway spruce: I: Data, stability, dimension distribution, etc. Norsk Inst. Skogsforskn. 33.9:314—436. VIRO, P. 1969. Prescribed burning in forestry. Com mun. Inst. For. Fenn. 67.7:1—49. VUOKILA, Y. 1972. Taimiston käsittely puuntuotan nolliselta kannalta. Summary: Treatment of seed ling stands from the viewpoint of production. Folia For. 141:1—36. 1980. Metsänkasvatuksen perusteet ja menetelmät. WSOY, Porvoo. 1—256. & VÄLIAHO, H. 1980. Viljeltyjen havumetsiköi den kasvatusmallit. Summary: Growth and yield models for conifer cultures in Finland. Commun. Inst. For. Fenn. 99.2:1 —271. YLI-VAKKURI, P., RÄSÄNEN, P.K. & SOLIN, P. 1969. Metsänviljelyn antamista tuloksista Lounais- Suomen, Itä-Hämeen, Itä-Savon, Keski-Suomen ja Kainuun piirimetsälautakuntien alueella. Helsingin yliop. metsänhoitot. lait. tiedonant. 2:1 —92. YRJÖNEN, K. 1980. Otantamenetelmän ja otoksen koon vaikutus taimistokokeiden mittauksen luo tettavuuteen. Konekirjoite. Helsingin yliop. metsän arv. tiet. lait. I—3o. 29 SUMMARY The results of thinnings carried out in Scots pine stands at the sapling and pole stages during an average period of five years are presented in the study. The material was obtained from 26 thinning experiments containing 296 sample plots (Fig. 1 and Appendix 1). 16 of the experimental stands have been established through seeding and 10 have regenerated naturally. Most of the stands (18) are growing on sites of the Vaccinium site type (VT), (Cajander 1949). The stands have been divided into 7 groups on the basis of site index (H l 00) and thinning stage (dominant height over 4 m or below 4 m). The early development of the pine sapling stands growing on the VT sites has been fast. According to their height development, a large proportion of the experimental stands growing on sites classified as VT (H 100 =24 m) belong to height index classes (H [00 ) 27 and 30, which are usually considered to be index values for Myrtillus (MT) and Oxalis-Myrtillus (OMT) site types. As the volume growth figures also correspond to the levels for stands of the above-mentioned site indi ces (Figs. 3 and 4), the early development of the VT pine stands has been faster than earlier believed. The experimental stands in North Finland represent dryish upland forest sites (Empetrum-Myrtillus site type) which, according to Gustavsen (1980), are equivalent to height index classes 12—15. Half of the experimental stands (13) have been established on burnt-over land. Prescribed burning, which has been found to improve the properties of the soil, may be the main reason for the fast early develop ment of the saplings. The results of the study do not, however, give any information about the duration of the effect of burning. Since the soil properties return in time to their original state, it can be assumed that the development of the stands will also level off. Young seeded stands are placed higher up in the height index scale than naturally-regenerated ones (Fig. 2). This does not necessarily mean that the growth of seeded pine stands is superior, but rather that the differences may be caused by the selection principle of regeneration: a "good VT" is regenerated by seeding and a "poor VT" naturally. According to the results of this study, the height growth of the dominant trees is independent of the thinning intensity (Fig. 5). The productivity of the site and the stand age determine the magnitude of height growth. Annual height growth culminates at the age of about 20 years (Fig. 19). Thinning has the effect of increasing the mean dia meter (Fig. 7). Most of the increase in mean diameter is brought about by thinning from below. However, the increase in the growing space available to the trees also has a real effect on the diameter growth of the trees. This can be seen as a slight increase in the growth of the dominant trees as the thinning intensity increases. The stem volume growth in the sapling stands is the greater, the higher is the growing stock level (Fig. 8). The annual growth at a density of 1000 stems/ha is on the average 4 m'/ha/yr, and at a density of 3000 stems/ ha, 6,5 m 3 /ha/yr. With dense stocking, however, growth is concentrated in the small-diameter trees. Thinning concentrates the growth of the sapling stand in those trees which will provide an income from cutting in the future. The earlier the sapling stands are thinned, the greater the amount of marketable wood produced. As well as depending on the growing site, the opti mum growing density is also dependent on the minimum diameter requirements of the thinned trees. With a mini mum top diameter of 5,5 cm on the best sites, the absolute amount of marketable wood increases as the stem number is increased up to the density of 4000 stems/ha. The amount of marketable wood in height index classes 18—21 starts to decrease as the stem number exceeds 2000 stems/ha. If the minimum top diameter is 9,5 cm, the lowest stocking level (about 1000 stems/ha) produces the greatest amount of marketable wood (Fig. 11) The results for marketable wood are only applicable to stands thinned at the pole stage. In addition, the results will perhaps also change to some extent as the stands reach the first thinning stage and the smallest trees reach marketable size. The development of stands thinned at the sapling stage follows the same trend, but owing to the faster rate at which they reach marke table size, the proportion of marketable wood will become greater in comparison to stands thinned at the pole stage. Late thinning is better if the quality is concerned. According to the results of the study, high density after the 5—6 m dominant height stage has passed is no longer worthwhile. The thickest living branches of the dominant trees reach, however, a thickness of about 30 mm even in the best cases, i.e. in the case of naturally regenerated stands lightly thinned to about 4000 stems/ ha at the sapling stage and normally thinned at the pole stage. According to present-day thinning recommendations for sapling stands, the number of stems to be left is, depending on the site type, 1500—2000 stems/ha and thinning should be carried out when the saplings are I—41 —4 m high. The results show that the existing recommendations are to some extent correct. It would appear, however, that a sapling stand growing on the good VT could be grown at a higher stocking density without any danger of the size development deteriora ting. If seeded or naturally-regenerated sapling stands are managed with the aim of developing them into high quality stands, then they should not be thinned until the pole stage is reached. One possibility is to thin the stand lightly at the sapling stage and to carry out the second thinning in the pole stage when rather heavy thinning can be done without lowering the quality. 30 Liite 1. Tutkimusaineiston yleistiedot. Appendix 1. General information of material. Metsikön Sijaintl- Number Location of stand Pohj. lev. Lati- tude It. pit. Lon- gi- tude Kor- keus Beight level Läm- pö- Kumb- togZle days Met- sä- tyyp- Pi Foreet type Uay of »jan- cohta Time of ish- ikä 1 * Age of establ- sh- Mit- taus- väli Mea- Harvennus- Degrees of thinning Koe- alo- jen luku- määrä Number of Aiemmat toimenpiteet Former preparations Omista ja Owner 1 Virrat 62°14' 23°47' 140 1080 VT kylvö- 10. 971 19 6 1000-4000 22 perkaus 1962 - cleaning of Oy N. Rosenlew Ab eeeding sapling ttand 1962 2 Mänttä 62°04' 24°33' 130 1110 VT kylvö- 10 971 18 5 700-3300 11 G. A. Serlachius Oy teeding 3 Multia 62°29' 24°56' 200 1080 VT kylvö- 8 973 13 5 1000-3100 11 kulotus, laikutus 1960 - pre- Oy M. Rosenlew Ab eeeding ecribed burning, scree ting I960 6 Kuru 62°02' 23°44' 170 1090 VT luont. — 5 973 20 8 1000-3100 12 kulotus, karhinta 1953, ylis- metsähallitus - national natural puuhakkuu 1960 - prescribed Board of Forestry burning , harrowing 1953, felling of standards 1960 7 Kuru 62°02' 23°44' 170 1090 VT 5 973 20 8 1000-3100 11 kulotus, karhinta 1953, ylis- metsähallitus - national natural puuhakkuu 1960 - prescribed Board of Forestry burning, harrouing 1953, felling of standards 1960 9 Valkeala 61°10' 26°48' 110 1310 VT kylvö- 8 973 18 5 1000-3100 4 kulotus 1954, perkaus 1968 - Kymi Kymmene Oy prescribed burning 1954, clean- ing of sapling stand 1968 10 Valkeala 61°10' 26°48' 110 1310 VT kylvö- 8 973 19 4 600-3100 10 kulotus 1954, perkaus 1968 - pre- Kymi Kymmene Oy eeeding scribed burning 19S4, cleaning of sapling stand 1968 11 Valkeala 61°09' 27°09' 115 1300 VT kylvö- 8 1973 11 7 600-3100 16 kulotus - prescribed burning Kymi Kymmene Oy 12 Kerimäki 62°04* 2 9° 1 5' 80 1110 VT kylvö- 8 1972 13 7 1000-3000 13 kulotus 1960, perkaus 1970 - Enso-Gutzeit Oy eeeding prescribed burning 1960, clean- ing of sapling stand 1970 13 Puumala 61°32' 28°52' 100 1250 VT kylvö- 5 1974 13 7 600-2200 11 kulotus 1960 - prescribed Enso-Gutzeit Oy eeeding burning 1960 17 Valkeala 60 o55* 27°04' 100 1300 CT luont■ ■ 9 1974 20 5 600-3100 11 perkaus 1965, 1971 - cleaning Enso-Gutzeit Oy natural of sapling stand 196S, 1971 18 Valkeala 60°55' 27°04' 100 1300 CT luont. — 9 1974 20 5 600-2500 12 perkaus 1965, 1971 - cleaning Enso-Gutzeit Oy natural of sapling stand 1965, 1971 19 Valkeala 60°57' 27°07' 80 1300 VT luont.- 10 1974 30 5 1000-3100 9 ylispuuhakkuu 1957, perkaus 1965 Lasse Vääntäjä natural felling of standards 1957, cleaning of sapling stand 1965 20 Multia 62°37* 24°03* 215 1080 VT kylvö- 9 1971 14 1000-4000 9 kulotus 1957, perkaus. '1 966 - Rauma-Repola Oy eeeding prescribed burning. 19S7, clean- ing of sapling stand 1966 21 Pylkönmäki 62°37 24°03 215 1080 VT kylvö- 9 1971 12 1000-4000 10 kulotus 19S9, perkaus 1967 - Rauma-Repola Oy »eeding prescribed burning 1959, clean- ing of sapling stand 1967 23 Heinolan mlk. 61°10 26°02 120 1260 VT kylvö- 9 1973 11 6 600-2200 8 Kymi Kymmene Oy eeeding 51 Muhos 64°53 26°05 75 1020 VMT kylvö- 9 1973 13 7 700-3100 20 kulotus 1960 - prescribed Metsäntutkimuslaitos - The Finn- eeeding burning 1960 ish Forest Research Institute 54 Kruunupyy 63°40 23°07 30 1070 VT kylvö- 1974 18 8 1200-2400 6 Metsäntutkimuslaitos - The Finn- eeeding ish Forsst Research Institute 57 Lieksa 63°09 30°17 140 1040 VT kylvö- 1975 13 5 600-3400 10 kulotus 1959, laikutus - pre- Enso-Gutzeit Oy eeeding scribed burning 1959, ecreeting 58 Valtimo 63°46 28°58 160 1010 VT kylvö- 1975 11 5 600-2500 11 kulotus 1959 - prescribed burn- Enso-Gutzeit Oy eeeding ing 1959 59 Ilomantsi 62°30 31°03 170 1030 VT kylvö- 1975 15 5 600-2100 6 Enso-Gutzeit Oy eeeding 76 Rovaniemen mlk. 66°27 25°22 115 910 EVT luont. 1972 30 7 1000-3000 11 perkaus 1955 - cleaning of metsähallitus - national natural sapling stand 1955 Board of Forestry 77 Rovaniemen mlk. 66°58 24°47 160 840 EMT luont.- 1972 47 5 1000-3000 12 ylispuuhakkuu 1965 - felling metsähallitus - national natural of standards 1965 Board of Forestry 78 Rovaniemen mlk. 66°58 24°47 160 840 EMT luont. — 1972 47 5 1000-3100 13 ylispuuhakkuu 1965 - felling metsähallitus - national natural of standards 1965 Board of Forestry 7» Rovaniemen mlk. 66°58 24°47 160 840 EMT luont. 1972 47 5 600-2800 14 ylispuuhakkuu 1965 - felling metsähallitus - national natural of standards 1965 Board of Forestry 80 Rovaniemen mlk. 66°26 25°49 160 880 EMT luont• — 1976 41 700-4300 13 Kemi Oy natural 31 Koealoja kokeen perustamisvaiheessa (talvi 1973 —74, T = 13a) ja välimittauksen jälkeen (talvi 1981 —82). Metsikkö 51, Muhos. Valok. J. Saramäki. Appendix 2. Sample plots at the time the experiment was established (winter 1973—74, T = 13a) and after inter mediate measuring stage (winter 1981—82). Stand 51, Muhos. Photos J. Saramäki. Liite 2. IV FOLIA FORESTALIA 752 Metsäntutkimuslaitos. Institutum Forestale Fenniae. Helsinki 1990 Hannu Salminen & Martti Varmola PUOLUKKATYYPIN KYLVÖMÄNNIKÖIDEN KEHITYS TAIMIKON MYÖHÄISESTÄ HARVENNUKSESTA NUOREN METSÄN ENSIHARVENNUKSEEN Development of seeded Scots pine stands from precommercial thinning to first commercial thinning Approved on 18.5.1990 SISÄLLYS 1. JOHDANTO 3 2. AINEISTO JA SEN KÄSITTELY 4 21. Koealat ja koejärjestely 4 22. Mittaukset 4 23. Laskenta 5 3. KOEMETSIKÖIDEN KEHITYS 5 31. Koemetsiköiden pituusbonitointi 5 32. Koemetsiköiden puustojen tilavuuskehitys 6 4. HARVENNUSVOIMAKKUUDEN VAIKUTUS PUIDEN KEHITYKSEEN 7 41. Keskipituuden kasvu 7 42. Keskiläpimitan kasvu 9 43. Pohjapinta-alan kasvu 9 44. Tilavuuskasvu 10 45. Järeysluokat 11 5. TEKNINEN LAATU 12 51. Suhdeasteikolla mitatut ominaisuudet 12 511. Paksuimman oksan läpimitta 12 512. Kapeneminen 13 513. Latvussuhde 14 52. Luokka-asteikolla mitatut ominaisuudet 14 521. Tekninen laatu ja terveys 14 6. ENSIHARVENNUS 17 61. Ensiharvennuksen kuvaus 17 62. Poistuman määrä ja rakenne 17 7. PÄÄTELMÄT 20 KIRJALLISUUS 21 SUMMARY 23 LIITTEET 24 2 Salminen, H. & Varmola, M. Salminen, H. & Varmola, M. 1990. Puolukkatyypin kylvömänniköiden kehitys taimikon myöhäisestä harvennuk sesta nuoren metsän ensiharvennukseen. Summary: Development of seeded Scots pine stands from precommercial thinning to first commercial thinning. Folia Forestalia 752. 29 p. Tutkimuksessa tarkastellaan myöhäisen, noin 7 metrin valtapituusvaiheessa tehdyn taimikon harvennuksen vaikutusta kylvömännikön kehitykseen sekä noin 12 metrin valtapituusvaiheessa tehtyyn nuoren metsän en siharvennukseen. Aineistona on kolmen kestokokeen yhteensä 64 koealaa, jotka on mitattu 19, 25 ja 30 vuo den ikäisinä. Taimikkovaiheessa koemetsiköt harven nettiin tiheyksiin 700, 1000, 1600, 2200 ja 3000—4000 kpl/ha. Osa koealoista jätettiin harventamatta. Puuston pituuskasvu osoittautui riippumattomaksi taimikon harvennusvoimakkuudesta. Puiden järeytymistä har vennus sen sijaan nopeutti selvästi varsinkin alle 2200 kpl/ha:n kasvatustiheyksillä. Pelkästään tilavuuskasvun kannalta edullisinta on harventaa taimikkoa hyvin lie västi (jäävä puusto noin 3000—4000 kpl/ha). Myös laa tukehitys on parhaimmillaan tiheähköissä taimikoissa, mutta ero tiheyteen 2200 kpl/ha ei ole suuri. Kaikilla tutkimuksen koealoilla paksuimman oksan keskimää räinen läpimitta jäi alle 30 mm:n. Myöhäisessä valtapi tuusvaiheessa taimikko voidaan siis harventaa voimak kaasti laatukehityksen siitä ratkaisevasti kärsimättä. Ensiharvennuskertymää ajatellen sopivin kasvatustiheys riippuu käyttöpuulle asetettavasta läpimittavaatimuk sesta. Jos ensiharvennuksessa halutaan mahdollisim man paljon käyttöpuuta (latvaläpimitta vähintään 5,5 cm, pituus vähintään 2 m), taimikonharvennus on teh tävä erittäin lievänä. Tällöin on mahdollista päästä aina 80—90 m 3 /ha:n käyttöpuukertymiin, jos ensiharven nuksessa jätetään 800 —1200 runkoa hehtaarille. Pois tettavien kuiturunkojen keskikoko on tällöin 30—40 dm 3. Jos ensiharvennuksessa halutaan sekä kohtuulli nen käyttöpuukertymä että järeys, on taimikko syytä harventaa noin 2000—2200 kpl/ha:n tiheyteen. Jos taimikko harvennetaan vieläkin voimakkaammin, puus ton kasvu pienenee selvästi eikä ensiharvennusta ole syytä tehdä vielä 12 m:n valtapituudella. Tämän tutki muksen koealoilla ei havaittu voimakkaasta taimikon harvennuksesta aiheutuneita haittoja esim. puiden ter veydentilassa. The aim of the study was to examine the effects of pre commercial thinnings carried out in seeded Scots pine stands at the dominant height of 7 meters. The material was obtained from 64 sample plots in three thinning experiments. The sample plots were measured at the dominant heights of 7, 9.5 and 12 meters (age 19, 25 and 30 years). The last measurements were made at the dominant height of 12 meters at a time when the first commercial thinning was carried out on 20 sample plots. The height growth of the trees was independent of the thinning intensity, but precommercial thinning increased the mean diameter especially when the density was under 2200 stems/ha. The increase in total volume was the greater, the higher the growing stock level. If mortality is excluded, the total volume increment is highest when the density is 3000—4000 stems/ha. If large-sized merchantable wood is preferred in the first commercial thinning, then the density after precommer cial thinning should be 2000—2200 stems/ha. The quality of the timber depends on the stocking density. The best results were achieved when the density was 3000—4000 stems/ha, although the diameter of the thickest branches remained under 30 mm also on the plots with a density of under 1000 stems/ha. Even at very low densities after precommercial thinning good quality is obviously attainable if the precommercial thinning is carried out not earlier than when the dominant height is 6—7 meters. Keywords: Scots pine, seedlings, sapling stands, precommercial thinnings, first commercial thinnings ODC 242+562.22+ 174.7 Pinus sylvestris. Authors' address: The Finnish Forest Research Institute, Rovaniemi Research Station. PL 16, SF-96301 Rovaniemi, Finland. ISBN 951-40-1109-0 ISSN 0015-5543 3 Folia Forestalia 752 1. Johdanto Puuntuotostutkimukset ovat perinteisesti kohdistuneet varttuneisiin metsiköihin. Har vennus- ja tuotosmallien laadinnan kannalta nuoret metsiköt ovat ongelmallisempia kuin varttuneet. Puiden kasvu on nuoruusvaihees sa usein epävakaata, ja monet häiriötekijät voivat johtaa virheellisiin ennusteisiin. Toi saalta kasvun mallittamisen näkökulmasta taimikot ovat mielenkiintoisia tutkimuskoh teita. Niissä voidaan kokeellisesti tutkia pui den kasvutilan ja tilajärjestyksen vaikutuksia lyhyitä koejaksoja käyttäen. Erilaisia har vennus- ja istutuskokeita onkin perustettu runsaasti. Metsikön perustamistiheyden merkitystä taimikoiden kehitykselle on tarkasteltu laa jasti 1950 -luvulta lähtien. Mäntytaimikoiden kehitystä ovat tarkastelleet mm. Andersson (1952), Eklund (1956) ja Elfving (1975). Män tytaimikoiden käsittelyn ja laatupuun tuot tamisen ongelmiin ovat puuttuneet Siren (1956), Heiskanen (1965), Andersson (1961, 1968, 1975), Vuokila (1972, 1976), Persson (1976, 1977), Vestjordet (1977), Jakkila & Pohtila (1978), Parviainen (1978), Kellomäki & Tuimala (1981), Jokinen & Kellomäki (1982), Kärkkäinen & Uusvaara (1982), Thernström (1982), Varmola (1982), Näslund (1983), Fryk (1984), Halinen (1985) sekä Kel lomäki & Väisänen (1986). Taimikoiden käsittelyiden ajoitus ja voi makkuus vaikuttavat tulevien hakkuiden kannattavuuteen ja ajoitukseen. Käytännössä esitettävät kysymykset ovat Varmolan (1982) mukaan, mihin tiheyteen ja missä vaiheessa taimikko tulee harventaa. Voimakas harvennus edistää puiden järey tymistä, mutta pienentää kokonaiskasvua ja heikentää laatukehitystä. Lieviä harvennuk sia puolestaan on toistettava usein, jos halu taan taimien latvuksille vapaata kasvutilaa. Harvennusten ajoitus vaikuttaa oleellisesti laatukehitykseen ja edelleen ensiharvennus ten ajoittumiseen. Mitä pitempään ja mitä ti heämpänä metsikkö kasvaa, sitä parempi on puuston tekninen laatu. Toisaalta Andersson (1968) esittää varhaista harvennusta puolta van seikkana sen, että susipuut voidaan täl löin poistaa ilman huomattavia kasvutap pioita ja laatupuuta saadaan enemmän. Varmolan (1982) mukaan laatunäkökohtien huomioon ottaminen myöhäistää harvennus ta, mutta 5—6 m:n valtapituusvaiheen jäl keen tiheydestä ei ole enää sanottavaa hyö tyä. Heiskanen (1965) sekä Jokinen & Kel lomäki (1982) toteavat, että tiheässä metsi kössä kuolleet oksat karsiutuvat hitaasti, mi kä heikentää puiden teknistä laatua. Metsikön nuoruusvaiheessa ei ole odotet tavissa taloudellisesti kannattavia hakkuita, vaan suurin osa toimenpiteistä on pikem minkin investointeja tulevaisuuteen. Vasta ensiharvennuksen yhteydessä on tavallisesti edes mahdollista saada hakkuutuloja. Taimi kon käsittelyn päätöksiä tehtäessä on tiedet tävä, mitkä ovat ainespuun kokovaatimukset ja missä vaiheessa harvennuksista halutaan myyntikelpoista puutavaraa. Mitä aikaisem min ja mitä järeämpää puutavaraa halutaan, sitä aikaisemmassa vaiheessa ja sitä voimak kaammin taimikot on harvennettava. Pelkäs tään suuren nettokasvun tavoitteleminen taas johtaa lieviin, puhdistusluonteisiin taimikon käsittelyihin. Harvassa asennossa kasvatettujen taimien rungot ovat vahvoja ja latvus yleensä hyvä kuntoinen ja tukevaoksainen, joten ne kestä vät lumen painon ja tuulen aiheuttamat rasi tukset varsin hyvin. Toisaalta aikaisessa ke hitysvaiheessa harvaan asentoon saatetut mäntytaimikot ovat alttiita hirvituhoille. Jos harvennus lykätään niin pitkälle, että poistet taville puille on muodostunut parkkikuorta, luodaan edellytykset männyn pystynävertä jän (Tomicus piniperda) lisääntymiselle. Taimikon käsittelyn päätöksiä tehtäessä tavoitellaan valitun puutavaralajin mahdolli simman suurta tuotosta, jota rajoittavat tek niseen laatuun kohdistuvat vaatimukset ja tuhoriskit. Taloudellisessa tarkastelussa on merkittävää, kuinka monta käsittelykertaa kunkin metsikön hoito- ja hakkuuohjelma si sältää. Mitä vähemmän toimenpidekertoja, sitä pienemmät ovat kokonaiskustannukset. Ei ole tarkoituksenmukaista laatia kaik kiin tilanteisiin sopivaa taimikonkäsittelyoh jetta. Pikemminkin voidaan pyrkiä päätök sentekoa tukeviin malleihin, joiden avulla määritetään kussakin yksittäisessä tilanteessa sovelias ratkaisu. Kattava ongelman käsittely 4 Salminen, H. & Varmola, M. edellyttää taimikoiden kehityksen tuntemisen lisäksi taloudellisia laskelmia. Taloudellisiin näkökohtiin ja taimikon kä sittelyn ongelmiin palataan, kun laajempaa tarkastelua tukevat maastotiedot saadaan ke rättyä (Vuokila 1986 s. 76—84). Tässä tutki muksessa tarkastellaan puuston kehitystä eri kasvatustiheyksillä myöhäisestä, 7 metrin valtapituusvaiheessa tehdystä taimikon har vennuksesta nuoren metsän ensiharvennuk seen saakka. Keskeisin kysymys on, miten taimikon harvennus vaikuttaa puuston ra kenteeseen ja laatuun sekä ensiharvennusker tymään. 2. Aineisto ja sen käsittely 21. Koealat ja koejärjestely Tutkimuksen aineisto koostuu Metsäntutkimuslaitok sen metsänarvioimisen tutkimusosaston puuntuotoksen tutkimussuunnan 1970-luvun alussa perustamista tai mikonharvennuskokeista. Koemetsiköitä on kolme ja ne sijaitsevat Virroilla, Mäntässä ja Valkealassa. Kas vupaikaltaan ne määritettiin puolukkatyypiksi (VT). Virtain metsikkö perustettiin kylvämällä vuosina 1952 ja 1953. Osa siitä perattiin vuonna 1962. Mäntän met sikkö kylvettiin vuonna 1953, ja se harvennettiin ker taalleen tiheyteen 3000—4000 kpl/ha keväällä 1971 juu ri ennen kokeen perustamista. Valkealan metsikkö pe rustettiin vuonna 1955 kylvämällä vuotta aiemmin kulo tettu uudistusala. Se perattiin kokonaan vuonna 1962. Metsiköiden yleistiedot sekä puustotiedot kokeen pe rustamishetkellä ja ensiharvennusvaiheessa on esitetty liitteessä 1. Virtain ja Valkealan koemetsiköt jaettiin kumpikin kahteen lohkoon (lohkot 1 ja 2 sekä 4 ja 5). Mäntän koemetsikkö muodostaa yhden lohkon (lohko 3). Aiemmissa julkaisuissa (Varmola 1982, Vuokila 1986) Valkealan lohkot on esitelty erillisinä koemetsikköinä. Tilastollisissa analyyseissä kuudentena lohkona (lohko 6) käsiteltiin Valkealan koemetsikön lannoitettuja koe aloja. Kussakin lohkossa on viidestä kuuteen osaloh koa, joiden sisällä rajattiin I—3 pääasiassa suorakai teen muotoista, vähintään viiden metrin vaippa-alueen toisistaan erottamaa koealaa. Koealojen koko on 10,0—20,0 aaria, ja niitä on yhteensä 64 kpl (liite 2). Kussakin harvennusvaihtoehdossa olevat koealat kas voivat samassa tiheydessä ensiharvennukseen saakka. Ensiharvennuksessa samaa tiheyttä edustavat koealat harvennettiin eri voimakkuuksilla, joten koejärjestelyn kannalta jatkossa siirrytään satunnaistettujen lohkojen kokeesta osaruutukokeeseen (split-plot). Eri käsittelyvoimakkuudet liitettiin osalohkoihin sa tunnaisesti. Taimikonharvennuksia on kuutta eri voi makkuutta: 700, 1000, 1600, 2200, 3000 ja 4000 kpl/ha. Ohjeellisesta tiheydestä poikettiin koealoittain jonkin verran (liite 2). Seitsemäs käsittelyaste tarkoittaa har ventamattomia, luonnontilassa kasvavia koealoja, joi den tiheys vaihtelee 2800—12540 kpl/ha. On huomat tava, että osa luonnontilaisina käsiteltävistä koealoista on perattu tai kylvötuppaat harvennettu ennen kokei den perustamista. Metsiköt on harvennettu noin 7 met rin valtapituusvaiheessa, ja ne edustavat siten metsän hoidollisesti myöhään harvennettuja taimikoita. 22. Mittaukset Tutkimuksen aineiston muodostavat kolmen mittaus kerran tulokset. Kokeita perustettaessa puuston ikä oli 18—19 vuotta. Perustamisvaiheessa selvitettiin puusto tunnukset erikseen harvennuksessa poistettavalle ja jää välle puustolle. Tutkimuksen lähtöaineistona on pidetty jäävää puustoa. Runkolukusarjan selvittämiseksi kai kista puista mitattiin rinnankorkeusläpimitta 1 cm:n ta saavaa luokitusta käyttäen. Rinnankorkeuden määritys oli Ilvessalon (1948) mukainen, mikä kuitenkin pienissä puissa oli käytännössä 1,3 metriä maanpinnan tasosta. Koepuut valittiin systemaattisesti siten, että koko läpi mittajakauma tuli tasaisesti edustetuksi. Koepuista määritettiin rinnankorkeusläpimitan lisäksi pituus. Val kealan koemetsikkö harvennettiin syksyllä 1972, mutta se mitattiin vasta seuraavana syksynä. Mittaustulokset muunnettiin siirtymälaskennalia vastaamaan välittö mästi harvennuksen jälkeistä ajankohtaa. Poistettavaa puustoa ei mitattu. Kokeiden toinen mittaus tehtiin 5—6 vuoden kulut tua kokeen perustamisesta. Koepuiden valinnassa käy tettiin kupo-summainta (Laasasenaho 1973), jonka avulla saatua otosta tarvittaessa täydennettiin mittaa malla lisää koealan järeimpiä puita. Koepuiden rinnan korkeus- ja yläläpimitat mitattiin kahtena ristikkäisenä mittauksena 1 cm:n tasaavaa luokitusta käyttäen. Koe puista mitattiin lisäksi pituus ja elävän latvuksen alara ja. Valkealan koemetsikön toisessa lohkossa mitattiin vain yksi koeala jokaisesta käsittelyruudusta, joten tältä osin aineisto ei ole tasapainoinen. Suurin osa tarkaste luista ja kaikki tilastolliset testit tehdäänkin perusta mismittauksen ja viimeisimmän mittauksen perusteella. Kolmas mittaus tehtiin 10—12 vuoden kuluttua ko keiden perustamisesta. Kaikki puut numeroitiin ja rin nankorkeusläpimitta mitattiin lukupuistakin kahtena ristikkäisenä mittauksena millimetrin tarkkuudella. Vir tojen ja Valkealan koemetsiköiden kaikista puista mää ritettiin silmävaraisesti latvuskerros, tekninen laatu ja terveydentila (Metsikkökokeiden maastotyöohjeet 1982). Virtain koemetsikön koepuista mitattiin normaa lien koepuumittausten lisäksi paksuimman oksan läpi mitta ja laatu (tuore/kuiva). Pituusbonitoinnissa käytettävät pituuskasvut (Hägg lund 1976) mitattiin Virroilla ja Mäntässä vuonna 1983 ja Valkealassa vuonna 1985. Mitattaviksi valittiin sa tunnaisesti viisi valtapuuta kultakin koealalta. 5 Folia Forestalia 752 23. Laskenta Koealojen puustotunnukset laskettiin Metsäntutkimus laitoksen koealojen peruslaskentaohjelmistolla KPL (Heinonen 1981). Puustotunnukset esitettiin erikseen yhdeksälle runkolukusarjan osalle. Tulosten perusteella voitiin tarkastella 100, 200, 400, 600, 900, 1200, 1500 tai 2000 paksuimman puun/ha kehitystä kullakin koealal la. Lisäksi laskettiin puustotunnukset koko puustolle. Kasvut laskettiin jakson loppu- ja alkuarvojen erotuk sena. Koemetsiköiden puut on numeroitu pysyvästi vas ta viimeisen mittauksen yhteydessä, joten menetelmällä ei ole voitu laskea puukohtaisia kasvuja. Niinpä esim. 100 paksuimman puun/ha tilavuuskasvu laskettiin si ten, että alkupuustoksi otettiin 100 paksuinta puuta jakson alkutilantessa ja loppupuustoksi 100 paksuinta puuta jakson lopussa. Kyse on siis kahdesta ainakin osittain erilaisesta puujoukosta. Runkolukusarjan eri osien väliset vertailut eivät siten ole täysin luotettavia. Koejärjestelyä käsiteltiin satunnaistettujen lohkojen kokeena. Kunkin lohkon sisällä käsittelyt on kohdistet tu osalohkoihin satunnaisesti. Osalohkojen sisällä ole vien samalla tavoin käsiteltyjen koealojen keskiarvoa käsiteltiin testeissä yhtenä havaintona. Varianssianalyy sillä vertailtiin erotusmenetelmällä laskettuja kasvuja. Mäntän koemetsikössä koejärjestelyn mukaan käsit telemättömät, mutta todellisuudessa ennen kokeen pe rustamista kertaalleen harvennetut ruudut rinnastettiin varianssianalyysissä luonnontilaisiin koealoihin. Lisäksi tiheyteen 3750—4100 kpl/ha harvennetut koealat rin nastettiin tiheyteen 2776—3208 kpl/ha harvennettuihin koealoihin. Näillä järjestelyillä aineisto jäi epätasapai noiseksi ainoastaan voimakkaimmin harvennettujen koealojen osalta. Harvennuksia tiheyksiin 600—700 kpl/ha ei ole käytetty Virtain koemetsikössä, jossa on kaksi kaikkiaan kuudesta tarkasteltavasta lohkosta. Eri lohkojen ja eri harvennusvoimakkuuksien pareit taisia vertailuja varten laskettiin Scheffen (1959) esittä mällä menetelmällä todennäköisyydet sille, että keski arvoparien odotusarvot eroavat toisistaan. Menetelmää voidaan soveltaa, vaikka vertailtavissa luokissa olisi eri määrä havaintoja. Liitteessä 3 esitetään odotusarvojen erotukset niiden vertailuparien osalta, joissa erotuksen todennäköisyys on yli 50 %. 3. Koemetsiköiden kehitys 31. Koemetsiköiden pituusbonitointi Kultakin koealalta mitattiin Hägglundin (1976) esittämällä tavalla viidestä valtapuusta 2,5 m:n yläpuolelta seuraavan viiden vuoden pituuskasvu. Tämän ns. intercept-menetel män suomenkieliseksi nimeksi on ehdotettu "välipituusmenetelmää" (Huhta & Meriluoto 1980), jolloin viiden oksakiehkuravälin yh teenlaskettua pituutta nimitetään välipituu deksi. Varmolan (1987) mukaan välipituus menetelmään perustuva pituusboniteettimalli näyttää sopivan hyvin Suomen oloihin, jos kin se on harhainen kaikkein parhaimmilla kasvupaikoilla. Ennustettua valtapituutta 100 vuoden iällä kuvaavat pituusboniteetti-indeksit laskettiin mitatuista pituuskasvuista Hägglundin (1976) esittämällä yhtälöllä: ihs = 2,5 metrin korkeudelta alkavan viiden seuraavan vuoden pituuskasvu, dm Koealakohtainen pituusboniteetti-indeksi saa tiin viidelle valtapuulle laskettujen indeksien aritmeettisena keskiarvona. Koemetsiköiden pituusboniteetti-indeksien keskiarvot olivat: Vuokilan (1983) mukaan pituusboniteetti luokan 24 vastinmetsätyyppi on VT ja luo kan 27 MT, joten koemetsiköt edustavat pi tuusboniteetti-indeksin perusteella hyvää puo lukkatyyppiä. Välipituusmenetelmällä laske tut pituusboniteetti-indeksit vastasivat koe metsikköjen pituus- ja tilavuuskehitystä. Ikään ja valtapituuteen perustuvalla mene telmällä (kuva 1) päädyttäisiin pituusboni teettiluokkiin 27—30 (Vuokila & Väliaho 1980). Kallio (1960) on tarkastellut toistuvasti harvennettuja eteläsuomalaisia kylvömänni köitä, joita kaikkia oli joko edellisenä 10- vuotiskautena tai aikaisemmin harvennettu tai perattu. Kallion (mt.) tutkimuksessa puo lukkatyypin koemetsiköiden keskitiheys iällä 23—25 vuotta oli noin 2600 kpl/ha ja iällä 30—35 vuotta noin 2300 kpl/ha. Nyt tutkit tavien koemetsiköiden valtapituuskehitys osuu Kallion (1960) aineiston puolukka- ja mustikkatyypin välille. Metsänkäsittelyn vaikutuksia arvioitaessa HIOO = 3,76455 + 0,54467 * ln(ihs) HlOO = pituusbonitetti-indeksi, dm Koemetsikkö HIOO, m hajonta, m Stand HIOO, m deviation, m Virrat 25,3 1,1 Mänttä 25,1 0,8 Valkeala 22,2 2,5 6 Salminen, H. & Varmola, M Kuva 1. Koemetsiköiden 1, 2 ja 3 valtapituuden kehitys. Pituusboniteettiluokat 24, 27 ja 30 Vuokilan ja Väliahon (1980) sekä 24 ja 27 Varmolan (1987) mukaan. Fig. 1. Dominant height development on the experimental stands I, 2 and 3. Height index (H100) classes 24, 21 and 30 according to Vuokila and Väliaho (1980), and classes 24 and 27 according to Varmola (1987). on tiedettävä, onko eri käsittelyryhmien välil lä kasvupaikkavaihtelua. Esim. Parviainen (1978) pyrki eliminoimaan kasvupaikkaero jen vaikutuksen tuloksiin käyttämällä kova rianssianalyysiä, jossa mallin regressiomuut tujaksi valittiin puuston valtapituus. Kaik kien nyt tarkasteltavana olevien metsiköiden metsätyyppi on määritetty puolukkatyypiksi. Myös puuston valtapituus vaihtelee koealoit tain varsin vähän. Varianssianalyysi osoittaa, että lohkojen väliset pituusboniteettierot ovat tilastollisesti merkitseviä (liite 3). Käsittelyt puolestaan ovat pituusboniteetiltaan yhtenäi siä. Koejärjestely pienentää siten onnistu neesti jäännösvaihtelua. 32. Koemetsiköiden puustojen tilavuuskehitys Koemetsiköiden tilavuuskehitys noudattelee Vuokilan ja Väliahon (1980) pituusbonitee teille 27 ja 30 laatimia malleja kuitenkin si ten, että alkutilanteessa eli taimikon harven nuksen jälkeen koemetsiköiden tilavuudet ovat olleet alhaisempia (kuva 2). Vuokilan ja Väliahon tutkimuksesta vertailtaviksi valit tiin runkoluvultaan 2000 kpl/ha metsiköille esitetyt mallit. Varmolan (1987) tutkimukses sa pituusboniteettiluokkien 24 ja 27 kehitys kuvataan puustoille, joiden tiheydet ovat vas taavasti 1800 ja 2000 kpl/ha. Mainittuja mal leja verrataan nyt havaittuun tilavuuskehi tykseen koealoilla, joiden runkoluku on 2200 ja 1600 kpl/ha (kuva 2). 7 Folia Forestalia 752 Kuva 2. Koemetsiköiden 1, 2 ja 3 tilavuuden kehitys runkoluvuiltaan 1600 ja 2200 kpl/ha:n koealoilla. Pituusboniteettiluokat 24, 27 ja 30 Vuokilan ja Väliahon (1980) sekä 24 ja 27 Varmolan (1987) mukaan. Fig. 2. Volume development on the experimental stands 1, 2 and 3 on the plots with 1600 or 2200 stems/ha. Height index (HI00) classes 24, 27 and 30 according to Vuokila and Väliaho (1980), and classes 24 and 27 according to Varmola (1987). Tarkasteltavassa aineistossa koealojen ti lavuudet ovat kehittyneet sekä Kallion (1960) että Vuokilan ja Väliahon (mt.) lähinnä mus tikkatyypin metsiköille esittämien arvioiden mukaisesti. Verrattaessa tilavuuskehitystä Varmolan (mt.) esittämiin tuloksiin koemet siköiden kehitys osuu pituusboniteettien 24 ja 27 välille, mikä vastaa hyvän puolukka tyypin ja mustikkatyyppin taimikoiden kehi tystä. 4. Harvennusvoimakkuuden vaikutus puiden kehitykseen 41. Keskipituuden kasvu Puiden pituuskasvu on ollut jokseenkin riip pumaton kasvatustiheydestä (kuvat 3 ja 4). Varianssianalyysin (liite 3) mukaan lohkot eroavat toisistaan merkitsevästi, mutta käsit telyjen välillä ei ole tilastollisesti merkitseviä eroja. Pareittaisissa vertailuissa (liite 3) erot tuu Valkealan koemetsikön keskimäärin mui ta pienempi pituuskasvu. Parviaisen (1978) riukuvaiheen männiköitä käsittelevässä tutkimuksessa puuston keski 8 Salminen, H. & Varmola, M. pituus yleensä lisääntyi alaharvennetussa puustossa hieman enemmän kuin käsittele mättömässä. Erot olivat tilastollisesti merkit seviä kuitenkin vain yhdessä kokeessa, lie vimmän (5800 kpl/ha) ja muiden käsittelyas teiden välillä. Parviaisen (mt.) mukaan pui den pituuskasvu alkaa selvästi hidastua vasta tässä tiheydessä. Kuva 3. Puuston keskipituuskasvun riippuvuus kasva tustiheydestä (korrelaatiokerroin = 0,1 ja sovitettu käyrä Y = 0,42 • X 0 Fig. 3. Mean annual height increment as a function of stem number (correlation coefficient 0,1 and fitted curve Y = 0.42 • X 0 Vuokilan (1980) mukaan sekä liian harva että ylitiheä kasvatusasento heikentävät kes kipituuskasvua. Tiheyksissä 1000—4000 kpl/ha, jota suurin osa nyt tarkasteltavista koealoista edustaa, ei hänen mukaansa kas vun heikkenemistä vielä esiinny. Edelleen Vuokila (1972) toteaa, että Suomessa olete taan pituuskasvun olevan voimakkainta ylei sesti käytettäviä kasvatustiheyksiä tiheäm mässä asennossa. Käsiteltävässä aineistossa ei tällaista voitu havaita. Näslundin (1971) mukaan pituuskasvu on suurinta tiheimmissä metsiköissä. Toisaalta käsittelyn vaikutus ei ole merkittävä verrat tuna esimerkiksi kasvupaikan ja geneettisten erojen vaikutukseen. Eriksson (1965) toteaa, että männikön erittäin voimakas ja harvoin toistuva harvennus parantaa vallitsevien pui den pituuskasvua. Vanhemmissa ruotsalaisis sa tutkimuksissa (Petterson 1955) ollaan ylei sesti sitä mieltä, ettei kasvatusohjelma vaiku ta valtapituuden kehitykseen normaaleilla kasvatustiheyksillä. Tämän tutkimuksen pe rusteella taimikon harvennuksen voimakkuus ei vaikuta puolukkatyypin kylvömännikön pituuskehitykseen. Kuva 4. Puuston keskipituuskasvu runkolukusarjan eri osissa. Fig. 4. Current annual height increment in the different classes of the stem distribution. 9 Folia Forestalia 752 42. Keskiläpimitan kasvu Puiden paksuuskasvu on selvästi riippuvai nen puuston kasvatustiheydestä (kuvat 5 ja 6). Nopeinta kasvu on ollut harvimmissa taimikoissa. Alle 2200 kpl/ha tiheys nopeut taa selvästi järeytymistä. Varianssianalyysin (liite 3) mukaan käsittelyjen välillä oli tilas tollisesti merkitseviä eroja, mutta lohkojen välillä ei ollut. Luonnontilaisten koealojen erotusmene telmällä laskettua keskiläpimitan kasvua li sää näennäisesti se, että osa pienimmistä puista kuoli koejakson aikana. Harvennettu jen koealojen runkoluvut pysyivät likimäärin samoina koko koejakson ajan. Luonnonti laisten koealojen runkoluvut vaihtelivat ko keen perustamisvaiheessa 7300—12500 kpl/ha ja kokeen lopussa 3300—6300 kpl/ha. Vestjordetin (1977) mukaan metsikön ti heyden pieneneminen 2500 rungosta/ha no peuttaa järeytymistä suhteellisesti enemmän kuin siirtyminen tiheämpiin kasvatusasentoi hin sitä hidastaa. Tämän tutkimuksen tulok set tukevat mainittua päätelmää. 43. Pohjapinta-alan kasvu Puuston pohjapinta-alan kasvu riippuu sel västi puustopääomasta. Harventaen aikaan saadut puustoerot ovat yleensä voimistuneet mittausjakson aikana. Kuva 5. Rinnankorkeusläpimitan kasvun riippuvuus kasvatustiheydestä (korrelaatiokerroin = —0,76 ja sovitettu käyrä Y = 69,27 ■ X -0,36). Fig. 5. Current annual increase in mean diameter as a function of stem number (correlation coefficient = -0.76 and fitted curve Y = 69.27 ■ XT' 0- 36). Kuva 6. Puuston rinnankorkeusläpimitan kasvu runkolukusarjan eri osissa. Fig. 6. Current annual increase of mean diameter in the different classes of the stem distribution. 10 Salminen, H. & Varmola, M Pohjapinta-ala kasvoi mittausten mukaan eniten erittäin lievästi harvennetuilla koe aloilla (kuvat 7 ja 8). Puiden kuoleminen luonnontilaisilla koealoilla näkyy myös poh japinta-alan kehityksessä. Tiheyteen 2200 ja 3000 kpl/ha harvennettujen koealojen kas vuissa ei ole juurikaan eroa. Kuva 7. Puuston pohjapinta-alan kasvun riippuvuus kasvatustiheydestä (korrelaatiokerroin = 0,51 ja sovitettu käyrä Y = 0,27 • X 0, 2). Fig. 7. Current annual increase in basal area as a function of stem number (correlation coefficient = 0.51 and fitted curve Y = 0.27 • XO2). Valtapuuston osalta suotuisimmat kasvu olot ovat olleet kaikkein voimakkaimmin harvennetuilla koealoilla. Luonnontilaisilla koealoilla vallitsevan puuston pohjapinta alan kasvu on ollut samaa luokkaa kuin käytettäessä kasvatustiheyksiä 1600—2200 kpl/ha. Varianssianalyysin mukaan käsittelyt ero avat toisistaan tilastollisesti merkitsevästi (lii te 3). Scheffen testin (liite 3) perusteella poh japinta-alan kasvu on herkempi tiheyden muutoksille alle 2200 kpl/ha tiheyksillä kuin sitä tiheämmissä kasvuasennoissa. 44. Tilavuuskasvu Tarkastelun lähtökohtana on ollut taimikon harvennuksessa jätetty puusto. Tiheyden li sääntyminen 3000—4000 kpl/ha saakka lisäsi tilavuuskasvua (kuvat 9 ja 10). Luonnontilai silla koealoilla erotusmenetelmällä laskettu kasvu oli kuolleisuuden vuoksi pienempi kuin lievästi käsitellyillä koealoilla. Luon nonpoistuman osuutta kokonaistilavuudesta ei arvioitu. Varianssianalyysi (liite 3) osoitti, että tila vuuskasvut eroavat merkitsevästi eri käsitte lyissä. Myös lohkojen välillä on eroa, mutta ei tilastollisesti merkitsevää (alle 95 %:n luo tettavuus). Scheffen testin (liite 3) perusteella Kuva 8. Puuston pohjapinta-alan kasvu runkolukusarjan eri osissa. Fig. 8. Current annual increase in basal area in the different classes of the stem distribution. 11 Folia Forestalia 752 suurimmat erot ovat verrattaessa tiheyttä 1000 kpl/ha muihin käsittelyihin. Koska eri käsittelyjen välillä ei ollut pi tuuskasvueroja, voidaan tilavuuskasvun sa noa pääpiirteissään noudattelevan puuston pohjapinta-alan kasvua. Erot tilavuuskasvus sa olivat hieman suurempia kuin pohjapinta alan kasvussa, koska voimakas harvennus heikensi runkomuotoa. 45. Järeysluokat Kokeen perustamisen yhteydessä (valtapituus noin 7 metriä) tiheyteen 1000—2200 kpl/ha harvennetuilta koealoilta poistettiin puuta 12—18 m 3 /ha ja tiheyteen 3000—4000 kpl/ha harvennetuilta noin 4 m 3 /ha. Käyttö puun osuus poistumasta oli käytännössä merkityksetön. Runkoluvun vaikutus puuston kokonaisti lavuuteen pieneni tiheyden ylitettyä 2200 kpl/ha. Ensiharvennusvaiheen käyttöpuu määriä laskettaessa otettiin huomioon vähin tään kaksi metriä pitkät pölkyt, joiden järeys määritettiin kuorenpäällisen latvaläpimitan perusteella. Yli 5,5 cm:n läpimittaisen käyt töpuun määrä oli kuitenkin suurin lievästi harvennetuilla koealoilla (kuva 11). Yli 9,5 cm läpimittaisen puun määrä lisääntyi kasva tustiheyden myötä aina 2200 kpl/ha. Sen si jaan järeydeltään yli 14,5 cm olevan puun määrä oli sitä suurempi, mitä harvempana metsikkö oli kasvanut. Ensiharvennusvai heessa järeydeltään yli 20,5 cm olevaa puuta oli vain kaikkein harvimmassa asennossa. Kuva 9. Puuston tilavuuskasvun riippuvuus kasvatus tiheydestä (korrelaatiokerroin = 0,56 ja sovitettu käyrä Y = 0,56 • X 0 Fig. 9. Current annual increase in volume as a function of stem number (correlation coefficient = 0.56 and fitted curve Y=0.56- X 0 56 ). Kuva 10. Puuston tilavuuskasvu runkolukusarjan eri osissa. Fig. 10. Current annual increase in volume in the different classes of the stem distribution. 12 Salminen, H. & Varmola, M Kuva 11. Käyttöpuun tilavuuden jakautuminen kuorenpäällisen latvaläpimitan mukaisiin järeysluokkiin eri kasvatustiheyksillä ennen kaupallista ensiharvennusta 12 metrin valtapituusvaiheessa (kuitupuun minimi pituus 2 metriä). Fig. 11. The merchantable wood (minimum lenght 2 meters) in overbark topdiameter classes with respect to stem number before the first commercial thinning at the dominant height of 12 meters. 5. Tekninen laatu 51. Suhdeasteikolla mitatut ominaisuudet 511. Paksuimman oksan läpimitta Oksamittauksia tehtiin vain Virtain koemet sikössä vuonna 1981. Ensiharvennusvaihees sa paksuimman oksan keskiläpimitta vaihte li koealoittain välillä 18 mm —2B mm. Puiden oksikkuus eri kasvatustiheyksissä noudatti puuston yleistä järeytymistä; mitä järeämpiä puut olivat, sitä paksumpia olivat oksat (kuva 12). Paksuimman oksan läpimi tan ja rinnankorkeusläpimitan suhde oli li kimain sama kaikilla koealoilla. Kasvatusti heyksistä ainoastaan 2200 kpl/ha erottui hieman muista. Thernströmin (1982) mu kaan harvennusajankohta vaikuttaa rinnan korkeusläpimitan ja paksuimman oksan lä pimitan suhteeseen huomattavasti selvem min kuin kasvatustiheys. Luonnontilaisilla koealoilla paksuimpien oksien läpimitat oli vat verrattain suuria. Tämä johtui ns. susi puista, jotka olisi taimikon harvennuksessa poistettu. Ainakin istutusmännikköihin ver rattuna (Varmola 1980, 1982) tarkasteltava na olevaa metsikköä voidaan pitää ohutok saisena. Heiskasen (1965) mukaan nimenomaan puolukkatyypin metsikössä kasvatustiheydel lä on merkitystä laatukehitykseen, sillä re hevillä kasvupaikoilla huomattavankaan suu ri tiheys ei johda hyvään laatuun, ja karuilla kasvupaikoilla hyvä tekninen laatu saavute taan harvoissakin kasvatusasennoissa. Paksuimman oksan läpimitan eroja eri kasvatustiheyksiä käytettäessä verrattiin va rianssianalyysillä (liite 3). Sen perusteella oksan paksuuksien erot eri käsittelyasteiden välillä olivat koko puustolla tilastollisesti merkitseviä. Tiheyksien 1600 kpl/haja 2200 kpl/ha välillä ero oli rinnnankorkeusläpimi tan eroihin nähden pieni (liite 3). Samoin luonnontilaisten ja tiheydelle 4000 kpl/ha harvennettujen koealojen välillä ei ollut ti lastollisesti merkitsevää eroa. Tulkintojen merkitystä heikentää se, että oksahavaintoja tehtiin vain yhdestä koemetsiköstä. 13 Folia Forestalia 752 Kuva 12. Paksuimman oksan läpimitan riippuvuus rinnankorkeusläpimitasta eri kasvatustiheyksillä Virtain koemetsikössä. Fig. 12. Dependence of the thickest living branch on breast height diameter at different thinning intensities at the experimental stand in Virrat. Kuva 13. Puiden kapeneminen eri kasvatustiheyksillä. Fig. 13. Tapering at different thinning intensities. 512. Kapeneminen Puiden keskimääräinen kapeneminen (dj 3 d 6 0) oli tutkimusjakson lopussa 4,2 cm ja sen vaihteluväli noin 6 cm. Järeiden puiden kapeneminen oli voimakkainta (kuva 13). Tarkasteltaessa samanläpimittaisia puita hei koin runkomuoto oli niillä, jotka olivat kas vaneet tiheyksiin 700 ja 1000 kpl/ha harven netuilla koealoilla. Selvimmin käsittelyn 14 Salminen, H. & Varmola, M. vaikutus näkyy keskikokoisissa puissa. Val tapuihin harvennus ei vaikuta yhtä voimak kaasti kuin vallittuihin. Kallio (1960) esitti Etelä-Suomen kylvö männikköjä koskevassa tutkimuksessaan vas taavanikäisen ja -kokoisen puolukkatyypin männikön kapenemiseksi 4,5 cm ja mustik katyypin männikön 4,0 cm. Kasvutilan laa jentumisen johdosta kasvun lisääntyminen on varttuneessa harvennusmetsikössä voi makasta erityisesti rungon tyviosassa (Nyys sönen 1952, Vuokila 1960). Taimikoissa ke hitys on samankaltaista (Parviainen 1978, Jakkila & Pohtila 1978). Parviaisen (1978) mukaan puuston harvennus heikentää eniten keskikokoisten ja pienten puiden runkomuo toa. Nyt saadut tulokset vastaavat molempia mainittuja havaintoja. 513. Latvussuhde Keskimääräinen latvussuhde eli elävän lat vuksen osuus puun koko pituudesta oli sitä suurempi, mitä voimakkaammin koealoja oli käsitelty (kuva 14). Suurimmat latvukset olivat kasvatustiheyksien 1600, 1000 ja 700 kpl/ha metsiköissä. Valtapuilla latvusten pi tuuserot olivat pienempiä kuin vallituissa latvuskerroksissa, joissa ne suurimmillaan olivat yli 20 %-yksikköä. Valtapuilla yleensä oli pitempi latvus kuin vallituilla. Mitä ti heämpi puusto oli, sitä suurempi ero latvuk sen pituudessa oli. Koepuiden keskimääräi set latvuksen osuudet pienenivät noin s—lo %-yksikköä 10 vuoden tarkastelujakson ai kana. Kellomäki & Tuimala (1981) havaitsivat, ettei rungon karsiutumisnopeus riippunut metsikön tiheydestä suoraviivaisesti, vaan karsiutuminen hidastui tiheyden kasvaessa. Vuokilan (1968) mukaan männyllä latvus suhteen tulisi olla vähintään 40 % pyrittäes sä maksimaaliseen kasvuun. Kaikkien nyt tarkasteltavien koealojen keskimääräiset lat vussuhteet olivat tätä suurempia. 52. Luokka-asteikolla mitatut ominaisuudet 521. Tekninen laatu ja terveys Noin joka kahdeksas koemetsiköiden pää valtapuu luokitettiin oksaiseksi (taulukko 1). Oksaisuus heikensi eniten voimakkaasti har vennettujen koealojen päävaltapuiden tek nistä laatua (taulukko 2). Myös luonnonti laisilla koealoilla valtapuut olivat suhteelli sen oksaisia. Lisävaltapuut olivat ulkoiselta laadultaan päävaltapuita parempia. Heiska sen (1965) mukaan tyvitukin laadun kannal ta keskikokoiset puut ovat yleensä parhaita. Lisävaltapuiden ja etenkin välipuiden teknis tä laatua heikensi eniten mutkaisuus. Sil mänvaraisen luokittelun perusteella puiden tekninen laatu oli paras tiheyksissä 3000— 4000 kpl/ha. Pää- ja lisävaltapuut luokitettiin lähes poikkeuksetta luokkaan terve (taulukot 3 ja Taulukko 1. Puuston tekninen laatu latvuskerroksittain. Table 1. Technical quality of the stems in different crown classes. tekninen laatu Technical quality päävaltapuut Dominant puuluokka Tree class lisävaltapuut Codominant osuus (%) — Percentage välipuut Intermediate normaali 80,7 86,2 78,0 Normal oksainen 10,3 2,3 0,4 Branchy mutkainen 6,0 9,0 16,4 Crooked haarainen 0,7 1,5 2,4 Forked oks., mutk. ja haar. 2,3 1,0 1,0 Branchy, crooked and forked runko katkennut 0,0 0,1 1,0 St em broken Koepuita/ha 7460 3602 1648 Sample trees/ha 15 Folia Forestalia 752 Kuva 14. Latvusrajan ja latvussuhteen riippuvuus puun pituudesta eri kasvatustiheyksillä. Fig. 14. Dependence of crown limit and crown ratio on height at different thinning intensities. 4). Taulukossa 4 määrittelemättömät ja sai raat puut kuuluvat vallittuihin latvuskerrok siin. Hieman yllättävää on kuolleiden puiden suuri määrä kasvatustiheyksillä 3000—4000 kpl/ha. Tähän luokkaan kuului koealoja ai na tiheyteen 4100 kpl/ha, joka tiheys yli 10 metrin valtapituusvaiheessa olevissa koealois sa johti vallittujen puiden heikkenemiseen. Luonnontilaisilla koealoilla kuolleiden pui den suuri määrä oli odotettavissa. 16 Folia Forestalia 752 Taulukko 3. Puuston terveydentila latvuskerroksittain. Table 3. Tree condition in different crown classes. Taulukko 2. Valtapuiden tekninen laatu eri kasvatustiheyksillä. Table 2. The quality of the dominant trees at different thinning intensities. puuluokka— Tree class terveydentila päävaltapuut lisävaltapuut välipuut Condition Dominant Codominant Intermediate osuus > (%) —Percentage terve 99,8 99,3 94,2 Healthy kuollut 0,1 0,2 1,4 Dead sairas 0,1 0,3 2,7 Diseased or damaged kuiva latva 0,0 0,2 0,1 Top dry kuoleva 0,0 0,1 1,6 Dying Taulukko 4. Puuston terveydentila eri kasvatustiheyksillä. Table 4. Condition of the dominant trees at different thinning intensities. runkoluku/ha —Stems/ ha 700 1000 1600 2200 (000 — 4000 harventa- maton terveydentila osuus (%)— Percentage Unthinned Condition terve 100,0 99,3 99,3 82,9 88,2 82,8 Healthy kuollut 0,0 0,1 0,1 1,2 3,2 9,5 Dead sairas 0,0 0,4 0,5 0,5 0,8 5,8 Diseased or damaged kuiva latva 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0 0,1 Top dry kuoleva 0,0 0,3 0,0 0,1 0,5 1,8 Dying ei määritelty 0,0 0,0 0,0 15,3 7,2 0,0 Undefined runkoluku/ha— Stems/ha 700 1000 1 1600 tekninen laatu Techical quality l 2 puuluokka- 1 osuus (%)— -Tree class 2 1 Percentage 2 normaali Normal oksainen Branchy mutkainen Crooked haarainen Forked oks., mutk. ja haar. Branchy, crooked and forked runko katkennut Stem broken 78,4 14,2 7,4 0,0 0,0 0,0 79,3 10,3 6,9 3,4 0,0 0,0 72,1 17,0 7,1 0,8 3,1 0,0 84,0 5,0 9,2 1,4 0,0 0,0 75,5 12,4 7,4 1,4 3,3 0,0 84,7 2,7 8.7 2,0 1.8 0,2 tekninen laatu Techical quality runkoluku/ha 2200 3000— puuluokka— 1 2 1 osuus (%)— —Stems/ha 4000 harventamaton Unthinned -Tree class 2 1 2 Percentage normaali Normal oksainen Branchy mutkainen Crooked haarainen Forked oks., mutk. ja haar. Branchy, crooked and forked runko katkennut Stem broken 83.3 10.4 3,9 0,6 1,8 0,0 93,8 2,4 2,4 1,2 0,0 0,2 83,3 8,8 6,4 0,7 1,0 0,0 87,9 1,3 8,7 1,9 0,2 0,0 81,6 8.1 6.2 0,5 3,6 0,0 82,5 1,9 12,7 1,1 1,7 0,1 1 = päävaltapuut, 2 = lisävaltapuut 1 = dominant trees, 2 = codominant trees 17 Folia Forestalia 752 6. Ensiharvennus 61. Ensiharvennuksen kuvaus Kaupallisen ensiharvennuksen edellyttämä leimaus tehtiin viimeisen mittauksen yhtey dessä valtapituuden ollessa noin 12 metriä. Puustotunnukset on laskettu erikseen pois tettavalle ja jäävälle puustolle. Poistettavat puut valittiin alaharvennusperiaatteella. Varsinaisia ensiharvennuksia tehtiin 20 koealalla. Lisäksi 10 koealalla on poistettiin lähinnä vikaisia, vaurioituneita tai kuolleita puita. Harvin kasvatusasento, jossa tehtiin varsinainen ensiharvennus, oli 1600 kpl/ha. Tällöinkin vain yksi koeala harvennettiin ti heyteen 800 kpl/ha. Luonnontilaisilla koe aloilla ei tehty ensiharvennuksia. Taimikkovaiheessa samaan tiheyteen saa tetut koealat ensiharvennettiin riukuvaihees sa eri voimakkuuksiin. Tavoitteena oli käyt tää vaihtelevia harvennusohjelmia, joiden vertailuun koemetsiköitä voitaisiin jatkossa käyttää. Ensiharvennuksessakin pyrittiin laa jaan tiheysvaihteluun. Kahta koealaa lukuunottamatta puuston pohjapinta-ala ylitti 12 metrin pituusvai heessa Kml-Tapion harvennusmallien (1989) leimausrajan. Tiheimmissä asennoissa puus tot olivat jo kärsineet ylitiheydestä. Harven nukset olivat tarkoituksellisesti osin nyky suosituksista poikkeavia, joten useimmilla koealoilla leimauksen jälkeinen pohjapinta ala jäi hieman mallien minimisuosituksen alapuolelle. Suositeltujen kasvatusohjelmien (Tapion ...1986, Vuokila 1983) mukaan val tapituuden ollessa 12 m pohjapinta-alan leimausraja on 23 m 2 /ha, minimi leimauk sen jälkeen 17 m 2/ha ja minimi korjuun jäl keen 15 m 2/ha (kuva 15). 62. Poistuman määrä ja rakenne Harvennetuista 20 koealasta 19 täytti ensi harvennukselle yleisesti asetetun 30 m 3 :n hehtaarikohtaisen käyttöpuupoistumatavoit teen. Koealoittain poistumat vaihtelivat 14—104 m3/ha keskiarvon ollessa 58 m 3 /ha (taulukko 5). Poistuman tarkempi rakenne selviää ku vasta 16, jossa on esitetty harvennuskerty män jakautuminen eri järeysluokkiin, kun poistettavien runkojen määrä vaihtelee. Ku vassa 16 ensimmäinen pylväs kuvaa puuston jakautumista järeysluokkiin ennen harven Kuva 15. Pohjapinta-ala ennen ja jälkeen ensiharvennuksen. Fig. 15. Basal area before and after the first commercial thinning. 18 Salminen, H. & Varmola, M, Taulukko 5. Ensiharvennuspoistumat. Fig. 5. The drain in the first commercial thinning. nusta. Muilta osin kuvassa esitetään todelli sista, koejakson lopussa tehdyistä harven nuksista laskettuja keskimääräisiä kertymiä. Suurin osa poistumasta oli järeydeltään luokkaa 9,5 —14,5 cm. Sen määrä on suurin lähtöpuuston ollessa 2200 kpl/ha. Hukka puun osuus suureni selvästi lähtöpuuston ti heyden ollessa 3000 kpl/ha tai enemmän. Myös järeysluokan 5,5 —7,5 cm eli juuri käyttöpuun mitat täyttävää puuta saatiin eniten tiheinä kasvaneilta koealoilta. Pelkäs tään ensiharvennuksessa saatavan käyttö puun määrän kannalta edullisimmalta vai kuttaa kasvatustiheys 4000 kpl/ha. Ensiharvennusten kannattavuuteen vaikut taa kertymän määrän ohella myös poistetta vien puiden koko. Ensiharvennuksessa pois tettavien puiden keskikoko oli Vuokilan (1976) tutkimuksessa 24—27 dm3 . Se voi ol la jopa 50—60 dm3 , jos taimikkoa on jo ai kaisessa vaiheessa harvennettu tiheyteen 2000 kpl/ha tai alle (Vuokila 1981). Tässä tutkimuksessa poistettujen puiden käyttöosan (minimiläpimitta 5,5 cm kuori N = runkoluku kpl/ha, G = pohjapinta-ala m 2 /ha, V = runkotilavuus m 3 /ha, Hg = pohjapinta-alalla painotettu keskipituus m, Dg = pohjapinta-alalla painotettu keskiläpimitta cm, N % = osuus runkoluvusta, Vstm = kuiturunkojen keskitilavuus dm 3 . N = Stems/ha, G = Basal area m 2 /ha, V = Stem volume m 3 /ha, H g = Mean height weighted by basal area, Dg = Mean breast height diameter weighted by basal area, N % = Percentage of stems, Vstm = Mean size of pulpwood stems dm 3. Puusto ennen harvennusta Puusto harvennuksen jälkeen Poistettu puusto Before thinning After thinning Drain N N G V Hg Dg N G V Hg Dg N% Vstm 1600 20,5 123,6 11,6 13,2 71 800 11,9 72,7 11,8 14,1 800 8,6 50,8 11,2 12,1 50 61 N G V Hg Dg Vstm N G V Hg Dg N G V Hg Dg N % Vstm 2200 25,0 153,0 11,5 13,1 69 660 9,6 58,7 11,8 14,7 1540 14,2 83,1 10,6 11,8 70 55 880 13,3 83,9 12,1 14,6 1320 11,4 69,1 11,1 11,2 60 50 1100 17,4 108,2 11,9 14,8 1100 9,2 53,6 10,7 11,4 50 51 1210 17,0 108,7 12,2 13,9 990 7,6 46,9 11,2 10,6 45 51 N G N G V Hg Dg N G V Hg Dg N% Vstm 3000 27,2 163,9 11,3 11,9 53 900 12,8 78,3 11,7 14,6 2100 12,8 72,0 10,3 10,3 70 38 1200 14,7 92,1 11,9 12,9 1800 11,3 66,7 10,6 9,5 60 36 1350 18,6 114,4 11,7 13,6 1650 10,6 59,5 10,4 9,5 55 34 1650 18,9 120,4 12,0 12,7 1350 8,4 50,0 10,8 9,3 45 34 N G N G V Hg Dg N G V Hg Dg N% Vstm 4000 39,6 174,0 10,9 11,4 52 800 12,1 76,7 12,0 14,2 3200 19,7 113,7 10,6 10,5 80 41 1200 16,4 102,3 11,9 13,6 2800 15,2 86,9 10,5 9,6 70 38 1400 18,5 118,0 12,0 13,4 2600 12,3 69,9 10,4 9,3 65 32 1600 15,0 86,1 10,6 11,6 2400 9,4 42,9 8,7 8,1 60 28 19 Folia Forestalia 752 Kuva 16. Ensiharvennuspoistuman rakenteen riippuvuus kasvatustihey destä ja harvennusvoimakkuudesta. Fig. 16. The distribution of the drain in the first commercial thinning with different thinning intensities and different stem number. neen, minipituus 2 m) keskitilavuus oli yli 50 dm 3 kolmella koealalla, joiden kasvatusti- heys oli noin 2200 kpl/ha (kuva 17). Poistet- tujen runkojen keskikoko riippui lähtöpuus- ton järeyden lisäksi harvennusvoimakkuu desta. Mitä voimakkaammin harvennetaan, sitä useammin poistetaan myös järeitä, ylimpiin latvuskerroksiin kuuluvia puita. 20 Salminen, H. & Varmola, M. Kuva 17. Kuiturunkojen käyttöosan keskitilavuus ensiharvennuksessa. Fig. 17. The mean size of pulp wood stems with respect to stem number in different thinning intensities. 7. Päätelmät Metsiköiden pituuskehitys ei riippunut kas vatustiheydestä. Taimikon harventaminen no peutti järeytymistä. Erityisen selviä järeyty miserot olivat tiheyksillä 700, 1000 ja 1600 kpl/ha. Puuston tilavuuskasvu oli sitä suu rempi, mitä korkeampi oli puustopääoma. Harventamattomilla koealoilla vallitut puut alkoivat kuolla valtapituuden ollessa hieman alle 10 metriä. Koealoilla ei esiintynyt luon nonpoistumaa, jos niitä oli harvennettu edes lievästi. Ensiharvennusvaiheessa selvästi eni ten puuta oli tiheyksiin 2200—4000 kpl/ha harvennetuilla koealoilla, joiden väliset erot olivat kuitenkin pieniä. Ensiharvennuksen kannalta suositeltavin taimikon kasvatustiheys vaihtelee käyttö puulle asetettavan läpimittavaatimuksen mu kaan. Jos ensiharvennuksessa halutaan mah dollisimman paljon käyttöpuuta (latvaläpi mitta vähintään 5,5 cm, pituus vähintään 2 m), taimikonharvennus on tehtävä erittäin lievänä. Tällöin on mahdollista päästä aina 80—90 m 3/ha:n käyttöpuukertymiin, jos en siharvennuksessa jätetään 800—1200 runkoa 21 Folia Forestalia 752 hehtaarille. Haittapuolena on se, että poistet tavien kuiturunkojen keskitilavuus on 10—15 dm 3 pienempi kuin harvempana kasvaneissa metsiköissä. Jos ensiharvennuksessa halu taan määrältään ja järeydeltään kohtuullinen käyttöpuukertymä, valtapituudeltaan 7 met rin taimikko on syytä harventaa noin 2000— 2200 kpl/ha:n tiheyteen. Jos taimikon har vennetaan vieläkin voimakkaammin, koko naiskasvu pienenee selvästi eikä ensiharven nusta ole syytä tehdä ainakaan vielä 12 m:n valtapituusvaiheessa. Jos halutaan kasvattaa nopeasti järeää puuta kokonaiskasvusta ja kertymästä tinkien, voidaan myöhäiseen vai heeseen jäänyt taimikonharvennus tehdä erit täin voimakkaana. Jos taimikkoon jätetään noin 600—700 kpl/ha, ei harvennuksia enää tarvitse eikä voikaan tehdä. Tämän tutki muksen koealoilla ei havaittu voimakkaasta taimikon harvennuksesta aiheutuneita haitto ja esim. puiden terveydentilassa. Tämän tutkimuksen koemetsiköt eivät ol leet kovin oksikkaita. Pääsyynä tähän on myöhäinen taimikonharvennus, joka tehtiin vasta 7 m:n pituusvaiheessa. Tähän saakka kaikkien koemetsiköiden tiheydet olivat ol leet yli 3000 kpl/ha. Voimakas taimikon kä sittely heikensi puuston teknistä laatua ensi harvennukseen mennessä hieman. Valtapui den suurin ongelma oli oksikkuus, vallittuja puita vaivasi sen sijaan mutkaisuus. Tiheä kasvatusasento johti parempaan puiden tek niseen laatuuun aina tiheydelle 3000 kpl/ha saakka, mitä suuremmilla tiheyksillä ei enää ollut vastaavaa merkitystä. Yli 2200 kpl/ha tiheydellä ei ollut merkitystä valtapuiden tekniselle laadulle. Puun rinnankorkeusläpi mitta ja paksuimman oksan läpimitta olivat selvästi yhteydessä toisiinsa. Paksuimmat ok sat löytyivät voimakkaimmin käsitellyiltä koealoilta, joilla myös puut olivat järeimpiä. Metsänhoidollisessa mielessä myöhäiset tai mikon käsittelyt voidaan tehdä voimakkaana puiden teknisen laadun siitä kärsimättä. Kirjallisuus Andersson, S.O. 1952. Nägra synpunkter pä röjning i naturliga föryngringar. Meddelande frän Statens skogsforskningsinstitut. Serien uppsatser 25. 10 s. 1961. Om märgborrfaran vid röjningar. Statens skogsforskningsinstitut. Uppsatser 84. 6 s. 1968. Röj för mer virke. Skogshögskolan. Insti tution för skogsföryngring. Rapport och Uppsatser 13. 4 s. 1975. Röjning i tali- och granskog. Skogsfakta frän Skogshögskolan 4. 4 s. Eklund, B. 1956. Ett förbandsförsök i tallskog. Summa ry: An experiment on sowing and planting pine with different spacing. Meddelande frän Statens Skogs forskningsinstitut 46(10). 98 s. Elfving, B. 1975. Volym och struktur i ogallrade tall bestind. Summary: Volume and structure in unt hinned stands of Scots pine. Rapporter och Uppsat ser 35. Institution för skogsproduktion. Skogshögs kolan. 128 s. Eriksson, H. 1965. Studier över höjdtillväxten hos tall och gran i södra Sverige. Licenciatavhandling. Skogshögskolan. 134 s. Fryk, J. 1984. Tillständ och produktion i röjda ungskogar med läga stamantal. En studie utförd pä AB Iggesunds Bruks marker i Hälsingland. Sum mary: Wide spacing after cleaning of young forest stands stand properties and yield. A study carried out at AB Iggesund Bruk in central Sweden. Rapporter och uppsatser. Institution för skogs produktion. Sveriges lantbruksuniversitet 13. 248 s. Halinen, M. 1985. Männyn nuoruusvaiheen kasvuno peuden vaikutus sahatavaran laatuun. Summary: The effect of the growth rate of young pine on the quality of sawn goods. Silva Fennica 19(4): 377— 385. Heinonen, J. 1981. Koealojen peruslaskenta. Konekir joite. Metsäntutkimuslaitos, matemaattinen osasto. 38 s. Heiskanen, V. 1965. Puiden paksuuden ja nuoruuden kehityksen sekä oksaisuuden ja sahapuulaadun välisistä suhteista männiköissä. Summary: On the relation between the development of early stage and the thickness of trees and their branchiness in pine stands. Acta Forestalia Fennica. 80(2). 62 s. Huhta, S. & Meriluoto, M. 1980. Metsän kasvupaikko jen luokitus. Metsänarvioimistieteen seminaariesitel mä. Konekirjoite. Helsingin Yliopiston metsänar vioimistieteen laitos. 20 s. Hägglund, B. 1976. Skattning av höjdboniteten i unga tall- och granbeständ. Summary: Estimating site index in young stands of Scots pine and Norway spruce in Sweden. Rapporter och Uppsatser 39. Institution för skogsproduktion. Skogshögskolan. 66 s. Ilvessalo, Y. 1948. Pystypuiden kuutioimis- ja kasvun laskentataulukot. Keskusmetsäseura Tapio. 148 s. Jakkila, J. & Pohtila, E. 1978. Perkauksen vaikutus taimiston kehitykseen Lapissa. Summary: Effect of cleaning on development of sapling stands in Lapland. Folia Forestalia 360. 27 s. 22 Salminen, H. & Varmola, M. Jokinen, P. & Kellomäki, S. 1982. Havaintoja metsikön kasvatustiheyden vaikutuksesta runkojen oksaisuu teen varttuneissa männyn taimikoissa. Abstract: Observations on the effect of spacing on branchi ness of Scots pine stems at pole stage. Folia Forestalia 508. 12 s. Kallio, K. 1960. Etelä-Suomen kylvömänniköiden rakenteesta ja kehityksestä. Summary: On the structure and development of pine stands establis hed by sowing in the south of Finland. Acta Forestalia Fennica 71(3). 78 s. Kellomäki, S. & Tuimala, A. 1981. Puuston tiheyden vaikutus puiden oksikkuuteen taimikko-ja riukuvai heen männiköissä. Summary: Effect of stand density on branchiness of young Scots pines. Folia Forestalia 478. 27 s. & Väisänen, H. 1986. Kasvatustiheyden ja kasvu paikan viljavuuden vaikutus puiden oksikkuuteen taimikko- ja riukuvaiheen männiköissä. Summary: Effect of stand density and site fertility on the branchiness of Scots pines at pole stage. Communi cationes Instituti Forestalis Fenniae 139. 38 s. Kärkkäinen, M. & Uusvaara, O. 1982. Nuorten mäntyjen laatuun vaikuttavia tekijöitä. Summary: Factors affecting the quality of young pines. Folia Forestalia 515. 28 s. Laasasenaho, J. 1973. Unequal probability sampling by DBH cumulator. Seloste: Koepuiden valinta kuutio määrän summaajalla. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae 79(6). 20 s. Metsikkökokeiden maastotyöohjeet. 1982. Metsäntutki muslaitoksen tiedonantoja 96. 175 s. Nyyssönen, A. 1952. Puiden kasvusta ja sen määrittämi sestä harsintamänniköissä. Summary: On tree growth and its ascertainment in selectively cut Scots pine stands. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae 40(4). 20 s. Näslund, B-Ä. 1983. Tallsädders utveckling fram till första gallring. Resultat frän tre försöksytor med och utan enkelställning. Summary: Development of Scots pine seeded plantations to first thinning. Results from three experimental plots with and without release-cutting. Rapporter och uppsatser 8. Institution för skogsskötsel. Sveriges lantbruksuni versitet. 147 s. Näslund, M. 1971. Nytt material för skoglig produk tionsforskning. Studia Forestalia Suecica 89. 124 s. Parviainen, J. 1978. Taimisto- ja riukuvaiheen männi kön harvennus. Referat: Durchforstung im Kiefern bestand in der Jungwuchs- und Stangenholzphase. Folia Forestalia 346. 40 s. Persson, A. 1976. Förbandets inverkan pa tallens sägtimmerkvalitet. Summary: The influence of spacing on the quality of sawn timber from Scots pine. Rapporter och uppsatser 42. Instution för Skogsproduktion. Skogshögskolan. 122 s. 1977. Kvalitetsutveckling inom yngre förbandsför sök med tall. Summary: Quality development in young spacing trials with Scots pine. Rapporter och uppsatser 45. Instution för skogsproduktion. Skogs- högskolan. 152 s. Petterson, H. 1955. Barrskogens volymproduktion. Meddelande frän Statens Skogsforskningsinstitut. 45. IA. 391 s. Scheffe, H. 1959. The Analysis of Variance. John Wiley & Sons. Inc. New York. 477 s. Siren, G. 1956. Männyn taimistojen käsittelystä. Summary: The treatment of pine seedling stands. Metsätaloudellinen aikakauslehti 1:5—12. Tapion Taskukirja. 1986. 20. painos. Keskusmetsälauta kunta Tapion julkaisuja. 594 s. Thernström, P-O. 1982. Nägra resultat frän sex röjningsförsök med röjning i tallungskog vid olika beständsälder. Sveriges Lantbruksuniversitet. Insti tution för Skogsproduktion. 70 s. Varmola, M. 1980. Männyn istutustaimikkojen ulkoi nen laatu. Summary: The external quality of pine plantations. Folia Forestalia 451. 21 s. 1982. Taimikko- ja riukuvaiheen männikön kehitys harvennuksen jälkeen. Summary: Development of Scots pine stands at the sapling and pole stages after thinning. Folia Forestalia 524. 31 s. 1987. Männyn viljelytaimikoiden kasvumalli. Met sänarvioimistieteen lisensiaattitutkimus maatalous ja metsätieteiden lisensiaatin tutkintoa varten. Helsingin Yliopiston metsänarvioimistieteen laitos. 74 s. Vestjordet, E. 1977. Avstandsregulering av unge furu-og granbestand: I: Materiale. stabilitet, dimensjon fordeling, m.v. Summary: Precommercial thinning of young stands of Scots pine and Norway spruce: I: Data, stability, dimension distribution, etc. Norsk Institutt for Skogsforskning. 33(9). 5.314—436. Vuokila, Y. 1972. Taimiston käsittely puuntuotannolli selta kannalta. Summary: Treatment of seedling stands from the viewpoint of production. Folia Forestalia 141. 36 s. 1976. Ensiharvennuskertymä. Summary: Yield from the first thinning. Folia Forestalia 264. 12 s. 1980. Metsänkasvatuksen perusteet ja menetelmät. WSOY, Porvoo. 256 s. 1981. Nuoren männikön kasvureaktio ensiharven nuksen jälkeen. Summary: The growth reaction of young pine stands to the first commercial thinning. Folia Forestalia 468. 13 s. 1983. Viljelymetsiköiden harvennusmallit. Samman fattning: Gallringsmallar för odlad beständ i Finland. Summary: Thinning models for forest cultures in Finland. Folia Forestalia 556. 15 s. 1986. Puuntuotoksen tutkimussuunnan kestokokei den periaatteita ja suunnitelmia. Metsäntutkimuslai toksen tiedonantoja 239. 229 s. & Väliaho, H. 1980. Viljeltyjen havumetsiköiden kasvatusmallit. Summary: Growth and yield models for conifer cultures in Finland. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae 99(2). 271 s. Total of 44 references 23 Folia Forestalia 752 Summary Development of seeded Scots pine stands from precommercial thinning to first commercial thinning The aim of the study was to explain the results of thinnings carried out in Scots pine stands at a dominant height of 7 m. The material was obtained from 64 sample plots in three thinning experiments. The densities of the sample plots varied from 600 to 13000 stems/ha. The sample plots have been measured at dominant heights of 7, 9.5 and 12 meters (age 19, 25 and 30 years). The last measurements were made at the dominant height of 12 meters at the time when the first commercial thinning was carried out on 20 of the sample plots. Attention was also paid to the growth intercept as an indicator of site index. The stands have been established through seeding on sites of the Vacci nium site type. The height growth of the trees was independent of the thinning intensity, but thinning increased the mean diameter especially when the density was under 2200 stems/ha. The increase in total volume was the greater, the higher the growing stock level. On the unthinned plots dominated trees began to die when the dominant height was slightly below 10 meters. If mortality is excluded the total volume increment was highest when the density was 2200—4000 stems/ha, but the differ ences were rather small. The most preferable density from precommercial thinning to the first commercial thinning depends on the allowable minimum size of merchantable wood. If the aim is to obtain maximum yield of merchantable wood in the first commercial thinning (minimum top diameter 5.5 cm and minimum length of pulpwood 2 m) the precommercial thinning should be very light. In this case a drain of around 80—90 m 3/ha is possible in the first commercial thinning, but the mean size of pulp wood stems would be 30 to 40 dm 3 . If large-sized merchantable wood is preferred (the mean size of pulp wood stems 45 to 55 dm 3), the density after precommercial thinning should be 2000—2200 stems/ha. If precommercial thinning is even more intensive then the total volume increment decreases clearly and the first commercial thinning should not be carried out at 12 meters dominant height but later. Intensive thinning decreases slightly the technical quality of stems. The dominant trees are branchy and the codominant and dominated trees crooked when compared to the other crown layers. The best results were achieved when the density between precommercial thinning and the first commercial thinning was 3000 — 4000 stems/ha, although the diameter of the thickest branches also remained under 30 mm on those plots with a density of under 1000 stems/ha. Densities of over 2200 stems/ha after precommercial thinning had only a slight effect on the quality of the dominant trees. It seems that even densities 600—1600 stems/ha after the precommercial thinning will not reduce the quality of timber noticeably if the precommercial thinning is carried out in the dominant height stage of 6—7 meters. 24 Salminen, H. & Varmola, M. Liite 1. Tutkimusaineiston yleistiedot. Appendix 1. General information about the material. Metsikön numero Number of stand 1 2 3 Sijaintikunta Locotion Virrot Mänttä Valkeala Pohjoisto leveyttä Latitude 6900 6886 6782 Itäistä pituutta Longitude 336 370 491 Korkeus merenpinnosta Height above sea level 140 m 130 m 90 m Lämpösumma Temperature sum, dd 1080 1110 1200 Metsätyyppi Forest site type VT VT VT Syntytapo Mode of regeneration kylvö 1952 jo -53 seeding 1952 and -5J kylvö 1953 seeding 195J kylvö 1955 seeding 1955 Runkoluku, kpl/ha Number of trees/ho 3630-12540 2170-4210 675-3739 Kokeen perustamisajankohta Experiment established 10.1971 10.1971 08.1973 Perustamisikä Age of establishment, y 19 18 19 Koealojen lukumäärä Number of plots 22 11 31 Aiemmat toimenpiteet Earlier measures perkous 1962 harvennus 1971 kulotus 1954, perkaus 1963 cleaning of sop/ing stand 1962 precommerciol thinning 1971 prescribed burning 1954, cleaning of sapling stond 196J Omistajo Owner Oy W.Rosenlew Ab G.A. Serlochius Oy Kymi-Strömberg Oy Metsiköiden puustotunnusten minimit, moksimit jo keskiarvot kokeen perustamishetkellä. Minimum, maximum and mean values of s fond parameters measured at the time the experiment was established. Metsikkö Runkoluku d1.3 Pohjopinto-ola, m2/ho Valtopituus, m Tilavuus, m3/ho Stand Number of trees df.J Basal area, m2/ho Dominant height, m Volume, mj/ho (1) Virrat (2) Mänttä (3) Valkeala 980-10030 (3078) 700-3200 (2054) 488-3739 (1955) 6.2-9.9 (7.9) 6.0-9.7 (7.6) 7.3-9.6 (8.2) 3.9-16.1 (9.5) 4.0-10.8 (7.2) 2.3-13.9 (8.1) 6.2-7.7 (7.0) 5.6-7.7 (6.9) 6.0-8.0 (6.8) 13.2-54.8 (32.1) 11.9-37.7 (24.9) 8.4-54.2 (29.1) Metsiköiden puustotunnusten minimit, maksimit jo keskiarvot koejakson lopusso. Minimun, maximum ond mean vo/ues of stand parameters measured in the end of the experimental period. Metsikkö Runkoluku dl.3 Pohjapinta-ala, m2/ha Valtopituus, m Tilavuus, m3/ha Stand Number of trees df.J Bo sal area, m2/ha Dominant height, m Volume, mJ/ha (1) Virrat (2) Mänttä (3) Valkeala 1000-6890 (2837) 710-3208 (2053) 631-3352 (2017) 10.2-16.1 (12.7) 11.9-17.2 (13.7) 11.0-17.1 (13.8) 13.1-31.7 (23.2) 15.1-29.2 (23.0) 12.1-28.1 (20.4) 10.6-12.9 (12.0) 12.3-13.9 (12.8) 11.3-13.8 (12.6) 68.0-192.4 (133.7) 92.7-175.4 (141.5) 66.8-182.7 (123.4) 25 Folia Forestalia 752 Liite 2. Taimikon käsittelykokeet. Appendix 2. Experimental stands. 26 Salminen, H. & Varmola, M. Liite 3. Varianssianalyysin tulokset. Appendix 3. The results of the analysis of variance. B = lohkojen väliset erot, T = käsittelyjen väliset erot S = differences between blocks, T = differences between treatments Pituusboniteetti-indeksien erot. Differences in site index. Vuotuisten pituuskasvujen erot. Differences in the current annual height increments. Keskiläpimitan vuotuiskasvujen erot. Differences in the current annual mean diameter increments weighted by basal area. Neliösummo Vapousoste Keskineliö Testisuure Riski-% Sum of squares D.F. Meon squares F- test value Vakio K 7.355 7.3556 11212. 0.000 Constant K B/K 0.85895E-01 0.171 79E-01 26.184 0.0 T/K.B 0.36322 0.72645E-01 110.73 0.0 Jäännös 0.14434E-01 22 0.65608E-03 Residua/ Kokonaisvaihtelu 7,819 33 Mallin selitysoste 96.89 % Total variation Coefficient of determination Neliösummo Vapausaste Keskineliö Testisuure Riski—% Sum of sguares D.F. Mean squares F-test value Vakio K 7.8159 7.8159 14686. 0.000 Constant K B/K 0.24767E-01 0.49533E-02 9.3070 0.0 T/K.B 0.50600E-02 0.101 20E—02 1.9015 13.5 0.11 709E-01 22 0.53221 E-03 Jäännös Residua/ 7.8574 33 Mollin selitysoste 71.81 % Kokonoisvoihtelu Toto/ variation Coefficient of determination Neliösumma Vapausaste Keskineliö Testisuure Riski-% Sum of squores D.F Mean squores F-test vofue Vakio K 18196 18196 9246.3 0.000 Constont K B/K 126.22 25.245 12.828 0.0 T/K.B 13.792 2.7584 1.4017 26.2 Jäännös 43.295 22 1.9679 Residuoi Kokonaisvaihtelu 18379. 33 76.38 % Mallin selitysoste Totof voriotion Coefficient of determination Liite 3. Varianssianalyysin tulokset (jatkuu). Appendix 3. The results of the analysis of variance (cont.). 27 Folia Forestalia 752 Pohjapinta-alan vuotuiskasvujen erot. Differences in the current annual basal area increments. Vuotuisten tilavuuskasvujen erot. Differences in the current annual stem volume increments. Paksuimpien oksien läpimittojen erot. Differences in the diameter of thickest branches. Neliösumma Vapausaste Keskineliö Testisuure Riski—% Sum of squares D.F. Mean squares F-test value Prob. Vokio K 49.863 49.863 6018.0 0.000 Constant K B/K 0.1001 4E-04 0.10014E-04 0.12085E-02 97.4 T/K.B 0.90866 0.22716 27.417 0.4 Jäännös 0.331 43E-01 0.82856E-02 Residua/ Kokonaisvaihtelu 50.805 10 Mallin selitysaste 96.48 Totot variation Coefficient of determination Neliösumma Vapausaste Keskineliö Testisuure Riski-% Sum of squares D.F. Mean squares f-test value Vakio K 2791.1 2791.1 4351.9 0.000 Constant K B/K 22.160 4.4321 6.9105 0.1 T/K.B 117.19 23.438 36.545 0.0 Jäännös 14.110 22 0.64135 Residua/ Kokonaisvaihtelu 2944.6 33 Mallin selitysaste 90.81 % Totot voriation Coefficient of determination Neliösumma Vapausaste Keskineliö Testisuure Riski-% Sum of squares D.F. Mean squares F- test value Prob. Vakio K 51.138 51.138 7457.1 0.000 Constant K B/K 0.51501 0.10300 15.020 0.0 T/K.B 0.98373 0.19675 12.690 0.0 Jäännös 0.15087 22 0.68577E-02 Residua/ Kokonoisvaihtelu 52.788 33 Mallin selitysaste 90.85 % Toto/ variation Coefficient of determination 28 Salminen, H. & Varmola, M. Liite 3. Varianssianalyysin tulokset (jatkuu). Appendix 3. The results of the analysis of variance (cont.). Pituusboniteetti-indeksien erot. Differences in site index. Keskiläpimitan vuotuiskasvujen erot. Differences in current annual mean diameter increment weighted by basal area. Keskipituuden vuotuiskasvujen erot. Differences in current annual height increment. Pohjapinta-alan vuotuiskasvujen erot. Differences in current annual basal area increment. Scheffen testi mallille Z=VAKIO+LOHKO+KÄSITTELY+JÄÄNNÖS Scheffe test for model Z=CONSTANT+BLOCK+ TREATMENT +RESIDUAL B = LOHKOJEN VÄLINEN ERO, T = KÄSITTELYJEN VÄLINEN ERO (T1 = 700 kpl/ha, T2 = 1000 kpl/ha T3 = 1600 kpl/ha, T4 = 2200 kpl/ha, T5 = 3000-4000 kpl/ha, T6 = harventamaton) 8 = DIFFERENCE BETWEEN BLOCKS, T = DIFFERENCE BETWEEN TREATMENTS (T1 = 700 trees/ha, T2=1000 trees/ha, T3 = 1600 trees/ha, T4 = 2200 trees/ha, T5 = 3000-4000 trees/ha, T6 = unthinned) Keskiarvo- pari Means Erotus Difference Eroamis- todennäköisyys Probability CD 1 CD m 4,9 99,9 % |B1 —B6| 3,2 95,6 % 2,0 54,6 % 5.2 100,0 % 3,5 98,0 % 4,9 100,0 % I83-B6] 3,2 96,8 % |B4-B5| 3,3 96,6 % 51,1 % [T1-T4| -2,4 63,0 % ISQHBSHi 50,1 % 63,1 % Keskiarvo- Erotus pari Means Difference Eroamis- todennäköisyys Probability CD 1 CD OJ -0,08 99,6 % |B1 — B41 0,1 100,0 % ba:»il -0 08 99,8 % 0 09 99,9 % IsSsQHHil 0,2 0,0 % .09 100,0 % ,07 99,3 % ,08 99,9 % l:lg:iaM DBS! BBS! QB» USEU issa BBS! EffiEB ESSI -0,1 0,1 0,2 0,3 0,3 0,3 0,09 0.2 0,2 0.2 0,08 100,0 % 99,9 % 100,0 % 100,0 % 100,0 % 100,0 % 99,9 % 100,0 % 100,0 % 100.0 % 99.9 % T3-T5 0,1 100,0 % T3-T6 0,1 100,0 % BBS! 0 ,06 98,6 % EBBB 0 ,06 96,5 % EmjBEpHKSE» 2E2 HHEE^^IHKEiE^I liWiH——»gM i>-at!^MBiii—^irrry qsseh^E^^h^IESSEH 29 Folia Forestalia 752 Liite 3. Varianssianalyysin tulokset Gatkuu). Appendix 3. The results of the analysis of variance (cont.). Vuotuisen tilavuuskasvun erot. Differences in current annual stem volume increment. Paksuimpien oksien läpimittojen erot. Differences in diameter of thickest branches. Keskiarvo- Erotus Eroamis- pari todennäköisyys Means Difference Probability B1-B2 1,1 59,3% B1-B4 1,6 87,0% B1-B5 2,3 99,4 % B1-B6 1,7 92,7 % B2-B5 1,1 60.5% B3-B4 1,4 78,4 % B3-B5 2,1 99,0 % B3-B6 1,4 87,3 % T1-T2 -1,2 52,3 % T1-T3 -3,0 99,8 % T1-T4 -4,9 100,0% T1-T5 -5.5 100,0% T1-T6 -5,1 100,0% T2-T3 -1.8 96,2 % T2-T4 -3,7 100,0% T2-T5 -4,2 100,0 % T2-T6 -3,8 100,0 % T3-T4 -1,9 98,2 % imilMIII MIIJMl [ T3—T61 -2,1 I 99,1 % Keskiarvo-Erotus pari Means Difference Eroamis- todennäköisyys Probability T1-T2 T1-T3 T1-T4 T1-T5 T2-T4 T2-T5 T3-T4 T3-T5 'tinoiNmi-'tio o o" o o o" o o o" 90,9 % 95,5 % 99,5 % 99.1 % 95,7% 89.7 % 91.2 % 76.8 % V Silva Fennica 1989, Vol. 23 N:o 4: 259 - 269 259 Silva Fennica 23 (4) Männyn istutustaimikoiden lustonleveysmalli Martti Varmola ABSTRACT: A MODEL FOR RING WIDTH OF PLANTED SCOTS PINE Varmola, M. 1989. Männyn istutustaimikoiden lustonleveysmalli. Abstract: A model for ring width of planted Scots pine. Silva Fennica 23(4): 259-269. Luston leveyttä rinnankorkeudella ennustetaan rungon säteellä rinnankorkeu della, puun asemaa metsikössä kuvaavalla läpimitan ja pohjapinta-alamediaani läpimitan suhteella, metsikön pituusboniteetilla ja taimikon tiheydellä. Rinnan korkeusläpimitan ja kantoläpimitan välisen muuntomallin avulla voidaan en nustaa kannonkorkeuden keskimääräisiä lustonleveyksiä. Aiempien tutkimusten mukaan puun laadussa on odotettavissa selvä parannus, kun keskimääräinen luston leveys ytimen läheisyydessä tyvileikkauksesta mi tattuna pienenee 3:sta 2:een millimetriin. Tämän tutkimuksen mukaan männyn istutukseen soveltuvista maapohjista vain karuimmilla (VT-) luston leveys kannonkorkeudella jää paksuimmillakin puilla alle 3 mm:n nykyisillä kasvatus tiheyksillä. Muilla kasvupaikoilla vaatimus alle 3 mm:n lustonleveyksistä aiheuttaa huomattavan kasvatustiheyden nostamisen nykyisestä ohjetasosta. Alle 2 mm:n keskimääräiseen lustonleveyteen ei rehevimmillä kasvupaikoilla päästä lainkaan alle 4000 runkoa/ha olevilla kasvatustiheyksillä ja karuimmil lakin kasvupaikoilla vain runkolukusarjan ohuimmat puut täyttävät vaatimuk sen alle 2 mm:n keskimääräisestä luston leveydestä. Ring width at breast height is presented as a function of stem radius at breast height, the ratio between the diameter of a tree and the basal area median diameter, site index, and density of stand. By means of a conversion model ring width at stump height can be estimated as a function of ring width at breast height. According to previous studies substantially better wood quality can be expected if mean ring width near the pith at stump height decreases from 3 to 2 mm. According to the present study only on the poorest sites suitable for pine planting (poor Vaccinium -type) is ring width less than 3 mm at stump height even in the thickest trees. On more fertile sites a substantial increase in the re commended planting density is required, if the mean ring width is aimed to be less than 3 mm. On the best sites it is impossible to reach mean ring widths of less than 2 mm, when the density is less than 4000 stems/ha. Only the thinnest trees on the poorest sites can have a mean ring width less than 2 mm. Keywords: Pinus sylvestris, growth models, spacing, wood, quality. ODC 56 + 232.43 Author's address: The Finnish Forest Research Institute, Rovaniemi Research Station, Eteläranta 55, SF-96300 Rovaniemi, Finland. Accepted October 25, 1989 260 Martti Varmola 1. Johdanto Sahatavaran laatuun vaikuttavat oksaisuus, lenkous, järeys ja puuaineen lujuus. Näistä oksaisuus on tärkein sahatukkien laatua alen tava tekijä. Erityisen haitallisia ovat kuivat ja lahot oksat. Lenkous vähentää lähinnä saha tavaran saantoa. Järeyden merkitys korostuu hyvälaatuisissa tukeissa. Puun oksaisuus ja sitä kautta puuaineen laatu määräytyy pääasiassa nuoruusvaiheen kasvunopeuden perusteella. Suuri oksamassa merkitsee suurta yhteyttävää pinta-alaa ja nopeaa kasvua. Koska oksaisuuden mittaami nen tukista on vaikeaa, on kehitetty menetel miä arvioida sahatavaran laatua luston pak suuden perusteella. Heiskanen (1954) totesi parhaaksi laadun ilmaisijaksi keskimääräisen luston leveyden tyvitukin kaatoleikkauksessa välillä 0-4 cm ytimestä. Myöhemmässä tutki muksessa Heiskanen (1965) totesi puiden laa dussa tapahtuvan selvän parannuksen, kun vuosiluston paksuus tyvileikkauksessa pie neni 3 tuuman matkalla ytimestä kolmesta kahteen millimetriin. Uusvaaran (1981 b) mu kaan vuosiluston leveyden ylittäessä kaato leikkauksessa 3,5 mm ytimen läheisyydessä ei viljelymänniköistä saatu juuri lainkaan u/s -sahatavaraa. Toisaalta luston leveyden pien eneminen alle kahden millimetrin ei enää pa rantanut u/s-saantoa. Parhaaksi laatua selittä väksi tunnukseksi Uusvaara (1981 a) totesi viljelymänniköissä lustojen keskimääräisen leveyden 75 millimetrin matkalla ytimestä. Hälisen (1985) mukaan sahatavaran laatu luokkien välinen ero oli suurimmillaan mitat taessa luston leveyden keskiarvo väliltä 2-4 cm ytimestä. Nylinder (1958) selitti oksan paksuutta rin nankorkeusvuosilustojen lukumäärällä välil lä 2-4 cm ytimestä. Orver (1970) havaitsi parhaaksi tunnukseksi vuosilustojen lukumää rän tyvitukin kaatoleikkauksessa välillä 2-4 cm ytimestä. Persson (1976) esitti laatu indeksifunktiot sekä kanto- että rinnankor keusvuosilustojen leveyden perusteella. Puutavaran mittauksen yhteydessä luston leveydet voidaan mitata kaatoleikkauksesta ja tähän perustuvatkin useimmat luston leve yden ja sahatavaran laadun välistä riippu vuutta koskevat selvitykset. Nuoruusvaiheen kasvunopeuteen vaikuttavien metsikkötieto jen, esimerkiksi tiheyden, selvittäminen tuk kipuista on kuitenkin mahdotonta. Jos nuoruusvaiheen kasvunopeuteen vai kuttavia tekijöitä halutaan selvittää, se pitää tehdä pystypuiden avulla. Pystypuiden lusto tiedot on mitattu useimmiten rinnankorkeu delta eikä kaatoleikkauksesta. Pääosa kasvu ja tuotostutkimuksen sädekasvutiedoista kos kee rinnankorkeusläpimitan kasvua. Tätä tie toa ei voida suoraan käyttää sahatavaran laa dun ennustamiseen, kun laatua ennustetaan kaatoleikkauslustojen leveyden avulla. Tun nettaessa rinnankorkeus- ja kaatoleikkaussä dekasvujen välinen riippuvuus sahatavaran laatua voidaan ennustaa myös rinnankorkeu delta mitattujen luston leveyksien perusteel la. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on sel vittää eri tekijöiden vaikutusta rinnankorkeu delta mitatun luston leveyteen männyn istu tustaimikoissa. Ennustemallin avulla voidaan simuloida eri tilanteissa istutusmännyn säde kasvua rinnankorkeudella. Rinnankorkeus sädekasvun ja kaatoleikkauksen sädekasvun välisen muuntofunktion avulla voidaan en nustaa kaatoleikkauksen luston leveyttä ja odotettavissa olevaa sahatavaran laatua. Tutkimus on tehty Suomen Sahanomistajayhdis tyksen aloitteesta. Se on myös pääosin rahoittanut työn. Tutkimuksen aineistot on kerätty Metsäntut kimuslaitoksen puuntuotoksen tutkimussuunnal la. Silva Fennica 23 (4) 261 2. Aineisto Aineisto on neljää pohjoisinta metsälauta kuntaa lukuunottamatta sama, jota käytettiin männyn istutustaimikoiden ulkoista laatua selvittäneessä tutkimuksessa (Varmola 1980). Em. tutkimuksessa on esitetty yksityiskohtai sesti aineiston yleispiirteet ja mittausmenetel mä. Kustakin metsälautakunnasta (2-13,15) valittiin mittauksen kohteeksi viisi taimik koa. Jokaisessa taimikossa mitattiin 5-10 koealaa. Koealan keskipisteenä oli ns. kes kuspuu, joita oli yhteensä 296. Normaalien koepuutietojen ja lukuisten ulkoista laatua kuvaavien tunnusten lisäksi keskuspuista kairattiin lastu rinnankorkeudel ta eteen sattuvalta puolelta. Luston leveydet mitattiin lastusta lustomikroskoopilla 0,01 millimetrin tarkkuudella. Lustomittauksista saatiin selville puiden rinnankorkeusikä. Toi saalta puista oli mitattu rinnankorkeusikä myös oksakiehkuroiden perusteella. Lustoista mi tattu ikä osoittautui systemaattisesti suurem maksi kuin kiehkuroista mitattu. Ero oli kes kimäärin 1,7 vuotta. Syynä eroon saattoivat olla toisaalta lustojen lukumäärää lisäävät va lelustot ja toisaalta kiehkuroiden lukumäärää vähentävät latvakadot. Summaamalla luston leveydet ja lisäämällä kaksinkertaiseen sum maan mitattu kuorenpaksuus saatiin rinnan korkeusläpimitta. Se oli keskimäärin 5,8 mm pienempi kuin mittasaksilla mitattu. Osa eros ta on lustoista puuttuvaa mittausvuoden kas vua, joka jätettiin huomiotta niitä mitattaessa. Epätarkkuuksista huolimatta lustotiedot hy väksyttiin sellaisenaan analyysin lähtöaineis toksi. Edellä mainitut erot osoittivat kuitenkin ikämittausten vaikeudet sellaisissakin tilan teissa, joissa sekä vuosilustojen että oksa kiehkuroiden odottaisi erottuvan selvästi. Puu tunnusten keskiarvot, hajonnat, minimit ja maksimit olivat: n = 296 Varsinaisen analyysiaineiston muodosti vuo sittainen lustotieto. Näistä poistettiin ytimen leveys, koska sitä kuvaamaan kehitettiin oma malli. Lustohavaintoja oli kaikkiaan 3518. Vuosiluston leveyttä (i r ), kunkin kasvuvuo den alkuun saakka keräytynyttä sädettä (r) ja ytimen sädettä (y) kuvaavat tunnukset olivat: Luston leveyden keskiarvo oli lähes 3,5 mm. Analyysiaineiston havainnot keskittyivät yti men läheisyyteen ja säteen keskiarvo oli noin 2 cm maksimin ollessa 8,5 cm. Ytimen halkai sija oli keskimäärin 4,3 mm. Esim. Kilkki ja Varmola (1979) asettivat nuorten mäntyjen runkokäyriä laatiessaan latvan huipun läpimi taksi eli kuorelliseksi ytimeksi 5 mm. Metsikön tiheys mitattiin mäntyjen luku määränä kolmen metrin säteisellä ympyrä koealalla, jonka keskipisteenä oli koepuu. Se, että koealan keskipisteenä oli puu, aiheuttaisi yliarvion metsikön tiheyteen, jos puiden lu kumäärää käytettäisiin sellaisenaan muutet taessa tiheyttä hehtaarikohtaiseksi. Simuloi tujen istutustaimikoiden perusteella laadittiin malli hehtaarikohtaisen runkoluvun (N) en nustamiseksi puiden lukumäärän (lkm) ja kuolleisuuden avulla: Koska istutustiheyksiä ei mittausten yhteydes sä selvitetty, metsiköiden kuolleisuusprosent tien laskeminen ei ollut mahdollista. Kuollei suusprosentti lienee keskimäärin ollut 20-30 %. Jatkotarkastelussa koealan puiden luku määrää vastaavana hehtaarikohtaisena run kolukuna käytetään kuolleisuusprosentin 30 mukaisia runkolukuja. Yli puolet koealoista oli mustikkatyypillä (taulukko 1). Vähiten havaintoja oli lehtomai selta kankaalta. Keskimääräinen puiden luku määrä koealalla oli 5,1 eli noin 1700 runkoa/ ha. Puiden lukumäärä koealalla kasvoi kasvu paikan parantuessa. Tiheysvaihtelu kattoi runkolukualueen 300-3000 (=tiheysluokat 1-10). Hägglundin välipituusmallilla (1976) esti moitujen pituusboniteettien mukainen koe alojen kasvupaikkajakauma oli: N= 199 + 338 x (lkm) - 7,23 x (kuolleisuusprosentti) (1) X S minimi maksimi d, cm 10,4 2,5 4,7 18,7 h, m 6,7 1,5 3,1 11,3 t.,3' v 13 3 5 24 X s minimi maksimi n i r , mm 3,47 1,43 0,26 8,33 3518 r, mm 21,9 15,3 0,37 85,3 3518 y, mm 2,13 1,17 0,37 6,79 296 262 Martti Varmola Taulukko 1. Koealojen jakaantuminen tiheysluokkiin eri kasvupaikoilla. Table 1. The distribution of sample plots in different density classes on different sites. Vuokilan ja Väliahon (1980) mukaan viljely männiköiden metsätyypeittäiset vastinpituus boniteetit ovat: VT 21-24, MT27 ja OMT 30. Pituusboniteeteilla arvioituna aineiston pää osa sijoittui mustikkatyypille ja hyvälle puo lukkatyypille. Aineisto kattoi myös karun puolukkatyypin ja lehtomaisen kankaan kas vupaikat. Puun asemaa metsikössä kuvattiin puun läpimitan suhteena pohjapinta-alamediaani läpimittaan (d/D fM). Runkolukusarjan ja kes kiläpimitan selvittämiseksi mitattiin em. kol men metrin säteisellä ympyrällä kaikkien puiden läpimitat 1 cm:n tasaavaa luokitusta käyttäen. Suhde d/ DgM oli keskimäärin 1,14, minimi 0,53 ja maksimi 2,28. Koepuut painot tuivat siten hiukan keskimääräistä paksum piin puihin. Puun sijaintia runkolukusarjassa suhteessa pohjapinta-alamediaaniläpimittaan käsitellään lähemmin alaluvussa 41. 3. Mallit 31. Vuosiluston leveys Puun ja metsikön kasvua kuvaavat mallit ovat yleensä tulomuotoisia. Myös tässä tutkimuk sessa päädyttiin tulomuotoiseen malliin. Se litettäväksi muuttujaksi valittiin vuosittainen kasvuindeksillä korjaamaton luston leveys. Aineiston havainnot muodostavat hierarkki sen rakenteen (taimikko > koepuut > lustot), joten havainnot eivät ole toisistaan riippu mattomia, eikä t-testiä sinällään voi käyttää muuttujien valintakriteerinä. Selittävät muut tujat valittiin graafisen tarkastelun perusteel la ja valinta tarkistettiin jäännösvaihteluku vien perusteella. Luston leveyttä (i r, mm) parhaiten selittä viksi muuttujiksi todettiin kunkin kasvukau den alkuun mennessä keräytynyt säde (r, mm), puun asema metsikössä (d/D?M ), metsikön ti heys eli mäntyjen lukumäärä kolmen metrin säteisellä ympyräkoealalla (lkm), kasvupaik ka (H )ja sädekasvuindeksi (IND) Tiihosen (1983, 1984 ja 1985) mukaan. Mallin kertoi met ja luotettavuustunnukset olivat: * vakioon tehty logaritmimallin vaatima lisäys s f 2 /2 jossa R 2 on mallin selitysaste, s m selitettävän muuttujan keskihajonta, mallin jäännös hajonta, s c% mallin suhteellinen keskivirhe ja b c% mallin systemaattinen virhe. Mallin selitysaste oli melko alhainen. Tämä kuvaa sitä suurta vaihtelua, joka vuosilustois sa on nuorella iällä vuosittaisen kasvun si vuuttaessa maksimin. Systemaattinen virhe oli-1,41 %, absoluuttisena -0,041 mm. Harha aiheutui luston leveyden jonkin verran vinos ta jakaumasta selittävien muuttujien suhteen. selitettävä muuttuja ln(i rt ,x=l,l4 (2) kerroin t- arvo vakio* 0,210797 0,68 R 2 0,297 ln(r+0,l) 0,797684 27,68 s 0,492 V (r+o,l) -0,409348 -25,29 s" 0,412 -0,537107 -4,00 s A 43,1 1,18491 7,66 b, -1,41 H lOO 0,0355842 9,00 n 3518 lkm -0,0288372 -7,59 IND 0,00319211 5,81 Metsätyyppi Forest site type 1 2 3 Tiheysluokka, mäntyjä/koeala Density class, number of pines per plot 4 5 6 7 8 9 10 13 Yhteensä In all OMT 3 4 9 11 9 2 5 1 1 45 MT 3 15 1 9 31 30 26 15 8 6 1 154 VT 1 11 1 4 23 18 17 12 1 97 '100 3 25 100 119 42 7 Silva Fennica 23 (4) 263 Luston leveyden vaihtelusta suurimman osan selitti rungon kuoreton säde. Tämä on yhden mukainen tulos verrattuna esimerkiksi pohja pinta-alan kasvumalleihin, joissa pohjapinta ala ennen kasvujaksoa on yleensä paras kas vun selittäjä. Luokittaisina keskiarvoina mitaten malli kulki harhattomasti selittävien muuttujien suh teen lukuunottamatta kasvuindeksiä, jonka suhteen mallilla saatiin muutamilla havain noilla selvä yliarvio kasvuindeksin ollessa alhainen (kuva 1). Kasvuindeksin ollessa jonkin verran yli sadan malli antoi aliarvion. Kasvuindeksin huonoon selityskykyyn saat toi olla syynä se, että indeksit on laadittu pääasiassa vanhojen metsiköiden perusteella, joissa ilmaston vaikutus on suhteellisesti pien empi kuin nuorissa metsissä (Mikola 1950). Mallin laadinta-aineistossa kasvuindeksien keskiarvo oli 107. Indeksin mukaanotolla kyettiin joka tapauksessa jossain määrin kor jaamaan keskimääräistä suotuisamman kas vujakson vaikutusta luston leveyteen. Säteen ollessa yli 5 cm mallilla saatiin yli arvio luston leveydelle. Tämä aiheutui aineis ton äärialueilla sijaitsevien muutamien pui den epänormaalin heikosta kasvusta. Kasvupaikkaluokittain malli antoi keski määrin harhattoman tuloksen (kuva 1). Karul la puolukkatyypillä malli kuitenkin aliarvioi sädekasvua ytimen läheisyydessä ja yliarvioi säteen ollessa yli 4 mm. Muilla kasvupaikka tyypeillä ei havaittu vastaavanlaisia syste maattisia virheitä. Mallin laadinta-aineisto kattoi koko Etelä jaKeski-Suomen lukuunottamatta ruotsinkie lisiä metsälautakuntia. Malli lienee harhaton maantieteellisen sijainnin suhteen, koska läm pösummalla ei havaittu olevan selitysarvoa. Mallin loogisuutta selittävien muuttujien suhteen tarkasteltiin osittaiskorrelaatiokuvil la (kuva 2). Muille kuin tarkasteltavalle muuttujalle annettiin vakiona aineiston keski arvot. Luston leveyden maksimi saavutettiin säteen ollessa 1,5 cm. Puun asemaa metsikös sä kuvaavan muuttujan suhteen luston levey den lisääntyminen oli sitä hitaampaa, mitä vallitsevammasta puusta oli kyse. Suhteen d/ D gM lähestyessä kahta luston leveys ei juuri kaan enää lisääntynyt. Pituusboniteetin suh teen luston leveys lisääntyi samanmuotoisesti kuin esimerkiksi tilavuuskasvu kuvattaessa kasvupaikan boniteettia. Tiheyden lisääntyes sä luston leveys pieneni, ei kuitenkaan kovin kaan voimakkaasti. Kuvat osoittavat mallin loogisen käyttäyty misen selittävien muuttujien suhteen. On kuitenkin huomattava, että suuri osa luston leveyden vaihtelusta jäi selittämättä. Koska mallissa olevat puun asemaa ja metsikön tihe yttä kuvaavat tunnukset laskettiin kyseisen puun lähiympäristöstä, voidaan olettaa, että ne kuvaavat puun asemaa metsikössä ja siten naapuripuiden vaikutusta koepuun kasvuun. Näillä muuttujilla ei kuitenkaan päästy korke aan selitysasteeseen. On ilmeistä, että pelkäs tään puista mitattavilla tunnuksilla ei kyetä kovinkaan tarkkaan kasvun ennustamiseen (ks. Mielikäinen 1978). Latvuksen, juuriston ja maaston mikrotopografian samoin kuin puiden tilajärjestyksen mittaamisella kasvun ennustamista kyettäisiin todennäköisesti pa rantamaan. Vaikeutena on kuitenkin mittaus ten suuritöisyys. 32. Ytimen leveys Vuosilustomallilla kuvataan säteen kasvu rinnankorkeusiältä yksi eteenpäin. Puun yti men eli ensimmäisen vuoden kasvun estimoi miseksi kehitettiin malli, jossa selitettävänä muuttujana oli ytimen säde (y, mm). Selittä viksi muuttujiksi valittiin puun asemaa ku vaava suhde (d/D m) ja metsikön tiheyttä ku vaava puiden luKumäärä koealalla (lkm). Muilla tarkastelluilla muuttujilla ei havaittu olevan selitysarvoa. Mallin muotoja luotetta vuustunnukset olivat: * vakioon tehty logaritmimallin vaatima lisäys sf 2 /2 Mallin selitysaste oli hyvin alhainen. Tämä kuvaa sitä, että ytimen säde oli jokseenkin vakio puusta tai ympäristöstä riippumatta. Puun asema eli suhteellinen koko vaikutti kuitenkin jo tässä vaiheessa jonkin verran selitettävä muuttuja ln(y), x=0,631 (3) R 2 0,039 kerroin t-arvo s f 0,495 vakio* 0,808448 7,79 s m 0,487 0,336952 2,71 s™ 51,7 lkm -0,0189852 -1,23 b, -0,21 n 296 264 Martti Varmola Kuva 1. Vuosilustomallilla estimoitujen ja mitattujen lustonleveyksien erojen luokit taiset keskiarvot ja havaintojen lukumäärä selittävien muuttujien suhteen säde rinnantasalla, d/D =rinnankorkeusläpimitan suhde pohjapinta-alamediaani läpimittaan, H 100=pituusDoniteetti, N=runkoluku, IND=kasvuindeksi). Figure 1. Differences between estimated and observed ring widths and number of ob servations as a function of dependent variables (r-stem radius at breast height, dJD gM =breast height diameter compared with the basal area median diameter, H ]oo =site index, N = number of stems per ha, IND-growth index). 265 Silva Fennica 23 (4) Kuva 2. Osittaiskorrelaatiot eri muuttujien suhteen. Muille kuin tarkasteltavalle muuttujalle on annettu aineiston keskiarvot vakiona (r=22 mm, d/ D gM =l,l4, H 100=25,6, mäntyjen lukumäärä=s,l, symbolit, ks. kuva 1). Figure 2. Partial relationships as a function of diffe rent dependent variables. Remaining variables are held constant (r=22 mm, dJDgU =l,l4, H 100 =25,6, number of pines on a plot=s,l, symbols, Fig. 1). puun paksuuteen, ja metsikön tiheyden li sääntyminen aiheutti jonkinasteisen ensim mäisenkin luston ohentumisen. 33. Rinnankorkeusläpimitan ja kantoläpi mitan välinen suhde Laasasenahon (1982) muuntomallin mukaan puun kantoläpimitta on keskimäärin 2 cm, kun puu saavuttaa rinnankorkeuden ja kanto läpimitta on keskimäärin 25 % + 2 cm suu rempi kuin rinnankorkeusläpimitta. Persso nin (1976) mukaan tiheässä kasvaneessa istu tustaimikossa vuosilustojen lukumäärä vyö hykkeellä 2 - 4 cm ytimestä on rinnankorkeu della keskimäärin 6-11 ja kannnonkorkeu della 5-10 lustoa. Perssonin mukaan läpi mittojen välinen ero on siten pienempi, yhden vuosiluston verran eli 10-20 %. Tämän tutkimuksen koepuista mitattiin lä pimitat sekä rinnankorkeudelta että kannon korkeudelta (1 % puun pituudesta, keskimää rin 6,7 cm maanpinnan yläpuolella). Tämä kannonkorkeus on alempi kuin täysikasvui sen puun kaatoleikkaustaso. Aiemmassa tut kimuksessa (Varmola 1980) männyn istutus taimien tyvilaajentuma havaittiin vähäisem mäksi kuin valtakunnan metsien inventoinnin yhteydessä mitatuilla puilla. Saman asian osoittaa istutusmäntyjen läpimittojen suhdet ta kuvaava yhtälö: Kantoläpimitta, joka on lisäksi alempana puussa kuin tukkipuun kantoläpimitta, on vain 16,7 % + 1,7 cm suurempi kuin rinnankor keusläpimitta. Koska puiden suhteellinen muoto ei riipu kovinkaan paljon puun koosta, suhdelukua voitaneen käyttää muunnettaessa rinnankorkeudelta mitattuja sädekasvuja kantoläpimitan sädekasvuksi. 4. Mallin soveltaminen 41. Soveltamisnäkökohtia Pääosa aineistosta muodostui luston leveyk sistä puun säteen ollessa vähemmän kuin 6 cm. Tämän rajan ulkopuolella mallin sovelta minen on osittain ekstrapolointia. Kasvupai kat käsittivät Etelä-Suomen kuivahkot, tuo reet ja lehtomaiset kankaat. Tiheysvaihtelu ulottui 300:sta 3000:een runkoon/ha. Ylära- Jan osalta tulokset ovat ekstrapolointia aineis ton ulkopuolelle. Puun asemaa metsikössä kuvattiin mallissa suhteella d/D gM . Suhteen ollessa yksi puu edustaa pohjapmta-alamediaanipuuta. Mallin laadinta-aineistossa suhteen ääriarvot olivat 0,53 ja 2,28. Metsikön kasvaessa puiden järe ysjärjestys muuttuu. Samalla muuttuu puun asema metsikössä ja kunkin puun suhde d oolh = 1,70+ 1,1 67-d (4) 266 Martti Varmola pohjapinta-alamediaanipuuhun. Aineistolla ei ollut kuitenkaan mahdollisuutta tutkia suh teen muuttumista ajan funktiona. Istutusmänniköidenrunkolukujakauman voi olettaa olevan melko kapean puiden saman ikäisyyden ja tasaisen tilajäijestyksen vuok si. Tutkimusaineisto ei kuitenkaan antanut mahdollisuuksia tutkia runkolukujakauman muotoa pienten koealojen vuoksi. Runkolu kujakaumien muotoa ja suhteen sijain tia niissä tutkittiin Metsäntutkimuslaitoksen istutusvälikokeiden avulla (ks. Vuokila 1986). Mitatut kolme taimikkoa edustivat puolukka tyypin metsiköitä (2) ja peltoa (1). Taimikot mitattiin valtapituuden ollessa noin 6 metriä. Ne edustivat siten suunnilleen samaa kehitys vaihetta kuin lustonleveysmallin koepuut. Kunkin istutusvaihtoehdon (800, 1100, 1600, 2500 ja 5000 runkoa/ha) eri istutusku viovaihtoehdot yhdistettiin yhdeksi runkolu kujakaumaksi, josta jätettiin pois alle 5 cm:n luokkaan kuuluvat puut samoin kuin tässäkin tutkimuksessa. Suhteelle d/D gM laskettiin 0,5 :stä alkaen sijainti runkolukusaijassa. Tämä sijainti ei ollut riippuvainen metsikön tihey destä ja vaihteli enintään 10 %-yksikköä suhteen d/T\ M ollessa yli 0,9. Suhteen d/II M avulla voitiin ennustaa se, millä kohdalla runkolukujakaumaa eri läpimittaiset puut ver rattuna pohjapinta-alamediaaniläpimittaan si jaitsevat (taulukko 2). 42. Luston leveys eri metsätyypeillä Ytimen sädettä (malli 3) ja luston leveyttä (malli 2) kuvaavien mallien avulla simuloitiin istutusmäntyjen keskimääräisiä lustonleveyk siä. Ydintä lukuunottamatta jokaiseen luston leveyteen lisättiin yhtälön (4) mukaan 16,7 %, ja uutena säteenä pidettiin tällä suhdeluvulla lisättyä sädettä. Viimeisen mukaan tulevan muunnetun luston jälkeisen säteen tuli olla alle 75 mm. Tämä vastasi Uusvaaran (1981 b) laatumallin muuttujaa. Hälisen (1985) ja Uusvaaran (1981 b) tutki musten mukaan keskimääräisellä luston leve ydellä ytimen läheisyydessä voidaan ennus taa sahatavaran laatujakaumaa siten, että lus ton leveyden ollessa yli 3 mm sahatavarasta ei saada juuri lainkaan u/s-laatuluokkaa. Toi saalta luston leveyden jäädessä alle 2 mm:n u/ s-laatuluokan osuus ei enää kasva, vaan jois Taulukko 2. Puun suhteellinen sijainti läpimittajakau massa d/D fM :n (= puun läpimitan suhde pohjapinta alamediaaniläpimittaan) eri arvoilla.. Table 2. The relative state of a tree in the diameter distribution on different values of d/DgU (=breast height diameter compared with basal area median diameter). sakin tapauksissa jopa vähenee. Haluttaessa korkealaatuista sahatavaraa keskimääräisen luston leveyden on ytimen läheisyydessä jää tävä siis noin 2 mm:iin eikä se saa ylittää 3 mm:ä. Kuvassa 3 on esitetty ne rajat, joilla luston leveys kannonkorkeudella on alle 2 mm, vä lillä 2-3 mm tai yli 3 mm. Seuraavassa tarkastelussa runkolukusarjan paksuimman puun läpimitan japohjapinta-alamediaanipuun läpimitan suhteeksi oletetaan 1,8 (ks. tauluk ko 2). Puolukkatyypin karummalla osalla (H = 21) istutusmännikön kasvatustiheyden tulee olla lähes 4000 runkoa/ha, jos kaikkien pui den luston leveyden halutaan jäävän alle 3 mm:n (kuva 3a, taulukko 2). Jos luston leveys saa olla korkeintaan 2 mm, tiheydellä 4000 runkoa/ha vain hieman yli puolet puista run kolukusarjan alarajalta lukien täyttää ehdon (ks. taulukko 2). Tiheydellä 2000 runkoa/ha vain ohuimmilla puilla luston leveys jää alle 2 mm:n. Puolukkatyypin rehevämmällä osalla (H =24) joidenkin puiden lustonleveys on yli 3 mm silloinkin, kun kasvatustiheys on 4000 runkoa/ha (kuva 3b). Pohjapinta-alame d/D.M Sijainti - State, % 0,5 13 0,6 27 0,7 47 0,8 62 0,9 66 1.0 66 1,1 68 1,2 73 1,3 84 1,4 92 1,5 97 1,6 99 1,7 99 1,8 100 1,9 100 2,0 100 Silva Fennica 23 (4) 267 Kuva 3. Keskimääräinen luston leveys (alle 2 mm, 2-3 mm ja yli 3 mm) kannonkorkeudella 75 mm:n matkalla ytimestä puun aseman (d/D M ) ja metsikön tiheyden funktiona eri pituusboniteeteilla (a=karu VT, b=rehevä VT, c=MT, d=OMT). 8 Figure 3. Mean ring width (under 2 mm, 2-3 mm, and over 3 mm) at stump height from the pith to 75 mm as a function of the state of a tree (dlDgU) and the number of stems in different sites (a=poor Vaccinium-type, b=rich Vaccinium-type, c=Myrtillus-type, d=Oxalis-Myrtillus-type). diaania ohuemmilla puilla luston leveys jää alle 3 mm:n, kun kasvatustiheys on vähintään 2000 runkoa/ha. Jos vaatimuksena ovat alle 2 mm:n vuosilustot, alle puolet puista täyttää ehdon kasvatustiheyden ollessa noin 4000 runkoa/ha ja vain kaikkein ohuimmat puut kasvatustiheyden ollessa 2000 runkoa/ha. Mustikkatyypillä (H ]00 =27) paksuimpien puiden (d/D ¥ >l,3) luston leveys on yleensä yli 3 mm tarlcastellulla tiheysalueella (kuva 3c). Pohjapinta-alamediaania ohuemmilla puilla luston leveys jää alle 3 mm:n, kun kasvatustiheys on vähintään 3000 runkoa/ha. Alle 2 mm:n vuosilustoihin yltävät vain kaik kein ohuimmat puut, vaikka kasvatustiheys olisi 4000 runkoa/ha. Mallin mukaan on epätodennäköistä, että kasvatustiheydellä 2000 runkoa/ha on keskimäärin alle 2 mm:n levyisiä lustoja kasvattavia puita edes runko lukusarjan alapäässä. Lehtomaisella kankaalla (H 100=30) kasva tustiheydellä 4000 runkoa/ha vain pohjapin ta-alamediaania ohuemmat puut kasvattavat alle 3 mm:n levyisiä lustoja (kuva 3d). Kasva tustiheydellä 2000 runkoa/ha vain ohuimmat puut kasvattavat alle 3 mm:n levyisiä lustoja. Alle 2 mm:n lustoja kasvattavia puita ei tar kasteltavalla tiheysalueella ole juuri lainkaan. 268 Martti Varmola 5. Päätelmät Luston leveyttä kuvaavaan malliin liittyy useita epävarmuustekijöitä. Eri tavoin mitat tujen rinnankorkeusikien välinen ero on yli puolitoista vuotta. Vuosilustoista laskettu ikä on kuitenkin keskimäärin suurempi, joten, jos virheet ovat lustojen määrityksissä, luston leveys on pikemminkin tullut ali- kuin yli arvioiduksi. Vuosilustomallin jäännöshajonta on suuri, 43 %. Huomattava osa vaihtelusta on siten jäänyt selittämättä. Selittämättä jäänyt vaih telu osoittaa, että puiden lustonleveydet vaih televat suuresti samalla kasvupaikalla ja ti heydellä. Toisaalta yksittäiset suuret erot lus tonleveyksissä tasoittunevat eri vuosien kes kiarvoissa. Puun asemaa kuvaava suhde d/Q M kertoo puun sijainnin runkolukusarjassa. Yhteys on kiinteä suhteen ollessa yli yhden. Runkoluku sarjan alapäässä sen sijaan yhteys on epämää räisempi. Tutkimuksessa esitetty malli kuvaa luston leveyttä rinnankorkeudella. Koska sahatava ran laatua kuvaavissa tutkimuksissa on käy tetty kannonkorkeudelta mitattuja luston le veyksiä, mallilla saatuun luston leveyteen li sättiin koepuiden rinnankorkeus- ja kanto läpimittojen eroa kuvaavana keskiarvona 16,7%. Eri korkeuksilta mitattujen läpimitto jen välisen suhteen tarkempi selvittäminen on tarpeen, jos luston leveyttä halutaan ennustaa rinnankorkeusläpimitan kasvun avulla, kuten kasvu- ja tuotostutkimuksissa yleensä teh dään ja sahatavaran laatua ennustetaan kui tenkin kannonkorkeudelta mitatun sädekas vun perusteella. Toisena mahdollisuutena on kehittää mallit kuvaamaan suoraan rinnan korkeudelta mitattujen luston leveyksien ja sahatavaran laadun välisiä suhteita (ks. Pers son 1976). Tutkimuksessa kehiteltyjen mallien mukaan männyn istutukseen soveltuvista maapohjista vain karuimmilla (VT-) luston leveys jää pak suimmillakin puilla yleensä alle 3 mm:n ny kyisillä kasvatustiheyksillä. Muilla kasvupai koilla vaatimus alle 3 mm:n lustonleveydestä aiheuttaa huomattavan kasvatustiheyksien nostamisen. Alle 2 mm:n keskimääräiseen lustonleveyteen ei rehevimmillä kasvupaikoil la päästä ainakaan alle 4000 runkoa/ha olevil la kasvatustiheyksillä ja karuimmillakin kas vupaikoilla vain runkolukusarjan ohuimmat puut täyttävät vaatimuksen alle 2 mm:n keski määräisestä luston leveydestä. Kasvatustiheyden nostamisen vaihtoehto na istutusmänniköissä on poistaa kookkaim pia puita ensiharvennuksessa. Tämä ns. laatu harvennus (ks. Vuokila 1982) voidaan nähdä laadun kohottamiseen tähtäävänä toimenpi teenä eikä suinkaan harsintana. Viimeaikaiset tulokset kookkaimpien puiden poistamisesta osoittavat, että jäljelle jäävän puuston kasvu ei harvennustavan vuoksi heikkene (Vuokila 1977, Eriksson 1985). Ensiharvennus voita neen tehdä nykyistä kannattavammaksi toi menpiteeksi kookkaimpien puiden poistami sella. Se aiheuttaa kuitenkin nopeasti puusto pääoman vähenemisen. Kolmasosan poisto runkolukusarjan yläpäästä alentaa pohjapin ta-alan noin puoleen. Rehevimmillä kasvu paikoilla voimakaskaan kookkaimpien pui den poisto ei takaa laatupuusaantoa päätehak kuussa. Tutkimuksessa ei ole puututtu siihen, miten luotettavia Uusvaaran (1981 b) laskelmat lus ton leveyden ja sahatavaran laadun välisistä riippuvuuksista ovat. Tyvitukeista saatavan sahatavaran u/s-prosenttia luston leveydellä ja ensimmäisen täyden oksakiehkuran kor keudella maasta kuvaavan mallin selitysaste oli 29,8. On ilmeistä, että myös luston leve yden ja sahatavaran saannon väliseen riippu vuuteen liittyy suurta hajontaa siten, että le veälustoisestakin puusta voidaan saada hyvä laatuista sahatavaraa ja että ohuet lustot eivät välttämättä ole tae korkeasta laadusta. Tätä osoittaa sahatavaran u/s-prosentin pienenty minen luston leveyden lähestyessä yhtä milli metriä (Uusvaara mt.) ja myös Lapin mänty jen paksuoksaisuus hitaasta kasvusta huoli matta. Silva Fennica 23 (4) 269 Kirjallisuus Eriksson, H. 1985. Dags att äterinföra höggallring. Skogen 5-6: 48-50. Halinen, M. 1985. Männyn nuoruusvaiheen kasvu nopeuden vaikutus sahatavaran laatuun. Summa ry: The effect of the growth rate of young pine on the quality of sawn goods. Silva Fennica 19(4): 377-385. Heiskanen, V. 1954. Vuosiluston paksuuden ja saha tukkien laadun välisestä riippuvuudesta. Summa ry: On the interdependence of annual ring width and sawlog quality. Commun. Inst. For. Fenn. 44(5). 28 s. 1965. Puiden paksuuden ja nuoruuden kehityksen sekä oksaisuuden ja sahapuulaadun välisistä suh teista männiköissä. Summary: On the relations between the development of the early age and thickness of trees and their branchiness in pine stands. Acta For. Fenn. 80(2). 62 s. Hägglund, B. 1976. Skattning av höjdboniteten i unga tall- och granbeständ. Summary: Estimating site index in young stands of Scots pine and Norway spruce in Sweden. Rapp. Uppsats. Instn. Skogs prod. Skogshögsk. 39. 66 s. Kilkki, P. & Varmola, M. 1981. Taper curve models for Scots pine and their applications. Seloste: Män nyn runkokäyrämalleja ja niiden sovellutuksia. Acta For. Fenn. 174. 60 s. Laasasenaho, J. 1982. Taper curve and volume func tions for pine, spruce and birch. Seloste: Männyn, kuusen ja koivun runkokäyrä- ja tilavuusyhtälöt. Commun. Inst. For. Fenn. 108. 74 s. Mielikäinen, K. 1978. Puun kasvun ennustettavuus. Abstract: Predictability of tree growth. Folia For. 363. 15 s. Mikola, P. 1950. Puiden kasvun vaihtelusta ja niiden merkityksestä kasvututkimuksissa. Summary: On variations in tree growth and their significance to growth studies. Commun. Inst. For. Fenn.3B(s). 131 s. Nylinder, P. 1958. Synpunkter pä produktionens kvalitet. Skogen 45(4):100-102. Orv6r, M. 1970. Klassificering av tallsägtimmer med objektivt mätbara faktorer. Summary: Grading of Scots pine saw timber using objectively measur able factors. Rapp. Instn. Virkeslära Skogshögsk. 65. 138 s. Persson, A. 1976. Förbandets inverkan pä tallens sägtimmerkvalitet. Summary: The influence of spacing on quality of sawn timber from Scots pine. Rapp. Uppsats. Instn. Skogsprod. Skogshögsk. 42. 122 s. Tiihonen, P. 1983. Männyn ja kuusen kasvun vaihtelu Suomen eteläisimmässä osassa valtakunnan met sien 7. inventoinnin aineiston perusteella. Summa ry: Growth variation of pine and spruce in the southernmost part of Finland according to the 7th National Forest Inventory. Folia For. 545. 8 s. 1984. Kasvun vaihtelu Pohjois-Kaijalan ja Poh jois-Savon piirimetsälautakunnissa valtakunnan metsien 7. inventoinnin perusteella. Summary: Growth variation in the Forestry Board Districts of Pohjois-Karjala and Pohjois-Savo according to the 7th National Forest Inventory. Folia For. 588. 8 s. 1985. Kasvun vaihtelu Keski-Suomen ja Etelä- Pohjanmaan piirimetsälautakunnissa valtakunnan metsien 7. inventoinnin perusteella. Summary: Growth variation in the Forestry Board Districts of Keski-Suomi and Etelä-Pohjanmaa according to the 7th National Forest Inventory. Folia For. 615. 8 s. Uusvaara, 0. 1981 a. Viljelymänniköiden puun tekni nen laatuja arvo. Metsäntutkimuslaitoksen tiedon antoja 28. 47 s. 1981 b. Viljelymänniköistäsaadunsahatavaranlaatu ja arvo. Summary: The quality and value of sawn goods obtained from plantation-grown Scots pine. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 27. 108 s. Varmola, M. 1980. Männyn istutustaimistojen ulkoi nen laatu. Summary: The external quality of pine plantations. Folia For. 451. 21 s. Vuokila, Y. 1977. Harsintaharvennus puuntuotantoon vaikuttavana tekijänä. Abstract: Selective thinning from above as a factor of growth and yield. Folia For. 298. 17 s. 1983. Metsien teknisen laadun kehittäminen. Sum mary: The improvement of the technical quality of forests. Folia For. 523. 55 s. 1986. Puuntuotoksen tutkimussuunnan kesto kokeiden periaatteita ja suunnitelmia. Metsäntut kimuslaitoksen tiedonantoja 239. 229 s. & Väliaho, H. 1980. Viljeltyjen havumetsiköiden kasvatusmallit. Summary: Growth and yield mod els for conifer cultures in Finland. Commun. Inst. For. Fenn. 99(2). 271 s. Total of 22 references VI FOLIA FORESTALIA 813 Metsäntutkimuslaitos. Institutum Forestale Fenniae. Helsinki 1993 Martti Varmola VILJELYMÄNNIKÖIDEN ALKUKEHITYSTÄ KUVAAVA METSIKKÖMALLI A stand model for early development of Scots pine cultures Approved on 1.9.1993 2 Varmola, M. Varmola, M. 1993. Viljelymänniköiden alkukehitystä kuvaava metsikkömalli. Summary: A stand model for early development of Scots pine cultures. Folia Forestalia 813. 43 p. Tutkimuksessa esitetään mallit männyn viljelytaimikoi den puustotunnusten kehitykselle syntyhetkestä 10 met rin valtapituudelle tai 40 vuoden iälle asti. Tutkimusai neistona oli 100 koealaa Etelä-Suomen rannikolta So dankylän korkeudelle saakka. Näistä 71 oli kylvettyjä 29 istutettu. Koealojen kehitystä oli kasvutietojen perusteel la mahdollista seurata 15 vuoden ajan taaksepäin. Tämä kasvunlaskenta-aineisto (819 kasvujaksoa) muodosti eri mallien pääasiallisen laadinta-aineiston. Kasvupaikan määrittämistä varten kehitettiin menetel mä pituusboniteetin ennustamiseksi valtapituuden ja sen viiden vuoden kasvun avulla. Pituusboniteettia käytettiin kasvupaikan hyvyyden kuvaajana. Valtapituuden kasvu mallista johdettiin taimikoiden valtapituuden kehitys. Kasvumallin perustaksi laadittiin kuorettoman pohja pinta-alan vuosittaista kasvua kuvaava malli. Kuoretto man pohjapinta-alan alkuarvo mallitettiin joko valtapi tuuden saavutettua rinnantasan tai taimikonharvennuk sen jälkeen. Runkoluvun, pituusboniteetin ja kuoretto man pohjapinta-alan avulla ennustettiin kuorellinen poh japinta-ala. Tilavuus, keskipituus ja keskiläpimitta en nustettiin em. tunnusten ja valtapituuden kombinaatioi den avulla. Kasvumallilla voidaan simuloida istutus- ja kylvötaimikoiden kehityssaijoja eri kasvupaikoille. Models for early development of Scots pine (Pinus syl vestris L.) cultures are presented. The sample consists of 100 temporary plots, of which 71 are seeded and 29 planted. Annual increments for fifteen years were measu red. The data of 819 growing periods is used in analysis. Sites are described using site indexes which are deter mined by dominant height and 5-year increment of domi nant height. Site index estimates are compared with site indexes of forest site types. The development of domi nant height is described using a 5-year increment model. The base model describes current annual increment of basal area u.b. Initial state for growth models is given as basal area u.b., when either dominant height has reached 1.3 m or cleaning has been done. Bark, volume, mean height, and diameter models are also derived. Growth tables may be simulated for different sites and initial number of stems for planted or seeded, cleaned or unclea ned sapling stands with a dominant height of up to 10 m. Keywords: Pinus sylvestris, early development, juvenile growth, growth model, basal area, site index. FDC 566+232+174.7 Pinus sylvestris. Author's address: The Finnish Forest Research Institute, Rovaniemi Research Station, P.O. Box 16, FIN-96301 Rovaniemi, Finland. ISBN 951-40-1324-7 ISSN 0015-5543 3 Folia Forestalia 813 SISÄLLYS Käytetyt lyhenteet 4 1 JOHDANTO 5 2 TUTKIMUSAINEISTO 6 2.1 Metsiköiden valinta 6 2.2 Koealamittaukset 6 2.3 Metsikkötunnusten laskenta 7 2.4 Aineiston kuvaus 7 3 KASVUPAIKKOJEN LUOKITTELU 10 3.1 Vuokilan ja Väliahon malli 10 3.2 Välipituusmenetelmä 10 3.3 Välipituusmenetelmän laajennus 10 3.4 Pituusboniteettien ja kasvupaikkatyyppien vastaavuus 11 3.5 Pituusboniteetin määritys taimikossa 12 4 VALTAPITUUS 13 4.1 Kehitys rinnantasalle 13 4.2 Valtapituuden kehitys 14 5 METSIKÖN POHJAPINTA-ALAN KASVU 15 5.1 Lähtötilanne 15 5.2 Kuoreton pohjapinta-ala valtapituuden ylitettyä rinnankorkeuden 15 5.3 Kuoreton pohjapinta-ala taimikonharvennuksen jälkeen 15 5.4 Kuorettoman pohjapinta-alan kasvumalli 16 5.5 Kuorettoman pohjapinta-alan kehitys 18 6 APUMALLIT 19 6.1 Kuorimallit 19 6.2 Tilavuusmalli 19 6.3 Keskipituusmalli 20 6.4 Keskiläpimittamalli 21 7 TAIMIKOIDEN KASVUMALLIN SOVELTAMINEN 22 7.1 Vuokilan ja Väliahon mallit ja taimikoiden kasvumallit 22 7.2 Vertailu taimikonharvennuskokeisiin 22 7.3 Taimikonharvennuksen ajankohdan ja voimakkuuden vaikutus puustotunnuksiin . 23 7.4 Kasvumallilla simuloidut kehityssarjat 24 8 PÄÄTELMÄT 24 KIRJALLISUUS REFERENCES 26 SUMMARY 28 Symbols 30 LIITTEET 31 4 Varraola, M KÄYTETYT LYHENTEET a, b,, b 2, e, mallin parametreja b puun kuoren paksuus, mm d puun rinnankorkeusläpimitta, cm DD lämpösumma (>+s °C), dd. D gM pohjapinta-alamediaaniläpimitta, cm G metsikön kuorellinen rinnankorkeuspohjapinta ala, m2/ha G n metsikön kuoreton rinnankorkeuspohjapinta-ala, m 2/ha h puun pituus, m H dom valtapituus, hehtaaria kohden sadan paksuimman puun keskipituus, m Hdom,!,) metsikön valtapituus, kun taimikko harvennettiin, m H,i„ m( h)= 0, kun taimikkoa ei ole harvennettu H gM läpimittaa D gM vastaava keskipituus, m H,oo pituusboniteetti, valtapituus sadan vuoden iällä i d puun läpimitan kasvu rinnantasalla, cm/v 1 G kuorellisen rinnankorkeuspohjapinta-alan vuotuinen kasvu, m 2 /ha/v I Gu kuorettoman rinnankorkeuspohjapinta-alan vuotuinen kasvu, m2 /ha/v I v kuorellisen tilavuuden vuotuinen kasvu, m 3 /ha/v Iv>i,3 pituudeltaan yli 1,3 metriä olevien puiden kuorellisen tilavuuden vuotuinen kasvu, m 3 /ha/v valtapituuden viiden vuoden kasvu, m I Hdom(is) valtapituuden viiden vuoden kasvu alkaen 2,5 metrin yläpuolella olevasta seuraavasta oksakieh kurasta, dm ln(x) luonnollinen logaritmi x:stä n havaintojen lukumäärä N metsikön runkoluku mukaanlukien alle 1,3 metriä pitkät taimet, kpl/ha R 2 mallin selitysaste s havaintojen keskihajonta s e% mallin suhteellinen keskivirhe, %, s ( mallin jäännöshajonta s„, selitettävän muuttujan alkuperäinen keskihajonta ST syntytapaa kuvaava valemuuttuja (0 = istutus, 1 = kylvö) T metsikön biologinen ikä, v T,,3 metsikön valtapuiden rinnankorkeusikä, v v puun kuorellinen tilavuus, dm 3 V metsikön kuorellinen tilavuus mukaanlukien alle 1,3 metriä pitkät taimet, m 3/ha V >li3 metsikön pituudeltaan yli 1,3 metriä olevien puiden kuorellinen tilavuus, m 3 /ha x havaintojen keskiarvo y muuttujan mitattu arvo y muuttujan mallilla estimoitu arvo y (y-y) b c systemaattinen virhe absoluuttisena n y(y-y) b e% systemaattinen virhe suhteellisena 100 - n logaritmimalleissa 100 • Ve s ? -1 .ooJsfW muissa 100 • \ 1 n -1 5 Folia Forestalia 813 1 Johdanto Suomessa on uudistettu metsää viljellen lähes 5 milj. ha. Vuosituhannen vaihtumisen jälkeen Suo men metsistä lähes 30 % on viljelymetsiköitä, pääosin männiköitä. Suuri osa on silloin vielä taimikoita ja riukuvaiheen metsiköitä, mutta van himmat ovat jo lähellä päätehakkuuvaihetta. Nii den puuntuotannollinen merkitys tulee olemaan pinta-alaosuuttaan suurempi, painottuvathan vil jelyt ja etenkin istutukset keskimääräistä parem mille kasvupaikoille. Viljelymetsiköiden kasvututkimukset Suomes sa rajoittuivat E.K. Cajanderin (1933) Etelä-Suo men viljelykuusikoiden kehitystä ja Kallion (1960) Etelä-Suomen harventamattomien kylvö männiköiden rakennetta ja kehitystä selvittänei siin tutkimuksiin, kunnes Vuokila & Väliaho (1980) julkaisivat viljeltyjen havupuumetsiköi den kasvatusmallit, jotka käsittävät metsiköiden kehityksen riukumetsävaiheesta päätehakkuu seen. Tässä matemaattisiin malleihin perustuvassa tutkimuksessa on esitetty laajat kasvu- ja tuotos taulukot erilaisille harvennusohjelmille. Suomessa on tutkittu runsaasti metsien uudis tamisen onnistumista. Metsänviljelyn osalta tu loksia on tarkasteltu kirjallisuuskatsauksessa (Karjula ym. 1982). Eri tutkimukset ovat keskit tyneet joillekin metsänuudistamisen osa-alueille ja maantieteellisesti rajatuille alueille. Koko maa ta koskevaksi tarkoitettu valtakunnan metsien uudistamisen inventointikin rajoittui kuuden ete läisimmän piirimetsälautakunnan alueelle (Rä sänen ym. 1985). Turvemaiden osalta vastaavat tulokset on esittänyt Peltonen (1986). Tutkimuk sissa pääpaino on ollut uudistamistuloksen arvi oinnissa eikä niinkään taimikoiden puustotun nusten kuvaamisessa. Lähinnä on kuvattu keski pituuden kehittymistä ja aikaa, joka kuluu yhden tai kahden metrin keskipituuden saavuttamiseen. Suojametsäalueen viljelytaimikoita koskevassa tutkimuksessa (Pohtila & Timonen 1980) on ly hyesti käsitelty myös taimikoiden iän mukaista tilavuuskehitystä. Metsänviljelyketjujen laskentamalleissa (Hä mäläinen ym. 1985, Parviainen ym. 1985) taimi koita kasvatetaan viiden metrin pituusvaiheeseen asti. Taimikoiden pituuskehitys on Parviaisen ym. (mt.) laskentaohjelmassa kuvattu Etelä-Suomes sa tehtyjen käytännön uudistusalojen inventoin titutkimusten perusteella ja Metsätehon lasken tasysteemissä (Hämäläinen ym., mt.) Anderssonin & Björkdahlin (1984) perkaustutkimuksen mal leilla. Kestokokeisiin perustuvia tuloksia taimikon harvennuksen vaikutuksista puustotunnusten ke hittymiseen ovat esittäneet Parviainen (1978), Varmola (1982) ja Salminen & Varmola (1990). Nämäkin tutkimukset keskittyvät vain lyhyeh köön ajanjaksoon nuoren metsän kehityksessä. Kylvötuppaiden harventamista on selvitellyt Siren (1956), joka myös laati luokituksen erilaisille kylvötupastyypeille. Kinnunen (1986) on esittä nyt esituloksia erilaisten harvennustapojen vai kutuksista tuppaiden kehittymiseen. Istutustai mikoiden laadullisia ominaisuuksia on viime ai koina tutkittu runsaasti (esim. Varmola 1980, Huuri ym. 1984, Kaunisto & Tukeva 1986), mutta näissäkin tutkimuksissa on vain sivuttu taimikoi den puustotunnusten kehittymistä. Viljelytaimikon kehityksessä voidaan erottaa seuraavat vaiheet: istutus tai kylvö, runkoluku muutokset viljelytaimien lukumäärän vähenty essä ja luontaisesti syntyneiden taimien täyden täessä taimikkoa, hoitotoimenpiteiden eli perka uksen ja harvennuksen vaikutus sekä puuston kehitys. Suomalaisissa kasvu- ja tuotostutkimuk sissa metsiköiden varhaiskehitys on yleensä jää nyt kuvaamatta. Ainoastaan metsälaskelmassa (MELA), jossa puustoa kasvatetaan puu puulta, mallit kattavat koko kiertoajan. MELAssa on kuvattu uusien puiden luontainen syntyminen, puiden kasvu pituuden ja läpimitan kasvumallin avulla ja puiden luontainen kuoleminen. Pituus kasvu on kuvattu jokaiselle puulle rinnankorkeu den saavuttamisikänä ja sen jälkeen viiden vuo den pituuskasvuna (Ojansuu ym. 1991). Kasvu- ja tuotostaulukoiden lähtökohdaksi on määräytynyt riukumetsävaihe monien tekijöiden tuloksena. Luontaisesti syntyneissä taimikoissa uusien puiden syntyminen ja tiheydestä aiheutu va kuoleminen merkitsevät runkoluvun suurta vaihtelua, ennen kuin metsikkö vakiintuu. Riu kumetsävaiheessa valtapituuden ja pohjapinta alan vuotuinen kasvu saavuttaa maksimin, ja sen jälkeisen ajan kuvaaminen matemaattisilla mal leilla on helpompaa kuin koko kiertoajan kehi tyksen kuvaaminen. Riukumetsävaiheen valin taan kasvu- ja tuotostaulukoiden lähtökohdaksi on osittain vaikuttanut ainakin Suomessa myös se, että metsien uudistamisen tutkimus on perin teisesti kuulunut metsänhoidon kenttään ja met 6 Varmola, M, siköiden myöhemmän kehityksen tutkiminen metsänarvioimistieteeseen. Viljelymetsätaloutta varten tarvitaan entistä tarkempaa tietoa metsiköiden kehityksestä. Eten kin nopea järeytyminen ja kiertoaikojen lyhenty minen lisäävät taimikkovaiheen kehityksen tun temisen tärkeyttä. Metsikön puustotunnusten ku vaaminen mahdollisimman aikaisessa vaiheessa on tärkeää, jotta voidaan ennustaa metsikön myö hempi kehitys. Tutkimuksen tavoitteiksi asetettiin viljelymän niköiden kehityksen kuvaaminen syntyhetkestä 10 metrin valtapituudelle asti, istutus- ja kylvö männiköiden kasvun ja kehityksen vertaaminen, taimikonharvennuksen vaikutusten tutkiminen ja kehityssarjojen esittäminen taimikko- ja riuku metsävaiheelle. Tutkimus täydentää siten ole massa olevia viljelymänniköiden kasvumalleja (Vuokila & Väliaho 1980), joissa päähuomio on ensiharvennuksen jälkeisessä kehityksessä. Tutkimus liittyy Metsäntutkimuslaitoksen metsänarvioi misen tutkimusosaston puuntuotoksen tutkimussuunnan (nykyisen metsänkasvatuksen tutkimusosaston) viljely metsikkötutkimuksiin, jotka aloitettiin heti uuden tutki mussuunnan perustamisen jälkeen vuonna 1969. Tutki muksen suunnitteli myös taimikoiden osalta prof. Yijö Vuokila. Käytännön toteutuksesta huolehti silloinen met sänhoitaja Jouko Laasasenaho. Aineiston esikäsittelystä lähinnä varttuneiden viljelymänniköiden kasvatusmalli en lähtökohtatilannetta varten huolehti Laasasenahon li säksi VTL Timo Pekkonen. Olen saanut käyttööni val miiksi tarkistetun aineiston, joka on osoittautunut vielä yli 15 vuotta aineiston keräämisen jälkeen erinomaiseksi. Opinnnäytteenä julkaistun käsikirjoituksen (Varmola 1987) ovat lukeneet MML Hans G. Gustavsen, VTK Jaakko Heinonen, MMK Antti Isomäki, prof. Pekka Kilk ki, apul. prof. Laasasenaho, prof. Kari Mielikäinen, MMK Risto Ojansuu, prof. Simo Poso, dos. Hannu Saarenmaa, MMT Liisa Saarenmaa ja prof. Vuokila. Kaikilta heiltä olen saanut varteenotettuja huomautuksia työni suhteen. Englanninkielisen asun on tarkastanut BA Richard Foley. Lausun parhaat kiitokseni kaikille tutkimukseen myötä vaikuttaneille henkilöille. 2 Tutkimusaineisto 2.1 Metsiköiden valinta Tutkimuksen tarkoituksena oli viljelytaimikoiden ja tai mien varhaiskehityksen tutkiminen erilaisissa kehityso losuhteissa. Tutkimusalueena oli koko maa suojametsä aluetta lukuunottamatta ja perusjoukkona viljellyt tai mikko- ja riukuvaiheen männiköt. Otanta rajoitettiin vart tuneisiin taimikoihin ja riukumetsiin; aineiston keräämi sen alkuperäiseksi tarkoitukseksi oli määritelty sen käyt tö varttuneiden viljelymänniköiden kasvatusmallien läh töpuustojen arviointiin (Vuokila & Väliaho 1980). Tutkimuksen aineisto kerättiin neljän kenttäkauden ai kana vuosina 1968-71. Työ aloitettiin Etelä-Suomesta ja sopivia kohteita etsittiin myöhempinä vuosina maan poh joisimmista osista saakka. Otanta keskitettiin männyn metsätaloudellisesti tärkeille kasvupaikoille. Kylvö- ja istutusmänniköistä pyrittiin valitsemaan sekä harventa mattomia että harvennettuja taimikoita. Harventamatto missa sallittiin kuitenkin perkaus, kunhan pääpuulajin taimia ei ollut harvennettu. Harvennuksesta piti olla kulu nut vähintään kolme vuotta. Harvennuksen tuli olla ta pahtunut varhain, 1-2 metrin mittaisena. Viljelytiheyden tuli vaihdella mahdollisimman paljon. 2.2 Koealamittaukset Metsiköistä selvitettiin seuraavat tunnukset: metsätyyppi syntytapa viljelytiheys ikä valtapituus rinnankorkeusikä taimikonkäsittelystä kulunut aika ja käsittelytapa poistuman runkoluku sijaintitiedot Viljelytiheys mitattiin 3-4 tyypillisimmästä kohdasta erik seen rivi- ja taimivälinä. Metsikön ikä selvitettiin vuosi kasvaimista laskemalla ja puiden tyviltä kairaamalla. Tu los varmistettiin maanomistajaa haastattelemalla. Rin nankorkeusikä laskettiin koepuiden aritmeettisena keski arvona. Taimikonkäsittelystä kulunut aika selvitettiin maanomistajalta ja mahdollisten lehtipuun kantojen avul la. Poistuman runkoluku laskettiin prosenttina puiden ja kantojen luvun jälkeen. Metsikön sijaintitietoina selvitet tiin leveys- ja pituusaste sekä korkeus meren pinnasta. Koemetsikköön rajattiin suorakaiteen muotoinen koe ala, jonka tuli sisältää ainakin 200 tainta (istutus) tai taimiryhmää (kylvö). Koealan sivujen tuli kulkea istutus 7 Folia Forestalia 813 tai kylvörivien keskiväliltä, milloin rivit olivat selvästi havaittavissa. Koealan paikaksi valittiin tasainen, onnis tunut kohta, jossa luonnontaimien osuuden tuli olla mah dollisimman vähäinen. Puut luettiin 1 cm:n tasaavin luokin. Rinnankorkeutta lyhyemmät taimet laskettiin erikseen. Kuuset ja lehtipuut luettiin omina ryhminään. Männyt jaettiin kehityskelpoi siin ja -kelvottomiin. Kylvötaimikossa vain taimirypään voimakkain taimi saattoi olla kehityskelpoinen. Myös luonnontaimi saattoi olla kehityskelpoinen, ei kuitenkaan koepuu. Runkolukujakauman mittauksen yhteydessä valittiin ja merkittiin systemaattisesti 40 tainta tai taimiryvästä. Mer kityistä puista puolet valittiin koepuiksi siten, että ne edus tivat koko runkolukusarjaa ja koealaa sijainniltaan. Kehi tyskelpoisista koepuista mitattiin seuraavat tunnukset: pituus, dm rinnankorkeusläpimitta ristikkäin, mm kuoren paksuus vastakkaisilta puolilta, mm elävän latvuksen alaraja, dm ikä rinnankorkeusikä kehityskelpoisuus pituuskasvut vuosittain (maksimi 15 v), cm mittausvuoden vajaa pituuskasvu, cm sädekasvu rinnantasalta (maksimi 15 v), 0,1 mm mittausvuoden vajaa sädekasvu, 0,1 mm Lisäksi koepuista mitattiin osakorkeusläpimitat ristikkäin millimetrin tarkkuudella seuraavilta korkeuksilta: 1, 10, 20,30,40,50,60,70,80 ja 90 % puun pituudesta. Tietoja on käytetty pienten mäntyjen runkokäyrämallien laadin nassa (Kilkki & Varmola 1979) ja pienten mäntyjen tila vuusyhtälöiden laadinnassa (Varmola & Vuokila 1986). Koepuiden viidestä lähimmästä männystä mitattiin rin nankorkeusläpimitta ja etäisyys, kylvötuppaissa kuiten kin etäisyyden sijasta kirjattiin naapuripuun pituus. 2.3 Metsikkötunnusten laskenta Valtapituuden kasvu selvitettiin pituusbonitointia varten niiden koepuiden pituuskasvujen avulla, jotka kuuluivat sadan paksuimman puun joukkoon. Muut metsikkötun nukset laskettiin koealojen peruslaskentaohjelmistolla (KPL) (Heinonen 1981). Laskennassa käytetyt tasoitus käyrät olivat: läpimitan kasvu: pituuskäyrä: lukupuun tilavuus: koepuun tilavuus: kuoren paksuus: Koepuun tilavuutta kuvaava malli (23.4) antaa pienillä puilla harhaisen tuloksen, koska mallissa läpimitan lähes tyessä nollaa tai pituuden lähestyessä 1,3 metriä myös tilavuus lähestyy nollaa. Myös malli (23.3) antaa liian pienen tilavuusestimaatin, kun läpimitta lähenee nollaa. Todellisuudessa 1,3 metrin mittaisen puun tilavuus on noin 0,2-0,3 dm 3 (Varmola & Vuokila 1986). Harhalla ei kuitenkaan ole suurta merkitystä taimikoiden kokonaisti lavuuksiin. Maastomittauksissa erotettiin kehityskelpoiset ja -kel vottomat männyt ja puulajeista kuuset ja lehtipuut omiksi luokikseen. Laskennassa kaikki männyt yhdistettiin kui tenkin yhdeksi luokaksi, koska homogeenisessa viljely taimikossa taimet eivät muodosta selviä luokkia ja taimi en luokittelu kehityskelpoisuuden perusteella on suuressa määrin subjektiivista. Lisäksi koepuut kuuluivat kaikki "kehityskelpoisten" luokkaan, joten "kehityskelvottomi en" taimien metsikkötunnusten laskenta olisi ollut hanka laa. Koealojen peruslaskentaohjelmisto on tarkoitettu lä hinnä varttuneiden metsiköiden metsikkökohtaisten tu losten laskentaan. Valitsemalla läpimitan kasvun kuvaa jaksi suora ja lukupuun tilavuuden kuvaajaksi logaritmi nen malli pyrittiin minimoimaan tasoituskäyristä johtu vat epäloogisuudet. Pituuskäyräksi valittiin Näslundin malli, koska se aiheutti harvemmin epäjatkuvuuskohtia kuin esim. Prodanin pituuskäyrä. KPL määrittää tilavuuden vain niille puille, joiden pi tuus on yli 1,3 m. Pienissä taimikoissa saattaa kuitenkin suuri osa puista olla alle rinnankorkeuden. Metsikön to dellinen tilavuus tulee siten aliarvioiduksi ja vuotuinen tilavuuskasvu vastaavasti yliarvioiduksi. KPL:n laske maan tilavuuteen tehtiin pienten puiden aiheuttama lisäys estimoimalla alle 1,3 m:n mittaisten taimien pituus eks ponenttimallilla. Tilavuus laskettiin pituuteen perustu valla mallilla (Varmola & Vuokila 1986). Puiden edusta ma tilavuus lisättiin KPL:n vuosittain laskemaan tilavuu teen. Samoin meneteltiin jokaisena vuotena taaksepäin tarkasteltuna KPL:n runkoluvusta poisjääneiden taimien suhteen. KPL:n laskemien tilavuuksien (V>l3) ja myös pienet puut sisältävien tilavuuksien (V) ero oli keskimää rin 0,17 m 3/ha, suurimmillaan 2,28 m 3/ha. 2.4 Aineiston kuvaus Aineiston muodostaa 100 taimikkoa, joista 71 oli kylvet ty ja 29 istutettu. 37 kylvötaimikossa oli tehty harvennus yhdistettynä usein perkaukseen. Muissa taimikonkäsitte lyä ei ollut tehty lainkaan (24) tai se oli ollut vain perka usta (10). Istutustaimikoista kolme oli sekä harvennettu että perattu, yhdeksän perattu. Sekä istutus- että kylvötai mikoista yksi oli lisäksi lannoitettu. Taimikonharvennuk sesta kulunut aika vaihteli kahdesta 14 vuoteen, keskiar vona kuusi vuotta. i d =a +bl • d (23.1) (h -1,3) = d2 /(a +b, • d)2 (23.2) ln(v) =a+ b, • d+ b 2 • ln(2 +1,25 ■ d) (23.3) ln(v) =a+ b! • ln(d) +b2 • ln(h) +b3 • ln(h-1,3) + b - d (23.4) b=a+ bj • d (23.5) 8 Yarmola, M. Taulukko 1. Koemetsiköiden kasvupaikkajakauma syntytavoittain ja metsäkasvillisuusvyöhykeittäin. Table 1. The distribution of the material on different sites according to the method of regeneration and vegetation zones. Kuva 1. Koemetsiköiden jakauma iän, valtapituuden, si jaintikorkeuden ja viljelyvuoden mukaan. Figure 1. The distribution of the study material accor ding to age, dominant height, height above sea level, and regeneration year. Kuva 2. Koemetsiköiden maantieteellinen jakauma. Met säkasvillisuusvyöhykkeet: 2 = Etelä-Suomi, 3 = Poh janmaa-Kainuu, 4 = Peräpohjola. Figure 2. The geographical distribution of the study ma terial. Vegetation zones: 2 = Etelä-Suomi, 3 = Poh janmaa-Kainuu, 4 = Peräpohjola. Metsäkasvillisuusvyöhyke — Vegetation zone Etelä-Suomi Pohjanmaa-Kainuu Peräpohjola Yhteensä — Total kylvö istutus kylvö istutus kylvö istutus kylvö istutus seeding planting seeding planting seeding planting seeding planting Metsiköiden lukumäärä — Number of stands Lehtomaiset kankaat 2 2 Rich sites Tuoreet kankaat 5 8 7 4 9 3 21 15 Damp sites Kuivahkot kankaat 28 9 14 3 7 - 49 12 Sub-dry sites Kuivat kankaat 1 - - - - - 1 - Dry sites Yhteensä — Total 34 19 21 7 16 3 71 29 9 Folia Forestalia 813 Taulukko 2. Koemetsiköiden metsikkötunnukset. Table 2. Stand characteristics of sample plots. Yleisin kasvupaikkatyyppi on Etelä-Suomen kuivah kot kankaat (taulukko 1). Istutustaimikot keskittyvät jon kin verran rehevämmille kasvupaikoille kuin kylvötaimi kot yleisen uudistamiskäytännön mukaisesti. Kun aineiston yhtenä tarkoituksena on kuvata myös varttuneiden viljelymänniköiden kasvatusmallien lähtö kohtatilannetta, on luonnollista, että aineisto keskittyy ikäluokkiin 16-25 vuotta ja valtapituudelle 6-9 metriä (kuva 1). Vanhimmat taimikot sijaitsevat Pohjois-Suo messa ja Etelä-Suomen karuimmilla kasvupaikoilla (kuva 2). Aineisto kattaa hyvin laajan alueen tiheysvaihtelun, vaikkakin viljelytiheydet poikkeavat nykyajan suosituk sista (taulukko 2). Nykysuosituksia suuremmat viljelyti heydet johtuvat siitä, että aineiston suurin osa keskittyy 1940-50-luvuille (kuva 1), jolloin käytettiin yleisesti kyl vöä ja noin 1,5 x 1,5 metrin rivi- ja taimiväliä viljelytyös sä. Osittain suuret viljelytiheydet voivat aiheutua myös siitä, että koealat on rajattu taimikoiden parhaimpiin osiin. Runkoluvun keskiarvoa nostavat harventamattomat kyl vötaimikot. Kehityskelpoisten taimien määrä vaihteli vä lillä 1300-4800 tainta/ha keskiarvon ollessa 2500 tainta/ ha. Lämpösumman ja korkeusaseman mukaan taimikot kattavat vaihteluvälin eteläisimmästä Suomesta lähelle suojametsäalueen rajaa. Metsiköiden kehitystä oli kasvutietojen perusteella mah dollista seurata 15 vuoden ajan taaksepäin. Aineistossa on siten edustettuna taimikoiden kehitys rinnankorkeu delta alkaen. Kaikkiaan KPL:n laskentatiedoista muo Taulukko 3. Kasvuaineiston metsikkötunnukset. Table 3. Stand characteristics of the increment data. dostetussa aineistossa on vuoden mittaisia kasvujaksoja 819. Metsiköittäin kasvujaksot vaihtelivat harvennettu jen kylvötaimikoiden vähimmillään kahdesta harventa mattomien kylvötaimikoiden ja istutustaimikoiden enim millään viiteentoista kasvujaksoon. Kasvunlaskenta-ai neistossa valtapituuden minimi on 1,5 m, maksimi 9,2 m ja keskiarvo 4,5 m (taulukko 3). Vuotuisen tilavuuskas vun maksimiarvo, yli 13 m 3 /ha/v, vastaa Vuokilan & Väliahon (1980) mukaan tilavuuskasvun maksimia pi tuusboniteetilla 30. X s minimi minimum maksimi maximum N, kpl/ha — stems/ha 5107 4395 1327 24067 istutus — planting 3283 1095 1327 5460 kylvö — seeding 5812 4929 1594 24067 G, m 2/ha 11,7 5,4 3,1 24,0 V, m'/ha 43,7 24,7 8,3 116,8 Ti,3, a 13 5 5 28 T, a 21 6 12 35 Hdom, 6,8 1,4 3,7 10,1 Lämpösumma, dd 1070 180 735 1320 Temperature sum, dd Korkeus meren pinnasta, m 133 67 10 310 Height above sea level, m Koealan pinta-ala, m 2 985 332 225 2000 Plot size, m 2 Viljelytiheys, kpl/ha 3260 990 1590 5930 Initial spacing, stems/ha Sekapuuston osuus, % N:stä Percentage of mixed trees 7,2 7,5 0 28,7 X s minimi minimum maksimi maximum G, m 2 /ha 5,1 4,5 0,0 21,7 G„, m 2 /ha 4,1 3,7 0,0 17,6 V, m 3 /ha 18,0 17,0 0,3 90,9 V >w , m 3/ha 17,9 17,1 0,0 90,9 D gM, cm 5,3 2,6 0,2 13,9 HgM, m 3,9 1,5 1,3 8,1 Hdom, m 4,5 1,7 1,5 9,2 I 0 , m 2 /ha/a 1,1 0,6 0,03 3,3 I 0„, m 2/ha/a 0,9 0,5 0,02 2,6 I v , m 3 /ha/a 4,0 2,6 0,09 13,2 Iv >i,3, m 3 /ha/a 4,2 2,7 0,08 13,7 10 Varmola, M. 3 Kasvupaikkojen luokittelu 3.1 Vuokilan ja Väliahon malli Kasvupaikat on Suomessa perinteisesti luokitel tu Cajanderin metsätyyppien mukaan (esim. Ca jander 1949). Luokkamuuttujien käyttö mate maattisissa malleissa on kuitenkin ongelmallis ta, ja osa kasvupaikan hyvyyden antamasta in formaatiosta voi jäädä käyttämättä. Esimerkiksi Etelä-Suomen kuivat kankaat kattavat pituus boniteetit 19,5-25,5 Vuokilan & Väliahon (1980) mukaan. Tutkimuksessa päädyttiinkin pituus boniteettiin kasvupaikkaa kuvaavana muuttuja na, koska tällöin mallituksessa päästiin jatkuvan muuttujan käyttöön. Taimikoiden valtapituus vaihteli mittaushet kellä välillä 3,7-10,1 m. Vuokilan & Väliahon (1980) pituusboniteettimallin alarajaksi on mää rätty 5,6-7,0 metriä. Taimikot olivat siten osit tain tämän ikään ja valtapituuteen perustuvan mallin käyttöalueen alarajalla. Ensi vaiheessa tai mikoille laskettiin pituusboniteetit em. mallilla. Pituusboniteeteiksi saatiin keskimäärin yhden luokan (=3 metriä) korkeampia arvoja kuin mitä niiden tulisi olla kasvupaikkatyypin mukaan (Var mola 1984). Samansuuntaisia tuloksia saatiin ai emmassa taimikko- ja riukuvaiheen männiköi den harvennuksen jälkeistä kehitystä selvittänees sä tutkimuksessa (Varmola 1982), jossa suuri osa tutkimuksen VT-männiköistä luokiteltiin pi tuusboniteettiluokkiin 27 ja 30, kun käytettiin Vuokilan & Väliahon mallia. Se ei siten näyttä nyt antavan nuoressa metsikössä luotettavia tu loksia. sepäin. Näillä pituuskasvutiedoilla oli mahdol lista laskea välipituusmenetelmän vaatima vii den vuoden pituuskasvu valtapuille. Kaikkiaan sadasta metsiköstä 21 metsikössä ei kuitenkaan ollut koepuita valtapuiden joukossa. Lisäksi 17 metsikössä pituuskasvuhavainnot eivät soveltu neet mallin vaatiman pituuskasvun laskentaan. Metsiköt olivat joko liian nuoria (ei riittävästi pituuskasvuhavaintoja 2,5 metrin yläpuolella) tai liian vanhoja (vähentämällä pituuskasvut ei päästy 2,5 metriin). Pituusboniteetti voitiin näin ollen määrittää välipituusmenetelmällä 62 metsiköstä. Näissä mallin vaatima viiden vuoden pituuskasvu las kettiin keskimäärin kahden puun perusteella. Hägglundin välipituusmallin (32.1) soveltuvuut ta koealojen pituusboniteettien määrittämiseen on tarkasteltu aiemmassa selvityksessä (Varmo la 1984). Tuloksista ilmeni, että näin laskettujen pituusboniteettien ja metsätyyppien välinen vas taavuus oli suhteellisen hyvä. Vaihtelu metsä tyyppien sisällä oli kuitenkin suurta. Hägglundin käyttämä aineisto on melko pieni ja lähes yksin omaan luontaisesti syntyneistä taimikoista kerät ty. Koska etenkin suurimmassa yksittäisessä osit teessa eli Etelä-Suomen kuivahkoilla kankailla Hägglundin välipituusmenetelmällä saadut pi tuusboniteetit vastasivat metsätyyppien keski määräisiä pituusboniteetteja huomattavasti pa remmin kuin Vuokilan ja Väliahon mallilla las ketut, jatkoanalyysissä päätettiin käyttää väli pituusmallia ja sen antamia pituusboniteettiesti maatteja lähtökohtana. 3.2 Välipituusmenetelmä Hägglundin (1976) soveltamassa välipituusme netelmässä riukuvaiheen taimikoiden pituusbo niteetti saadaan mittaamalla valtapuiden viiden vuoden pituuskasvu alkaen 2,5 metrin yläpuolel la olevasta seuraavasta oksakiehkurasta. län mit tausta menetelmässä ei käytetä. Pituusboniteetti estimaatti saadaan seuraavalla mallilla: Jokaisesta koealan 20 koepuusta oli mitattu vuo tuiset pituuskasvut enimmillään 15 vuotta taak- 3.3 Välipituusmenetelmän laajennus Ensi vaiheessa kehitettiin valtapuiden viiden vuo den tulevaa pituuskasvua ennustava malli, jossa selittävinä muuttujina olivat valtapituus ennen ennustejaksoa ja metsikön pituusboniteetti edel lisessä alaluvussa kuvatulla tavalla laskettuna (ks. Elfving 1982, s. 52). Aineistona käytettiin niiden 62 metsikön tietoja, joista oli voitu laskea Hägg lundin (1976) menetelmän mukainen pituus boniteetti. Havaintoja metsikköä kohti oli yleen sä 11. Mallin kertoimet ja luotettavuustunnukset olivat: ln(HI( ») = 3,76455 + 0,54467 1n(1Hd0n,(2 ,5)) (32.1) Folia Forestalia 813 11 Kuva 3. Valtapituuden tulevan viiden vuoden pituuskas vu valtapituuden funktiona. Figure 3. The 5-year height growth of the dominant height as a function of dominant height. Kuva 4. Valtapituuden viiden vuoden ennustetun ja mita tun kasvun ero selitettävän muuttujan suhteen. Figure 4. The difference between the predicted and me asured 5 -year height growth of the dominant height in relation to the dependent variable. * vakioon tehty logaritmimallin vaatima lisäys s f 2 /2 Selittävään muuttujaan (ln(Hdom)) on tehty pieni lisäys sen vuoksi, että alussa (Hdom =0) kasvukin jäisi muuten nollaksi. Muuttuja ln(Hioo-Hdom) toi mii mallissa asymptoottina, joten pituuden kehi tyksen suhteen malli ei käyttäydy loogisesti, kun metsikön ikä lähenee sataa vuotta (kuva 3). Mallin jäännösvaihtelu selitettävän muuttujan suhteen on harhaton lukuunottamatta alkupäätä, jossa aineistossa saadaan kylvötaimikoissa selvä aliarvio kasvulle, kun viiden vuoden tuleva val tapituuden kasvu on alle 1,2 m (kuva 4). Lisäse littäjinä kokeiltiin myös runkolukua ja syntyta paa. Näillä selittäjillä ei ollut merkitystä valtapi tuuden kehityksessä. Antamalla syöttötietoina valtapituus ja sen vii den vuoden kasvu pituusboniteetti voidaan las kea iteroimalla. Malli antaa siten mahdollisuu den estimoida pituusboniteetti muillakin valtapi tuuden kasvun aloituskorkeuksilla kuin 2,5 m. Alle 2 m:n aloituskorkeus näytti kuitenkin anta van epäluotettavan estimaatin pituusboniteetille. Niissä 62 metsiköissä, joista saatiin Hägglun din (1976) välipituusmenetelmän vaatimat mit taustiedot, pituusboniteetti perustuu kyseiseen malliin. Pituusboniteettiestimaatti laskettiin ite roimalla niille 17 metsikölle, joissa oli valtapuita koepuina, mutta ei soveliasta viiden vuoden pi tuuskasvua Hägglundin mallia varten. Näille metsiköille pituusboniteetti saatiin yksittäisten pituusboniteettiestimaattien keskiarvona. Havain toja oli metsikköä kohti keskimäärin 9. Niille 21 metsikölle, joissa ei ollut valtapuita koepuina, pituusboniteetti laskettiin seuraavasti. KPL:n laskennan antamilta metsiköittäisiltä pi tuuskäyriltä laskettiin vuosittaiset valtapituuden arvot, jotka muutettiin pituuskasvumallin vaati miksi havaintopareiksi (H dom, IH dom(5))- Jokaiselle havaintoparille iteroitiin pituusboniteetti ja met sikön pituusboniteetti saatiin näiden havaintojen keskiarvona. Tämä sama menettely tehtiin myös muille metsiköille. Näin voitiin verrata KPL:n tuloksista iteroimalla laskettuja ja Hägglundin menetelmällä estimoituja pituusboniteetteja kes kenään 59 metsikön aineistolla. KPL:n tiedoista iteroitujen pituusboniteettien keskiarvo (23,96) oli jonkin verran suurempi kuin Hägglundin mal lilla estimoitujen (23,53), mutta ero ei ollut tilas tollisesti merkitsevä (T=0,919). KPL:n tiedoista iteroidut pituusboniteetit hyväksyttiin edustamaan näiden 21 metsikön pituusboniteetteja. 3.4 Pituusboniteettien ja kasvupaikka tyyppien vastaavuus Hägglundin välipituusmallilla (32.1) ja valta pituuden kasvumallilla (33.1) laskettujen pituus boniteettien ja kasvupaikkatyyppien vastaavuus on esitetty taulukossa 4, jossa on myös Vuokilan ja Väliahon (1980) mallilla lasketut pituusboni teetit. Eri pituusbonitointimenetelmiä voidaan verra ta seuraavasti: ln(I Hdoni(5)) = -3,34630* + 0,2702651nHd0m+0,01) + + 0,0125849H 100 (33.1) R2 = 0,733, s m = 0,256, s, = 0,132, se% = 13,3, b e% = 0,05, n = 645 12 Varmola, M. 1. Vuokilan ja Väliahon mallilla saadaan metsätyyppiä vastaava pituusboniteetti rehevillä kasvupaikoilla. Karuilla kasvupaikoilla mallilla saadaan huomattava yliarvio. 2. Keskinkertaisilla kasvupaikoilla Vuokilan ja Väli ahon mallilla saadaan keskimäärin yhden pituusboni teettiluokan (=3 metriä) yliarvio. 3. Välipituusmenetelmällä saadaan rehevillä kasvupai koilla pituusboniteetille selvä aliarvio. Karuilla kas vupaikoilla myös- välipituusmalli yliarvioi pituusbo niteettia. 4. Keskinkertaisilla kasvupaikoilla välipituusmenetel mällä saadaan metsätyyppiä hyvin vastaava pituus boniteetti. Metsätyypin määrittäminen on ilmeisen vaikeaa taimikoissa. On kuitenkin epätodennäköistä, että suuri osa Etelä-Suomen puolukkatyypiksi luoki telluista taimikoista kuuluisi mustikkatyypin par haimpaan osaan, jota Vuokilan & Väliahon (1980) mallilla saadut pituusboniteetit kyseisellä metsätyypillä edellyttäisivät. Tehdyn tarkastelun perusteella päädyttiin jat kossa käyttämään kasvupaikan kuvauksessa vä lipituusmenetelmällä estimoituja pituusboniteet teja, vaikkakin menetelmällä saatetaan saada lii an pieni vaihtelu pituusboniteetteihin. Pituusbo niteetit vaihtelivat kuitenkin 16:sta lähes 30:een (kuva 5), mikä vastaa hyvin Vuokilan ja Väli ahon tutkimuksessa esitettyä metsätyyppien pi tuusboniteettivaihtelua. Metsätyyppien sisällä pituusboniteettien vaih telu on suurta. Esim. Etelä-Suomen kuivahkojen kankaiden pituusboniteetit vaihtelevat 20,5 :stä 28,5 :een. Kuivahkojen kankaiden vaihtelua luon nossa kuvaa se, että Vuokila ja Väliaho jakavat puolukkatyypin kahteen osaan; VT+ (24) ja VT (2I). Käytetyllä välipituusmenetelmällä lasketut tai mikoiden pituusboniteetit vastaavat kaiken kaik kiaan melko hyvin metsätyyppien vastinpituus boniteetteja. Hägglundin (1976) välipituusme netelmään perustuva pituusbonitointimalli näyt tää sopivan siten hyvin Suomen oloihin. Valtapi tuuden kasvumallin (33.1) käyttö mahdollistaa pituusboniteetin estimoimisen Vuokilan & Väli ahon (1980) mallin sovellusaluetta huomattavas ti aiemmin ja myös Hägglundin mallia vapaam man mittauskorkeuden valinnan. 3.5 Pituusboniteetin määritys taimikossa Männyn viljelytaimikon pituusboniteetti voidaan estimoida kolmella eri tavalla. Epävarmin tapa on arvioida pintakasvillisuuden perusteella met sätyyppi ja määrittää taimikolle pituusboniteetti Vuokilan & Väliahon (1980) mukaan metsätyy pin perusteella seuraavasti: Taulukko 4. Koemetsiköiden pituusboniteettien ja kasvupaikkatyyppien vastaavuus (Hä = välipituusmenetelmällä laskettu, Via = Vuokilan ja Väliahon mallilla laskettu, lihavoitu = kasvupaikkatyyppiä vastaava Vuokilan ja Väliahon pituusboniteettiluokka, suluissa havaintojen lukumäärä). Table 4. Comparison of site indexes and forest site types (Hä = estimated with interceptmethod, Via = estimated with Vuokila and Valiaho's model, bold = Vuokila and Vdliaho's site index class, number of observations in parenthe ses). Pituusboniteetti Etelä-Suomi Pohjanmaa-Kainuu Peräpohjola 30 OMT 27 MT 24 VT MT 21 VT-, CT+ VMT, VT HMT, MT 18 CT EVT EVT 15 CT-, C1T+ ECT.CT EMT 12 C1T ErCIT ErCIT,MCC1T Metsäkasvillisuusvyöhyke — Vegetation zone Etelä-Suomi Pohjanmaa-Kainuu Peräpohjola eteläosa pohjoisosa southern part northern part Hä Via Hä Via Hä Via Hä Via Lehtomaiset kankaat 27,1 30,1 Rich sites 30 (2) Tuoreet kankaat 25,9 29,1 24,0 28,1 18,4 21,6 19,5 21,1 Damp sites 27 (13) 21-24 (5) (6) 21 (12) Kuivahkot kankaat 24,5 28,6 23,3 26,6 18,7 21,1 18,8 20,3 Sub-dry sites 21-24 (37) 18 (13) (4) 15-18 (7) Kuivat kankaat 24,3 28,2 Dry sites 15-21 (1) 13 Folia Forestalia 813 Kuva 5. Koemetsiköiden jakautuminen pituusboniteetti luokkiin. Pituusboniteetit laskettu välipituusmenetel mällä (Hägglund 1976) ja valtapituuden kasvumallil la (33.1). Figure 5. The distribution of the experimental stands in different site index classes; site indexes have been estimated using the interceptmethod (Hägglund 1976) and the dominant height growth model (33.1). Tällä tavoin päästään korkeintaan 3 metrin tark kuuteen. Jos taimikosta tunnetaan ikä ja valtapituus, pi tuusboniteetti voidaan määrittää ikä-valtapituus käyrästöstä kuten varttuneissakin metsiköissä joko nomogrammista (ks. kuva 7) tai käyttämäl lä malliin (33.1) sekä iterointiin ja kuutio-splini interpolointiin perustuvaa laskentaohjelmaa. Menetelmän hankaluutena on pituusboniteetti käyrien läheisyys. län ja valtapituuden määritys virheet tai valtapituuden häiriytynyt kehitys esim. tuhojen takia aiheuttavat helposti yhden pituus boniteettiluokan eron (=3 metriä). Esim. valtapi tuuden ollessa 4 metriä yhden vuoden virhe tai mikon iässä muuttaa pituusboniteettia rehevällä kasvupaikalla 2 metriä. Tarkin tapa määrittää pituusboniteetti on mita ta valtapuiden pituus ennen kasvujaksoa ja vii den vuoden pituuskasvu. Pituusboniteetti saa daan joko nomogrammista (kuva 3) tai käyttä mällä malliin (33.1) perustuvaa iterointiohjel maa. Pituusboniteetti saadaan syöttämällä ohjel maan mitattu valtapituus ja pituusboniteetin alku arvo (esim. 15), vertaamalla mallilla (33.1) lasket tua viiden vuoden valtapituuskasvua mitattuun ja muuttamalla pituusboniteettia pienein askelin suuremmaksi. Kun laskettuja mitattu valtapituu den kasvu ovat riittävän lähellä toisiaan (+s °C), degree days D gM basal area median diameter, cm G basal area at breast height over bark, m 2 /ha G„ basal area at breast height under bark, m 2 /ha h tree height, m H dom dominant height, mean height of 100 thickest trees/ ha, m Hkjnih, dominant height at cleaning, m =0 in uncleaned stands H gM mean height correponding to D gM, m H,oo site index, dominant height at the age of 100 years id diameter increment at breast height, cm/a I G current annual increment of basal area at breast height 0.b., m 2/ha/a IG„ current annual increment of basal area at breast height u.b., m 2/ha/a I v current annual increment of volume 0.b., m 3 /ha/a I v>1.3l .3 current annual increment of volume of trees over 1.3 meter in height, m3 /ha/a lHdom(s) 5-year growth of dominant height, m 5-year growth of dominant height from the first whorl above 2,5 m, dm ln(x) natural logarithm of x n number of observations N number of stems including trees under 1.3 meter in height, stems/ha R 2 degree of determination s standard deviation of observations s e% relative standard error of the model, %, s f residual error of a model 5,,, standard deviation of dependent variable ST dummy variable describing the way of regenera tion (0 = planting, 1 = seeding) T total age, a T l3 breast height age of dominant trees, a v volume of a tree o.b, dm 3 V volume o.b. including trees under 1.3 meter in height, m 3/ha V >t 3 volume o.b. without trees under 1.3 meter in height, m 3 /ha x mean of observations y observed value of a variable y estimated value of a variable b e absolute bias —— n 2^ b c% relative bias 100 • n in logarithmic models 100 ■ e s ? -1 in other models 100 • \ 1 n-1 31 Folia Forestalia 813 Liite 1. Pohjapinta-alan kasvumallin osittaiskorrelaatiokuvat selittävien muuttujien suhteen. Muille kuin tarkasteltavalle muuttujalle on annettu vakiona aineiston keskiarvot (Gu=3,6, Hi00=22,5, N=sooo, H2 mrnmm Hdom H 8m DgM G„ G Y IG B9 i 0.06 2 0.12 3 0.21 4 0.33 5 0.48 6 0.68 7 0.92 8 1.20 9 1 1.50 10 2 1.82 11 3 2.16 12 4 2.50 13 5 2.86 14 6 3.22 2.90 4.0 1.10 3.42 0.48 1.34 15 7 3.59 3.22 4.6 1.27 1.58 4.77 0.58 1.71 16 8 3.96 3.55 5.2 1.74 2.16 6.48 0.68 2.10 17 9 4.34 3.88 5.9 2.30 2.85 8.57 0.78 2.49 18 10 4.72 4.22 6.5 2.94 3.62 11.07 0.86 2.88 19 11 5.10 4.56 7.1 3.64 4.48 13.95 0.92 3.26 20 12 5.48 4.91 7.7 4.40 5.40 17.21 0.97 3.61 21 13 5.86 5.26 8.2 5.20 6.37 20.81 1.00 3.93 22 14 6.23 5.61 8.8 7.37 24.74 1.02 4.22 23 15 6.60 5.97 9.3 6.88 8.39 28.97 1.03 4.48 24 16 6.97 6.32 9.8 7.74 9.43 33.45 1.03 4.72 25 17 7.33 6.68 8.60 10.46 38.17 1.02 4.92 26 18 7.69 7.03 0.8 9.45 11.48 43.09 1.01 5.10 27 19 8.04 7.38 1.3 10.29 12.49 48.19 0.99 5.26 28 20 8.39 7.74 1.8 11.12 13.48 53.46 0.97 5.41 29 21 8.72 8.09 2.2 11.92 14.44 58.86 0.94 5.53 30 22 9.06 8.43 2.6 12.71 15.38 64.40 0.91 5.64 31 23 9.38 8.78 13.48 16.30 70.04 0.89 5.74 32 24 9.70 9.12 14.22 17.18 75.78 0.86 5.83 38 Varmola, M. Kylvö - seeding H 100: = 18 N = 1600 Hdom(h)- 3,0 mm Hdom H gM DgM G u G V IG Ell i 0.05 2 0.10 3 0.17 4 0.27 5 0.39 6 0.54 7 8 0.72 0.93 9 1.16 10 1 1.40 - 11 2 1.66 12 3 1.92 13 4 2.19 14 5 2.46 15 6 2.74 16 7 3.03 2.76 3.7 0.66 0.81 2.74 0.30 0.84 17 8 3.31 3.01 4.2 0.92 1.11 3.58 0.36 1.04 18 9 3.61 3.27 4.7 1.22 1.47 4.63 0.42 1.26 19 10 3.90 3.53 5.2 1.57 1.89 5.88 0.48 1.48 20 11 4.19 3.79 5.7 1.97 2.37 7.36 0.53 1.71 21 12 4.48 4.06 6.2 2.42 2.90 9.07 0.58 1.93 22 13 4.77 4.32 6.7 2.91 3.48 11.01 0.62 2.16 23 14 5.06 4.59 7.2 3.44 4.10 13.17 0.66 2.37 24 15 5.35 4.86 7.6 4.00 4.76 15.54 0.69 2.58 25 16 5.64 5.12 8.1 4.59 5.46 18.12 0.72 2.77 26 17 5.92 5.39 8.5 5.20 6.17 20.89 0.74 2.95 27 18 6.20 5.66 9.0 5.83 6.91 23.84 0.75 3.11 28 19 6.47 5.93 9.4 6.46 7.66 26.95 0.76 3.26 29 20 6.74 6.19 9.8 7.11 8.41 30.21 0.76 3.40 30 21 7.01 6.45 10.2 7.76 9.17 33.61 0.76 3.52 31 22 7.27 6.72 10.6 8.40 9.93 37.13 0.75 3.62 32 23 7.53 6.98 10.9 9.05 10.68 40.75 0.75 3.72 33 24 7.78 7.24 11.3 9.68 11.43 44.47 0.74 3.81 34 25 8.03 7.49 11.6 10.31 12.16 48.28 0.73 3.88 35 26 8.28 7.75 12.0 10.94 12.89 52.16 0.71 3.95 36 27 8.52 8.00 12.3 11.55 13.60 56.10 0.70 4.00 37 28 8.75 8.24 12.6 12.15 14.30 60.11 0.69 4.05 38 29 8.98 8.49 12.9 12.74 14.99 64.16 0.67 4.10 39 30 9.20 8.73 13.2 13.31 15.66 68.25 0.66 4.13 40 31 9.42 8.97 13.5 13.88 16.31 72.39 0.64 4.16 39 Folia Forestalia 813 Kylvö - seeding H 100 = 15 N = L600 Hdom(h) ~ 3>1 mm Hdom HgM DgM G u G V IG lv i 0.04 2 0.09 3 0.14 4 0.21 5 0.30 6 0.41 7 8 0.55 0.70 9 0.86 10 1.04 11 1.22 12 1 1.41 13 2 1.61 14 3 1.81 15 4 2.01 16 5 2.22 17 6 2.43 18 7 2.64 19 8 2.86 20 9 3.07 2.81 3.8 0.70 0.82 2.88 0.22 0.64 21 10 3.29 3.01 4.2 0.89 1.04 3.52 0.25 0.75 22 11 3.50 3.20 4.5 1.11 1.29 4.28 0.28 0.87 23 12 3.72 3.39 4.9 1.35 1.57 5.15 0.32 0.99 24 13 3.93 3.59 5.3 1.63 1.89 6.14 0.35 1.11 25 14 4.15 3.78 5.7 1.93 2.24 7.25 0.37 1.24 26 15 4.36 3.97 6.0 2.26 2.61 8.49 0.40 1.36 27 16 4.57 4.17 6.4 2.61 3.01 9.85 0.43 1.48 28 17 4.78 4.36 6.7 2.98 3.44 11.33 0.45 1.60 29 18 4.99 4.55 7.1 3.37 3.89 12.93 0.47 1.72 30 19 5.19 4.74 7.4 3.79 4.36 14.65 0.49 1.83 31 20 5.39 4.94 7.7 4.21 4.85 16.47 0.50 1.93 32 21 5.59 5.13 8.1 4.65 5.35 18.41 0.51 2.03 33 22 5.79 5.31 8.4 5.10 5.86 20.43 0.52 2.12 34 23 5.98 5.50 8.7 5.56 6.38 22.55 0.53 2.21 35 24 6.18 5.69 6.03 6.92 24.76 0.54 2.28 36 25 6.36 5.87 9.3 6.50 7.45 27.04 0.54 2.36 37 26 6.55 6.05 9.6 6.98 7.99 29.40 0.54 2.42 38 27 6.73 6.23 9.8 7.46 8.53 31.82 0.54 2.48 39 28 6.91 6.41 7.93 9.08 34.30 0.54 2.53 40 29 7.09 6.59 8.41 9.62 36.83 0.54 2.58 40 Varmola, M. Kylvö - seeding Hioo: = 27 Hdom(h) - 6,2 ilki N Hdom HgM DgM G u G V IG Iv l 0.07 2 0.16 3 0.29 4 0.46 5 0.70 6 1.01 7 l 10000 1.40 1.30 0.0 0.03 0.05 0.81 0.17 0.45 8 10000 1.84 1.64 1.0 0.16 0.22 1.26 0.44 1.20 9 K 10000 2.32 2.00 1.7 0.49 0.66 2.46 0.86 2.47 10 10000 2.84 2.38 2.4 1.15 1.52 4.93 1.38 4.22 11 10000 3.38 2.78 3.2 2.22 2.91 9.16 1.90 6.21 12 Hi 10000 3.93 3.19 3.9 3.70 4.81 15.37 2.29 8.10 13 7 10000 4.50 3.62 4.6 5.50 7.10 23.46 2.51 9.63 14 8 10000 5.07 4.06 5.2 7.47 9.61 33.10 2.56 10.75 15 9 10000 5.66 4.52 5.8 9.50 12.17 43.85 2.49 11.52 16 2000 6.25 5.53 8.2 4.66 5.94 19.11 1.53 5.95 17 11 2000 6.84 6.08 9.1 5.88 7.47 25.07 1.59 6.72 18 12 2000 7.43 6.64 9.9 7.15 9.06 31.78 1.61 7.39 19 13 2000 8.01 7.21 10.6 8.44 10.67 39.17 1.60 7.97 on 1 A onnn 7 70 1 1 A Q 11 1 O 07 AI 1 A 1 Ö /IS zu 14 zuuu o. Jy /. ly y. 1 j IZ.Z / 1. JO Ö.4Ö 21 15 2000 9.16 8.38 10.98 13.83 55.61 1.51 8.92 22 16 2000 9.73 8.97 12.20 15.34 64.54 1.45 9.32 Kylvö - seeding HlOO = 24 Hdom(h) - T T U N Hdom H gM D gM G u G V IG mm 1 0.07 0.14 0.25 H 0.39 0.58 H 0.84 1.15 ■ 1 10000 1.50 1.39 0.4 0.04 0.06 0.87 0.16 0.45 2 10000 1.89 1.68 1.1 0.17 0.22 1.32 0.37 1.02 10 3 10000 2.30 1.99 1.7 0.45 0.59 2.34 0.66 1.93 i i /i i finnn 0 11 1 "31 1 A 01 1 no i n 11 IUUUU Z. / D Z.Jl Z.J U.^o 1 .zo 4.Z / l.UZ J.1Z 12 10000 3.17 2.63 2.9 1.76 2.28 7.38 1.38 4.48 13 K 10000 3.63 2.97 3.5 2.85 3.66 11.86 1.70 5.85 14 10000 4.09 3.32 4.1 4.20 5.36 17.71 1.92 7.06 15 H 10000 4.56 3.68 4.6 5.73 7.28 24.77 2.04 8.05 16 10000 5.03 4.05 5.2 7.37 9.32 32.82 2.07 8.79 17 10 10000 5.51 4.42 5.7 9.03 11.39 41.60 2.04 9.32 18 n 10000 5.99 4.81 6.2 10.67 13.43 50.93 1.96 9.71 19 12 6.47 5.80 8.6 4.65 5.82 19.49 1.20 4.83 20 13 6.95 6.26 9.3 5.62 7.03 24.32 1.25 5.32 21 14 1800 7.42 6.72 10.0 6.63 8.27 29.64 1.26 5.77 22 15 1800 7.88 7.18 10.6 7.66 9.54 35.41 1.27 6.16 23 16 1800 8.34 7.64 11.3 8.69 10.80 41.56 1.25 6.50 24 17 1800 8.79 8.11 11.9 9.72 12.05 48.07 1.23 6.81 25 18 1800 9.24 8.57 12.5 10.72 13.28 54.87 1.20 7.07 26 19 1800 9.67 9.03 13.0 11.70 14.48 61.94 1.16 7.31 41 Folia Forestalia 813 Kylvö - seeding H 100 = 21 Hdom(h) - 6,2 T mm N Hdom HgM D gM G u G V IG Iv 1 0.06 2 0.12 3 0.21 4 0.33 5 0.48 6 0.68 7 0.92 8 1.20 9 i 10000 1.50 1.39 0.4 0.03 0.04 0.11 0.30 10 2 10000 1.82 1.64 1.0 0.11 0.15 1.15 0.23 0.64 11 3 10000 2.16 1.89 1.5 0.29 0.38 1.80 0.40 1.17 12 4 10000 2.50 2.15 1.9 0.61 0.78 2.97 0.62 1.87 13 5 10000 2.86 2.41 2.4 1.10 1.40 4.84 0.85 2.71 14 6 10000 3.22 2.68 2.9 1.79 2.25 7.55 1.09 3.62 15 7 10000 3.59 2.96 3.4 2.67 3.34 11.17 1.29 4.52 16 8 10000 3.96 3.24 3.9 3.72 4.63 15.69 1.45 5.35 17 9 10000 4.34 3.53 4.4 4.90 6.08 1.56 6.05 18 10 10000 4.72 3.82 4.8 6.17 7.64 KhRK 1.61 6.62 19 11 10000 5.10 4.12 5.2 7.49 9.25 33.71 1.62 7.06 20 12 10000 5.48 4.42 5.6 8.82 10.87 40.78 1.60 7.40 21 13 10000 5.86 4.72 6.0 10.14 12.47 48.17 1.56 7.65 22 14 1800 6.23 5.61 8.3 4.35 5.33 18.07 0.93 3.69 23 15 1800 6.60 5.97 8.9 5.12 6.26 21.76 0.96 4.01 24 16 I iUU 6.97 6.32 9.4 5.92 7.23 25.77 0.99 4.30 25 17 1 wo 7.33 6.68 9.9 6.73 8.21 30.07 0.99 4.57 26 18 1 wo 7.69 7.03 10.5 7.56 9.21 34.64 1.00 4.80 27 19 1 wo 8.04 7.38 10.9 8.39 10.20 39.44 0.99 5.01 28 20 1 wo 8.39 7.74 11.4 9.21 11.19 44.44 0.98 5.19 29 21 1 wo 8.72 8.09 11.9 10.03 12.17 49.63 0.96 5.35 30 22 1 wo 9.06 8.43 12.3 10.83 13.13 54.98 0.94 5.49 31 23 1 wo 9.38 8.78 12.7 11.61 14.06 60.46 0.92 5.61 32 24 1 wo 9.70 9.12 13.2 12.38 14.98 66.07 0.89 5.71 42 Varmola, M. Kylvö - seeding Hi00= = 18 - ■Hza N Hdom H gM [_D gM G u G V IG Iv l 0.05 2 0.10 3 0.17 4 5 6 0.54 7 0.72 8 0.93 9 1.16 10 1 10000 1.40 1.30 0.1 0.01 0.02 0.81 0.14 11 2 10000 1.66 1.51 0.7 0.05 0.06 0.94 0.10 0.30 12 3 10000 1.92 1.71 1.1 0.13 0.16 1.24 0.18 0.54 13 4 10000 2.19 1.92 1.5 0.28 0.35 1.78 0.29 0.88 14 5 10000 2.46 2.12 1.9 0.52 0.64 2.66 0.42 1.31 15 6 10000 2.74 2.33 2.3 0.86 1.06 3.97 0.56 1.80 16 7 10000 3.03 2.55 2.7 1.33 1.63 5.77 0.71 2.35 17 8 10000 3.31 2.77 3.0 1.92 2.33 8.12 0.84 2.91 18 9 10000 3.61 2.99 3.4 2.62 3.18 11.03 0.96 3.46 19 10 10000 3.90 3.21 3.8 3.42 4.14 14.49 1.06 3.97 20 11 10000 4.19 3.43 4.2 4.31 5.20 18.46 1.14 4.42 21 12 10000 4.48 3.66 4.5 5.27 6.34 22.89 1.19 4.81 22 13 10000 4.77 3.89 4.8 6.27 7.53 27.70 1.21 5.13 23 14 10000 5.06 4.12 5.2 7.29 8.74 32.83 1.22 5.39 24 15 10000 5.35 4.34 5.5 8.32 9.96 38.22 1.21 5.60 25 16 10000 5.64 4.57 5.8 9.34 11.17 43.82 1.19 5.76 26 17 10000 5.92 4.80 6.1 10.35 12.36 49.57 1.16 5.88 27 18 1600 6.20 5.66 8.4 4.00 4.77 16.64 0.67 2.66 28 19 6.47 5.93 8.9 4.57 5.43 19.30 0.69 2.85 29 20 1600 6.74 6.19 9.3 5.15 6.12 22.14 0.71 3.02 30 21 1600 7.01 6.45 9.7 5.76 6.83 25.17 0.72 3.18 31 22 1600 7.27 6.72 10.1 6.37 7.55 28.35 0.73 3.33 32 23 1600 7.53 6.98 10.5 6.99 8.27 31.67 0.73 3.46 33 24 1600 7.78 7.24 10.9 7.61 9.00 35.13 0.73 3.58 34 25 1600 8.03 7.49 11.2 8.23 9.73 38.71 0.73 3.68 35 26 1600 8.28 7.75 11.6 8.85 10.46 42.39 0.72 3.77 36 27 1600 8.52 8.00 11.9 9.47 11.18 46.16 0.71 3.85 37 28 1600 8.75 8.24 12.3 10.08 11.89 50.02 0.70 3.92 38 29 1600 8.98 8.49 12.6 10.68 12.59 53.94 0.69 3.99 39 30 1600 9.20 8.73 12.9 11.27 13.28 57.93 0.68 4.04 40 31 1600 9.42 8.97 13.2 11.86 13.96 61.97 0.67 4.08 43 Folia Forestalia 813 Kylve - seeding Hioo = 15 Hdom(h)- mraa N Hdom | HgM DgM um mm IG Iv 1 2 3 4 5 H 6 7 8 9 10 11 12 1 10000 0.41 0.55 0.70 0.86 1.04 1.22 1.41 1.31 0.1 0.01 0.01 0.82 0.02 0.08 13 14 2 3 10000 10000 1.61 1.81 1.48 1.63 0.5 0.9 0.03 0.07 K»| 0.89 1.05 0.05 0.09 0.15 0.27 15 16 17 18 19 4 5 6 7 8 10000 10000 10000 10000 10000 2.01 2.22 2.43 2.64 2.86 1.79 1.95 2.11 2.27 2.43 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 0.14 0.26 0.42 0.65 0.94 0.17 0.31 0.50 0.77 1.11 1.31 1.73 2.35 3.20 4.31 0.14 0.20 0.27 0.34 0.42 0.42 0.62 0.85 1.11 1.41 20 21 22 9 10 11 10000 10000 10000 3.07 3.29 3.50 2.60 2.76 2.93 2.7 3.0 3.3 1.30 1.73 2.22 5.72 7.43 9.46 0.50 0.57 0.64 1.71 2.03 2.34 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 3.72 3.93 4.15 4.36 4.57 4.78 4.99 5.19 5.39 5.59 5.79 5.98 3.09 3.26 3.42 3.59 3.75 3.92 4.08 4.25 4.41 4.57 4.74 4.90 3.5 3.8 4.1 4.3 4.6 4.8 5.1 5.3 5.5 5.8 6.0 6.2 2.78 3.38 4.04 4.73 5.45 6.19 6.94 7.70 8.46 9.21 9.96 10.69 3.24 3.94 4.70 5.50 6.32 7.17 8.04 8.91 9.78 10.64 11.49 12.33 11.80 14.43 17.34 20.51 23.90 27.48 31.24 35.13 39.14 43.25 47.43 51.68 0.70 0.75 0.80 0.83 0.85 0.86 0.87 0.87 0.86 0.85 0.84 0.82 2.63 2.91 3.16 3.39 3.59 3.75 3.89 4.01 4.11 4.18 4.24 4.29 35 36 24 25 1600 1600 6.18 6.36 5.69 5.87 8.4 8.7 3.98 4.39 4.58 5.05 16.62 18.55 0.48 0.49 1.93 2.03 37 38 26 27 H§§ 6.55 6.73 6.05 6.23 9.0 9.3 4.82 5.26 5.54 6.04 20.58 22.70 0.50 0.51 2.12 2.21 39 40 28 29 1600 1600 6.91 7.09 6.41 6.59 9.6 9.9 5.71 6.16 6.55 7.06 24.90 27.19 0.51 0.52 2.29 2.36 Kansi: Jouni Hyvärinen Hakapaino Oy, Helsinki 1996 ISBN 951-40-1493-6 ISSN 0358-4283