ODC 535: 651 FOLIA FORESTÄLIÄ3S9 METSÄNTUTKIMUSLAITOS 'INSTITUTUM FORESTALE FENNIAE-HELSINKI 1978 SIMO HANNELIUS ISTUTUSKUUSIKON TIHEYS — TUOTOKSEN JA EDULLISUUDEN TARKASTELUA INITIAL TREE SPACING IN NORWAY SPRUCE TIMBER GROWING — AN APPRAISAL OF YIELD AND PROFITABILITY 1976 1977 No 284 Paavo Juutinen, Timo Kurkela ja Sakari Lilja: Ruohokaskas, Cicadella viridis (L.), lehtipuun vioittajana sekä vioitusten sienisaastunta. Cicadella viridis (L.) as a wounder of hardwood saplings and infection of wounds by pathogenic fungi. No 285 Timo Nyrhinen: Kaksivaiheisen metsän inventoinnin koe Lounais-Suomessa. A test of two-step forest inventory in South-West Finland. No 286 Matti Kärkkäinen: Pohjoissuomalaisen koivukuitupuun tilavuusmittauksia. Volume measurement of birch pulfpwood in Northern Finland. No 287 Veqo Heiskanen ja Juhani Salmi: Koivutukkien latvamuotoluvut ja yksikkökuutiot. Tap form factors and unit volumes of birch logs. No 288 Matti Leikola: Taimitarhankaan lämpöolot muovihuoneessa ja avomaalla. Soil temperature conditions in plastic greenhouse and in open nursery. No 289 Lehikoinen, Tapio: Pohjois- ja Etelä-Suomen väliset kantohintaerot. Stumpage price differences between Northern and Southern Finland. No 290 Heiskanen, Veijo: Tarkistetut havusahatukkien kuorelliset yfksikkökuutioluVut. The checked unit volumes for pine and spruce sawlogs. No 291 Uusitalo, Matti: Puun kasvatuksen kulut vuosina 1972—74. Costs of timber production in Finland in 1972—74. No 292 Hakkila, Pentti: Kantopuu metsäteollisuuden raaka-aineena. Stumpwood as industrial raw material. No 293 Lehtonen, Irja: Puu polttoaineena. Kirjallisuuteen perustuva tarkastelu. Wood as a fuel. A study based on literature. No 294 Harstela, Pertti & Tervo, Leo: Männyn taimikon ja riukuasteen metsikön korjuun 'tuotos ja ergonomia. Work output and ergonomical aspects in harvesting of sapling and pole-stage stands (Scots pine). No 295 Metsätilastollinen vuosikirja 1975. Yearbook of Forest Statistics 1975. No 296 Heiskanen, Veijo: Etelä-Suomen ja Pohjois-Suomen puutavaran laatuerot. Quality differences of timber between Southern and Northern Finland. No 297 Paavilainen, Eero & Virtanen, Jaakko: Metsänlannoituksen vaikutuksen riippuvuus levitysmenetelmästä. Effect of spreading method on forest fertilization results. No 298 Vuokila, Yrjö: Harsintaharvennus puuntuotantoon vaikuttavana tekijänä. Selective thinning from above as a factor of growth and yield. No 299 Vuokila, Yrjö: Hyvän kasvupaikan haavikoiden kasvukyvystä. On the growth capacity of aspen stands on good sites. No 300 Paavilainen, Eero: Helppoliukoisten lannoitteiden vaikutuksen riippuvuus levitysajan kohdasta turvemaalla. Effect of application time on growth response to easily dissolving fertilizers on peatlands. No 301 Tiihonen, Paavo: Männyn ja kuusen tukkipuutaulukot. Tukkien minimiläpimittaluokka männyllä 13 cm ja kuusella 13 ja 15 cm. Massentafeln fur Kiefern- und Fichtenblochholz. Mindestdurchmessenklassen der Blöcher fur Kiefer 13 cm und fiir Fichte 13 und 15 cm. No 302 Simola, Paavo: Pienikokoisen lehtipuuston biomassa. The biomassa of small-sized hardwood trees. No 303 Vuokila, Yrjö: Talvikki tyypin puuntuotannollinen asema metsätyyppijärjestelmässä. Position of the Pyrola type in the forest site type system of Cajander. No 304 Puro, Tiina: Operaatio metsänlannoitus 11. Tuloksia uusintalannoituksesta. Results of the second fertilization with nitrogen. No 305 Virtanen, Jaakko & Ylinen, Mikko: Ojitusalueiden lentolannoitus. Aerial spreading of fertilizers on peatlands. No 306 Astorga S., Luis E.: Effectuating possibilities of waste wood utilization in Finland. Step 1. Jätepuun käytön tehostamismahdollisuudet Suomessa. Osa 1. No 307 Kilkki, Pekka, Kuusela, Kullervo & Siitonen, Markku: Puuntuotanto-ohjelmat Etelä- Suomen piirimetsälautakuntien alueille. Timber production programs for the forestry board districts of Southern Finland. No 308 Huttunen, Terho: Suomen puunkäyttö, poistuma ja metsätase 1974—76. Wood consumption, total drain and forest balance in Finland, 1974—76. No 309 Mäkelä, Markku: Hakkuutähteen ominaisuuksien muuttuminen. Changes in the quality of logging residues. No 310 Harstela, Pertti, Järvinen, Juhani, Tervo, Leo & Aholainen, Raimo: Tutkimus eräistä harvennushaikkuumenetelmistä (Levälleen teko ja LEKA-menetelmä). The study of some short wood methods of cutting in thinnings (Cutting without bunching and SCAPE method). No 311 Takalo, Sauli & Sauvala, Kari: Havaintoja metsurin suojainten kestävyydestä ja sen mittaamisesta. Observations on the durability and testing of protective clothing for chain saw workers. Luettelo jatkuu 3. kansisivulla FOLIA FORESTALIA 359 Metsäntutkimuslaitos. Institutum Forestale Fenniae. Helsinki 1978 Simo Hannelius ISTUTUSKUUSIKON TIHEYS — TUOTOKSEN JA EDULLISUUDEN TARKASTELUA Initial tree spacing in Norway spruce timber growing — an appraisal of yield and profitability 2 HANNELIUS, S. 1978. Istutuskuusikon tiheys — tuotoksen ja edullisuuden tar kastelua. Summary: Initial tree spacing in Norway spruce timber growing — an appraisal of yield and profitability. Folia For. 359:1—51. Tutkimuksessa on tarkasteltu kuusen viljelytiheyttä sekä tuotosopilliselta että ta loudelliselta kannalta. Tutkimuksen aineistona olivat kolme verhopuustoltaan is tutushetkellä erilaista koealasarjaa, joissa kussakin istutustiheyksinä olivat 1 250. 2 000, 2 500, 3 750 ja 5 000 tainta hehtaarilla. Koealojen puustoa on harvennettu kolme kertaa subjektiivisesti valikoiden. Tiheyden aleneminen on edistänyt rinnankorkeusläpimitan ja valtapituuden kas vua ja tiheyden suureneminen on lisännyt pohjapinta-alan ja kuutiomäärän kas vua. Puiden kapeneminen on ollut pienintä tiheimmissä istutusasennoissa. Kannattavuusjärjestystä on tarkasteltu yksityisen yrittäjän näkökulmasta sisäisen koron ja nykyarvon kriteereillä eri tiheysvaihtoehtojen kesken. Kannattavuustar kastelun perusteella on päädytty tiheyssuositukseen 1 500—1 800 tainta hehtaaril le Etelä-Suomen parhailla kasvupaikoilla, kun otetaan huomioon 10—15 prosen tin taimikato perustamistiheydestä lukien ennen ensiharvennusta. Tämä on alhai sempi kuin Keskusmetsälautakunta Tapion suositus (2 000 tainta/ha). The aim of the investigation is to examine initial tree spacing in the cultivation of Norway spruce. The main objects of study were yield, timber production and profitability. The empirical material consisted of study plot series with different shelterwood charasteristies. Each series of study plots had initial planting den sities of 1 250, 2 000, 2 500, 3 750 and 5 000 plants per hectare. The study plots are commercially thinned tree times by subjective selection. The lower densities had improved the diameter increment at brust height and dominant height. Higher initial densities had increased the growth of basal area and volume. The tapering of trees had been smallest in the most densely planted alternatives. The profitability in different density alternatives was studied from viewpoint of an entrepreneur with respect to internal rate on return and present value. The profitability calculations showed the most recommended densities in spruce plant ings to be 1 500 to 1 800 plants per hectare on good sites in Southern Finland. This recommendation is lower than that of the Central Forestry Board Tapio. Helsinki 1978. Valtion painatuskeskus ODC 535:651 ISBN 951-40-0348-9 ISSN 0015-5543 3 1 127802169 L ALKUSANAT Käytännön metsätalouden ja metsäntutki muksen välisessä keskustelussa on korostu neesti tullut esiin 1970-luvulla synteesin omaisten tutkimusten puute. Tässä tarkoi tuksessa on puhuttu mm. biologis-teknis-ta loudellisesta tai metsänviljelyketjujen tutki muksesta. Oleellista näille tutkimuksille on se, että niissä käsitellään puun tuotantoa vaihtoehtoineen kokonaisuutena eri osateki jät huomioon ottavalla tavalla. Viime kädes sä tutkimuksen tavoitteena on tuottaa pää töksentekotilanteeseen oleellinen informaa tio taloudenharjoittajan näkökulmasta. Tä mä tutkimus lähtee edellä mainitusta tavoit teesta. Tutkimus on Metsäntutkimuslaitoksen metsänhoidon ja metsäekonomian tutkimus osastojen välisen yhteistyön tulos. Metsän hoidon osastolla tutkimusaiheen valintaan ja formulointiin oli myötävaikuttamassa osas ton silloinen vt. professori Matti Lei k o - 1a . Tutkimus perustuu edesmenneen met sänhoidon osaston professorin Olli Hei kinheimon v. 1933 kaukonäköisesti perustamiin koealasarjoihin Hämeenlinnan kaupungin omistamalla Turvan tilalla Pa dasjoen kunnassa. Koealojen mittauksista vastasi 1950-luvulta alkaen metsänhoitaja Olavi Helenius(t). Viimeiset mittaukset (1975) teki silloinen metsät.yo Hannu Li 1 - jero o s , joka teki niin ikään tämän ai neiston pohjalta opinnäytetyön metsätutkin toa varten metsänhoitotieteessä. Tutkimuksen edistyessä minulla on ollut mahdollisuus keskustella esimieheni profes sori Jouko Hämäläisen kanssa aineis ton käsittelytavasta ja tulosten analysoinnis ta. Hän on niin ikään lukenut käsikirjoituk sen yhdessä professori Gustav Sirenin kanssa tehden siihen varteen otettuja huo mautuksia. Englannin kielisen tiivistelmän samoin kuin kuva- ja taulukkotekstit on tar kastanut B.Se. Ashley Sel b y . Suomen Kulttuurirahasto on taloudellisesti tukenut tutkimuksen valmistumista. Esitän kaikille tutkimuksen valmistumi seen myötävaikuttaneille parhaat kiitokseni. Helsingissä heinäkuussa 1978 Simo Hannelius 4 SISÄLLYS 1. JOHDANTO 5 11. Perustamistiheys — monipuolinen kysymys 5 111. Yleistä 5 112. Tuotosopilliset näkökohdat 6 113. Edullisuuteen vaikuttavat tekijät 7 12. Tutkimuksen tarkoitus 8 2. TUTKIMUSAINEISTO 8 21. Koealojen maantieteellinen sijainti, niiden perustaminen ja hoito 8 22. Maaperä ja kasvillisuus 9 23. Aineiston keruu, käsittelyjä tulosten esitystapa 9 3. PUUSTON TUNNUKSET 10 31. Verhopuusto 10 32. Runkoluku 11 33. Rinnankorkeusläpimitta 13 34. Pohjapinta-ala 14 35. Valtapituus 14 36. Kapeneminen 18 37. Tuotos 22 4. EDULLISUUTEEN VAIKUTTAVAT TEKIJÄT JA EDULLISUUSJÄRJESTYS 25 41. Edullisuuden kriteerit 25 42. Puunkasvatuksen kustannukset 26 421. Yleistä 26 422. Istutus 26 423. Verhopuusto 27 424. Perkausharvennus 27 425. Harvennus 27 43. Puunkasvatuksen tuotot 28 431. Yleistä 28 432. Verhopuusto 29 433. Harvennukset 29 434. Puuston hakkuuarvo 30 44. Edullisuusjärjestys 32 441. Sisäinen osittaiskorko 32 442. Nykyarvo 33 45. Herkkyysanalyysi 34 5. TULOSTEN TARKASTELU 38 51. Mittaustietojen epätäydellisyys 38 52. Puuntuotannolliset näkökohdat 38 53. Taloudelliset näkökohdat 40 54. Yhteenveto eri näkökohdista 43 6. TIIVISTELMÄ 45 7. KIRJALLISUUSLUETTELO 47 8. SUMMARY 51 5 1. JOHDANTO 11. Perustamistiheys — monipuolinen kysy mys 111. Yleistä Metsikön perustamistiheydellä tarkoite taan tässä tutkimuksessa uudistamisessa metsänhoidollisin menetelmin aikaansaata vaa taimimäärää pinta-alayksikköä kohden (kpl/ha). Perustamistiheyttä puunkasvatuk sessa voidaan tarkastella monesta eri näkö kulmasta ja sen vaikutus kestää koko kierto ajan pituuden. Perustamistiheydestä riippu via osakysymyksiä ovat puuntuotos, korjuu tekniikka ja puuaineen laatu. Liiketieteelli sissä tarkasteluissa pyritään synteesiin ja ot tamaan kulloisenkin aineiston laadusta riip puen huomioon kaikki edellä mainitut teki jät sekä mittaamaan toiminnan tulokselli suutta rahassa arvioitavilla muuttujilla. Metsikön perustamistiheyttä on käsitelty eri näkökulmista kansainvälisesti hyvinkin runsaasti. Metsikön perustamistiheyden tut kiminen eri näkökulmineen on kuitenkin Suomessa jäänyt vähälle huomiolle, joskin kysymystä on luonnollisesti sivuttu monissa yhteyksissä (esim. Y 1 i - V a k k v r i 1968). Perustamistiheyden merkitys metsäta louden harjoittamisessa on kuitenkin tullut myös Suomessa erityisen ajankohtaiseksi, kun on siirrytty voittopuolisesti viljelymetsä talouden harjoittamiseen. Perustamistiheyden tutkimiseksi lähinnä metsänhoidolliselta ja tuotosopilliselta kan nalta Metsäntutkimuslaitos on perustanut useita koealasarjoja. Ensimmäiset näistä pe rustettiin prof. O. Heikinheimon toimesta jo 1930-luvun alussa. Juuri tämä koealasarja on tämän tutkimusraportin em piirisenä aineistona. Istutustiheystutkimusten puuttumisen eräänä syynä on ollut se, että merkittävim mät tulokset niistä saadaan perustamisajan kohdasta lukien yleensä vasta kiertoajan ku luttua. Etenkin lämpimien ilmastovyöhyk keiden maista, joissa kiertoaika on lyhyt, on tästä kysymyksestä lukuisasti tutkimusra portteja. Perustamistiheyden (engl. initial tree spacing ) osakseen saamasta kansainvälisestä kiinnostuksesta on osoituksena mm. se, että aiheesta on tehty useita kirjallisuuskatsauk sia (mm. Sjolte-Jergensen 1967, Evert 1972 ja Evert 1973). Evert (1973) on referoinut 388 tutki musraporttia, jotka on tehty vuosina 1920— 1971. Näissä on yleensä päädytty siihen käsi tykseen, että perustamistiheys vaikuttaa se kä yksittäisten puiden että metsikön eri puustotunnuksiin. Perustamistiheyssuosi tukset perustuvat näissä tutkimusraporteissa yleensä metsänhoidollisiin, tuotosopillisiin ja taloudellisiin arviointiperusteisiin. Edellisiä vähäisemmän huomion varaan ovat sen si jaan jääneet puunkorjuun ja puuaineen laa dun kysymykset. Monissa tutkimuksissa on tuotu esiin myös koealojen puutteellisesta perustamisesta aiheutuneet vaikeudet aineis tojen myöhemmissä tilastollisissa käsittelyis sä. Nämä johtuvat yleensä toistojen puuttu misesta, koealojen pienestä koosta sekä kes tokoealojen osittaisesta tuhoutumisesta. Metsätalouden pitkä tuotantoaika (kiertoai ka) on niin ikään rajoittanut lopullisten pää telmien tekoa koeala-aineistojen perusteella. Suomen olosuhteissa puunkasvatuksen kiertoaika on — lyhytkiertoviljelyä lukuun ottamatta — tavallisesti 60—150 vuotta. Jos halutaan saada käyttökelpoisia tutkimustu loksia koko kiertoajalta, merkitsee tämä si tä, että kokeita perustettaessa olisi tiedettä vä tulevaisuuden tuotantoteknologia ja puun käyttö. Emme kuitenkaan pysty ennusta maan cm. tekijöitä 60—150 vuoden päähän. Korkeintaan voimme ennakoida eri tekijöi den pääsuuntaisia muutoksia. Siten on pe rusteltua tutkia puun kasvatusta kiertoai kaan nähden partiaalisesti eli suhteellisen lyhyiden aikavälien puitteissa. Puunkasva tuksen kiertoajan mittaiset tarkastelut koos tetaan yhteen kulloinkin käytettävissä ole vien "parhaiden" partiaalisten tietojen pe rusteella. Edellisestä seuraa luonnollisesti se, että ulkoisten tekijöiden ja puunkasvatuksen tavoitteiden muuttuessa myös käsitykset kiertoajan mittaisen ajanjakson edullisim 6 mistä toimintavaihtoehdoista muuttuvat. Laajasti ymmärretty teknologian kehitty minen muuttaa puun kasvatustapoja. Esi merkiksi 1930-luvulla kuusi istutettiin yleen sä verhopuuston alle. Tämä johtui siitä, että verhopuuston katsottiin toisaalta suojaavan kuusentaimien vuosiversoja pakkasvaurioilta ja toisaalta hillitsevän pintakasvillisuuden rehevöitymistä. Verhopuusto oli lisäksi mah dollista hakata 1930-luvulla siten, etteivät varttuvat kuusentaimet vaurioituneet kor juun yhteydessä. Nykyisellä tekniikalla pin takasvillisuus sen sijaan voidaan torjua ke miallisesti, joten verhopuuston käyttö rehe vöitymisen estämiseksi on korvattavissa. Verhopuusto ei ilmeisesti myöskään muuta metsikön lämpötiloja siten, että tällä met sänhoidon menetelmällä voitaisiin täysin es tää kuusitaimikon vuosikasvainten pakkas vauriot (Leikola 1975, s. 24). Yleisim min käytettävissä olevat korjuumenetelmät eivät myöskään sovellu verhopuiden poista miseen kuusen viljelyalalta. Puunkasvatuksessa on muillakin tekijöillä kuin perustamistiheydellä useita vaihtoeh toisia toteutusmahdollisuuksia. Näiden teki jöiden edellyttämät toimenpiteet voidaan li säksi toteuttaa voimakkuudeltaan eri asteisi na. Monen peräkkäisen toimenpiteen yhdis telmän sijoittaminen samaan kokeeseen vie automaattisesti ns. faktoriaalisiin koejärjes telyihin. Vaadittavien koeyhdistelmien luku toistoineen kohoaa tällöin helposti suhteet toman suureksi. Koe paisuu käytännössä mahdottomaksi toteuttaa. Pysyvien koealo jen käytössä tuotosopillisiin tutkimuksiin on monia muitakin vaikeuksia (Vuokila 1965, s. 25—28). Puunkasvatuksen pysyviltä koealoilta voidaan näin ollen saada vain ver raten rajallista tietoa. Uudistettavan alan lähtöpuuston tiheydel lä ja laadulla on ensiarvoisen tärkeä ja pit källe ulottuva vaikutus metsikön myöhem pään kasvuun ja kehitykseen. Perustamis vaiheen päätöksillä on näin suuri taloudelli nen merkitys koko puuntuotantoketjun lo pulliseen kannattavuuteen. Perustamistiheys vaikuttaa uudistamisen ja taimikon hoidon kustannuksiin, harvennusten ja päätehak kuun ajoittamiseen, puuaineen laatuun, hakkuumäärien puutavaralajirakenteeseen ja sitä kautta hakkuutuloihin. 112. Tuotosopilliset näkökohdat Perustamistiheyden vaikutusta nimen omaan tuotokseen on käsitelty kansainväli sessä metsäkirjallisuudessa runsaasti. Evert (1973) toteaa kirjallisuuskatsauk sessaan 67 tätä asiaa käsitellyttä tutkimus raporttia. Tässä yhteydessä käsitellään tuo tosopillisista näkökohdista lyhyesti vain määrällistä tuotosta ja perustamistiheyden vaikutusta siihen. Tutkijat eivät ole olleet yksimielisiä pe rustamistiheyden vaikutuksesta puun tuo tokseen. Yleensä kuitenkin on päädytty kä sitykseen, että kiertoajan kokonaistuotos li sääntyy tiheyden kasvaessa. Nimenomaan käyttöpuun kokonaistuotosta tiheyden on todettu sekä lisänneen että vähentäneen siitä riippuen, millaisesta tiheydestä on kysymys ja millaisia käyttöpuun minimimittoja las kelmissa sovelletaan. M 0 11 e r (1954) on tanskalaisten perus tamistiheyskokeiden perusteella esittänyt, että kuutiomäärän tuotos on likimain saman suuruinen laajalla tiheysalueella. Yhdysval loista esim. Spur r i n (1952), Don a 1 - di n (1956) ja Reukeman (1959) tu lokset Douglas-kuusen osalta tukevat M 0 11 er i n tuloksia. Julkaisuista ilmene vien tulosten perusteella voidaan lisäksi to deta, että tiheyden vaikutus kuutiotuotoksen vaihteluun riippuu metsikön iästä, kasvupai kan ravinteisuudesta, alueen ilmastotekijöis tä ja puulajista. Gruschow & Evans (1959), B r e n d e r (1960) ja Nelson ym. (1961) ovat esittäneet yleisen hypoteesin kuutio määrän kokonaiskasvun ja perustamistihey- Kuva 1. Periaatepiirros kuutiomäärän kokonaiskas vun ja metsikön tiheyden välisestä riippu vuudesta ( W a m b a c h 1967). Figure 1. Generalized relationship between total cubic volume growth and stand density (Warn bach 1967). 7 Den välisestä riippuvuudesta eri kasvupaik kaluokissa ja metsikön ikäluokissa. Tämä yleistys on esitetty kuvassa 1 (s. 6). Kun pe rustamistiheys kasvaa, lisääntyy myös koko naiskasvu kuitenkin siten, että maksimaali sen kokonaiskasvun tiheysalueella kasvun li säykset ovat vähäisiä. Tiheyden ohitettua maksimikohdan kokonaiskasvu alkaa hi taasti pienentyä. Maksimialueen lähellä kuutiomäärän kokonaiskasvun käyrä on suhteellisen loiva laajalla tiheysalueella. Tä mä on yhdensuuntainen edellä mainitun M 011 er i n teorian kanssa. Kuvasta nähdään edelleen, että ravintei sillä kasvupaikoilla nuorella iällä käyrän muoto on kokonaisuudessaankin selvästi jyr kempi kuin vähäravinteisilla kasvupaikoilla ja vanhoissa metsiköissä. Tämä merkitsee luonnollisesti sitä, että perustamistiheyden merkitys kuutiomäärän kokonaiskasvuun on edellisessä tapauksessa selvästi tärkeämpi kuin jälkimmäisessä. Periaatepiirroksesta käy edelleen selville se, että maksimaalista kokonaiskasvua tavoiteltaessa ravinteisuus määrittelee perustamistiheyden. Ravinteisil lä kasvupaikoilla tiheys voi olla suurempi kuin niukkaravinteisilla ja vastaavasti nuo rissa metsiköissä niin ikään suurempi kuin vanhoissa. Periaatepiirroksesta on huomat tava lisäksi se, että siinä tarkastellaan yhtä puulajia tietyllä ilmastoalueella. Kuutiomää rän kokonaiskasvulla on ilmeisesti tarkoitet tu tietyn minimiläpimitan ylittävää kuutio määrää eli käyttöpuun tuotosta. Jos periaatepiirroksen hypoteesit hyväksy tään, tutkimuksissa todetut keskenään risti riitaiset tulokset tiheyden vaikutuksesta ko konaiskuutiokasvuun saavat luonnollisen se lityksen. Ristiriitaiset tulokset ovat ilmeisesti syntyneet siten, että tutkijat ovat tarkastel leet periaatepiirroksessa (s. 6) olevien käy rien osa-alueita eri kasvupaikoilla ja eri ikä kausina. 113. Edullisuuteen vaikuttavat tekijät Puunkasvatuksen liiketieteellisissä tutki muksissa on kiinnitetty huomiota metsikön perustamistiheyden optimointiin. Metsikön perustaminen keinollisesti on toisaalta sitä kalliimpaa, mitä enemmän käytetään taimia pinta-alayksikköä kohden. Toisaalta tuotot (sekä määrä- että laatukomponentti) kierto ajan kuluessa riippuvat suuressa määrin ti heydestä, yleensä tiettyyn tiheysasteeseen saakka lisääntyen. Näiden tiheydestä riippu vien vastakkaisiin suuntiin vaikuttavien edullisuustekijöiden suhteen on ainakin pe riaatteessa löydettävissä eri kriteerejä vastaa vat puunkasvatuksen optimitiheydet. Opti mitiheys vaihtelee luonnollisesti kulloisten kin fyysisten tekijöiden mukaan. Edullisuut ta laskettaessa tulisi ottaa huomioon metsi kön perustamis- ja hoitokustannukset sekä tuottoon vaikuttavina määrä- ja arvotekijät. Metsikön perustamiskustannukset muo dostuvat luonteeltaan sekä kiinteistä että muuttuvista kustannuksista. Kiinteitä kus tannuksia aiheuttaviin toimintoihin on luet tava raivaus, maanpinnan valmistus ja hal linto. Perustamiskustannuksen muuttuva osa riippuu etenkin viljelytiheydestä. Istu tuskustannusten muodostuminen voidaan si ten esittää seuraavasti kaavana: Pohjoismaissa kuusen kasvatuksen edulli suutta eri tiheysluokissa on tutkittu verraten runsaasti (esim. Mun k 0 e 1944, Ek - 1u n d 1956, Oksbjerg 1960, Ne r s - ten 1962, Sjolte-Jergensen 1963, 1967 ja W i k s t e n 1965). Yhdysval loissa ja Kanadassa on niin ikään tutkittu tätä kysymystä sikäläisillä puulajeilla (esim. Smith 1958, 1959, Smith ym. 1965, Wamb a c h 1967, Buongiorno & Teeguarden 1973 ja Lundgren 1976). Määrällisen tuotoksen ohella puun laatu tekijät vaikuttavat keskeisesti puunkasva tuksen edullisuuteen. Viljelytalouteen siir ryttäessä on yhä enemmän kiinnitetty huo miota puuaineen laatukysymyksiin. Yleisenä tendenssinä näyttää olevan se, että on oltu yhä enemmän huolestuneita viljelymetsäta louden metsänhoitomenetelmien tuottamas ta huonolaatuisesta puuaineesta verrattaessa sitä luonnonmetsistä saatavaan puuhun. Puun lujuusominaisuuksien ja kuitujen saannon on todettu riippuvan puuaineen ti heydestä, johon puolestaan vaikuttaa kasvu tiheyden kanssa korreloiva kasvunopeus. Tutkimuksissa on nimittäin todettu, että kasvunopeus yleensä alentaa puuaineen ti heyttä (Hakkila ja Uusvaara 1960). Sahatukkien laatu ja erityisesti lu juusominaisuudet tulevat entistäkin tarke (1) C = F+C (p)xN C = istutuskustannus, mk/ha F = kiinteät kustannukset, mk/ha C (p) = taimen hinta ja työkustannus, mk/kpl N = taimien lukumäärä, kpl 8 ämmiksi mekaanisessa metsäteollisuudessa, kun siirrytään yhä yleisemmin lujuuslajitte luun ja -hinnoitteluun sahatavaran markki noinnissa. Perustamistiheyden vaikutusta voidaan tarkastella sekä tukki- että kuitupuun kan nalta. Tukkipuun laatuun vaikuttavia teki jöitä ovat järeys, lujuusominaisuudet ja vi kaisuudet. Kuitupuun laatu riippuu ennen kaikkea kuitujen saannosta ja pituudesta. Saantoa indikoi puuaineen tiheys. Näin ol len kuiva-ainetuotos on ainakin periaattees sa kuutiotuotosta parempi kuitupuun mitta yksikkö. Ilmeisesti juuri tämän vuoksi mm. Eriksson (1976) on käsitellyt kuusen tuotostaulukoissaan tuotosmääriä käyttäen rinnakkain kumpaakin mainittua mittayk sikköä. 12. Tutkimuksen tarkoitus Tämän tutkimuksen tarkoituksena on va laista metsikön perustamis- ja kasvutihey den ongelmaa kuusen kasvatuksessa. Aihet ta tarkastellaan sekä tuotosopillisena että taloudellisena kysymyksenä. Vaikka tässä tutkimuksessa ei ole ollut käytettävissä em piiristä aineistoa perustamis- ja kasvatusti heyden vaikutuksesta puun laatuun, pyri tään sen vaikutus ottamaan huomioon kir jallisuustietojen perusteella. Metsikön perustamis- ja kasvatustiheyttä on käsitelty suomalaisessa metsäntutkimuk sessa erittäin vähän muihin maihin verrattu na. Tämän johdosta on aiheellista käsitellä tämän aihepiirin laajan kansainvälisen tut kimustoiminnan keskeisimpiä tuloksia. Vaikka tämän tutkimuksen empiirinen ai neisto koskee kuusen kasvatusta, pyritään tutkimuksen eri vaiheissa arvioimaan tihey den vaikutusta myös männyn kasvatukseen. Kokonaisuudessaan perustamistiheys on eri tyisesti viljelymetsätalouden ongelma. Metsänviljely on saavuttanut Suomessa keskimäärin 135 000 hehtaarin vuositason kymmenvuotiskautena 1965—1974. Kylvön ja istutuksen osuudet viljelyalasta näyttävät vakiintuneen siten, että kylvön osuus on n. 20 % ja istutuksen n. 80 % viljelyalasta (Metsätilastollinen. . . 1974, s. 108). Metsän viljely, erityisesti istutus aiheuttaa suurim man yksittäisen puunkasvatuksen kustan nuserän metsikön pinta-alayksikköä kohden kiertoajan kuluessa. Metsikön uudistaminen taimikon hoito mukaan lukien muodostaa noin 70 % metsänhoitotöiden kokonaiskus tannuksista. Kun viljelyalat vuosittain ovat edellä esitettyä suuruusluokkaa, toiminnalla on huomattava kansantaloudellinenkin mer kitys. 2. TUTKIMUSAINEISTO 21. Koealojen maantieteellinen sijainti, nii den perustaminen ja hoito Koealat sijaitsevat Itä-Hämeessä Padasjoen kunnassa Hämeenlinnan kaupungin omistaman Turvan tilan mailla. Koejärjestely on esitetty kuvassa 2 (s. 9 ). Niin kuin kuvasta 2 näkyy, Turvan tilalle perustettiin istu tustiheyskokeiden kanssa samanaikaisesti myös muita puunkasvatuskokeita. Turvan tilan koealojen tarkka maantieteellinen sijainti ja kasvukauden olosuhteet ovat seuraavat ( K o 1 k k i 1966): Koealoille istutettiin v:n 1933 toukokuussa 2 + 2 -vuotisia Metsäntutkimuslaitoksen Ruotsinkylän kokei lualueen taimitarhassa kasvatettuja taimia, joiden sie men oli kerätty Tuusulan kunnasta. Istutuksesta oli siis kulunut metsiköiden viimeiseen mittaukseen mennessä 42 vuotta, mutta puiden ikä oli 46 vuotta. Laskelmat ja tulosten analyysit perustuvat ensiksi mainitulla tavalla määriteltyihin ajanjaksoihin. Koealojen pinta-ala on 4 a (20 x 20 m). Istutusetäi syydet koealoittain olivat 1,3 x 1,5 m, 1,65 x 1,65 m, 2,0 x 2,0 m, 2,25 x 2,25 m ja 2,7 x 2,8 m sekä näitä vastaa vat taimiluvut koealoittain 200, 150, 100, 80 ja 50 kpl. Hehtaarikohtaisiksi muutettuina tulee taimien määriksi siis 5 000, 3 750, 2 500, 2 000 ja 1 250 kpl. Kustakin vil jelytiheydestä on kolme toistoa, joten koealojen koko naismäärä on 15 kpl. Viljelytiheyskokeen toistot on perustettu aukeaksi ha katulle metsämaalle (koealat 713, 714, 715, 717 ja 718), koivuverhopuuston alle (koealat 739, 740, 741, 743 ja 744) sekä harventamattoman leppäverhopuuston alle (koealat 762, 763, 764, 765 ja 766). Voidaan siis puhua eräänlaisesta tilastollista toistoa muistuttavasta koejär jestelystä, joskaan se ei vastaa nykyistä käsitystä toistol le asetettavista vaatimuksista. Koealojen keskinäistä si jaintia ei myöskään ole arvottu. Sijainti: N 61° 20', \E2 25° 0 20' Corkeus merenpinnasta: Maaston kaltevuus: Casvukausi: Casvukauden keskilämpötila: lämpösumma: luoden keskilämpötila: 140 m 5NW 163 vrk 12,1 C° 1151 d.d. 3,3 C° 9 2 127802169 L Puuston hakkuu on tapahtunut välittömästi ennen is tutusta. Koealoille syntynyttä vesakkoa ei ole perattu metsikön kehityksen alkuvaiheissa. Täten on tahdottu saada tulokset vastaamaan niitä olosuhteita, joissa tai met tavallisesti saavat kasvaa metsänviljelyn jälkeen. Vesakosta on kuitenkin johtunut, että taimien kehityksessä on ollut vaihtelua (Heikinheimo 1941). Koealan kokoa (4 aaria) on pidettävä liian pienenä kuutiomäärän ja kasvun luotettavaa mittaamista var ten. Koealojen suositeltavat koot tähän tarkoitukseen ovat yleensä 5—30 aaria ja koealojen pinta-ala vaihtelee sen käyttötarkoituksen, puuston kehitysasteen ja tihey den sekä metsikön koon mukaan. Mitä järeämmästä ja harvemmasta puustosta on kyse, sitä suurempaa koe alaa on käytettävä. Yleisenä tavoitteena on vähintään 100 puuta koealaa kohti (Kilkki 1973). Tämän tut kimuksen aineistossa on viimeisimpien mittaustulosten mukaan (1975) 29—59 puuta koealaa kohti. Koealojen puun kasvatuskokeeksi liian pieni pinta-ala heikentää tulosten luotettavuutta, mikä on otettava huomioon tu loksia arvioitaessa. Viimeksi mainitun kriteerin mu kaan koealojen pinta-alan olisi pitänyt olla vähintään 10 aaria. On kuitenkin muistettava, että koealat ovat osa laajaa alunperin metsänistutusmenetelmien eikä puunkasvatuksen ja tuotoksen tutkimiseksi perustettua koealasarjaa(ks. Heikinheimo 1941). Koealat sijaitsevat välittömästi toistensa vieressä si ten, ettei niiden välillä ja reunoilla ole puuston ns. reu navaikutukselta suojaavaa vaippaa (kuva 2, s. 9). To sin yksikään koeala ei rajoitu täysin puuttomaan aluee seen, mutta joistakin reunapuista havaitsee vaipan puuttumisen vaikutuksen. Näillä koealoilla puiden rin- Kuva 2. Koealojen sijainti Turvan tilalla Padasjoen kunnassa. Figure 2. Map of the study plots on Turva farm in Padasjoki commune. nankorkeusläpimitta ja latvuksen suhteellinen pituus ovat suuremmat kuin koealalla keskimäärin. Suojaavan vaipan puuttuminen heikentää koealojen pienen koon lisäksi tulosten luotettavuutta. Nyyssönen ja Vuokila (1969) pitävät tar peellisena käyttää vähintään 6 metrin levyistä suojavyö hykettä mänty- ja koivukoealojen ympärillä. Kuusikoe aloilla vaippa voi sen sijaan olla kapeampi, ei kuiten kaan alle 4 metriä. Tuotostutkimuksen koealoilla vaip pa on erityisen tärkeä metsittämättömään alueeseen ra joittuvilla sivuilla. Myös koealojen välillä tulisi olla vaippa silloin, kun niiden käsittelyt poikkeavat voimak kuudeltaan selvästi toisistaan (Evert 1971). Kokeen yhteydessä mahdollisesti suoritetuista taimis ton alkukehityksen hoitotoimenpiteistä ei ole tietoja lu kuunottamatta myöhästynyttä verhopuiden hakkuuta v. 1949, jolloin koealat myös perattiin (verhopuustosta lä hemmin luvussa 31.). Taimien kuolleisuus oli v. 1938 suoritettuun tarkastukseen mennessä erittäin pieni, yk sittäisellä koealalla enintään 9 % ja keskimäärin 5 % taimien lukumäärästä. Jokaista koealaa on harvennettu kolme kertaa eli vuosina 1955, 1965 ja 1970. Ensimmäisellä harvennus kerralla puuston valtapituus on ollut 10 m. Nykykäy tännöstä poikkeavaa on ollut kahden harvennuksen suorittaminen 5 vuoden välein. Mainittuna ajanjaksona tosin valtapituus on lisääntynyt n. 3 m, mikä on harven nusvälinä varsin normaali. Puita ei ole leimattu min kään pohjapinta-alanormin vaan subjektiivisen harkin nan perusteella alaharvennuksena. Poistuman runkolu ku ja kuutiomäärä ovat poikkeuksetta olleet sitä pie nemmät, mitä harvempaan on istutettu. 22. Maaperä ja kasvillisuus Kivennäismaanäytteiden perusteella koealojen väliset ravinteisuus- ja happamuuserot näyttävät puiden kas vun kannalta merkityksettömiltä. Maalaji on kivistä moreenia ja sen kivisyysprosentti (Viro 1952) on koealoittain 43—62 %. Pintakasvillisuushavainnot on tehty v. 1938. Metsä tyyppi on niiden perusteella hyvää käenkaali-mustikka tyyppiä (OMT). Kasvillisuus on ollut monipuolista, eikä vaateliaiden lajien osalta havaittu eroja koealojen välil lä. Alueelta on tavattu useita tuoretta ja rehevää kasvu paikkaa vaativia kasvilajeja; typologisesti tärkeät 1) metsän liekosammal (Rhytidiadelpus triquetrus), 2) ruusukesammal (Bryum roseum), 3) käenkaali (Oxalis acetosella) sekä 4) vuohenputki (Aegopodium podagra ria) ja 5) vadelma (Rubus idaeus) ovat olleet hyvin ylei siä. 23. Aineiston keruu, käsittely ja tulosten esitystapa Puusto on mitattu yhteensä viisi kertaa, vuosina 1954, 1962, 1965, 1970 ja 1975. Koska koe on ollut so tien takia "unohduksissa", ovat verhopuusto ja tuntemattomat tekijät ilmeisesti aiheuttaneet kasvuolo suhteiden vaihtelua. Koealan jokaisesta puusta on luet tu rinnankorkeusläpimitta. Kapeneminen ja pituus on mitattu koepuista siten, että kustakin koeruudusta on valittu pohjapinta-alalla painottaen kahdella ensimmäi sellä ja neljännellä mittauskerralla 10 koepuuta, v. 1965 25 koepuuta ja v. 1975 20 koepuuta. Koepuutietojen perusteella on graafisesti tasoittaen piirretty kullekin koealalle pituus- ja kapenemiskäyrät, joiden perusteella on määritetty puuston kuorellinen kuutiomäärä Ilvessalon (1948) taulukoita käyttä 10 en. Tarvittavat keskiläpimitta ja -pituus on laskettu runkoluvulla painotettuna aritmeettisena keskiarvona. Valtaläpimitta on hehtaarikohtaisen sadan paksuim man puun läpimittojen ja valtapituus on niiden pituuk sien aritmeettinen keskiarvo. Arvio verhopuuston (koivikon) kuutiomäärästä vuo sille 1933 ja 1949 perustui v. 1954 tapahtuneeseen kan toläpimittojen mittaukseen. Kantoläpimitoista määri tettiin rinnankorkeusläpimitat Laasasenahon (1975, s. 7) laatimalla yhtälöllä. Puiden kuutiomäärien arviot saatiin sitten rinnankorkeusläpimittaluokittain Laasasenaho (1975, s. 5) tutkimuksesta ja kuu tiomäärän jakauma tavaralajeihin rinnankorkeusläpi mittaluokittain Metsäntutkimuslaitoksen metsänarvioi misen tutkimusosaston kenttätyöohjeista. Verhopuus ton koivujen jakauma rinnankorkeusläpimittaluokkiin istutusvuonna 1933 arvioitiin vuoden 1954 mittaustu loksista Koiviston (1966, s. 7) esittämän läpimi tan ja keskimääräisen iän välisen riippuvuuden mu kaan. Tässä arvioinnissa oli perustana hoidetun OMT rauduskoivikon valtaläpimitan (D; 3) ja iän välinen riippuvuus Itä-Hämeessä. Verhopuuston kuutiomäärän ja rakenteen selvittämiseksi vuosina 1933 ja 1949 edellä esitetty menetelmä on kuitenkin karkea. Koealoilta kertyneet mittaustulokset esitetään seu raavassa yleensä kulloisenkin runkoluvun funktiona. Tiheyden vaikutusta analysoidaan graafisesti muuttujit tain, jolloin kyseisen muuttujan koealakohtainen keski arvo on havaintoarvona. Usein tarkastellaan metsikön puustotunnusten kehitystä myös ajan funktiona. Tulok sia analysoidaan verbaalisesti ja verrataan niitä kirjalli suustietoihin. Verbaalista tulosten tulkintaa on pidetty tarkoituksenmukaisena siksi, että koealojen puuston historiallinen kehitys on ollut tiedossa metsikön perus tamisesta lähtien. Tilastollisten parametrien käyttöä ei ole pidetty aiheellisena, koska kokeen järjestelystä jo si nänsä tiedetään aiheutuneen eroja koealojen puustojen kehitykseen. 3. PUUSTON TUNNUKSET 31. Verhopuusto Alueella ennen kokeen perustamista ollut metsä oli 25-vuotiasta koivua ja harmaalep pää. Näitä puita jätettiin verhopuiksi, koe aloja 713, 714, 715, 717 ja 718 lukuun otta matta. Alkuperäisenä kokeen tarkoituksena oli tutkia istutusvälin ohella verhopuiden vaikutusta viljelykuusikon varhaiskehityk seen. Tältä osin Heikinheimo (1941) on julkaissut tulokset. Todettakoon tässä vain lyhyesti, että koivu haittasi leppää huo mattavasti enemmän kuusten kasvua. Tau lukossa 1 (s. 10) esitetään arvio verhopuus ton kuutiomäärästä ja sen rakenteesta istu tusvuonna 1933 ja v. 1949, jolloin verho puusto poistettiin. Istutusvälikokeen kannalta on ollut hai tallista, että verhopuut poistettiin vasta 16 vuotta istutuksen jälkeen ja, että ne jakautui vat epätasaisesti koealojen kesken. Verho puita oli eniten koealoilla 744 ja 740, joilla kuusikon kasvu on tämän takia hidastunut. Kuvassa 3 (s. 11) on vertailtu verhopuus Taulukko 1. Arvio verhopuuston kuutiomäärästä ja sen rakenteesta vuosina 1933 ja 1949. Table 1. Estimated volume of the shelterwood and its structure in 1933 and 1949. en. Tarvittavat keskiläpimitta ja -pituus on laskettu kaan. Tässä arvioinnissa oli perustana hoidetun OMT- runkoluvulla painotettuna aritmeettisena keskiarvona. rauduskoivikon valtaläpimitan (D13) ja iän välinen Valtaläpimitta on hehtaarikohtaisen sadan paksuim- riippuvuus Itä-Hämeessä. Verhopuuston kuutiomäärän man puun läpimittojen ja valtapituus on niiden pituuk- ja rakenteen selvittämiseksi vuosina 1933 ja 1949 edellä sien aritmeettinen keskiarvo. esitetty menetelmä on kuitenkin karkea. Arvio verhopuuston (koivikon) kuutiomäärästä vuo- Koealoilta kertyneet mittaustulokset esitetään seu- sille 1933 ja 1949 perustui v. 1954 tapahtuneeseen kan- raavassa yleensä kulloisenkin runkoluvun funktiona, toläpimittojen mittaukseen. Kantoläpimitoista määri- Tiheyden vaikutusta analysoidaan graafisesti muuttujit- tettiin rinnankorkeusläpimitat Laasasenahon tain, jolloin kyseisen muuttujan koealakohtainen keski- (1975, s. 7) laatimalla yhtälöllä. Puiden kuutiomäärien arvo on havaintoarvona. Usein tarkastellaan metsikön arviot saatiin sitten rinnankorkeusläpimittaluokittain puustotunnusten kehitystä myös ajan funktiona. Tulok- Laasasenaho (1975, s. 5) tutkimuksesta ja kuu- sia analysoidaan verbaalisesti ja verrataan niitä kirjalli- tiomäärän jakauma tavaralajeihin rinnankorkeusläpi- suustietoihin. Verbaalista tulosten tulkintaa on pidetty mittaluokittain Metsäntutkimuslaitoksen metsänarvioi- tarkoituksenmukaisena siksi, että koealojen puuston misen tutkimusosaston kenttätyöohjeista. Verhopuus- historiallinen kehitys on ollut tiedossa metsikön perus- tan koivujen jakauma rinnankorkeusläpimittaluokkiin tamisesta lähtien. Tilastollisten parametrien käyttöä ei istutusvuonna 1933 arvioitiin vuoden 1954 mittausta- ole pidetty aiheellisena, koska kokeen järjestelystä jo si- [oksista Koiviston (1966, s. 7) esittämän läpimi- nänsä tiedetään aiheutuneen eroja koealojen puustojen tan ja keskimääräisen iän välisen riippuvuuden mu- kehitykseen. 3. PUUSTON TUNNUKSET 31. Verhopuusto mattavasti enemmän kuusten kasvua. Tau- lukossa 1 (s. 10) esitetään arvio verhopuus- Alueella ennen kokeen perustamista Ollut ton kuutiomäärästä ja sen rakenteesta istu- metsä oli 25-vuotiasta koivua ja harmaalep- tusvuonna 1933 ja v. 1949, jolloin verho- pää. Näitä puita jätettiin verhopuiksi, koe- puusto poistettiin. aloja 713, 714, 715, 717 ja 718 lukuun otta- Istutusvälikokeen kannalta on ollut hai- matta. Alkuperäisenä kokeen tarkoituksena tallista, että verhopuut poistettiin vasta 16 oli tutkia istutusvälin ohella verhopuiden vuotta istutuksen jälkeen ja, että ne jakautui- vaikutusta viljelykuusikon varhaiskehityk- vat epätasaisesti koealojen kesken. Verho- seen. Tältä osin Heikinheimo (1941) puita oli eniten koealoilla 744 ja 740, joilla on julkaissut tulokset. Todettakoon tässä kuusikon kasvu on tämän takia hidastunut, vain lyhyesti, että koivu haittasi leppää huo- Kuvassa 3 (s. 11) on vertailtu verhopuus- Taulukko 1. Arvio verhopuuston kuutiomäärästä ja sen rakenteesta vuosina 1933 ja 1949. Table 1. Estimated volume of the shelterwood and its structure in 1933 and 1949. Koealan numero Number of the sample plot Istutusvuosi 1933/Planting year 1933 Kuutiomäärä, k-m 3 /ha— Volume Verhopuuston poistovuosi 1949/ Cutting year 1949 .. x ,, of the shelterwood Kuutiomäärä, k-m 3 /ha — Volume Tukkipuuta Sawnwood Kuitupuuta Pulpwood Hakkuutäht. Wastewood Yhteensä Total Tukkipuuta Sawnwood Kuitupuuta Pulpwood Hakuutäht. Wastewood Yhteensä Total 713 714 715 717 718 739 740 741 743 744 762 763 764 765 766 6 24 6 8 12 32 54 17 17 44 15 28 9 16 35 3 4 3 3 4 18 86 29 36 83 18 100 32 42 100 10 45 38 31 38 40 8 3 5 7 11 4 5 6 8 7 20 17 8 13 68 145 74 84 145 6 30 10 62 57 22 3 42 40 11 Kuva 3. Kuusen kokonaistuotos (mVha) metsikön 21 vuoden ikään mennessä ja sen riippuvuus 6 vuotta aiemmin poistetun verhopuuston kuutiomäärästä koealoittain. Figure 3. Yield of Norway spruce stand at age 21 years and its dependence of the volume of a six years before clear cut shelterwood by study plots. ton hakkuuvuonna (1949) olleen kuutiomää rän ja kuusen vuoteen 1954 mennessä kerty neen tuotoksen (mVha) välistä riippuvuut ta koealoittain. Koivuverhopuuston alla kuusen kuutiomäärän kehitys on jäänyt sel västi pienemmäksi kuin avomaalla ja leppä verhopuuston alle istutuksissa. Leppäverho puuston alla kuuset ovat kehittyneet no peimmin. Koealan 762 kuutiomäärän kehitys on kuitenkin ollut tässä suhteessa poikkeuk sellinen. Kuutiomäärän kehitys tällä koea lalla on ollut hidasta pienen kasvutiheyden vuoksi. Avomaalle istutuksissa erot kuutio määrän kehityksessä eri koealojen välillä ovat olleet pienimpiä. Koivuverhopuusto on aiheuttanut viljely kuusikon kasvun hidastumista siinä määrin, että verhopuuston alla kasvaneiden kuusten kuutiomäärä on 25—50 mVha pienempi kuin avomaalle istutettujen noin kahden kymmenen ensimmäisen kasvatusvuoden ai kana. Kuutiomäärän kasvussa tämä merkit see keskimäärin 1,0—2,5 mVv eroa cm. ajanjakson aikana koivuverhopuuston alla kasvaneiden tappioksi. Leppäverhopuusto ei näytä haitanneen kuusten kehitystä; pikem minkin kuutiomäärän kasvu on ollut näillä koealoilla hieman suurempi kuin avomaalle istutuksissa. Lepän tunnettu maaperän ra vinteisuutta parantava sekä toisaalta pinta kasvillisuutta kurissa pitävä vaikutus on il meisesti hieman lisännyt kuusen kasvua si ten, että varjostuksen aiheuttama haitta on kompensoitunut. Kuva 4. Runkoluvun keskimääräinen kehitys eri is tutustiheysluokissa vuosina 1954—1970, kun koealoja on harvennettu vuosina 1955, 1965 ja 1970. Figure 4. Average development of the number of stems in different planting density classes in 1954—1970. when study plots are com mercially thinned in 1955, 1965 and 1970. Tässä kuusen kasvatuskokeessa saadut tulokset koivu- ja leppäverhopuuston vaiku tuksesta kuusen kasvuun ovat yhdenmukai sia aiemman tietämyksen kanssa ja nämä tulokset näin ollen vahvistavat varhempia käsityksiä (esim. Kalela 1936 ja Hei kinheimo 1941). 32. Runkoluku Runkoluvun kehitykselle eri koealoilla on ollut ominaista, että istutusvaiheessa esiinty neet suuret erot ovat tasoittuneet ensim mäisten vuosikymmenien aikana. Tosin luontaisen poistuman lisäksi runkolukua ovat supistaneet etenkin harvennushakkuut. Puiden iän ollessa 46 vuotta (1975) oli suu rimman ja pienimmän istutustiheyden väli nen runkoluvun ero enää keskimäärin 380 kpl/ha (kuva 4, s. 11). Istutus on onnistunut hyvin, koska tai mien kuolleisuus oli, kuten todettiin, ensim mäisen viiden vuoden aikana keskimäärin vain n. 5%. Vuosien 1938 ja 1954 välillä puiden luku on pienentynyt luontaisen har venemisen ja mahdollisesti verhopuiden kaa- 12 Kuva 5. Koealojen puiden keskimääräinen rinnankorkeusläpimitta 26, 36 ja 46 vuoden iässä. Figure 5. Average diameter breast heigh by study plots at tree ages 26, 36 and 46 years. Don ja korjuun takia eniten (keskimäärin 470 kpl/ha) tiheimpään istutetuilla koealoil la. Sen sijaan tällöin kahdella koealalla (is tutusväli 2,7 x 2,8 m) ja yhdellä koealalla (is tutusväli 2,25 x 2,25 m) puuluku on lisäänty nyt hieman yli istutusmäärän; istutuksen jälkeen on näin ollen syntynyt luontaisesti taimia. Luontaiset taimet vaikuttavat varsin kin ensimmäisen mittauksen (1938) tuloksiin siten, että lähinnä alhaisimman istutustihey den puustotunnukset ovat pienentyneet. Valtaosa näistä ylimääräisistä puista on poistettu todennäköisesti ensiharvennukses sa. Koealalla 740 (viljelytiheys 1 250 kpl/ha), jolla oli vuonna 1954 seitsemän puuta enem män kuin alunperin istutettiin, on harven nettu niin säästeliäästi, että sillä vieläkin (1975) oli yksi puu enemmän kuin istutet tiin. Viljelytiheyksillä 5 000 kpl/ha ja 3 750 kpl/ha ovat runkoluvut pienentyneet har vennushakkuiden takia erityisen selvästi. Ensiharvennuksessa ensin mainitusta tihey destä on poistettu puita keskimäärin 1 600 kpl/ha ja jälkimmäisestä keskimäärin 1 100 kpl/ha. Runkoja on siis ollut jäljellä tämän 13 jälkeen, kun istutuksesta on kulunut 23 vuotta, enää 53 % ja 58 % viljelymäärästä. Vastaavat luvut ovat nykyään (1975) 27 % ja 32 %, eli suurimmalla istutustiheydellä pe rustetuilla koealoilla on lähtöpuuluvusta jäl jellä noin neljäsosa. Sen sijaan väljimmässä asennossa puita on nykyisin (1975) jäljellä 75 % viljelymäärästä. Runkoluvun pienene minen keskimäärin eri istutustiheyksissä vuosina 1954—1970 on esitetty kuvassa 4 (s. 11). 33. Rinnankorkeusläpimitta Rinnankorkeusläpimitan keskimääräisen kehityksen riippuvuutta kasvatustiheydestä tarkastellaan koealoittain kolmen mittaus kerran perusteella. Rinnankorkeusläpimitat mitattiin vuosina 1955, 1965 (harvennuksen jälkeen) ja 1975. Keskimääräisen rinnankor keusläpimitan ja kasvatustiheyden välinen riippuvuus koealoittain mainittuina ajan kohtina puiden ikänä ilmaistuna on esitetty kuvassa 5 (s. 12). 26 vuoden iässä rinnankorkeusläpimitat ovat saavuttaneet likimain saman tason kas vatustiheyksissä alle 2 500 runkoa/ha. Tätä suuremmissa kasvatustiheyksissä kasvutilan puute näyttää hidastaneen läpimitan kas vua. Kyseisissä viljelykuusikoissa 2 000— 2 500 runkoa hehtaaria kohden näyttää käyttävän koko kasvutilan hyväkseen noin 20 vuoden iässä. Koealoilla, joilla kuusen taimet istutettiin koivuverhopuuston alle, puiden rinnankor keusläpimitat ovat keskimäärin jääneet jäl keen muista koealoista. Rinnankorkeusläpi mitan kasvun jälkeenjääneisyys on selvintä koealoilla, joilla oli eniten verhopuustoa (koealat 740 ja 744). Erot jälkeenjääneisyy dessä korostuvat taimikon perustamistihey den pienetessä. Suurimmillaan ero koivuver hopuusto- ja muiden koealojen keskimääräi sen rinnankorkeusläpimitan välillä oli 6 cm eli tässä suhteessa parhaalla koealalla (763) keskimääräinen rinnankorkeusläpimitta oli kaksinkertainen huonoimpaan verrattuna. Koealojen väliset erot keskimääräisessä rinnankorkeusläpimitassa ovat lisääntyneet vuoteen 1965 mennessä edellisestä mittaus kerrasta eli 10 vuodessa. Erojen lisääntymi nen johtuu lähinnä siitä, että harvennuksis sa vuosina 1955 ja 1965 on poistettu pääasi assa pieniläpimittaisimpia puita. Rinnan korkeusläpimitan kasvu on ollut nopeinta väljimmässä kasvatusasennossa. Kasvatusti heys yli 1 200 runkoa hehtaarille näyttää hi dastavan keskiläpimitan kasvua metsikön iän ollessa 32 vuotta. Koivuverhopuuston al le istutetut kuuset ovat kuten ensimmäisenä kin mittausajankohtana läpimitan kehityk sessä selvimmin jäljessä. Koealojen välillä ei näytä tapahtuneen oleellisia muutoksia keskimääräisen rinnan korkeusläpimitan kehityksessä kymmenvuo tiskautena 1965—1975, vaikka koealoja har vennettiin vuonna 1970. Läpimitat ovat li sääntyneet 3—4 cm mainittuna tarkastelu kautena, mikä on johtunut kasvun ohella myös siitä, että harvennuksessa vuonna 1970 poistettiin pieniläpimittaisinta puustoa. Kes kimääräinen rinnankorkeusläpimitan kasvu näyttää hidastuvan metsikön iän ollessa 42 vuotta, kun kasvatustiheys on noin 1 000 runkoa hehtaaria kohden. Kuvassa 5 nähdään niin ikään se, että keskimääräiset rinnankorkeusläpimitat ovat koivuverhopuustoisilla koealoilla vuonna 1975 likimain saman suuruiset kuin nopeim min kehittyneillä muilla koealoilla vuonna 1965. Koivuverhopuuston alle istutetuilla koealoilla kuusen läpimitan kasvu on jäänyt likimain 10 vuotta jälkeen parhaiten kasva neista koealoista. Kuvassa 6 (s. 14) on esitetty keskimääräi set rinnankorkeusläpimitat ja niiden vaihte lualue kaikilla koealoilla puiden iän funkti ona. Läpimitan kehitystä näillä koealoilla on lisäksi verrattu Cajanderin (1933) mittaustuloksiin. Rinnankorkeusläpimitan kasvu on ollut tarkastelukautena keskimää rin erittäin nopeata. Rinnankorkeusläpimit tojen vaihtelualue on lisääntynyt iän myötä, mikä johtuu luonnollisesti siitä, että tiheys erot ovat vaikuttaneet erilaiseen läpimitan kasvuun. Vaihtelualueen ylärajaa edustavat väljimmässä kasvaneet koealat ja alarajaa ti heimmässä metsikön alkuvaiheessa verho puuston alla kasvaneet koealat. Rinnankor keusläpimitan kasvu Cajanderin ai neistossa viittaa vahvasti siihen, että metsi köiden tiheys tuon vertailuaineiston metsi köissä on ollut 30 vuoden kasvatusjakson jälkeen suurempi kuin tässä aineistossa (vrt. kuva 6, s. 14). Perustamistiheyden vaikutuksesta kuusen rinnankorkeusläpimitan kasvuun tutkijat ovat saaneet edellä esitetyn kanssa yhden suuntaisia tuloksia (esim. Braa th e 1952, Wiks te n 1965, Sjolte-Jor 14 Kuva 6. Keskimääräinen rinnankorkeusläpimitta ja sen vaihtelu koealoilla iän funktiona. Figure 6. Average diameter at breast height and its deviation on the study plots as a function of age. gen se n 1967). Läpimittaerot tiheysluok kien kesken syntyvät pääosin metsikön en simmäisten vuosikymmenien aikana. Läpi mittojen myöhempi kasvu riippuu tämän jälkeen metsikön käsittelyn voimakkuudes ta. 34. Pohjapinta-ala Nykyisen (1975) ja harvennuksissa poiste tun puuston pohjapinta-alat on esitetty istu tustiheysluokittain ja koealoittain kuvassa 7 (s. 14). Siitä nähdään, että tarkasteluajan kuluessa kertynyt pohjapinta-ala on sitä suurempi, mitä suurempi perustamistiheys on ollut. Nykypuuston pohjapinta-alat vaih televat 32—42 m 2 /ha välillä ja ne ovat liki main riippumattomia alkuperäisestä tihey destä. Harvennuksissa on poistettu tiheim pään istutetuilta koealoilta pohjapinta-alas ta yhteensä 10—15 m 2/ha, mikä vastaa 30—45 % nykypuuston pohjapinta-alasta. Pohjapinta-alasta on harvennuksissa poistet tu aina sitä vähemmän, mitä väljemmästä alkuperäisestä istutustiheydestä on ollut ky se. Väljimmissä istutuksissa on harvennettu Kuva 7. Harvennuksissa poistetun ja 46 vuoden iässä olevan puuston pohjapinta-alat koealoittain. Figure 7. Basal areas of commercial thinnings and the stand at age 46 years by study plots. 5—15 % nykypuuston pohjapinta-alasta lu kien. Pohjapinta-alat ylittivät Keskusmetsälau takunta Tapion normit (Tapion taskukirja 1975, s. 133). Valtapituuden ollessa 20 m (vrt. kuva 8, s. 15) harvennus suositellaan tehtäväksi pohjapinta-alaan 23—27 m 2/ha riippuen harvennuskertojen lukumäärästä. On kuitenkin muistettava, että Tapion nor mit on laadittu luontaisesti syntyneille met siköille. Viljelymetsiköiden normit voivat ol la luontaisia suurempia. Pohjapinta-alat ylittävät siis tämän normin 5—15 m 2 :llä hehtaaria kohti. Tarkasteltavina olevien koealojen pohjapinta-alat ovat niin ikään suuremmat kuin Cajanderin (1933, s. 24) viljelykuusikoissa. Niissä pohjapinta-ala oli keskimäärin 33,0 m 2/ha vastaavalla kasvupaikalla 45 vuoden iässä. Kirjallisuustiedot perustamistiheyden vai kutuksesta pohjapinta-alan kasvuun ovat sa manlaisia tämän tutkimuksen tulosten kans sa. Pohjapinta-alat lisääntyvät likimain line aarisesti tiheyden funktiona, eikä tähän riip puvuuteen näytä vaikuttavan puulaji, kasvu paikka eikä kehitysluokka (Bra a t h e 1952, Cromer & Pawsey 1957, Wiksten 1965, Sjolte-Jorgen sen 1967, Evert 1971, Eriksson 1976). Ensimmäiset harvennukset tasaavat perustamistiheydeltään erilaisten metsikkö jen pohjapinta-alarajoja (Kjersgard 1964). Tasaantuminen on havaittavissa myös tämän aineiston perusteella. 35. Valtapituus Valtapituuden kehitystä on tarkasteltu kymmenvuotiskausittain eri koealoilla ku 15 Kuva 8. Koealojen puiden valtapituus 26, 36 ja 46 vuoden iässä. Figure 8. Dominant heights by study plots at ages 26, 36 and 46 years. vassa 8 (s. 15). Valtapituuden kehitys on ol lut likimain riippumaton kasvatustiheydestä koealojen puiden 26 ensimmäisen ikävuoden aikana. Verhopuustokoealoilla valtapituus on jäänyt enimmillään 4 m jälkeen parhai ten kasvaneista koealoista. Seuraavan kymmenvuotisjakson aikana valtapituus on kehittynyt likimain yhtä no peasti kussakin kasvatustiheydessä. Valtapi tuuden riippuvuutta kasvatustiheydestä ei siis voida havaita samalla tavalla kuin keski määräisen rinnankorkeusläpimitan osalta (vrt. kuva 5, s. 12). Valtapituus on kasvanut mainitun kymmenvuotisjakson aikana kes kimäärin 51 cm vuodessa näillä koealoilla. Cajanderin (1933, s. 18) mukaan vilje lykuusikon valtapituuden kasvu vastaavissa olosuhteissa ja iässä on ollut keskimäärin 55 cm vuodessa. Puiden ikäjakson aikana 36 vuodesta 46 vuoteen valtapituuden kasvu on ollut vielä jonkin verran suurempi kuin edellisenä ajanjaksona. Vuotuinen pituuskasvu on ol lut keskimäärin 54 cm. Cajanderin aineistossa valtapituuden kasvu on samana ikäkautena ollut edellistä 10 cm pienempi. Kuvasta 10 (s. 16) havaitaan edelleen se, että mainitun vertailuaineiston runkoluku on ol lut tuona tarkastelukautena 2 000—2 500 kpl/ha. Se on ollut siis selvästi suurempi kuin Turvan tilan koealoilla. Väljimmässä asennossa olevilla koealoilla valtapituuden 16 Kuva 9. Valtapituuden keskimääräinen kehitys ja sen vaihtelu koealoilla iän mukaan. Figure 9. Average growth of the dominant height and its deviation on the study plots by age. kasvu on ollut nopeinta siten, että alle 1 000 runkoa hehtaarilla olevilla koealoilla (3 kpl) vuotuinen kasvu on ollut keskimäärin 61 cm. Kasvatustiheyden ja valtapituuden kas vun välillä ei kuitenkaan voida Turvan tilan aineiston perusteella havaita selvää positii vista riippuvuutta tämän ikäjakson aikana. Koealojen puuston keskimääräinen valta pituuden kehitys ja sen vaihtelu iän funkti ona on esitetty kuvassa 9 (s. 16). Koealojen väliset lähinnä verhopuustosta johtuvat erot valtapituuden kehityksessä taimistovaihees sa eivät tasoitu vaan pikemminkin hienok seltaan lisääntyvät iän funktiona. Valtapi tuuden kasvu ei myöskään näytä vielä vä hentyvän puiden iän ollessa 46 vuotta. Valtapituus on kehittynyt nopeimmin väl jissä ja väljähköissä kasvatusasennoissa (is tutustiheydet 1 250—2 500 tainta/ha) ja hi taimmin koivuverhopuustoa kasvaneilla koe aloilla. Nopeimmin ja hitaimmin kasvanei den koealojen puustojen välinen ero valtapi tuudessa on 5,0—5,5 m, mikä merkitsee B—lo8—10 vuoden pituista ajallista jälkeenjää neisyyttä puuston 46 vuoden biologiseen ikään mennessä. Kuvassa 9 (s. 16) on esitetty myös valtapi tuuden keskimääräinen kehitys ja sitä on verrattu Cajanderin (1933, s. 18) esit tämiin vastaaviin tuloksiin. Caja n d e - ri n esittämä valtapituuskäyrä alkaa 40 vuoden iän ohitettuaan jäädä jälkeen kuvas sa 9 esitetystä. 45 vuoden iässä keskimää räisten valtapituuksien välinen ero on 1,0 m. Onkin todennäköistä, että Cajanderin aineistona olevien metsiköiden ylitiheys ja metsiköiden harventamattomuus ovat alka neet hidastaa valtapituuden kehitystä 40 ikävuoden jälkeen. Istutustiheys on ollut Cajanderin OMT-istutuskuusikoissa niitä perustettaessa keskimäärin 5 300 tainta hehtaaria kohden. Tiheys on aineistossa vaihdellut 2 500— 9 000 kpl/ha välillä. Vuokila (1956, s. 51) onkin päätellyt Cajanderin aineis ton pohjapinta-alojen perusteella, että "hak kaukset muodostuvat verraten lieviksi näissä viljelykuusikoissa, koska niiden perustami nen on aiheuttanut omistajalle suoranaisia kustannuksia. Viljelykuusikko on omistajal leen arvokkaamman tuntuinen kuin luontai sesti syntynyt metsikkö, josta syystä sitä säästetään usein metsikköä vahingoittavalla tavalla". Kuva 10. Runkoluvun kehitys iän mukaan Cajan derin (1933) viljelykuusikkoaineistossa ja Vuokilan (1956) hoidetuissa kuusikois sa. Figure 10. Development of the number of stems by age in Cajanders (1933) cultivated spruce stands and in Vuokila s f 1956) man aged spruce stands. 17 3 127802169 L Kuvan 10 (s. 16) laadinnan perusteista on todettava, että Cajanderin (1933) tut kimusraportissa ei suoranaisesti esitetä tie toja aineistona olleiden metsiköiden runko luvuista. Kuvassa 10 esitetty runkoluvun ja iän välinen käyrä on laskettu pohjapinta alojen ja keskiläpimittojen perusteella. Pui den keskiläpimitat eri ikävaiheissa on muunnettu edelleen pohjapinta-aloilla pai notetuiksi siten, että Cajanderin vilje lykuusikoiden rinnankorkeusläpimittojen ja kaumien on oletettu olleen samanlaisia kuin nykyisten harventamattomien viljelykuusi koiden (Metsäntutkimuslaitoksen metsänar vioimisen tutkimusosaston mittaustietoja). Usein on esitetty, että puiden välinen kil pailu kiihottaa pituuskasvua (esim. Vuo kila 1956, s. 54). Kilpailusta johtuvan pi tuuskasvun tulisi olla sitä suurempi mitä vä hemmän puilla on kasvutilaa käytettävä nään. Tämän tutkimuksen mittaustulokset eivät kuitenkaan tue mainittua kilpailuteori aa. Pikemminkin näyttää siltä, että väljä kasvuasento luo puuyksilöille paremmat kasvuedellytykset kuin tiheä, jolloin myös pituuskasvu lisääntyy. V a 1 i a h o (1971, s. 23) ei myöskään voinut osoittaa kilpailuteki jän vaikuttavan nuoren (valtapituus 7—9 m) kuusikon pituuskehitykseen. Vuokilan (1956, s. 53) mukaan "luontaisesti syntynyt hoidettu kuusikko ky kenee kuitenkin kiihdyttämään pituuskas vua siinä määrin, että viljelykuusikon etu matka vähitellen pienenee hävitäkseen ko konaan 60—70-vuotiaissa metsiköissä". Vil jelykuusikon paremmuus häviää siten verra ten aikaisessa vaiheessa luontaisesti synty neeseen, hoidettuun kuusikkoon verrattuna. Vuokila on verrannut aiemmin mainitun Cajanderin tutkimuksen tuloksia omiinsa. Vuokilan hoidettujen, luon taisesti syntyneiden kuusikoiden runkoluku on kuitenkin ollut, kuten kuvasta 10 (s. 16) ilmenee, 50 ikävuodesta alkaen pienempi kuin vertailtavina olevien Cajanderin viljelykuusikoiden. Cajanderin aineis ton kuusikoiden kehitys onkin mitä ilmei simmin alkanut taantua ylitiheyden vuoksi 40 ikävuoden jälkeen, minkä seurauksena mm. valtapituuden kasvu on hidastunut. Vuokilan (1956) tekemät päätelmät luontaisesti syntyneiden hoidettujen ja vilje lyllä perustettujen kuusikkojen valtapituu den erilaiseen kehitykseen johtaneista syistä aiheutunevat juuri eroista kasvatustiheyksis sä. Metsikön syntytavalla ei sinänsä ole enää merkitystä kasvueroihin 60 vuoden kasva tusjakson jälkeen. Eri tavoin ja tiheyksin syntyneiden ja kasvaneiden kuusikoiden ke hityksestä on kuitenkin verraten vaikea teh dä pitkälle meneviä päätelmiä käytettävissä olevien aineistojen ja tutkimustulosten pe rusteella. Vuokila (1975) on tutkinut myös har vennuksen voimakkuuden vaikutusta 31— 40-vuotiaan istutuskuusikon kehitykseen. Käsittelyn vaikutusta tutkittiin 12 vuoden ajan. Ennen käsittelyä puuston runkoluku koealoilla oli keskimäärin 2 500 kpl/ha. Valtapituuden kasvu keskimäärin eri kasva tustiheyksissä edellä mainitun jakson aikana on esitetty seuraavassa asetelmassa. Valtapituuden kasvu on ollut sitä nope ampaa, mitä väljemmässä kasvatusasennos sa puut ovat kasvaneet. Havaittujen erojen merkitsevyyttä ei Vuokilan (1975, s. 13) mukaan kuitenkaan voida aineiston pe rusteella tilastomatemaattisesti todistaa. Hamilton (1976) on niin ikään tutki nut harvennusvoimakkuuden vaikutusta kuusen metsikkötunnusten kehitykseen. Skotlannissa suoritetut kokeet osoittavat, et tä väljässä asennossa puut saavuttavat suu remman valtapituuden kuin tiheässä. Erot valtapituuksissa olivat tilastollisestikin mer kitseviä. Hamiltonin (1976) Bowmon tin kokeissa kuuset saavuttivat seuraavassa esitetyt valtapituudet 63 vuoden iässä eri ti heysasteisiin harvennetuilla koealoilla. Lisäksi on huomattava, että valtapituuk sien erot eri tiheysasteiden välillä ovat li sääntyneet iän mukana. Onkin aivan ilmeis tä, että myös kotimaisissa Vuokila (1975) tutkimusaineiston Nynäsin kuusikois •510 860 330 070 14,76 14,76 14,% 14,95 19,65 19,94 20,41 20,44 4,8' 5.1) 5,4; 5,4' nheys, 1 !200 .100 700 300 kpl Valtapit 19,65 20,25 20,87 21,65 tuus. 18 sa valtapituuksien erot muodostuvat ajan mittaan tilastollisesti merkittäviksi. Tiheyden vaikutuksesta valtapituuden kasvuun on esitetty edellisen kanssa vastak kaisiakin tuloksia. Hamiltonin ja Christien (1974) mukaan metsikön pe rustamistiheydellä ei ole suurta vaikutusta kuusen valtapituuden kehitykseen. Tiheys näyttää mainitun julkaisun mukaan lisäävän kuusella valtapituutta jonkin verran, joskin erot valtapituuksissa ovat kiertoajan kulues sa alle 0,5 metriä. Männyllä pituuskasvu sen sijaan näyttää lisääntyvän tiheyden kasvaessa. Persso n i n (1976) tulokset Ruotsissa eri tiheyksiin perustetuilta männyn koealoilta puolestaan osoittavat, että valtapituus on kehittynyt sitä nopeammin mitä tiheämpi alkupuusto on ollut. Nämä valtapituudet on esitetty 70 vuo den ikään mennessä seuraavassa jaotelmas sa: Tiheyden vaikutus valtapituuteen on myös sama käsittelemättömissä ja harvennetuissa metsiköissä. Tiheydestä aiheutuvat erot val tapituudessa syntyvät yleensä valtapituuden ollessa 6—B mja ne säilyvät tämän jälkeen. Hamilton ja Christie (1974) oyat esittäneet mahdollisena selityksenä pi tuuseroihin sen, että puut kykenevät taimis tovaiheessa tukahduttamaan kilpailevan muun kasvillisuuden sitä paremmin, mitä ti heämmässä ne kasvavat. Eriksson (1976) on laatinut kuten cm. Hamilton ja Christiekin tuotostaulukot kuuselle. Myöskään Erikssonin mukaan perustamistihey dellä ei ole oleellista vaikutusta valtapituu den kehitykseen kiertoajan kuluessa. Sen sijaan Wikst e n i n (1965) mu kaan väljimpään istutetut kuuset saavuttivat suurimman valtapituuden ja eri tiheysastei den erot valtapituuksissa pysyivät likimain muuttumattomina kiertoajan kuluessa. Cromer ja Pawsey (1957) ovat saa neet Austraaliassa radiata-männyllä tuloksen tilastollisesti merkitsevänä kun metsikön ikä on 15 vuotta. Eklundin (1956) tulokset männyn valtapituuden kehi tyksestä Ruotsissa osoittavat niin ikään, että väljässä kasvuasennossa puut kehittyvät pi simmiksi. Tämä tulos on ristiriidassa edellä esitetyn ruotsalaisen Perssonin (1976) tulosten kanssa. Wambachin (1967) tulokset punamännyllä Yhdysvalloissa ovat Cromerin ja Pawseyn saamien kaltaisia ja niin ikään tilastollisesti merkit seviä. Tiheyden vaikutus valtapituuden kehi tyksen eroihin oli selvintä karuilla kasvupai koilla. Tutkijoiden toisistaan poikkeavat tulokset tiheyden vaikutuksesta valtapituuden kehi tykseen näyttävät riippuvan monista eri teki jöistä. Vaihtelua tuloksiin ovat ilmeisesti ai heuttaneet: — puulaji, — tarkasteltava ke hitysluokka, — erot puiden perinnöllisissä tekijöissä, — mikroilmastoerot, — kasvupai kan ravinteisuuserot ja — pysyvien koealo jen käyttö tiheystutkimusten aineistoina. Viimeksi mainittu aiheuttaa vaihtelua tu loksiin mm. siten, että pitkän koejärjestelyn aikana tuhot saattavat kohdistua eri tavoin koealoihin. Tuhojen lisäksi on myös muita ns. kontrolloimattomia tekijöitä, joiden vai kutusta valtapituuden kehitykseen ei saada selville. Valtapituuden analysoinnissa on myös oleellista puun pituuden mittaustark kuus. Kun käytettävissä olevat puun pituu denmittausmenetelmät eivät ole kovin tark koja, ei myöskään voida saada selville mah dollisia pieniä eroja pituuksissa eri koealo jen välillä. Perustamistiheydellä ei ilmeisestikään ole kuusen valtapituuden kehityksen kannalta oleellista merkitystä. Perustamistiheys vai kuttaa sen sijaan tutkijoiden lähes yksimieli sen käsityksen mukaan keskipituuden kas vuun siten, että väljässä asennossa keskipi tuus on suurempi kuin tiheässä (esim. Sjolte-Jorgensen 1967, Evert 1971). Tämä onkin selvää, koska tiheässä metsikössä suhteellisesti suurempi osa puis ta jää alistettuun asemaan kuin väljässä. Alistetussa asemassa olevat puut pienentä vät pituuden aritmeettista keskiarvoa. 36. Kapeneminen Puiden keskimääräistä kapenemista ja kasvu tiheyttä on tarkasteltu koealoittain ku vassa 11 (s. 19) puiden iän ollessa 36 (v. 1965) ja 46 (v. 1975) vuotta. Kapeneminen on laskettu läpimittojen Dj 3 ja D 5 erotuk sesta ja mainitut mittaukset on tehty keski Derustamistiheys, ;p!/ha 18000 6400 4400 1000 Valtapituus, m 25,3 25,3 24,3 24,1 19 Kuva 11. Puiden keskimääräinen kapeneminen koealoittain 36 ja 46 vuoden iässä metsikön tiheyden funktiona. Figure 11. Average taper of the trees by study plots at ages 36 and 46 years as a functions of stand density. määrin noin 20 koepuusta. Kukin kuvan 11 havaintopiste edustaa koealan koepuiden kapenemisen keskiarvoa. Kapeneminen osoittaa näin lähinnä rungon arvokkaimman osan — tyvitukin — kapenemista. Vuoden 1965 mittaustuloksista nähdään, että kapeneminen lisääntyy runkoluvun vä hetessä. Kapeneminen on ollut keskimäärin yksi senttimetri rungon juoksumetriä koh den metsikön puiden iän ollessa 36 vuotta. Tiheyden vaikutus kapenemiseen ilmenee entistäkin selvemmin silloin, kun tarkastel laan erikseen kutakin koealasarjaa. Avo maalle perustettiin koealat 713, 714, 715, 717 ja 718 koivuverhopuuston alle 739, 740, 741, 743 ja 744 ja leppäverhopuuston alle koealat 762—766. Kapeneminen on ollut suurinta hitaimmin kasvaneilla koivuverhopuuston alle perustetuilla koealoilla. Tämä johtunee lähinnä siitä, että näiden koealojen puuston kuutiomäärä on muihin verrattuna selvästi pienempi. Kymmenen vuoden kasvatusjakson jäl keen, jona aikana puustoa on harvennettu kaksi kertaa, kapeneminen on keskimäärin pienentynyt 25 % edellisestä mittauskerrasta ollen tällöin keskimäärin 0,75 senttimetriä juoksumetriä kohden. Kapenemisen vaihtelu koealojen välillä on niin ikään lievästi vä hentynyt. Koealoilla 739 ja 740 kapenemi nen suhteessa runkolukuun poikkeaa selväs ti muista havaintopisteistä. Tämä johtuu lä hinnä siitä, että näillä koealoilla tuotos on ollut selvästi pienin (vrt. kuva 13, s. 21). Kuvassa 12 (s. 20) on tarkasteltu edelleen keskimääräistä kapenemista koealoittain kuutiomäärän funktiona. Puiden iän ollessa 36 vuotta kuutiomäärän lisääntyminen vai kuttaa selvästi kapenemista vähentävästi, ts. kasvu keskittyy yhä enemmän puiden latva osiin. Vuosikymmenen kasvatuksen jälkeen kuutiomäärän vaikutus kapenemiseen näyt tää muuttuvan. Kun kuutiomäärä kohoaa yli 350 m 3 /ha, kapeneminen näyttää pysy vän likimain muuttumattomana kuutiomää rän lisääntyessä. Kuutiomäärän lisääntymi nen toisin sanoen näyttää huomattavalta osin tasoittavan perustamistiheyden vaiku 20 Kuva 12. Puiden keskimääräinen kapeneminen koealoittain 36 ja 46 vuoden iässä puuston kuutiomäärän funktiona. Figure 12. A verage taper of the trees by study plots at ages 36 and 46 years as a function of volume. tusta kapenemiseen. Perustamistiheydellä on kuitenkin merkityksensä kapenemiseen ainakin kuusikon neljän ensimmäisen vuosi kymmenen aikana, kuten seuraavasta jaotel masta havaitaan: Perustamistiheyden vaikutus kapenemi seen näyttää edellä olevan perusteella selväl tä, vaikka kuutiomäärän kasvu otetaankin samanaikaisesti huomioon. Mainittu vaiku tus ei ehkä kuitenkaan ole niin selvä ja suu ruusluokaltaan merkittävä kuin on todettu useimmissa tutkimusraporteissa (Braat h e 1951, Kjergärd 1964, Sti e 11 1964 ja Hamilton & Christie 1974). Mainituissa tutkimuksissa mittaukset on nimittäin tehty metsikön kehityksen al kuvaiheista eikä silloin, kun puustoa on tar koitus joko harventaa tai suorittaa pääte hakkuu. Perustamistiheyden vaikutus kape nemiseen riippuukin oleellisesti siitä, minkä rungon osan kapenemista ja missä metsikön kehitysvaiheessa sitä kulloinkin tarkastel laan. Esimerkiksi Kle m i n (1952) mu kaan noin 50-vuotiaassa kuusikossa perusta mistiheys oli vaikuttanut eri tavoin tyvi-, vä li- ja latvatukin kapenemiseen, mikä ilme nee seuraavasta jaotelmasta: Tyvitukin kapeneminen on riippunut vä hiten ja latvatukin eniten metsikön perusta mistiheydestä. Tämän tutkimuksen kapene misen aineisto koskee lähinnä tyvitukkia. Sen tulos on K 1 em i n esittämän kaltai nen. 3 erustamist tpl/ha 1250 »000 »500 1750 »00 tiheys, Kapeneminen, cm/m 36 v. 46 v. 1,15 0,89 0,99 0,75 1,01 0,78 0,92 0,70 0,88 0,63 1100 2500 4300 5700 0,61 0,63 0,53 0,60 0,54 0,90 0,69 0,67 0,60 0,57 1,56 1,34 1,19 1,05 1.10 21 Kuva 13. Puuston kokonaistuotos 26,36 ja 46 vuoden iässä koealoittain. Figure 13. Total cubic volume yield at ages 26, 36 and 46 years by study plots. Perustamistiheyden vaikutus kapenemi seen vähenee metsikön puuston järeytyessä. Tiheydestä johtuvat kapenemisen erot ta soittuvat iän mukaan ensin tyvitukeissa ja viimeksi latvatukissa. Näin ollen perustamis tiheyden kapenemiseroista johtuva vaikutus hakkuukypsän puun käyttöarvoon saha- ja vaneriteollisuudessa on ilmeisestikin verra ten vähäinen. Sjolte-jorgensenin (1967) mukaan kapenemiserot ovat niin vä häisiä, ettei niillä ole oleellista merkitystä metsikön kokonaistuoton kannalta. Persson (1976) on tutkinut eri tiheyk sin perustetun noin 70-vuotiaan männikön kapenemista 60 %:in ja 20 %:in korkeudelta mitattujen läpimittojen suhteella. Nämäkin tulokset, jotka on esitetty seuraavassa jaotel massa, tukevat edellä esitettyä käsitystä. Hamiltonin ja Christien (1974) mukaan metsikön perustamistiheys 3 erustamist ;pl/ha 18000 6400 4400 1100 tin heys, Muotosuhd d (60 %h) d (20 %h) 0,714 0,713 0,715 0,706 de, 22 vaikuttaa saman suuntaisesti ja yhtä voi makkaasti sekä männyn että kuusen kape nemiseen. Wambachin (1967) puna mäntyä käsitelleessä tutkimuksessa perusta mistiheys sen sijaan ei vaikuttanut kapene miseen. 37. Tuotos Kuusen kokonaistuotosta on tarkasteltu koealoittain kymmenvuotisjaksoin kuvassa 13 (s. 21). Luonnonpoistuma ennen ensim mäistä mittauskertaa (v. 1955) ei sisälly tuo tosmäärään. Samoin on verhopuuston laita (vrt. taulukko 1 s. 10). Koealojen tuotokset ovat vaihdelleet kah den ensimmäisen vuosikymmenen aikana riippumatta istutustiheydestä. Vaihtelu on johtunut lähinnä puiden alkukehitystä hait taavista verhopuista ja ilmeisesti myös tunte mattomista tekijöistä. Seuraavan kymmenvuotisjakson aikana näkyy jo se yleisesti tunnettu seikka, että ko konaistuotos lisääntyy kasvatustiheyden funktiona. Tämä merkitsee luonnollisesti si tä, että väljässä kasvatusasennossa puut ei vät täysin pysty käyttämään koko kasvutilaa hyväkseen. Koealojen tuotokset ovat vaih delleet 130—340 k-m 3 /ha välillä keskimää räisen tuotoksen ollessa 240 k-m 3 /ha, kun puusto on saavuttanut 36 vuoden iän. Tuotosmäärät ovat lisääntyneet viimeisim män kymmenvuotisjakson aikana edelleen siten, että kasvatustiheyden ja kokonaistuo toksen välinen positiivinen riippuvuussuhde on entisestäänkin korostunut. Kokonaistuo tokset vaihtelevat koealoilla 290—530 k-m 3/ha välillä ollen keskimäärin 410 k-m 3/ha, metsikön puuston iän saavutet tua 46 vuotta. Kuutiomäärän kasvu on siis ollut metsikön perustamisesta lukien keski määrin noin 10 k-m 3 /ha vuodessa. Koealo jen väliset erot kokonaistuotoksissa eivät pienene vaan pikemminkin hienokseltaan li sääntyvät. Koivuverhopuustoa kasvaneilla koealoilla kokonaistuotokset ovat jääneet selvimmin jälkeen ja leppäpuuston alle istu tetuilla koealoilla kuutiomäärät näyttävät kehittyneen ripeimmin. Kuvassa 14 (s. 22) on esitetty puuston ko konaistuotoksen iän funktiona tapahtunut kehitys ja sen vaihtelualue. Samaan kuvaan on niin ikään piirretty Cajanderin (1933) viljelykuusikoiden vastaava kuvaaja. Kumulatiivinen tuotos on lisääntynyt iän Kuva 14. Tuotoksen keskimääräinen kehitys ja sen vaihtelu koealoittain iän mukaan. Figure 14. Average development of yield and its devia tion on the study plots by age. funtiona metsikön kuutiomäärän saavutet tua 100 k-m 3 /ha likimain suoraviivaisesti. Tuotosmäärän suoraviivainen lisääntyminen iän mukaan merkisee sitä, ettei kuutiokasvu ole vielä tässä metsikön ikävaiheessa alka nut hidastua, ts. vuotuinen kuutiokasvu ei ole vielä kulminoitunut. Metsikön tuotoksen tutkimuksissa onkin tärkeä jakaa tarkastelu jaksoon ennen kasvun kulminoitumista ja sen jälkeen. Tässä työssä tarkastellaan siis ensin mainittua metsikön vaihetta. Cajanderin viljelykuusikoissa ko konaistuotos on ollut 30 ikävuoteen asti kes kimäärin edellä tämän tutkimuksen koealoi hin verrattuna. Tämän jälkeen tuotos on jäänyt jälkeen. Cajanderin viljelykuu sikoiden perustamistiheys on ollut keski määrin selvästi suurempi kuin tässä aineis tossa. Näitä metsiköitä on myös kasvatettu nykykäsityksen mukaan liian tiheinä. Näitä seikkoja on käsitelty jo aiemmin. Metsi kön alkuvuosikymmeninä tiheys on saanut aikaan nopean tuotosmäärän kehittymisen. Ylitiheys ja metsiköiden vähäiset harven nukset sekä hoitamattomuus ovat ilmeisesti myöhemmissä ikävaiheissa hidastaneet kuu tiokasvua. Kokonaistuotos on näin ollen jää 23 Taulukko 2. Kuusen vuotuinen kuutiokasvu kiertoajan kuluessa eri kasvupaikkaluokissa tiheysluokittain Eriks sonin (1976) mukaan Etelä-Ruotsissa. Table 2. Annual growth volume during a rotation on different sites by tree spacing before first thinning in South Sweden after Eriksson (1976). nyt jälkeen tämän tutkimuksen koealojen puustojen kehityksestä. Kuusi (Picea abies) on ollut Ever t i n (1973) mukaan tutkimuksissa "istutustihey den vaikutus tuotokseen" eniten tutkittu puulaji. Pohjoismaissa kuusen perustamis ja kasvatustiheyden vaikutusta tuotokseen ovat tutkineet mm. Bar s e t (1947), K 1 e m (1947), Braa t h e (1952), Ca r - bonnier (1954 ja 1964), Kiellän der (1956), Ekman (1958), Wiks t e n (1965), Vuokila (1975) ja E r i k s - so n(1976). Kuusella kuutiomäärän kokonaistuotos näyttää lisääntyvän vain vähän, kun perusta mistiheys ylittää 1 500 runkoa hehtaarilla. Tämä käy ilmi mm. Erikssonin (1976) laatimista kuusen tuotostaulukoista Etelä-Ruotsin olosuhteista. Näissä on tar kasteltu mm. samalla tavalla käsiteltyjen metsiköiden vuotuista kuutiokasvua kierto ajan kuluessa, kun metsikön tiheys ennen ensi harvennusta on ollut tiedossa. Seuraa vaan taulukkoon on kerätty yhteenveto Erikssonin tuotostauluista sekä las kettu prosentuaaliset suhteelliset vuotuiset 1) Kasvupaikkaluokat määritellään ruotsalaisen käy tännön mukaan puuston 100 vuoden iässä (H 100) saa vuttaman valtapituuden perusteella (Vuokila 1971). Kasvupaikkaluokassa G 36 kuusi siis saavuttaa 36 metrin valtapituuden 100 vuodessa ja tämä kasvu paikkaluokka on ravinteisuudeltaan ja ilmastovyöhyk keeltään paras Ruotsissa. Suomen kasvupaikkojen hy vyyttä kuvaavilla metsätyypeillä luontaisesti syntynyt kuusi saavuttaa seuraavat valtapituudet 100 vuoden iäs sä ( V v o k i 1 a 1971): OMaT 30 m OMT 27" MT 24" kuutiokasvut maksimaalisesta kuutiokasvus ta lukien eri tiheysluokissa. Taulukosta 2 (s. 23) havaitaan, että kuu tiokasvu kiertoajan kuluessa on lisääntynyt kaikissa kasvupaikkaluokissa tiheyden kas vaessa. Tiheyden suhteellinen vaikutus kas vuun eri kasvupaikkaluokissa näyttää olevan likimain samaa luokkaa. Vuotuinen kuutio kasvu kiertoajan kuluessa lisääntyy keski määrin noin 5 % tiheyden lisääntyessä 1 500 rungosta 9 000 runkoon hehtaarilla. Seuraavassa tarkastellaan lähemmin tau lukossa 2 esitettyjä tiheydestä riippuvia kuu sen kasvulukuja eri kasvupaikoilla periaate piirroksen (kuva 1 s. 6) hypoteesei hin verrattuina. Tiheys näyttää Eriks sonin aineiston mukaan vaikuttavan kasvuun eri kasvupaikkaryhmissä suhteelli sesti likimain saman verran (taulukko 2). Metsikön tiheydestä riippuvan kuutiomää rän kokonaiskasvun kuvaaja on kuusella muodoltaan erittäin loiva. Tiheyden suhteel linen vaikutus kuutiokasvuun on kaiken kaikkiaan kuusella likimain sama kasvu paikkaluokasta riippumatta ja kuusi saavut taa maksimikasvun vasta huomattavan suu rilla kasvutiheyksillä. Periaatepiirroksen ja taulukon 2 lukuarvojen vertailusta on kui tenkin huomattava, että Erikssonin kasvuluvut eri tiheysluokissa (tiheys ennen ensiharvennusta) tarkoittavat keskimääräis tä vuotuista kasvua kiertoajan kuluessa, kun metsiköiden käsittelyohjelma (harvennusten lukumäärä) on kussakin tiheysluokassa sa ma. Kun metsiköt ovat olleet taloustoiminnan piirissä ja niitä on jatkuvasti harvennettu, ei Runkoluku ennen ensi- harvennusta, kpl/ha Number of stems per ha before first thinning Kasvupaikkaluokka 1) Site class 1) G 36 G 32 G 28 G 24 lotuinen kuutiokasvu — Annual growth volu ne mVha % mVha % mVha % m J /ha % 1000 1500 2000 2.500 5000 7000 9000 13.5 13.5 13.5 13.9 14.2 14.3 94.4 94.4 94.4 97.2 99.3 100.0 10.9 11.0 10.9 11.3 11.6 11.7 93.2 94.0 93.2 96.6 99.1 100.0 8.2 8.2 8.3 8.4 8.5 8.5 96.5 96.5 97.6 98.8 1Q0.0 100.0 6.6 6.6 94,3 94,3 6.9 6.9 7.0 98,6 98,6 100,0 24 ole ollutkaan mahdollista todeta kuutiomää rän kokonaiskasvun optimia jollakin alku aan tietyllä kasvutiheydellä. Jos tarkasteltai siin käsittelemättömän metsikön kiertoajan mittaista kuutiomäärän kehitystä eri tiheys luokissa, kuutiomäärän kokonaiskasvu olisi mitä ilmeisimmin myös kuusikoissa vertail tavan periaatepiirroksen kaltainen, eivätkä taulukon 2 ja kuvan 1 sisältämät asiat olisi keskenään riistiriidassa. Ilmeisesti edellä kä sitellyn Cajanderin (1933) aineiston kuusikoiden vähäiset tai olemattomat har vennukset ovat aiheuttaneet kasvun kulmi noitumisen ylitiheyden seurauksena aikai semmin kuin harvennetuissa metsiköissä (vrt. kuva 14 s, s. 22). Taulukon 2 lukujen perusteella voidaan päätellä, että talousmetsänä kuusikko on il meisesti erilaisten käsittelyjen suhteen mu kautuva siten, että sen kuutiokasvu pysyy verraten hyvin vakiona laajalla tiheysvälillä. Vuokilan (1975) viljelykuusikoiden har vennuskokeiden tulokset ovat myös edellä esitetyn kanssa yhdenmukaisia. Tiheys vaikuttaa kuitenkin puulajeittain eri tavoin kuutiokasvuun, koska kullakin puulajilla on lajille ominainen aineenvaih dunta ja kyky käyttää valoa hyväkseen. Esi merkiksi kuusi ja mänty eroavat tässä suh teessa toisistaan. Luukkasen (1973) mukaan mänty kykenee käyttämään kuusta tehokkaammin valoa fotosynteesiin. Koko puun kannalta kuusi on kuitenkin kaiken kaikkiaan parempi yhteyttäjä heikossa va lossa kuin mänty, koska sillä on aina huo mattavasti enemmän neulasmassaa kuin männyllä. Perustamistiheydellä säädellään nimenomaan puiden tulevaa kasvutilaa ja näin ollen myös kunkin puun saamaa valon kokonaismäärää. Puulajin ominaisuuksilla reagoida valon määrään onkin keskeinen merkitys tarkasteltaessa tiheyskysymystä. Kuvassa 15 (s. 24) on tarkasteltu Par viaisen (1977) Etelä-Suomesta esittä mien tulosten perusteella kasvutilan vaiku tusta männyn vuotuiseen käyttöpuun (d j 3 > 6,5 cm) kasvuun suoritettaessa harvennus taimisto- ja riukuvaiheen metsiköissä. Tä män laajaan koeala-aineistoon perustuvan tutkimuksen tulokset osoittavat, että nuoris sa ensiharvennusvaiheen männiköissä vuo tuinen kasvu vaihtelee laajasti metsätyypil tään samallakin kasvupaikalla. Käyttöpuun kasvu ei näytä suoraviivaisesti lisääntyvän ti heyden funktiona. Parhaiten kasvaneilla Kuva 15. Tiheyden vaikutus männikön vuotuisen käyttöpuun kasvuun Etelä-Suomessa Par viaisen (1977) mukaan. Figure 15. The influence of tree spacing on the annual growth of merchantable pine timber in Southern Finland by Parviainen (1977). koealoilla tiheys näyttää vaikuttavan voi makkaimmin ja huonommin kasvaneilla heikoiten käyttöpuun kasvuun (vrt. kuva, 1 s. 6). Seuraavassa jaotelmassa on esitetty Parviaisen (1977) aineistosta laskettu na eri koealojen keskimääräinen vuotuinen käyttöpuun kasvu tiheysluokittain: Etelä-Suomen puolukka- ja mustikkatyy pin ensiharvennusikäisten männiköiden käyttöpuun kasvu näyttää siis saavuttavan maksimin kasvutiheydellä 2 000—2 500 run koa hehtaarilla. Kasvutiheydessä 1 500 kpl/ ha kasvu vähenee edellisestä 8 prosenttiyksi köllä ja tiheydessä 1 000 kpl/ha 26 prosent tiyksiköllä. Männyn kasvu näyttää pienene vän kasvutilan avartuessa enemmän kuin kuusen (vrt. taulukko 2, s. 23). Männyllä ti heyden pitäminen riittävän suurena metsän hoidon menetelmin onkin ilmeisesti tärke ämpää kuin kuusella. Kasvutiheydellä on vaikutusta kuusikon kehitykseen myös metsikön latvuston sul keutumisen ja kasvun kulmioitumisen jäl keen. Tätä kehitysvaihetta kyseessä oleva ai neisto ei edusta, kuten jo aiemmin on todet tu. Kuusikon on todettu huonontavan sul keutumisen jälkeen kasvuolosuhteitaan (Yli-Vakkuri 1959). Tämä heikkene Tiheys, kpl/ha 1000 1500 2000 2500 3000 Vuotuinen mVha 4.7 5.8 6.3 6.4 6,2 ;äyt1 töpuun kasvu, (%) 73 91 99 100 97 25 4 127802169 L minen johtuu siitä, että tiheä oksisto alentaa lämpötilaa kasvukauden aikana samoin kuin latvuston sateen pidätyskyky lisääntyy. Talvisin maahan satavan lumen määrä vä henee ja tästä aiheutuu maan routaantumi nen syvään. Mitä tiheämpi metsikkö on, sitä epäedullisemmiksi kasvuolosuhteet muuttu vat. Yli-Vakkuri on tulkinnut kasvu olosuhteiden heikentymisen heijastuvan sel västi kasvun äkillisenä kulminoitumisena. Kasvun kannalta yhteyttävän pinta-alan li sääntyminen siis toisaalta edistää kasvua ja toisaalta heikentäessään kasvuoloisuhteita hidastaa sitä. Näiden kahden vastakkaisen vaikutuksen johdosta kasvu ilmeisesti pysyy talousmetsissä likimain samalla tasolla laa jalla tiheysalueella, kuten myös taulukosta 2 (s. 23) havaitaan. 4. EDULLISUUTEEN VAIKUTTAVAT TEKIJÄT JA EDULLISUUSJÄRJESTYS 41. Edullisuuden kriteerit Metsikön perustamistiheyden vaikutusta kasvatuksen edullisuuteen voidaan tarkas tella monella tavalla. Kokonaishyödyn — ta loudelliset ja sosiaaliset hyötyvaikutukset — ja erikoistarpeiden tyydyttämisen huomioon ottamisessa on kyse metsien moninaiskäytöl lisestä tarkastelusta (Mikola 1975). Ta loudelliset hyötyvaikutukset voidaan edel leen jakaa yksityis- ja kansantaloudellisiin. Yksityistaloudellisissa puun kasvatuksen edullisuutta käsittelevissä tarkasteluissa yleensä on otettu huomioon vain rahassa mi tatut saavutetut tai saavutettavissa olevat tuotot suhteessa uhrattuihin panoksiin (esim. Keltikangas ja Tiililä 1968, s. 12, Metsänviljelykustannusten . .. 1971, s. 62). Kansantaloudellisissa edulli suuslaskelmissa voidaan tarkastella rahassa mitattavien panosten ja tuotosten lisäksi esim. energian käyttöä, työvoimaa ja tuotan nollisia kerrannaisvaikutuksia. Kansanta loudelliset ja yksityistaloudelliset tavoitteet saattavat siis poiketa toisistaan. Kansanta loudelliselta kannalta esim. puuntuotannon maksimointia perustamalla täystiheitä met siköitä pidetään yleensä tavoitteena. Yksi tyistaloudellisissa laskelmissa edullisuusjär jestys sen sijaan saattaa olla toinen, kun tar kastellaan pelkästään puunkasvatushank keen tulo- ja menoeriä. Tämän tutkimuksen taloudellisen osan tarkastelukulma on yksityistaloudellinen, ts. puun kasvatusta harjoittavan yrittä jän kannalta oleelliset kustannuserät ja tuo tot on otettu huomioon laskelmissa. Yrittä jän oletetaan saavan tulonsa puun myynnillä pystyyn ts. hakkuuoikeuden myynnillä (esim. Hämäläinen 1973, s. 7). Puun kasvat tajan tavoitteena on yksinomaan rahatulojen saanti puun myynneistä ja jatkuva maan hallussapito. Puunkasvatuksen vaihtoehtoisten tiheyk sien edullisuutta mitataan tässä tutkimuk sessa sekä sisäisen korkokannan menetel mällä että nykyarvomenetelmällä. Näiden klassisten partiaalimallien käytön perustei ta puunkasvatusinvestointien edullisuuslas kelmissa on selostanut Hämäläinen (1973, s. 48—58). Sisäisen korkokannan me netelmässä saatetaan investoinnin eri ajan kohtien tulo- ja menoerät keskenään vertai lukelpoisiksi tiettynä ajankohtana. Vertailu suoritetaan teknisesti siten, että menot ja tu lot saatetaan yhtä suuriksi joko prolongoi malla eli laskemalla korkoa korolle periaat teella niiden loppuarvo tai diskonttaamalla eli laskemalla korkoa korolle periaatteella niiden alkuarvo. Sisäisen korkokannan me netelmässä korkoprosentti, jolla tulot saate taan yhtä suuriksi menojen kanssa, saadaan käytännössä kokeilun tuloksena. Korkokan taa pidetään puunkasvatuksen investoinnis sa edullisuuden mittarina. Nykyarvomenetelmän perusajatuksena on se, että eriaikaiset menot ja tulot diskonta taan ennalta valitulla korkokannalla yhtei seen vertailuajankohtaan. Tässä tutkimuk sessa vertailuajankohtana on metsikön pe rustamisvuosi, -koska laskelmilla pyritään ni menomaan hankkimaan informaatiota istu tustiheyden vaikutuksesta metsikön kasva tuksen edullisuuteen.. Nykyarvot lasketaan 3—9 prosentin korkokantoja käyttäen. Sisäisen korkokannan menetelmää on ar vosteltu puun kasvatuksen edullisuusvertai lussa, koska näissä laskelmissa ei useinkaan ole otettu maan arvoa menoeräksi sen vaike an määriteltävyyden vuoksi (Saari 1968, s. 280). Näin varmasti onkin tilanteissa, jol loin halutaan verrata puun kasvatusta mvi 26 hm tuotannollisiin vaihtoehtoihin. Jos edulli suuslaskelmia tehdään erilaisten puunkasva tusmenetelmien keskinäiseksi vertailemisek si, sisäistä korkoa voidaan pitää kuitenkin käyttökelpoisena edullisuuden mittarina myös silloin, kun maan arvo ei sisälly laskel miin (Holopainen 1976, s. 73). Metsänviljelykustannusten toimikunnan mietinnössä (Komitean mietintö 1970: B 91) on otettu käyttöön käsite sisäinen osittais korko. Tällä tarkoitetaan cm. tavalla rat kaistua korkotekijää (sisäistä korkokantaa) investointilaskelmassa, jossa menoiksi ei ole otettu mukaan maan arvoa, veroja ja hallin tokuluja; ts. luonteeltaan kiinteitä kuluja. Myös tämän tutkimuksen edullisuustunnuk sena sisäinen korkokanta on tulkittava edel lä kuvatulla tavalla. Nykyarvoja laskettaessa ei myöskään ole otettu huomioon maan ar voa, hallintokustannuksia eikä veroja. Maan arvon, metsälön verojen sekä hal linnon vuotuiskulujen oletetaan olevan kus sakin puunkasvatuksen vaihtoehdossa yhtä suuria. Mainitut tekijät ovat laskelmissa luonteeltaan kiinteitä kustannuksia. Tämän tutkimuksen vaihtoehtoisten toimenpiteiden tarkastelu kohdistuu muuttuviin kustannuk siin ja tuottoihin. Edellisen vuoksi sisäisen korkokannan menetelmällä laskettuja pro senttilukuja ja nykyarvoja voidaan käyttää sellaisenaan vain ko. tehtävän asettelun puunkasvatuksen vaihtoehtojen keskinäises sä vertailussa. Jos laskelmissa olisi käytettä vissä tiedot myös kiinteistä kustannuksista, näin laskettuja tuloksia voitaisiin verrata suoraan pääoman sijoituksiin myös muussa tuotantotoiminnassa. Käsillä olevan tutki muksen edullisuuksia on siis pidettävä suh teellisina eikä absoluuttisina suureina. 42. Puunkasvatuksen kustannukset 421. Yleistä Puunkasvatuksen kustannukset on määri tetty vuoden 1975 rahassa. Kustannuksiin on laskettu myös työvoiman käytöstä aiheu tuneet välilliset kustannukset (sosiaali yms. maksut). Koealoilla suoritetut puunkasva tuksen käytännön työt on laskelmissa oletet tu tehdyiksi menetelmillä, joita käytettiin maassamme 1970-luvun puolivälissä. Töiden vaatimat ajanmenekit arvioitiin jälkikäteen työntutkimusten tulosten ja koealojen työ vaikeusluokitusten perusteella. Puunkasvatuksen relevantteina kustannus erinä olivat tässä aineistossa istutus, verho puusto, perkausharvennus ja harvennus. Is tutuskustannus muodostui taimen hinnasta taimitarhalla, sen kuljetuksesta istutuspai kalle ja varsinaisesta istutustyöstä liitännäis kustannuksineen. Niillä koealoilla, joilla oli koivuverhopuustoa, sen hakkuuarvo otettiin huomioon laskelmissa kustannuseränä. Per kausharvennuksen ja harvennuksen kustan nukset arvioitiin jälkikäteen suoritettujen mittausten perusteella. 422. Istutus Istutuskustannukset määritettiin lähtien oletuksesta, että kustannukset riippuvat suoraviivaisesti istutettavasta taimimäärästä hehtaaria kohden. On kuitenkin huomatta va, että työn ajanmenekkiin ja siitä riippu viin kustannuksiin vaikuttaa myös siirtymis matka istutuspisteestä toiseen. Siirtymismat kan ajanmenekin riippuvuus istutustihey destä ei ole täysin suoraviivainen. Tässä tut kimuksessa istutusväleinä olivat 1,3—2,8 m. Istutusvälin vaihtelun cm. rajoissa ei katsot tu antavan aihetta poiketa oletuksesta, että kustannukset hehtaaria kohden riippuvat li neaarisesti istutustiheydestä. Edellä esitettyä oletusta tukee Smithin ym. (1965) saa ma seuraava tulos; siirtymismatkasta aiheu tuva ajanmenekin lisäys kompensoituu siten, että istutuskohta voidaan valita metsämaas tossa väljään asentoon istutettessa parem min kuin tiheään. Istutuskustannukset määritettiin Pent tilän vuotta 1972 koskevasta tutkimusai neistosta (Penttilä ja Hämäläi nen 1975). Aineistosta poimittiin kustan nustiedot Itä-Hämeen piirimetsälautakun nan kevään 1972 kuusen istutuksista. Tai met istutettiin käsittelemättömään maahan ja työmenetelmänä oli puristusistutus kou rukuokalla. Aineistossa oli tutkittu 59 istu tustyöpäivää, joista 26 tehtiin tuntityönä ja 33 urakkatyönä. Istutuskustannus oli vuo den 1972 rahassa 11,5 penniä tainta kohti. Se muunnettiin kevään 1975 kustannusta soon metsänhoito- ja metsänparannustöissä maksettujen ohjetuntipalkkojen nousua vas taavaksi. Istutustyön kustannuksiin lasket tiin mukaan myös sosiaalikustannukset (LEL-maksu, työttömyysvakuutusmaksu, ta paturmavakuutusmaksu ja sosiaaliturva maksu). Nämä olivat Metsätehosta saadun 27 tilaston mukaan yhteensä 38 % veronpidä tyksenalaisesta palkasta. Taimityyppinä käytettiin IM +2A tai 2A + 2AI) paljasjuurisia rullataimia. Kuusen taimien hinta oli taimitarhalla vuonna 1972 10,1 penniä (Metsitysketjututkimus 1973). Taimen hintaan on laskettu mukaan lisäksi kuljetuskustannus istutuspaikalle. Kustan nus oli 0,4 penniä tainta kohti (Rv o 11 i - ne n 1975). Edellä esitettyjen perusteiden mukaan is tutuksessa päädytään kokonaiskustannuk seen 51,3 penniä tainta kohden vuonna 1975, kun huomioon on otettu taimen hinta, sen kuljetus istutuspaikalle ja istutustyö so siaalikustannuksineen. Näin lasketut istu tuskustannukset taimitiheydeltään erilaisilla koealoilla on esitetty seuraavassa jaotelmas sa vuoden 1975 rahassa: 423. Verhopuusto Niin kuin edellä mainittiin, yhden toiston koealoille (viisi koealaa) oli hakkuun yhtey dessä jätetty verhopuustoa. Se oli istutushet kellä noin 25-vuotiasta koivua ja harmaalep pää. Verhopuuston arvioitu määrä ja raken ne vuosina 1933 ja 1949 on esitetty taulukos sa 1 (s. 10). Verhopuuston kuutiomäärän selvittämi nen vuoden 1949 kantoläpimittojen perus teella on verraten epätarkka menetelmä. Ar vioinnin tarkkuus ei näin ollen ole kovin kaan hyvä kuutiomäärän kehityksestä vuo sien 1933 ja 1949 välillä. Tämän tutkimuksen taloudellisessa tar kastelussa on ennen istutusajankohtaa ollut ta verhopuustoa pidettävä kustannustekijä nä kuusen kasvatuksen kannalta. Kustan nuksena on pidetty puuston hakkuuarvoa. Viidelle koealalle jätetyn verhopuuston mää rä on tosin vaihdellut koealojen välillä. Muilta koealoilta kaikki puut on hakattu ennen istutusta. Verhopuusto on hakattu 1) Kasvuaika ilmaistaan arabialaisilla numeroilla vuo sissa. Kasvatuspaikkaa ilmaisevat olosuhteet merki tään kirjaimilla M ja A. M tarkoittaa kasvatuspaik kana muovihuonetta ja A avomaata. näiltä viideltä koealalta vuonna 1949 ja siitä on tällöin saatu myyntituloa, joka on otettu laskelmissa huomioon. 424. Perkausharvennus Verhopuusto hakattiin istutuskuusikoe aloilta vuonna 1949. Tässä yhteydessä pois tettiin myös istutuksen jälkeen luontaisesti syntynyt lehtipuusto. Perattujen puiden kan toläpimitat mitattiin jälkikäteen. Perkauk sesta aiheutuneet kustannukset määritettiin ajanmenekkien mukaan, mitkä arvioitiin poistetun puulajin, sen kasvutiheyden, maastoluokan ja keskimääräisen kantoläpi mitan perusteella (Heino ym. 1973). Per kaus oletettiin tehdyksi raivaussahalla. Työmaa-aika hinnoitettiin vuoden 1975 taimiston perkaustyön tuntitaksan (7,96 mk/h) mukaan. Kokonaiskustannuksiin las kettiin lisäksi sosiaalikustannukset 38 % palkasta ja raivaussahan käyttökorvauksena 5,80 mk käyttötunnilta. 425. Harvennus Ensimmäisessä kaupallisessa harvennus hakkuussa (vuonna 1955) hakattiin käyttö puun kanssa samaan aikaan markkinointi kelvoton pienpuu metsiköiden ylitiheyden poistamiseksi. Poistetuista kuusista oli mi tattu kantoläpimitat. Käyttöpuuksi kelpaa mattoman harvennuspuun harvennustyöstä aiheutuneet ajanmenekit ja kustannukset määritettiin poistetun puulajin, sen kasvuti heyden ja _ kantoläpimittojen perusteella. Mainittu harvennustyö oletettiin tehdyksi moottorisahalla. Työn ajanmenekki määri tettiin Age r i n (1970) työntutkimuksen aikayhtälöistä. Harvennuksen työmaa-aika saatiin laskemalla yhteen — siirtymisaika, — kaatoaika, — moottorisahan huoltoaika ja — lepo-ja elpymisaika Työmaa-aika hinnoitettiin vuoden 1975 tuntitaksan mukaan. Ei-kaupallisen harven nuksen työn tuntitaksa oli 7,96 mk/h, mihin lisättiin sosiaalikustannukset 38 % palkasta. Moottorisahan käytöstä korvattiin 5,80 mk/ h käyttötunnilta, mikä laskettiin edellisten lisäksi harvennuskustannuksiin. .3 x 1.5 ,65 x1,65 !.0 x 2,0 !,25 x 2,25 !,7 x 2,8 (3750) (2500) (2000) (1250) 188i 128; 101' 67' 28 43. Puunkasvatuksen tuotot 431. Yleistä Hakkuista kertyvä puu ja hakkuuarvot on hinnoitettu laskelmissa hakkuuvuoden 1974—75 yksikkökantohinnoilla Itä-Hä meen piirimetsälautakunnassa. Laskelmien yksikköhinnat on esitetty seuraavassa jaotel massa (Metsätilastollinen. . . 1976, s. 153). Laskelmien yksikköhinnoittelun perusteen valinnassa päädyttiin edellä mainittuun yk sinkertaistettuun ratkaisuun. Valinnan pe rusteina ovat herkkyysanalyysin käyttö tu losten tarkastelussa sekä se, että tutkimuk sen tavoitteena on arvioida eri tiheysvaihto ehtojen keskinäistä edullisuusjärjestystä. Mikäli tavoitteena olisi ollut eri tiheysvaihto ehtojen absoluuttiset edullisuudet, puumää rien hinnoittelussa olisi ollut perusteltua käyttää esim. joko pitkän aikavälin trendin tai suhdanneaallon puolivälin reaalista kes kihintaa. Puuaineen laadussa ilmeneviä eroja eri ti heysluokkien välillä ei ole otettu huomioon tämän tutkimuksen edullisuuslaskelmissa. Kasvatustiheyden vaikutusta sekä tukki- et tä kuitupuun laatuun on tutkittu verraten runsaasti. Laatuerojen vaikutusta hinnoitte luun ei ole ollut kuitenkaan ma