19 Metsätieteen aikakauskirja t u t k i m u s a r t i k k e l i Teppo Piira, Harri Kilpeläinen, Jukka Malinen, Tapio Wall ja Erkki Verkasalo Leimikon puutavaralajikertymän ja myyntiarvon vaihtelu erilaisilla katkontaohjeilla Piira, T., Kilpeläinen, H., Malinen, J., Wall, T. & Verkasalo, E. 2007. Leimikon puutavaralaji­ kertymän ja myyntiarvon vaihtelu erilaisilla katkontaohjeilla. Metsätieteen aikakauskirja 1/2007: 19–37. Tutkimuksen tavoitteena oli määrittää hakkuussa korjattavien puutavaralajien, niiden mittavaati­ musten ja jakaumatavoitteiden vaikutuksia leimikon puutavaralajikertymään ja myyntiarvoon. Aineistona oli 85 mänty- tai kuusivaltaista avohakkuuleimikkoa Etelä- ja Keski-Suomesta ja 16 mäntyharvennusleimikkoa Pohjanmaalta ja Koillismaalta. Avohakkuuaineistossa oli 3411 ja harven­ nushakkuuaineistossa 666 koepuuta, joista määritettiin pystypuina dimensiotunnusten ja muiden tavallisten puutunnusten lisäksi tarkasti viat ja niiden sijainti rungossa. Katkontaohjeiden vaikutusta leimikon myyntiarvoon ja puutavaralajikertymään selvitettiin arvoapteeraussimulointien avulla. Tukin mittavaatimuksista tukkisaantoon ja myyntiarvoon vaikutti eniten tukin minimilatvaläpimitta, ja vaikutus oli kuusella hieman suurempi kuin männyllä. Muutokset käytetyissä tukkipituuksissa vaikuttivat tukkisaantoon ja myyntiarvoon männyllä voimakkaammin kuin kuusella. Erikoispuu­ tavaralajit (mänty: pylväs, hyvälaatuinen tyvitukki, pikkutukki, lyhyttukki; kuusi: sorvitukki, pikkutuk­ ki) nostivat merkittävästi leimikon myyntiarvoa, mutta vaikutus riippui voimakkaasti käytetyistä yksikköhinnoista. Kuitupuun määrämitta-apteeraus alensi kuitupuusaantoa avohakkuilla noin kaksi prosenttiyksikköä, jolloin myyntiarvo tosin aleni vain puoli prosenttia; harvennuksilla myyntiarvo aleni peräti 5,3 %. Minimilatvaläpimitan vaikutus kuitupuun saantoon ja myyntiarvoon oli paljon vähäisempi. Käytettäessä painotettuja arvomatriiseja tukkisaanto aleni enimmillään 2,0 prosentti­ yksikköä verrattuna tasahintamatriisilla simuloituun pölkytykseen. Tutkimuksen tuloksien pohjalta voidaan arvioida leimikon myyntiarvon muodostumisen osatekijöitä, mutta ei voida ennustaa puutavaralajikertymiä yksittäisissä leimikoissa. Myös jakauma-apteerauksen vaikutus tukkisaantoon ja leimikon myyntiarvoon suhteessa arvoapteeraukseen kaipaa jatkotutkimuksia. Asiasanat: apteeraus, puutavaralajijakaumat, arvonmuodostus, puun hinnoittelu Yhteystiedot: Metla, Joensuun toimintayksikkö, PL 68, 80101, Joensuu Sähköposti jukka.malinen@metla.fi Hyväksytty 14.2.2007 Tapio Wall Jukka Malinen Harri Kilpeläinen Teppo Piira Erkki Verkasalo 20 Metsätieteen aikakauskirja 1/2007 Tutkimusartikkeli 1 Johdanto Puunhankinnassa on tapahtunut viimeisimmän kymmenen vuoden aikana voimakkaita muu- toksia. Tuotantolaitosten, erityisesti sahojen ja va- neritehtaiden toiminta on muuttunut markkinoiden säätelemänä entistä asiakas- ja tuotelähtöisemmäk- si. Tämä on asettanut uusia vaatimuksia puunhan- kinnalle: puunhankintaorganisaation on kyettävä reagoimaan sahan tai muun tuotantolaitoksen mää- rällisiin, laadullisiin ja aikataulullisiin toiveisiin puutavarasta. Asiakas- ja tuotelähtöisyyden lisääntymisen myötä perinteiset puutavaralajimäärittelyt ovat häilymässä. Myös puukaupan kilpailun lisääntyminen ja järeän puun alueellinen niukkuus ovat vaikuttaneet puuta- varamäärittelyjen erilaistumiseen. Hakattavien puu- tavaralajien määrä on lisääntynyt, ja ennen kaikkea puutavaralajien mittavaatimuksista ja osin myös laa- tuvaatimuksista on tullut kirjavia. Eri puunostajilla on käytössään erilaisia puutavaralajien yhdistelmiä ja nimikkeeltään samoillakin puutavaralajeilla on usein hyvin erilaisia mitta- ja laatuvaatimuksia. Li- säksi ne voivat samallakin ostajalla vaihdella leimi- koittain markkinatilanteiden mukaan. Puutavarala- jeista maksettavan yksikköhinnan lisäksi erityisesti tukkipuun erilaiset katkontaohjeet aiheuttavat eroja puutavaralajisaannoissa ja vaikuttavat siten oleelli- sesti leimikolta saatavaan kantorahatuloon. Katkonnan vaikutus leimikon myyntiarvoon on viime aikoina noussut voimakkaasti esille muun mu- assa metsänhoitoyhdistyksissä ja Metsähallituksessa ja tätä kautta myös tutkimuksessa. Runsas puutavara lajivalikoima, erikoispuutavaralajit ja entistä väljem- mät mittavaatimukset voivat parhaimmillaan nostaa leimikon myyntiarvoa eli kantorahatuloa huomatta- vasti. Toisaalta ostotarjousten vertailu on vaikeaa, jos ostajaehdokkailla on käytössään hyvin erilaiset puutavaralajimäärittelyt. Nykyisin leimausseloste laaditaan useimmiten metsäsuunnitelman tai metsässä käytäessä tehtävän silmävaraisen arvion perusteella, jolloin leimikon puuston rakenteesta ei saada tarkkaa ja objektiivista mittauksiin perustuvaa tietoa. Niinpä myös riittävän tarkan ennakkotiedon puute vaikeuttaa puutavarala- jikertymien ennustamista ennen hakkuuta, vaikka se menetelmien puolesta olisikin mahdollista. Leimikon myyntiarvon ja hakattavan puutava- ran käyttö- eli jalostusarvon arviointi ennakolta eri loppukäyttökohteissa olisi tärkeää, jotta puunosta- ja voisi hyödyntää tietoa leimikoiden valinnassa ja kuhunkin leimikkoon sopivan katkontaohjeen laati- misessa. Suomessa pääasiassa käytettävä puutavara- lajihinnoittelu korostaa myyntiarvon ja käyttöarvon yhteensovittamisen ongelmaa, koska metsänomis- tajalle parhaan myyntiarvon tuottava katkonta ei useinkaan tuota parasta käyttöarvoa, ja vastaavas- ti korkeimman käyttöarvon mukainen katkonta ei yleensä maksimoi tukkisaantoa. Tästä asetelmasta johtuen puutavaralajien mittavaatimuksissa ja kat- konnanohjauksessa joudutaankin tasapainoilemaan myyntiarvon ja käyttöarvon ristiriitaisten tavoittei- den välillä. Katkonnan ongelmaa on pyritty ratkaisemaan useilla erilaisilla lähestymistavoilla. Smith ja Har- rell (1961) esittelivät lineaariseen ohjelmointiin pohjautuvan optimointimenetelmän. Lineaarinen ohjelmointi edellyttää kuitenkin kaikkien riippu- vuuksien lineaarisuutta ja todellisessa katkonnan- ohjaustilanteessa tarkasteltavien ratkaisujen määrä on valtava. Bellmann (1954) esitti dynaamisen oh- jelmoinnin menetelmän, jota Pnevmaticos ja Mann (1972) esittivät katkonnanohjaukseen. Dynaamisen ohjelmoinnin ja verkkoteorian yhtäläisyyden vuoksi katkontaongelma voidaan kuvata myös verkkoteo- riana (Näsberg 1985), jolloin etsitään pisintä pol- kua. Puunhankinnan ohjaukseen on kehitetty myös leimikon ennakkomittaukseen perustuvia sekä las- kennallisia menetelmiä, joilla ennustetaan leimikon puuston rakennetta, jonka perusteella edelleen voi- daan valita kyseiseen leimikkoon sopiva katkonta- ohje. Ennakkomittaukseen pohjautuvia menetelmiä ovat kehittäneet muun muassa Lemmetty ja Mäkelä (1992), Uusitalo (1995) ja Saastamoinen (1997) ja laskennallisia, ei-parametrisia menetelmiä muun muassa Maltamo ja Kangas (1998), Tommola ym. (1999), Weijo (2000), Malinen ym. (2001) ja Mali- nen (2003). Leimikon puuston tunteminen ei kuiten- kaan riitä, vaan puustotunnusten perusteella täytyy pystyä ennustamaan leimikosta saatavia puutavara- lajikertymiä ja tukkien pituus-läpimittaluokittaisia kokojakaumia. Leimikon tukkisaantoa voidaan ennustaa erilaisil- la puutavaralajimalleilla, jotka ennustavat joko met- 21 Piira, Kilpeläinen, Malinen, Wall & Verkasalo Leimikon puutavaralajikertymän ja myyntiarvon vaihtelu … sikkö- tai puutason tunnusten perusteella suoraan puutavaralajikertymiä tai käyttämällä yksittäisille puille runkokäyrämalleja, joiden perusteella saadaan laskettua tietyt minimimitat täyttäviä puutavaralaji osuuksia (Laasasenaho ja Sevola 1971, Nyyssö- nen ja Ojansuu 1982, Päivinen 1983). Runkojen vikaisuuden vaikutusta puutavaralajikertymiin on otettu huomioon erilaisilla tukkivähennysmalleilla (Vähäsaari 1988, Mehtätalo 2002). Nämä puuta- varalajimallit ovat kuitenkin kyvyttömiä ottamaan huomioon erilaisista katkontaohjeista aiheutuvia puutavaralajisaantojen eroja. Katkontaohjeiden vaikutusta puutavaralajisaan- toihin ja myyntiarvoon voidaan tutkia apteeraussi- mulaattorien avulla käyttämällä joko ennakkomit- tauksella tai hakkuukoneella mitattua puujoukkoa (Haring 1997, Kerkelä 1997, Puumalainen 1998, Gobakken 2000). Ongelmana apteeraussimulaatto- rien käytössä on ollut puuston laadun huomioon ot- taminen. Runkojen laatu ja sen vaikutus katkontaan voidaan ottaa huomioon sisällyttämällä tarkasteluun oksarajatietoja tai operaattorin tekemät pakkokat- kaisukohdat. Molemmilla menetelmillä on kuitenkin heikkoutensa: oksarajatieto on vain yksi katkontaan vaikuttava osatekijä, ja toisaalta pakkokatkaisuja noudattavassa menetelmässä ei pystytä ottamaan huomioon käytettävissä olevien puutavaralajien tai mitta- ja laatuvaatimusten vaikutusta pakkokatkaisu kohtiin. Tutkimuksen tavoitteena oli tutkia leimikon myyn- tiarvon eli kantorahatulon muodostumista erilaisilla katkontaohjeilla arvoapteerausta käytettäessä. Las- kennassa hyödynnettiin apteeraussimulaattoria, joka arvoapteeraukseen perustuen pölkyttää yksittäiset rungot mitattujen dimensioiden ja vikatietojen poh- jalta. Tavoitteista tukin mittavaatimusten vaikutus tukkisaantoon ja sitä kautta leimikon myyntiarvoon oli keskeinen tutkimustehtävä. Myös erikoispuu tavaralajien (mänty: pylväs, hyvälaatuinen tyvitukki, pikkutukki, lyhyttukki; kuusi: sorvitukki, pikkutuk- ki) saantoja ja vaikutusta leimikon myyntiarvoon tutkittiin. Kuitupuun saantoja ja leimikon myyntiar- von muutoksia erilaisilla kuitupuun katkontaohjeilla vertailtiin keskenään. Käytettävien puutavaralajien ja niiden mittavaatimusten vaikutusten ohella tutkit- tiin leimikon puuston järeyden vaikutusta leimikon myyntiarvoon. Vaikka tutkimus toteutettiin arvoap- teeraukseen pohjautuen, myös jakaumatavoitteiden vaikutusta sivuttiin tutkimalla painotettujen arvo- matriisien käytön vaikutusta tukkisaantoon ja lei- mikon myyntiarvoon. Painotetuissa arvomatriiseissa tukin pituusluokille annettiin erilaisia yksikköhin- toja pituusluokkien kuvitteellisten haluttavuuksien perusteella. 2 Aineisto Aineistona oli 85 Metsähallituksen, Metsäliitto Osuuskunnan ja Metsäntutkimuslaitoksen avohak- kuuleimikkoa Etelä- ja Keski-Suomesta ja lisäksi 16 itsenäisten sahayritysten mäntyharvennuslei- mikkoa Pohjanmaalta ja Koillismaalta (kuva 1). Metsähallituksen leimikot (42 kpl) sijoittuivat Lieksaan, Varkauden sekä Jyväskylän ympäristöön, Metsäliitto Osuuskunnan leimikot (41 kpl) Kaak- kois-Suomeen (Etelä-Karjala ja Kymenlaakso) sekä Länsi-Suomeen (Pirkanmaa, Satakunta ja Pohjan- maa) ja Metsäntutkimuslaitoksen leimikot (2 kpl) sijoittuvat Pohjois-Karjalaan (Kolin tutkimusalue). Avohakkuuaineistossa oli sekä mänty- että kuusilei- mikoita ja myös havupuuvaltaisia sekametsiköitä. Mitatut leimikot olivat vähintään yhden hehtaarin kokoisia. Harvennusleimikot valittiin Wallin ym. Kuva 1. Tutkimusleimikoiden sijainti. 22 Metsätieteen aikakauskirja 1/2007 Tutkimusartikkeli (2005) aiemmin kerätystä aineistosta seuraavilla perusteilla: leimikko sijaitsi kivennäismaalla, met- sikön kehitysluokka oli hakkuuvaiheessa varttunut kasvatusmetsikkö, ja laskennallinen harvennuspois- tuma oli 35−75 m3/ha. Jokaiselta leimikolta mitattiin 1–6 kpl edustaviin kohtiin subjektiivisesti sijoitettua ympyräkoealaa, pinta-alaltaan 200 tai 300 m2 riippuen metsikön puuston tiheydestä. Otannan pohjaksi leimikoista etsittiin leimikon pääsuunta, jonka halkaisijaa seura- ten leimikoista poimittiin tyyppikoealoja. Otannalla varmistettiin kustakin leimikosta sekä kokojakau- man että laadun osalta edustava otos leimikolle tyy- pillisiä puita apteerauksen simulointia varten. Sys- temaattinen koealojen sijoittelu esim. linjoittain tai rypäittäin ei ollut mahdollinen leimikoiden yleensä pienen pinta-alan ja puuston epätasaisuuden vuok- si. Koealoilta määritettiin tai mitattiin metsätyyppi, kasvupaikkaluokka, pohjapinta-ala ja ikä. Kaikki koealoilla sijainneet, rinnankorkeusläpi- mitaltaan vähintään seitsemän senttimetriä paksut puut olivat koepuita. Koepuista mitattiin tai arvioi- tiin seuraavat tunnukset: puulaji, rinnankorkeusläpi mitta, pituus, elävän latvuksen alkamiskorkeus, alimman yli 1,0 cm paksun kuivan oksan korkeus sekä paksuimman elävän ja kuivan oksan korkeudet. Lisäksi määritettiin rungoissa havaitut tekniset viat (taulukko 1) sekä niiden alkamis- ja päättymiskor- keudet. Vikojen perusteella määritettiin vielä silmä- varaisesti sahauskelpoinen rungonosa normaalien saha- ja/tai sorvitukkien laatuvaatimusten mukaan. Harvennusleimikoilla runkojen sahapuuosuudet oli arvioitu tiukemmin kriteerein kuin avohakkuuleimi- koilla, ja käytännössä kaikki määritetyt viat vähen- sivät sahapuun määrää harvennuksilla. Maastomittaukset tehtiin avohakkuukuvioilla kesinä 2003 ja 2004, harvennuskuvioilla jo kesällä ja syksyllä 2000. Avohakkuuleimikoiden metsätyy- pin mukainen jakauma oli: lehtomainen kangas 12, tuore kangas 56, kuivahko kangas 11, kuiva kan- gas 6. Suo- ja turvekangastyypit rinnastettiin tässä ravinteisuustasoltaan vastaaviin kivennäismaiden metsätyyppeihin (Laine ja Vasander 1990). Avo- hakkuuleimikoista mitattiin 3411 koepuuta, joiden keskimääräinen rungon koko oli 0,543 m3. Koealo- jen keskimääräinen puuston tilavuus oli 307 m3/ha. Mäntyjen keskitilavuus oli selvästi suurempi kuin kuusten ja koivujen (taulukko 2). Harvennusmäntyaineistossa poistettavat puut oli valittu siten, että kultakin koealalta valittiin heikon teknisen laadun takia ehdottomasti poistettavat puut pystypuuston mittausten yhteydessä ja loput poistet- tavat puut tietokonesimuloinnilla (Wall ym. 2005). Tässä olivat pohjana Niemistön (1992) puuston runkolukuun ja pohjapinta-alalla painotettuun keski läpimittaan pohjautuvat harvennusmallit, joiden perusteella runsas kolmannes koealojen puustosta poistettiin laatuharvennusperiaatteella alaharven- nusta soveltaen (taulukko 3). Harvennusmänniköis- sä keskitilavuus oli ennen hakkuuta 215 m3/ha ja laskennallinen mäntyjen poistuma harvennuksessa 56 m3/ha. Taulukko 1. Ennakkomittauksessa rungoista määritetyt tekniset viat. Suuri oksakyhmy (männyllä) Tyvimutka Poikaoksa Tyvilenko Oksaryhmä Lenko Oksan läpimitta > 70 mm Ranganvaihto Kuivan oksan lpm > 30 mm Katkennut latva Kuivan oksan lpm > 40 mm Monilatvainen Elävän oksan lpm > 50 mm Koro Oksan lpm > 15 mm Laho tyvitukkiosassa (männyllä) Muu vika Moniväärä Kuiva puu Mutka Kuollut puu Taulukko 2. Avohakkuuleimikoiden koepuiden määrät, pohjapinta-alalla painotetut keskiläpimitat ja keskipituudet sekä aritmeettiset keskitilavuudet puulajeittain. Runkoja Keski- Keski- Keski- läpimitta pituus tilavuus (kpl) (cm) (m) (m3) Mänty 1272 30,0 23,0 0,632 Kuusi 1955 27,6 22,8 0,492 Koivu 154 27,8 23,9 0,486 Taulukko 3. Mäntyharvennusleimikoiden mäntyjen koe­ puiden määrät, pohjapinta-alalla painotetut keskiläpimitat ja keskipituudet sekä aritmeettiset keskitilavuudet koko puustossa ja harvennuspoistumassa. Runkoja Keski- Keski- Keski- läpimitta pituus tilavuus (kpl) (cm) (m) (m3) Koko puusto 666 20,6 16,4 0,224 Poistuma 267 17,8 15,3 0,148 23 Piira, Kilpeläinen, Malinen, Wall & Verkasalo Leimikon puutavaralajikertymän ja myyntiarvon vaihtelu … 3 Menetelmät 3.1 Puutavaralajit Taulukossa 4 on esitetty puutavaralajeittain lasken noissa käytetyt vaihtoehtoiset yksikköhinnat, mi- nimilatvaläpimitat, minimi- ja maksimipituudet. Jokaiselle puutavaralajille määriteltiin niin sanotut perusmitat. Kuitupuutavaralajit katkottiin vapaapi- tuisina, jolloin pölkyn pituus sai vaihdella vapaasti minimi- ja maksimipituuden välillä. Muut puuta- varalajit katkottiin 3 dm:n moduulipituuksiin seu- raavin poikkeuksin: mäntypylväällä 10 dm:n mo- duulit, kuusisorvitukilla määräpituudet 28 ja 52 dm ja koivutukilla määräpituudet 31, 44, 47, 50, 60 ja 67 dm. Muita puutavaralajeja kuin kuitupuuta apteerattiin ainoastaan koepuiden maastomittauksessa määri- tetystä sahauskelpoisesta rungonosasta, ja mänty- tyvitukilla ei sallittu mitään määritellyistä vioista (taulukko 1). Mäntytyvitukkia ja -pylvästä voitiin tehdä ainoastaan rungon tyviosasta. Mäntypylväällä maksimilatvaläpimitta oli 22 cm, ja kapeneminen sai olla enintään 27 % välillä 2−10 metriä. Pikkutukilla latvaläpimitan tuli olla pienempi kuin tukin mini- milatvaläpimitta ja vastaavasti lyhyttukilla pienempi kuin pikkutukin minimilatvaläpimitta. Kuitupuuta oli mahdollista tehdä kaikista mittavaatimukset täyt- tävistä rungonosista laadusta riippumatta. Avohakkuuleimikoiden runkojen apteerauksen simuloinneissa ja myyntiarvolaskelmissa käy- tettiin tukin ja kuitupuun hintoina vuoden 2004 tammi–syyskuun kantohintatilastojen (METINFO 2005) perusteella määriteltyjä likimääräisiä keski- kantohintoja Etelä- ja Keski-Suomessa (taulukko 4). Erikoispuutavaralajien hinnat olivat käytännön puunhankkijoilta saatuja asiantuntija-arvioita. Män- tyharvennusaineistossa käytettiin seuraavia hinto- ja: tukki 43 €/m3, pikkutukki 18 €/m3, lyhyttukki 14 €/m3 ja kuitupuu 11 €/m3. 3.2 Tulosten laskenta Tutkimuksessa tarvitut apteeraussimuloinnit tehtiin Metlan Joensuun toimintayksikön puutieteen tutki- musryhmässä laaditulla apteeraussimulaattorilla (Kilpeläinen 2002), joka noudattaa arvoapteerausta optimoiden rungon arvon dynaamisen ohjelmoinnin menetelmällä (Bellman 1954). Sovellettaessa dynaa- mista ohjelmointia katkonnan optimointiin (Pnev- maticos ja Mann 1972, Briggs 1989) runko jaetaan osaongelmiin, katkaisukohtiin. Katkontakohtana voi olla yksittäinen pölkky, tai erilaisten pölkky- jen yhdistelmä. Kullekin katkaisukohdalle tyvestä alkaen etsitään maksimiarvon tuottava katkonta ja kustakin katkontakohdasta lähtien rungon loppu- osalle etsitään kaikki mahdolliset katkaisukohdat. Dynaamisessa optimoinnissa oletetaan, että kunkin Taulukko 4. Avohakkuuleimikoiden runkojen apteerauksen simuloinneissa käytettyjen puutavaralajien yksikköhinnat, minimilatvaläpimitat sekä minimi- ja maksimipituudet. Kunkin puutavaralajin perusmääritelmät on esitetty lihavoitui­ na. Puutavaralaji Hinta (€/m3) Min.lpm (cm) Min.pit. (dm) Maks.pit. (dm) Mäntytukki 46 14, 15, 16 31, 34, 37, 40, 43 55, 58, 61 Mäntytyvitukki 48, 50, 52 20 37 55 Mäntypylväs 48, 50, 52 17 91 111 Mäntypikkutukki 18, 20, 22 11, 12 31, 34, 37 52 Mäntylyhyttukki 15 9 25 34 Mäntykuitupuu 12 6, 7 27 55 Kuusitukki 45 15, 16, 17 31, 34, 37, 40, 43 55, 58, 61 Kuusisorvitukki 45, 47, 49 20, 22, 24, 26 28 52 Kuusipikkutukki 26, 28, 30 11, 12 31, 34, 37 52 Kuusikuitupuu 20 7, 8 27 55 Koivutukki 40 18, 20, 22, 24 31 67 Koivukuitupuu 12 7 27 55 24 Metsätieteen aikakauskirja 1/2007 Tutkimusartikkeli osaongelman optimiratkaisu pätee myös globaalissa optimoinnissa, jolloin optimoinnissa läpikäytävien katkontavaihtoehtojen määrä pienenee verrattuna kaikkien mahdollisten katkontavaihtoehtoyhdistel- mien läpikäyntiin. Dynaamisella optimoinnilla ja arvoapteerauksella löydetään katkontavaihtoehto, joka maksimoi yksittäisen rungon arvon katkottu- jen pölkkyjen tilavuuksien, pölkkyjen laadun sekä annettujen yksikköhintojen perusteella. Simulaattorissa runkojen apteeraus pohjautuu annettujen puutavaralajien mitta- ja laatuvaatimuk- siin sekä runkojen dimensioihin ja niissä esiintyvi- en teknisten, saha- tai vaneritukkien apteerauksessa huomioon otettavien vikojen alku- ja päättymiskor- keuksiin. Simulaattori tuottaa kullekin rungolle mi- tatun rinnankorkeusläpimitan ja pituuden perusteella Laasasenahon (1982) polynomirunkokäyräyhtälöil- lä runkokäyrän. Pölkkyjen laatu otetaan huomioon niissä esiintyvien apteerauksessa huomioonotettavi- en teknisten vikojen alkamis- ja päättymiskorkeuksi- en mukaan. Käytetty apteeraussimulaattori poikkeaa kaupallisista apteeraussimulaattoreista siinä, että se kykenee ottamaan huomioon rungon vikatiedon ja optimoimaan katkonnan siten, että tehdyt pölkyt täyttävät puutavaralajin laadulliset vaatimukset di- mensiovaatimusten lisäksi. Tutkimuksen apteeraussimuloinnit tehtiin yleensä aina avohakkuuaineistolla. Kuitenkin simuloinnit, joissa laatuvaatimuksiltaan korkeampi mäntytyvi- tukki oli mukana omana puutavaralajinaan, tehtiin ainoastaan Metsäliiton leimikoista (Kaakkois-Suo- mi ja Länsi-Suomi), koska niin sanotun laatutyven määrittämiseen tarvittavat tiedot oli kerätty aino- astaan niistä. Metsäliiton leimikoista tutkimukseen tuli yhteensä 656 mäntyä, joiden pohjapinta-alalla painotetut keskiläpimitta ja keskipituus olivat 29,7 cm ja 23,6 m ja keskimääräinen rungon koko 0,635 m3. Koko avohakkuuaineiston lisäksi tehtiin simuloin- teja erikseen rungon keskikoon mukaan luokitellulla aineistolla sekä mäntyharvennusaineistolla tavoit- teena selvittää puutavaralajien ja mittavaatimusten vaikutuksia erityyppisissä leimikoissa. Luokittelussa leimikot jaettiin kolmeen luokkaan erikseen män- nyn ja kuusen keskitilavuuden perusteella (taulukko 5). Koivulla ei aineiston niukkuuden vuoksi tehty luokitusta. Leimikon puuston järeyden vaikutusta leimikon myyntiarvoon tutkittiin myös selittämällä puuston yksikköarvoa leimikon runkojen keskitilavuudella. Erikoispuutavaralajiapteerauksia verrattiin näissä tarkasteluissa perusapteeraukseen. Leimikkokoh- taisiin tarkasteluihin otettiin mukaan ainoastaan ne avohakkuuleimikot, joissa kulloinkin tarkasteltavan puulajin pohjapinta-ala oli vähintään 5 m2/ha, jotta kaikista leimikoista saatiin riittävästi koepuita ana- lyysin pohjaksi. Jakaumatavoitteiden vaikutusten eliminoimisek- si suurin osa apteeraussimuloinneista tehtiin niin sanotuilla tasahintamatriiseilla, joissa jokaisella saman puutavaralajin pituus-läpimittayhdistelmäl- lä on sama yksikköarvo. Todellisessa hakkuussa käytetään harvoin tasahintamatriiseja, mutta tässä tutkimuksessa niiden käyttäminen oli perusteltua, jotta saatiin selville nimenomaan puutavaralajien ja mittavaatimusten vaikutukset. Jakaumatavoittei- den vaikutuksia puutavaralajisaantoihin ja leimikon myyntiarvoon sivuttiin kuitenkin tekemällä simu- lointeja arvomatriiseilla, joissa painotettiin tiettyjä pituusluokkia. Tulosten analysoinnin selkiyttämiseksi vaihdeltiin kerrallaan ainoastaan kulloinkin tarkasteltavan puu- tavaralajin mittavaatimuksia, ja muut simuloinneissa mukana olleet puutavaralajit pidettiin perusmäärityk- sillään (taulukko 4). Lähes kaikissa simuloinneissa puutavaralajeilla olivat käytössä kaikki määritellyt pituudet minimi- ja maksimipituuden väliltä. Erik- seen tehtiin joitakin simulointeja, joissa käytettiin vain yhtä tai kahta pituusluokkaa. Tutkittaessa eri- koispuutavaralajien vaikutuksia olivat mukana nor- Taulukko 5. Luokitellun avohakkuuaineiston koepuiden määrät, pohjapinta-alalla painotetut keskiläpimitat ja kes­ kipituudet sekä aritmeettiset keskitilavuudet. Puulaji Runkoja Keski- Keski- Keski- Tilavuus- läpimitta pituus tilavuus luokka (m3) (kpl) (cm) (m) (m3) Mänty Alle 0,55 375 25,4 20,2 0,441 0,55−0,75 620 29,7 22,9 0,636 Yli 0,75 277 33,4 25,2 0,880 Kuusi Alle 0,40 606 23,1 19,8 0,302 0,40−0,55 766 27,1 22,4 0,484 Yli 0,55 583 30,7 24,8 0,699 25 Piira, Kilpeläinen, Malinen, Wall & Verkasalo Leimikon puutavaralajikertymän ja myyntiarvon vaihtelu … maalitukki ja kuitupuu perusmääritelmillään sekä kulloinkin tarkasteltava erikoispuutavaralaji. Muiden erikoispuutavaralajien kuin lyhyttukin hinnoittelun vaikutuksia puutavaralajisaantoihin ja myyntiarvoon tutkittiin herkkyysanalyyseillä niiden yksikköhintojen suhteen muuttamalla hintoja ylös- ja alaspäin kaksi euroa. Näissä simuloinneissa mui- den puutavaralajien hinnat pidettiin vakioina. Myyntiarvotarkasteluissa vaihtoehtoisten katkon- taohjeiden tuottamaa myyntiarvoa verrattiin perus- mitoilla simuloidun apteerauksen tuottamaan myyn- tiarvoon. Myyntiarvon muutoksilla tarkoitettiin aina vain leimikon kyseisen puulajin myyntiarvon muutosta. Perusapteerauksessa tehtiin pelkästään tukkia ja kuitupuuta perusmääritelmillään. Myynti arvon muutosten lisäksi tarkasteltiin puutavaralajien saantoja, jotka laskettiin prosentteina kyseisen puu- lajin kokonaiskertymästä, jossa myös hukkapuu oli mukana. 4 Tulokset 4.1 Puutavaralajien ja niiden mitta­ vaatimusten vaikutukset leimikon puutavaralajikertymään ja myynti­ arvoon avohakkuuaineistossa 4.1.1 Tukin mittavaatimukset Tukin minimilatvaläpimitan vaikutus tukkisaantoon oli kuusella hieman suurempi kuin männyllä (tau- lukko 6). Lisäksi minimilatvaläpimitan muutoksen vaikutus oli sitä suurempi, mitä suuremmista mini- milatvaläpimitoista oli kyse. Koivulla oli käytössä eri minimilatvaläpimitat kuin havupuilla, ja tukki- saannot olivat huomattavasti alempia. Myyntiarvon muutokset olivat samansuuntaisia tukkisaannon muutosten kanssa ja samaa luokkaa sekä männyllä että kuusella. Myös koivulla tukkisaannon muutok- set heijastuivat voimakkaasti myyntiarvoon. Lyhyiden tukkipituuksien käytön vaikutus tukki- saantoon oli männyllä hieman suurempi kuin kuu- sella, ja myyntiarvon muutoksissa ero oli vielä sel- vempi (kuva 2 ja 3). Lyhyen tukkipituuden lisäys pi- tuusvaihtoehtoihin nosti tukkisaantoa sitä enemmän, mitä pitempiä alkuperäiset pituudet olivat. Erityisesti männyllä tukin minimipituuden kasvattaminen alen- si tukkisaantoa huomattavan paljon. Pitkien mittojen vaikutus tukkisaantoon ja myyntiarvoon sen sijaan osoittautui varsin vähäiseksi. Teoreettinen maksi- misaanto, johon luettiin kokonaisuudessaan tukin laatu- ja läpimittavaatimukset täyttävä rungon osa, olisi ollut männyllä 81,3 % ja kuusella 80,6 %. Yhden tukkipituuden apteerauksessa päästiin sitä korkeampaan tukkisaantoon ja myyntiarvoon, mi- tä lyhyempi käytettävä pölkkypituus oli (kuva 4 ja 5). Tukkisaanto ja erityisesti myyntiarvo alenivat männyllä enemmän kuin kuusella pölkkypituutta kasvatettaessa. Kahdella tukkipituudella (43 ja 52 dm) päästiin männyllä 3,0 prosenttiyksikön ja kuu- sella 2,3 prosenttiyksikön päähän perusapteerauksen (40–55 dm) tukkisaannosta. Sekä männylle että kuuselle tehtiin regressiomallit, joilla verrattiin perusapteerausta (minimiläpimitta männyllä 15 cm, kuusella 16 cm) apteeraukseen, jos- sa tukin minimiläpimittaa oli alennettu yhdellä sent- timetrillä (minimiläpimitta männyllä 14 cm, kuusella Taulukko 6. Tukin minimilatvaläpimitan vaikutukset lei­ mikon tukkisaantoon ja myyntiarvoon männyllä, kuusella ja koivulla avohakkuuaineistossa. Perusapteerauksen tu­ lokset on esitetty lihavoituna. Pituusluokista olivat käy­ tössä männyllä ja kuusella 40–55 dm ja koivulla 31, 44, 47, 50, 60 ja 67 dm. Puulaji Minimi- Tukki- Myyntiarvon läpimitta (cm) saanto (%) muutos (%) Mänty 14 78,6 –1,9 15 76,4 vertailu 16 73,6 –2,5 Kuusi 15 79,6 –2,2 16 76,2 vertailu 17 72,4 –2,5 Koivu 18 44,1 –3,6 20 41,1 vertailu 22 36,7 –5,2 24 29,8 –13,6 26 Metsätieteen aikakauskirja 1/2007 Tutkimusartikkeli 15 cm) (taulukko 7, kuva 6). Männylle ja kuuselle tehtyä perusapteerausta verrattiin myös apteerauk- seen, jossa otettiin lisäksi yksi lyhyt tukkipituus käyttöön eli käytössä olivat siis pituudet 37–55 dm. Minimiläpimitan muutos vaikuttaa tukkisaantoon minimipituuden muutosta enemmän sekä männyllä että kuusella. Keskitilavuus vaikuttaa tukkisaannon muutokseen enemmän männyllä kuin kuusella. Mi- nimipituuden osalta tilanne on päinvastainen, kes- kitilavuus vaikuttaa tukkisaannon muutokseen mi- nimipituuden muuttuessa enemmän kuusella kuin männyllä. Tukkisaannon muutosta kuvaavien mal- lien selitysasteet ovat kuitenkin pieniä ja selittämä- töntä vaihtelua on paljon, jolloin niiden perusteella saadaan esille vain suuntaa antava muutos. 4.1.2 Erikoispuutavaralajien katkonta Pikkutukin saannot olivat avohakkuuaineistossa minimilatvaläpimitasta ja pituusvaihtoehdoista riip- puen männyllä vain 3–5 % mutta kuusella 9–12 % (taulukko 8). Pikkutukin mukaanotto simuloin- teihin tukin ja kuitupuun rinnalle nosti kuitenkin 31–55 34–55 37–55 40–55 43–55 40–58 40–61 Tukkipituudet (dm) 80 78 76 74 72 0 Tu kk is aa nt o (% ) 31–55 34–55 37–55 43–55 40–58 40–61 Tukkipituudet (dm) 3 2 1 0 –1 –2 M yy nt ia rv on m uu to s (% ) Kuva 2. Tukin minimi- ja maksimipituuden vaikutus tukki­ saantoon männyllä ja kuusella. Tukin minimilatvaläpimitta­ na oli männyllä 15 cm ja kuusella 16 cm. Kuva 3. Tukin minimi- ja maksimipituuden vaikutus myynti­ arvoon männyllä ja kuusella. Vertailutasona on minimi­ pituus 40 dm ja maksimipituus 55 dm. Tukin minimilatvaläpi­ mittana oli männyllä 15 cm ja kuusella 16 cm. 43, 52 31 37 43 52 76 74 72 70 68 66 64 62 0 Tu kk is aa nt o (% ) Tukkipituus (dm) Tukkipituus (dm) 43, 52 31 37 43 52 0 –2 –4 –6 –8 –10 –12 M yy nt ia rv on m uu to s (% ) Kuva 4. Männyn ja kuusen tukkisaannot yhdellä tukki­ pituudella sekä pituuksilla 43 ja 52 dm. Tukin minimilatva­ läpimittana oli männyllä 15 cm ja kuusella 16 cm. Kuva 5. Männyn ja kuusen myyntiarvojen muutokset yh­ dellä tukkipituudella sekä pituuksilla 43 ja 52 dm. Tukin mi­ nimilatvaläpimittana oli männyllä 15 cm ja kuusella 16 cm. Vertailutasona on apteeraus pituuksilla 40–55 dm. 27 Piira, Kilpeläinen, Malinen, Wall & Verkasalo Leimikon puutavaralajikertymän ja myyntiarvon vaihtelu … A 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 22,00 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 Keskitilavuus (m3) Tu kk is aa nn on m uu to s (% y ks ik kö ä) Tu kk is aa nn on m uu to s (% y ks ik kö ä) Tu kk is aa nn on m uu to s (% y ks ik kö ä) Tu kk is aa nn on m uu to s (% y ks ik kö ä) Havainnot Mallin lv:n yläraja Malli Mallin lv:n alaraja C -1,00 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 Keskitilavuus (m3) B 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 22,00 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 keskitilavuus (m3) D -1,00 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 Keskitilavuus (m3) Kuva 6. Minimiläpimitan sekä minimipituuden muutoksen mallit sekä 95 %:n luottamusvälit keskitilavuuden funktiona männylle ja kuuselle. A) Männyn minimiläpimitan muutos 15 cm:stä 14 cm:iin, B) Kuusen minimiläpimitan muutos 16 cm:stä 15 cm:iin, C) männyn minimipituuden muutos 40 dm:stä 37 dm:iin, sekä D) kuusen minimipituuden muutos 40 dm:stä 37 dm:iin. Taulukko 7. Minimiläpimitan ja minimipituuden muutosten vaikutuksia ilmentävät regressio­ mallit männyn ja kuusen tukkisaantoon. f f e c i j i a b V ij ij ij m k , , ,− = −− 0 , jossa f on tukkisaanto (%), 0 = perusapteeraus (minimiläpimitta männyllä 15 cm ja kuusella 16 cm ja tukkien sallitut pituudet 3 dm moduuleilla 40–55 dm), i = puutavaralaji (1 = mäntytukki, 2 = kuusitukki), j = apteeraustavan muutos (1 = apteeraus, jossa minimiläpimitta männyllä 14 cm ja kuusella 16 cm; 2 = apteeraus, jossa on lisätty pituusluokka 37 dm. Vm,k = leimikkokohtainen mänty- ja kuusirunkojen keskitilavuus (dm3). a, b ja c ovat vakioita, R2 = regressiomallin selitysaste ja Se = estimoitujen parametrien keskivirheet. a b c R2 Se Läpimitan muutos mänty 2,350 2,680 0,1 0,287 0,813 kuusi 1,554 0,722 0,2 0,045 0,717 Pituuden muutos mänty 0,387 1,681 0,1 0,062 1,248 kuusi 0,235 1,225 0,2 0,070 0,960 28 Metsätieteen aikakauskirja 1/2007 Tutkimusartikkeli myyntiarvoa männyllä vain alle 1,0 % ja kuusella 1,4–2,0 %. Pikkutukin mittavaatimuksista mini- milatvaläpimitalla oli sekä männyllä että kuusella suurempi vaikutus pikkutukkisaantoon kuin käyte- tyillä pölkkypituuksilla. Jo yhdellä lyhyellä pölkky pituudella päästiin lähes yhtä korkeaan saantoon kuin lukuisilla pitemmillä mitoilla. Pikkutukin ap- teeraus alensi normaalitukin saantoa kuusella noin puoli prosenttiyksikköä ja männyllä ainoastaan noin 0,1 prosenttiyksikköä, joten siirtymä pikkutukkiin tapahtui lähes yksinomaan kuitupuusta. Mäntypylvästä apteerattaessa pylvään saanto käy- tetyillä harvoilla mitoilla oli 22,3 %, jolloin tukin saanto aleni vastaavasti 54,3 prosenttiin. Männyn hyvälaatuisten tyvitukkien apteeraus erilleen vaikut- ti vielä enemmän: näiden erikoistyvien saanto oli 25,5 % ja tukkien saanto tällöin vastaavasti 47,3 %. Apteerattessa mäntypylvästä ja -tyvitukkia järeiden puutavaralajien kokonaistukkisaanto nousi kuiten- kin vähän, 0,24 ja 0,20 prosenttiyksikköä. Männyllä otettiin simulointeihin mukaan pikkutu- kin lisäksi lyhyttukki. Lyhyttukin minimilatvaläpi- mitta oli 9 cm, ja käytössä olivat pituudet 25−34 dm. Lyhyttukkisimuloinnissa tehtiin myös pikkutukkia minimilatvaläpimitalla 11 cm ja pituuksilla 37−52 dm. Lyhyttukin saanto oli vain 2,2 % nostaen leimi- kon myyntiarvoa pikkutukkiapteeraukseen nähden ainoastaan 0,07 %. Kuusisorvitukin saannot vaihtelivat (20−53 %) hyvin paljon käytettyjen pituuksien ja minimilatva- läpimitan mukaan (taulukko 9). Lyhyen, 28 dm pit- kän mitan käytön vaikutus 52 dm:n pituuden kanssa yhdessä oli samaa luokkaa kuin minimilatvaläpi- mitan alenemisen kahdella senttimetrillä. Kuitenkin lyhyellä sorvipölkyllä oli suurempi myyntiarvoa ko- hottava vaikutus, mikä johtui kokonaistukkisaannon noususta. Pikkutukeilla, kuusisorvitukilla, mäntypylväällä ja mäntytyvitukilla vertailtiin saantoja myös kun simu- loinneissa käytettiin vaihtoehtoisia yksikköhintoja (taulukko 10). Kaikilla puutavaralajeilla käytettiin perusmittavaatimuksia (taulukko 4). Yksikköhinto- jen muuttamisella ei ollut kovin suurta vaikutusta Taulukko 8. Pikkutukin saannot, normaalitukin saantojen muutokset ja vaikutukset leimikon myyntiarvoon männyl­ lä ja kuusella avohakkuuaineistossa. Minimi- Pituudet Pikku- Kokonais Myyntiarvon latvaläpi- tukki- tukkisaannon muutos mitta (cm) (dm) saanto (%) muutos (%-yks.) (%) Mänty 11 31−52 4,9 –0,05 0,93 11 34−52 4,8 –0,13 0,84 11 37−52 4,2 –0,09 0,76 11 37 3,8 –0,09 0,67 11 37, 52 4,0 –0,09 0,72 12 37−52 3,0 –0,08 0,54 Kuusi 12 31−52 11,1 –0,36 2,0 12 34−52 10,3 –0,44 1,8 12 37−52 10,1 –0,72 1,6 12 37 9,1 –0,72 1,4 12 37, 52 9,7 –0,72 1,5 11 37−52 11,6 –0,48 2,0 Taulukko 9. Kuusisorvitukin saannot, kokonaistukkisaan­ non muutokset ja vaikutukset leimikon myyntiarvoon avohakkuuaineistossa. Minimi- Pituudet Sorvi- Kokonais Myyntiarvon latvaläpi- tukki- tukkisaannon muutos mitta (cm) (dm) saanto (%) muutos (%-yks.) (%) 20 28, 52 52,7 0,85 3,2 22 28, 52 43,0 0,64 2,6 24 28, 52 33,1 0,54 2,0 26 28, 52 25,6 0,43 1,6 22 52 33,7 –0,18 1,6 24 52 26,4 –0,14 1,3 26 52 19,9 –0,09 0,97 Taulukko 10. Erikoispuutavaralajien saannot ja vaiku­ tukset leimikon myyntiarvoon vaihtoehtoisilla erikoispuu­ tavaralajien yksikköhinnoilla avohakkuuaineistossa. Puutavaralaji Yksikkö- Saanto (%) Myyntiarvon hinta (€/m3) muutos (%) Mäntypikkutukki 18 3,8 0,55 20 4,2 0,76 22 4,2 0,99 Mäntypylväs 48 20,1 1,0 50 22,3 2,1 52 24,8 3,4 Mäntytyvitukki 48 25,2 1,6 50 25,5 3,0 52 25,9 4,4 Kuusipikkutukki 26 8,8 1,1 28 10,1 1,6 30 10,6 2,1 Kuusisorvitukki 45 12,6 0,34 47 33,1 2,0 49 34,3 3,8 29 Piira, Kilpeläinen, Malinen, Wall & Verkasalo Leimikon puutavaralajikertymän ja myyntiarvon vaihtelu … erikoispuutavaralajien saantoihin lukuun ottamat- ta alinta kuusisorvitukin hintaa. Yksikköhintojen muutokset heijastuivat sitä vastoin voimakkaasti myyntiarvoon. 4.1.3 Kuitupuun katkontavaihtoehdot Simuloinneissa, joissa tutkittiin kuitupuun katkon- nan vaikutuksia, tukkia tehtiin perusmääritelmillään. Kuitupuun katkonta 30 dm:n määrämittaan vähen- si kuitupuun saantoa kaikilla puulajeilla noin kaksi prosenttiyksikköä, mutta myyntiarvon muutos oli kuusella ja koivulla selvästi suurempi kuin männyl- lä (taulukko 11). Kuitupuun minimilatvaläpimitan muuttaminen yhdellä senttimetrillä sen sijaan vaikut- ti kuitupuun saantoihin huomattavasti vähemmän. Myyntiarvoon vaikutus oli olemattoman pieni. 4.2 Vaikutukset luokitellussa avohakkuu­ aineistossa ja mäntyharvennus­ aineistossa Tukin minimilatvaläpimitan alentaminen yhdellä senttimetrillä lisäsi männyn ja kuusen tukkisaantoa ja myyntiarvoa eniten pienipuustoisilla leimikoilla (taulukot 12 ja 13). Suhteellinen tukkisaannon nou- su oli pienen kokonaistukkisaannon takia suurinta harvennusmäntyleimikoiden aineistossa. Lyhyi- den tukkimittojen vaikutus tukkisaantoon oli sekä männyllä että kuusella suurinta pienipuustoisilla leimikoilla, mutta rungon keskijäreyden vaikutus ei ollut yhtä suurta kuin tukin minimilatvaläpimi- tan tapauksessa, ja männyllä lyhyet mitat nostivat tukkisaantoa järeimmillä leimikoilla jopa enemmän kuin keskijäreillä leimikoilla. Kahdella tukkipituu- Taulukko 11. Kuitupuun katkonnan vaikutus kuitupuun saantoon ja leimikon myyntiarvoon männyllä, kuusella ja koivulla avohakkuuaineistossa. Puulaji Minimi- Pituudet Kuitupuu- Myynti latvaläpi- saanto arvon mitta (cm) (dm) (%) muutos (%) Mänty 7 27−55 22,4 vertailu 7 30 20,4 –0,39 6 27−55 22,6 0,083 Kuusi 7 27−55 22,4 vertailu 7 30 20,8 –0,74 8 27−55 21,8 –0,31 Koivu 7 27−55 55,3 vertailu 7 30 53,1 –0,70 Taulukko 12. Mäntytukin mittavaatimusten vaikutus leimikon tukkisaantoon ja myyntiarvoon mäntyhar­ vennusaineistossa ja luokitellussa avohakkuuaineistossa. Minimi- Pituudet Tukkisaanto (%) Myyntiarvon muutos (%) läpimitta (dm) Harv. < 0,55 m3 0,55−0,75 m3 >0,75 m3 Harv. < 0,55 m3 0,55−0,75 m3 >0,75 m3 (cm) 15 40−55 4,3 69,6 78,2 78,1 vert. vert. vert. vert. 14 40−55 6,9 73,3 80,3 79,3 6,8 3,6 1,8 1,1 15 34−55 6,0 72,0 79,8 80,0 4,0 2,2 1,4 1,7 15 43, 52 3,1 66,1 75,6 74,8 –3,4 –3,4 –2,3 –2,9 Taulukko 13. Kuusitukin mittavaatimusten vaikutus leimikon tukkisaantoon ja myyntiarvoon luokitellussa avohakkuuaineistossa. Minimi- Pituudet Tukkisaanto (%) Myyntiarvon muutos (%) läpimitta (dm) < 0,4 m3 0,4−0,55 m3 >0,55 m3 < 0,4 m3 0,4−0,55 m3 >0,55 m3 (cm) 16 40−55 64,1 75,7 82,2 vert. vert. vert. 15 40−55 69,5 79,1 84,7 3,7 2,2 1,5 16 34−55 66,1 77,2 83,1 1,4 0,93 0,55 16 43, 52 61,8 73,0 80,2 –1,6 –1,7 –1,3 30 Metsätieteen aikakauskirja 1/2007 Tutkimusartikkeli della tukkisaannon alenema oli sekä männyllä että kuusella samaa luokkaa kaikissa avohakkuuaineis- ton keskijäreysluokissa. Pikkutukkien saannot ja myyntiarvoa kohottava vaikutus oli suurimmillaan pienipuustoisilla leimi- koilla (taulukot 14 ja 15). Sitä vastoin mäntypylvästä saatiin eniten leimikoiden keskimmäisestä järeysluo- kasta ja kuusisorvitukkia järeimmistä leimikoista. Harvennusleimikoilla kuitupuun katkonta 30 dm:n määräpituuteen laski kuitupuun saantoa 6,6 prosenttiyksikköä ja leimikon myyntiarvoa 5,3 %. Vastaavasti kuitupuun minimilatvaläpimitan ale- neminen seitsemästä senttimetristä kuuteen lisäsi kuitupuun saantoa 2,1 prosenttiyksikköä ja myyn- tiarvoa 1,9 %. 4.3 Puuston järeyden vaikutus leimikon myyntiarvoon Leimikon runkojen keskitilavuuden kasvu nosti ale- nevalla nopeudella runkojen yksikköarvoa. Keskiti- lavuus selitti pitkälti kuusen yksikköarvon vaihtelua (kuva 7), mutta männyllä rungon yksikköarvon ja keskitilavuuden välinen riippuvuus oli heikko ja lei- mikoiden välinen hajonta suurta (kuvat 8 ja 9). Erikoispuutavaralajien leimikon yksikköarvoa kohottava vaikutus vaihteli selvästi järeydeltään samankaltaistenkin leimikoiden välillä. Kuten luo- kitellussakin aineistossa pikkutukkien vaikutus yksikköarvoon oli suurimmillaan pienipuustoisilla leimikoilla ja kuusisorvitukin järeimmillä leimi- koilla. Mäntytyvitukki nosti yksikköarvoa eniten järeimmillä leimikoilla. Mäntypylväällä ei ollut ha- vaittavissa selvää riippuvuutta leimikoiden järeyden ja yksikköarvon kohoamisen välillä. Taulukko 14. Mäntypikkutukin ja -pylvään saannot ja vaikutukset leimikon myyntiarvoon mäntyharven­ nusaineistossa ja luokitellussa avohakkuuaineistossa. Puutavaralaji Saanto (%) Myyntiarvon muutos (%) Harv. < 0,55 m3 0,55−0,75 m3 >0,75 m3 Harv. < 0,55 m3 0,55−0,75 m3 >0,75 m3 Pikkutukki 12,9 8,6 3,8 1,8 7,3 1,7 0,66 0,32 Pylväs ei tehty 18,4 26,6 17,9 ei tehty 1,8 2,5 2,6 Taulukko 15. Kuusipikkutukin ja -sorvitukin saannot ja vaikutukset leimikon myyntiarvoon luokitellussa avohakkuuaineistossa. Puutavaralaji Saanto (%) Myyntiarvon muutos (%) < 0,4 m3 0,4−0,55 m3 >0,55 m3 < 0,4 m3 0,4−0,55 m3 >0,55 m3 Pikkutukki 17,3 10,6 6,3 3,3 1,6 0,85 Sorvitukki 18,5 29,3 43,2 1,2 1,9 2,4 Leimikon kuusirunkojen keskitilavuus (m3) Y ks ik kö ar vo (€ /m 3 ) 45 42 39 36 33 30 27 24 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 Perusapt. Sorvitukki Pikkutukki (Perusapt.) (Sorvitukki) (Pikkutukki) y = 7,2789 ln(x) + 43,557 R2 = 0,736, SE = 1,79 €/m3 y = 7,9544 ln(x) + 44,791 R2 = 0,754, SE = 1,86 €/m3 y = 6,185 ln(x) + 43,47 R2 = 0,703, SE = 1,65 €/m3 Kuva 7. Keskijäreyden vaikutus kuusen simuloituihin ja malleilla ennustettuihin yksikköarvoihin perus-, sorvituk­ ki- ja pikkutukkiapteerauksessa. 31 Piira, Kilpeläinen, Malinen, Wall & Verkasalo Leimikon puutavaralajikertymän ja myyntiarvon vaihtelu … 4.4 Painotettujen arvomatriisien käytön vaikutukset Painotettujen arvomatriisien käytön vaikutusta tut- kittiin kuusella perustilanteessa, jossa tehtiin pelkäs- tään tukkia (minimilatvaläpimitta 16 cm, pituudet 40–55 dm) ja vapaapituista kuitupuuta (minimilatva- läpimitta 7 cm, pituudet 27–55 dm). Simuloinneissa käytettiin arvomatriiseja, joiden pituusluokille an- nettiin erilaisia hintoja (taulukko 16). Verrattuna tasahintamatriisilla tehtyyn simuloin- tiin, jossa jokaisen pölkyn pituus-läpimittayhdistel- män hinta oli 45 €, pituusluokkien painotus vähensi tukkisaantoa enimmillään 2,0 prosenttiyksikköä ja myyntiarvoa 1,4 % (taulukko 17). On otettava huo- mioon, että matriisien painotuksessa perushintaa muutettiin suurimmillaan 4 € ylös- tai alaspäin (± 9 %). Matriisi 2a oli muuten samanlainen kuin matriisi 2, mutta pienimmän tukkiläpimittaluokan arvoa korotettiin 2 €. Menettelyllä pyrittiin vähen- tämään tukkiosuuden siirtymistä kuitupuuksi, mutta vaikutus oli varsin vähäinen. Sitä vastoin kuitupuun hinnan alentaminen nimelliseksi rajoitti tehokkaam- min tukkisaannon alenemista. Kuitenkin myyntiarvo väheni silloinkin huomattavasti verrattuna tasahinta- matriisilla tapahtuvaan apteerauksen simulointiin. Leimikon kuusirunkojen keskitilavuus (m3) Y ks ik kö ar vo (€ /m 3 ) 45 42 39 36 33 30 27 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 Perusapt. Pylväs Pikkutukki (Perusapt.) (Pylväs) (Pikkutukki) y = 5,762 ln(x) + 40,084 R2 = 0,133, SE = 3,99 €/m3 y = 5,0739 ln(x) + 40,073 R2 = 0,108, SE = 3,95 €/m3 y = 5,6483 ln(x) + 40,801 R2 = 0,115, SE = 4,25 €/m3 Y ks ik kö ar vo (€ /m 3 ) 45 42 39 36 33 30 27 Leimikon mäntyrunkojen keskitilavuus (m3) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 y = 7,429 ln(x) + 39,541 R2 = 0,213, SE = 4,16 €/m3 y = 7,8316 ln(x) + 40,754 R2 = 0,213, SE = 4,39 €/m3 Perusapt. Tyvitukki (Perusapt.) (Tyvitukki) Kuva 8. Keskijäreyden vaikutus männyn simuloituihin ja malleilla ennustettuihin yksikköarvoihin perus-, pikkutuk­ ki- ja pylväsapteerauksessa. Kuva 9. Keskijäreyden vaikutus männyn simuloituihin ja malleilla ennustettuihin yksikköarvoihin perus- ja tyvi­ tukkiapteerauksessa. Aineistona Metsäliiton leimikot, joissa oli tukkipuun mittavaatimukset täyttäviä mäntyjä (32 leimikkoa). Taulukko 16. Painotetuissa arvomatriiseissa käytettyjen kuusitukkien pituusluokkien suhteelliset hinnat. Pituus (dm) Arvomatriisin arvo (€) Matriisi 1 Matriisi 2 Matriisi 3 40 43 41 41 43 44 43 43 46 45 45 45 49 46 47 48 52 47 49 49 55 46 48 45 Taulukko 17. Tukkisaannot ja vaikutukset myyntiarvoon käytettäessä painotettuja arvomatriiseja tasahintamatriisi­ en sijasta. Matriisi 2a:ssa pienimmän läpimittaluokan hintaa korotettiin 2 €. Arvomatriisi Kuitupuun Tukkisaanto (%) Myyntiarvon suht. hinta (€) muutos (%) Tasahinta 20 76,2 vertailu 1 20 75,4 –0,55 2 20 74,7 –1,0 2a 20 75,0 –0,82 2 2 75,6 –0,71 3 20 74,2 –1,4 32 Metsätieteen aikakauskirja 1/2007 Tutkimusartikkeli 5 Tulosten tarkastelu Tutkimuksen tavoitteena oli tutkia leimikon puu tavaralajikertymän ja myyntiarvon vaihtelua eri- laisilla katkontaohjeilla käyttäen mitattua leimikko aineistoa sekä apteeraussimulaattoria, jolla pysty- tään ottamaan huomioon apteerattavien runkojen dimensioiden lisäksi niiden ennalta määritetty ulkoinen laatu. Tutkimuksessa kiinnitettiin erityi- sesti huomiota tukin mittavaatimusten vaikutuksiin tukkisaantoon ja sitä kautta leimikon myyntiarvoon. Tarkastelu kohdistui myös erikoispuutavaralajien, kuitupuun katkontatapojen sekä painotettujen arvo matriisien vaikutukseen puutavaralajikertymiin ja leimikon myyntiarvoon. Tutkimuksen avohakkuuleimikot edustavat varsin hyvin normaaleja Etelä- ja Keski-Suomen avohak- kuuleimikoita metsätyyppien, omistajaryhmien ja puuston rakenteen perusteella. Todennäköisesti tut- kimusleimikot olivat kuitenkin korjuuolosuhteiltaan hieman keskimääräistä parempia ja laadukkaam- pia, koska nimenomaisena tarkoituksena oli tutkia metsänhoidolliselta tilaltaan vähintään tyydyttäviä metsiköitä. Koealat sijoiteltiin tutkimusleimikoiden edustaviin kohtiin subjektiivisesti mittausryhmän ar- vion mukaan, mikä saattoi aiheuttaa virhettä puusto tunnusten määrityksessä leimikoittain. Tutkimusaineistossa männyn keskijäreys oli sel- västi kuusen keskijäreyttä suurempi, vaikka Ete- lä- ja Keski-Suomessa yleisesti kuusivaltaisten leimikoiden keskijäreys on mäntyvaltaisia leimi- koita suurempi. Varjoa sietävänä puulajina kuusia esiintyy usein päätehakkuuikäisissä metsiköissä li- sävaltapuina tai toisena jaksona valtapuiden lisäk- si. Lukumääräisesti näitä runkoja voi olla paljon, mutta niistä ei kuitenkaan kerry suurta tilavuutta niiden päävaltapuita pienemmän keskiläpimitan johdosta. Siten näillä puilla on tutkimusaineistossa kuusen keskijäreyttä pienentävä vaikutus. Kuusen ja männyn keskikoon ero oli samankaltainen myös Metsätehon 224 päätehakkuuleimikosta keräämäs- sä runkopankkiaineistossa, jossa rungot mitattiin hakkuukoneen mittalaitteella (Malinen ym. 2001). Lisäksi tutkimusaineiston mäntyvaltaiset avohak- kuuleimikot olivat Kaakkois-Suomessa osaksi re- hevillä metsätyypeillä, jolloin niiden keskijäreys oli tavanomaista suurempi. Leimikoiden ennakkomittauksessa haastavin osa oli koepuiden teknisten vikojen ja sahapuuosuuden määritys. Tämä tehtiin silmämääräisesti, ja lisäksi harvennusmäntyleimikoiden aineistossa sahapuu- osuus määriteltiin ilmeisesti tiukemmin kriteerein kuin avohakkuuleimikoiden aineistossa. Kaikkia rungon katkontakohdilta nähtävissä olevia sisäviko- ja ei voida ennustaa ulkoisen tarkastelun perusteella, joten todelliset sahapuuosuudet voivat olla hieman pienempiä runkojen katkonnan jälkeen. Katkaisu- kohdan poikkileikkauksesta havaittavia vikoja ovat varsinkin kuusen tyvilaho ja vanhojen mäntyjen sy- dänhalkeamat. Kuitenkin on painotettava, että tut- kimuksessa ei ollut olennaista määrittää täsmälleen oikein yksittäisten runkojen puutavaralajisaantoja, vaan vertailla saantoja yhtenäisin perustein erilaisil- la katkontaohjeilla rungosta riippumatta. Apteerauksen simuloinneissa käytettiin Laasasen- ahon (1982) rinnankorkeusläpimittaan ja pituuteen perustuvia runkokäyriä, joten rungon kapenemisen leimikoittainen vaihtelun vaikutus ei ilmene tulok- sista. On kuitenkin muistettava, että hakkuukoneel- lakin tehtävässä hakkuussa rungon todellinen ka- penevuus tiedetään vasta katkonnan jälkeen, joten katkonta pohjautuu aina runkomuotoennusteeseen. Mänty- ja kuusitukkien saannot olivat tässä tutki- muksessa avohakkuuleimikoissa keskimäärin tasolla 76 % käytettäessä yleisiä mitta- ja laatuvaatimuksia. Ahosen ja Mäkelän (1995) 8. valtakunnan metsien inventoinnin puustoille tekemässä simulointitutki- muksessa koko puuston tukkiosuudet olivat Etelä- Suomessa männyllä 50,2 % (Länsi-Suomi 44 %, Järvi-Suomi 53 %) ja kuusella 48,9 % (Länsi-Suo- mi 45 %, Järvi-Suomi 50 %). Riekkisen (2004) suo- malaisia ja ruotsalaisia kivennäismaiden päätehak- kuumänniköitä koskeneessa tutkimuksessa vastaava tukkiosuus oli 74–80 % osa-alueesta riippuen (pl. Suomen Lappi 62 %), mutta Verkasalon ja Kilpeläi- sen (2004) Etelä-Suomen sisäosan, Pohjois-Karjalan ja Pohjois-Pohjanmaan ojitettujen turvemaiden pää- tehakkuumänniköissä vain 58, 47 ja 57 %. Riepon ja Marjomaan (1992) Etelä-Suomen päätehakkuu- kuusikoissa kuusen apteerausohjeiden mukainen ns. optimitukkiosuus oli 77,6 %. Pohjois-Karjalassa 16 avohakkuuleimikossa toteutunut tukkiosuus oli ns. yleisapteerauksessa keskimäärin 72 % (Tolkki ja Saramäki 1997); osuus oli sama eräässä hyvälaa- tuisessa kuusileimikossa Keski-Suomessa käytettä- 33 Piira, Kilpeläinen, Malinen, Wall & Verkasalo Leimikon puutavaralajikertymän ja myyntiarvon vaihtelu … essä laatuapteerausta (Kerkelä 1997). Korkeimmat kuusitukkimetsiköiden normaalitukkiosuudet ovat havainneet Verkasalo ja Maltamo (2002): Etelä-Suo- men neljällä osa-alueella ne olivat runkomuodol- taan hyvien koepuiden ns. normaaliapteerauksessa 87–89 % kasvupaikkaryhmästä riippuen. Tukin minimilatvaläpimitan vaikutus leimikon tukkisaantoon ja myyntiarvoon oli sekä kuusella että männyllä sitä suurempi, mitä pienempi leimikon keskitilavuus oli. Aineistossa kuusten keskikoko oli huomattavasti pienempi kuin mäntyjen, mikä pitkäl- ti selittää myös sitä, että tukin minimilatvaläpimitan vaikutus tukkisaantoon oli kuusella selvästi suurem- pi kuin männyllä. Minimilatvaläpimitan muutoksen erilaista vaikutusta selittää myös kuusen pienempi kapenevuus tukin minimilatvaläpimittaa vastaavalla korkeudella. Tulokset ovat samansuuntaisia Kerke- län (1997) tutkimuksen kanssa, jossa kuusen simu- loitu tukkisaanto nousi neljä prosenttiyksikköä, kun tukin minimilatvaläpimittaa alennettiin 16,5 cm:stä 15,5 cm:iin. Tolkin ja Saramäen (1997) selvitykses- sä avohakkuukuusikoiden tukkiosuus oli suurimmil- laan 82 %, kun tukin minimilatvaläpimitta oli 14 cm ja käytettävissä seitsemän tukkipituutta, ja pienim- millään 69 %, kun tukin minimilatvaläpimitta oli 16 cm ja käytettävissä vain kaksi tukkipituutta. Vaikka tukkisaannon muutokset olivat kuusella suurempia kuin männyllä, leimikon myyntiarvon muutoksis- sa ei ollut merkittäviä eroja, koska mäntytukin ja -kuitupuun hintaero oli simuloinneissa suurempi kuin kuusitukin ja -kuitupuun. Sama ilmiö näkyi kaikissa muissakin kyseisten puutavaralajien myynti arvotarkasteluissa. Tukkipituuksien perusvaihtoehtoon (pituudet 40−55 dm) verrattuna pölkkypituuksien 34 ja 37 dm lisäämisen vaikutus oli männyllä samaa luok- kaa kuin yhden senttimetrin alentamisen vaikutus tukin minimilatvaläpimitassa. Puumalaisen (1998) tutkimuksessa männyn väli- ja latvatukin minimi- pituuden alentaminen 40 dm:stä 31 dm:iin lisäsi tukkisaantoa 1,6 prosenttiyksikköä. Tuloksia ei voi verrata suoraan, sillä tässä tutkimuksessa käytetty vikaisuuden huomioon ottaminen lisää mittavaa- timusten muutoksen vaikutusta saantoihin, mutta ainakin ne olivat molemmissa tutkimuksissa samaa suuruusluokkaa. Kuusella lyhyiden mittojen käy- tön vaikutus oli huomattavasti mäntyä vähäisempi. Männyissä oli oletustenkin mukaisesti huomatta- vasti enemmän tukin apteerausta rajoittavia vikoja kuin kuusissa, mikä selittää lyhyiden tukkimittojen suuremman merkityksen männyn apteerauksessa. Mikäli männyllä olisi käytetty katkontaa laaturajo- jen mukaan, lyhyiden tukkipituuksien merkityksen voisi olettaa olleen vieläkin todettua suuremman. Koivun tukkisaannot olivat varsin alhaisia rungois- sa esiintyneiden vikojen ja havupuita paksumman tukin minimilatvaläpimitan takia. Verkasalon (1997) tutkimuksessa rauduskoivun tukkisaanto oli kiven- näismailla lähes samoilla mitta- ja laatuvaatimuk- silla vielä kuusi prosenttiyksikköä alhaisempi kuin tässä tutkimuksessa, tosin aineisto oli huomattavasti pienirunkoisempi kuin tässä tutkimuksessa. Tämän tutkimuksen tukkisaantoja voidaankin pitää runko- jen keskijäreys huomioon ottaen varsin alhaisina. Aineiston koivut olivat yleisesti havumetsän seka- puita, ja tulokset voisivatkin olla erilaisia puhtaissa koivikoissa tai lehtipuuvaltaisissa metsiköissä (vrt. Mielikäinen 1980, Heräjärvi ja Verkasalo 2002). Avohakkuuaineiston erikoispuutavaralajeista pikkutukkien saannot olivat kuusella selvästi suu- rempia kuin männyllä. Osittain tähän vaikuttivat kuusirunkojen pienempi keskijäreys ja erot män- nyn ja kuusen runkomuodoissa; ison mäntytukki- puun latvasta saadaan voimakkaan kapenemisen ja suurten oksien vuoksi usein hyvin vähän pik- kutukkia (Riekkinen 2004, Verkasalo ja Kilpeläi- nen 2004). Lisäksi mäntyjen kuusia suurempi vi- kaisuus pienensi suhteellisesti enemmän männyn sahauskelpoista rungonosaa. Myös erilaiset tukin ja pikkutukin latvaläpimitat kuusella ja männyllä vaikuttivat tulokseen. Normaalitukin saanto pieneni pikkutukkia apteerattaessa kuusella varsin vähän ja männyllä marginaalisesti. Tähän oli syynä tukin ja pikkutukin hintaero, joka oli männyllä selvästi suu- rempi kuin kuusella. Verkasalon ja Maltamon (2002) päätehakkuuvaiheen kuusikoissa pikkutukkien saan- to oli selvästi pienempi kuin tässä tutkimuksessa, vain 1−2 %; tämä tulos johtui ilmeisesti vain yh- destä, varsin pitkästä pikkutukkipituudesta (4,3 m), vaikka minimilatvaläpimittana oli 12 cm. Riekkisen (2004) kivennäismaiden päätehakkuumänniköissä pikkutukkien osuus hakkuukertymästä oli myös pieni, vain noin 3 %, vaikka runkojen keskitilavuus oli pienempi kuin tässä tutkimuksessa. Verkasalo ja Kilpeläinen (2004) päätyivät ojitettujen turvemai- den päätehakkuuvaiheen männiköissä lähes samaan 34 Metsätieteen aikakauskirja 1/2007 Tutkimusartikkeli mäntypikkutukkisaantoon kuin tämän tutkimuksen luokitellun aineiston pienirunkoisimmassa luokassa, vaikka heidän aineistossaan mäntyjen keskitilavuus oli noin 0,1 m³ pienempi kuin tämän tutkimuksen pienirunkoisimmassa mäntyluokassa, ja pikkutukin mittavaatimukset olivat hieman tiukemmat. Harvennusmänniköissä pikkutukin saanto oli al- hainen ja pienempi kuin avohakkuuaineiston pieni- runkoisimmassa kuusiluokassa. Varsinkin absoluut- tinen saanto oli vaatimaton ottaen huomioon, että tutkimukseen valittiin harvennusleimikoita varsin tiukoin kriteerein. Selityksenä on harvennusmän- tyjen yleinen vikaisuus, joka vielä korostui aineis- ton huomattavan tiukan laadun määrityksen takia. Wallin ym. (2005) tutkimuksessa mäntypikkutukin saanto oli kivennäismaiden myöhemmissä harven- nuksissa hieman erilaisilla mittavaatimuksilla vielä pienempi kuin tässä tutkimuksessa. Mäntypylväiden saanto oli avohakkuuaineistossa korkea, yli 20 %. Leimikkotasolla näin voi ollakin, mutta käytännössä mäntypylväille on lähinnä alueit- taista kysyntää, ja pylväsleimikoiden valintakriteerit ovat tällöinkin varsin ankarat (rungon keskikoko, tyviosan laatu, vähimmäiskertymä/leimikko). Myös männyn hyvälaatuisten tyvitukkien saanto oli korkea, noin 25 %. Saannon taso riippuu paljon käytännössä asetettavista hyvän laadun kriteereistä. Päätehak- kuumänniköissä ns. virheettömiä tyviä on yleensä noin 1/3−1/2 rungoista, eli vähemmän järeän puu tavaran osuudesta kuin tässä tutkimuksessa. Ahosen ja Mäkelän (1995) mukaan ns. virheettömän tyvi- tukin osuus olisi maan eteläosan uudistuskypsissä männiköissä noin 17 % tukkitilavuudesta. Kuusella sorvitukkien apteeraus johtaa huomat- tavaan puutavaralajisiirtymään sahatukeista. Sorvi tukin saanto oli tässä tutkimuksessa lähes samaa luokkaa kuin Verkasalon ja Maltamon (2002) tut- kimuksessa, jossa monipuolisimmassa apteeraus- vaihtoehdossa saatiin sorvitukkeja leimikoiden ko- konaiskertymästä vajaa 40 %, normaalitukkeja 30 % ja pikkutukkeja peräti yli 20 %. Kuusisorvitukilla lyhyellä (28 dm) sorvipölkyllä oli suuri myyntiarvoa kohottava vaikutus, koska ly- hyen pölkkymitan käyttäminen pitkän ohella kohotti huomattavasti saha- ja sorvitukkien kokonaissaan- toa. Sorvitukin minimilatvaläpimitan alentaminen taas lähinnä siirsi sahatukkia sorvitukiksi, joten myyntiarvon muutos oli pienempi. Kun sorvitukin hinnaksi asetettiin 47 €:n sijasta sahatukin hinta 45 €, saanto aleni noin kolmasosaan. Käytännös- sä kuusisorvitukki ei siis eronnut kuusisahatu- kista muuten kuin mittojen suhteen. Todellisessa puukauppatilanteessa kuusen saha- ja sorvitukista maksetaankin usein samaa hintaa. Vaihdeltaessa puutavaralajien yksikköhintoja mäntytyvitukin saannot pysyivät lähes samoina, ei- kä myöskään pikkutukkien tai pylväiden saannoissa havaittu suuria muutoksia. Myyntiarvot muuttuivat suhteellisesti enemmän, mikä olikin ilmeistä, kun tehtiin muutoksia yksikköhintoihin. Yleisestikin ha- vaittiin, että kaikilla erikoispuutavaralajeilla yksik- köhinnan merkitys leimikon myyntiarvon muutok- siin on suuri, eikä pienillä mittavaatimusten muutok- silla ole huomattavaa vaikutusta. Käytännön puun- hankinnassahan on usein arvioitu ostajien erilaisilla mittavaatimuksilla olevan suuria vaikutuksia. Leimikkotason tarkasteluissa havaittiin, että run- gon keskijäreys selitti puutavaran yksikköarvoa huo- mattavasti paremmin kuusella kuin männyllä. Män- tyjen yksikköarvon suurempi hajonta johtui suuresta runkojen vikaisuuden vaihtelusta leimikoiden välillä; kuusella teknisiä vikoja oli kauttaaltaan vähemmän ja hajonta pienempi kuin männyllä. Verrattaessa eri- koispuutavaralajiapteerauksia perusapteeraukseen havaittiin apteerauksen vaikuttavan puutavaran yk- sikköarvoon hyvin eri tavoin eri leimikoissa. Koska yhdeltä leimikolta oli aineistossa vain korkeintaan muutamia kymmeniä koepuita, voidaan leimikoiden välisen hajonnan olettaa olleen tässä tutkimuksessa suurempaa kuin todellisessa hakkuussa. Kuitupuun katkontaa tarkasteltaessa on otettava huomioon, että kuitupuun saantojen muutokset hei- jastuivat lähes vastakkaisesti hukkapuun määriin. Määräpituusapteeraus alensi myyntiarvoa kuusella enemmän ja männyllä hieman vähemmän kuin ly- himmän tukkipituuden poisto. Yhden senttimetrin muutos minimilatvaläpimitassa sitä vastoin vaikut- ti huomattavasti vähemmän. Puumalainen (1998) päätyi samankaltaiseen tulokseen: mäntykuitu- puun saanto kasvoi noin puoli prosenttiyksikköä, kun minimilatvaläpimittaa alennettiin seitsemästä senttimetristä viiteen. Kuusella kuitupuusaannon muutokset heijastuivat voimakkaammin myyntiar- voon, koska kuusikuitupuun hinta oli simuloinneissa huomattavasti mäntykuitupuun hintaa korkeampi. Mäntyharvennusleimikoilla kuitupuun katkonnal- 35 Piira, Kilpeläinen, Malinen, Wall & Verkasalo Leimikon puutavaralajikertymän ja myyntiarvon vaihtelu … la oli ratkaiseva vaikutus leimikon myyntiarvoon, sillä katkonta määräpituuteen alensi myyntiarvoa peräti 5,3 %. Pienempipuustoisilla harvennuksilla kuitupuun katkonnan merkitys nousisi todennäköi- sesti vielä tätäkin suuremmaksi. Kuusitukin painotettujen arvomatriisien käytöl- lä haluttiin tutkia arvoapteerauksella tapahtuvan jakaumanohjauksen vaikutusta tukkisaantoihin ja leimikon myyntiarvoon. Arvomatriisin hintojen vaihteluväli ei selittänyt tukkisaannon muutoksia kokonaan, vaan kahdella hyvinkin samankaltaisella matriisilla saatettiin päätyä huomattavan erilaisiin tukkisaantoihin. Pienikin muutos arvomatriisissa voi siis alentaa huomattavasti tukkisaantoa ja leimikon myyntiarvoa. Haring (1997) päätyi huomattavasti pienempään kuusen tukkisaannon pienenemiseen kuin tässä tutkimuksessa, kun arvomatriisia paino- tettiin. Haringin (1997) tutkimuksessa tukkirunkojen keskijäreys oli kuitenkin suurempi, ja arvomatriisien painotuksessa oli myös eroja. Tukkien pienimmän läpimittaluokan hinnan ko- rotus ja kuitupuun hinnan asettaminen nimelliseksi ovat menetelmiä, joilla tukkisaannon vähenemistä on rajoitettu käytännön puunhankinnassa arvo- ja jakauma-apteerausta käytettäessä. Tässä tutkimuk- sessa niilläkään menetelmillä ei kuitenkaan pystytty rajoittamaan tukkisaannon alenemista merkitykset- tömäksi. Vaikka tukkisaannon alenemista pystyttiin- kin kohtuullisesti rajoittamaan alentamalla kuitu- puun hinta nimelliseksi, myyntiarvon aleneminen oli silti huomattavaa. Tämä johtuu siitä, että kaikilla puutavaralajeilla arvomatriisien hintojen tulisi olla markkinoilla maksettavia todellisia kantohintoja, jos halutaan maksimoida leimikon myyntiarvoa. Tutkimuksen puutavaralajit pyrittiin määrittämään mahdollisimman samankaltaisiksi käytännön met- sätaloudessa käytettyjen puutavaralajien kanssa. Kuitenkaan mäntytukilla ei eroteltu tyvi-, väli- ja latvatukkeja, mikä on joskus tapana puunhankin- nassa. Mikäli rungot katkotaan tukkilajien laaturajo- jen mukaan, tukkiosuus on todennäköisesti hieman pienempi kuin tässä tutkimuksessa. Toisaalta ap- teerausautomatiikan tehokas käyttäminen mäntyjen katkonnassa ei ole mahdollista, jos katkonta tehdään laaturajojen mukaan. Silloin kuljettajan ammattitai- to ratkaisee katkonnan onnistumisen. Uusitalon ym. (2004) tutkimuksessa männyn laatuapteerauksella ei kuitenkaan saatu laadultaan merkittävästi parempaa sahatavaraa kuin automaattisella apteerauksella, jo- ten tämän perusteella laatuapteerauksen mielekkyys voi olla jopa kyseenalainen. Tutkimuksessa saadut tulokset kohdistuivat ni- menomaan tämän aineiston leimikoihin, joten tulok- sia ei voida yleistää kaikissa tapauksissa käytännön leimikoiden joukkoon. Erityisesti leimikon puuston rakenteella on ratkaiseva merkitys määritettäessä puutavaralajikertymiä ja myyntiarvoa. Tämä ilmeni selvästi luokitellulla aineistolla tehdyissä simuloin- neissa, joissa katkontaohjeet vaikuttivat eri tavalla puuston keskijäreydeltään erilaisissa leimikoissa. Toisaalta käytännön puunkorjuussa kuljettajan mer- kitys apteerauksen onnistumiselle on varsin huomat- tava. Tutkimuksessa käytetty apteeraussimulaattori kykenee ottamaan puuston vikaisuuden huomioon ja päätyy optimaaliseen ratkaisuun vikojen esiinty- misen puitteissa, mikä taas ei toteudu käytännössä. Harvesterin kuljettajan kyky havainnoida hakatta- vien runkojen vikaisuutta ja sovittaa apteeraus op- timaaliseksi vaihtelee suuresti kuljettajakohtaisesti varsinkin männyn apteerauksessa. Jatkotutkimuksissa olisi tarpeen kehittää malleja tai menetelmiä, joilla voidaan ennustaa yksittäisten leimikoiden puutavaralajijakaumat vaihtoehtoisilla katkontaohjeilla. Tällaisten mallien ja menetelmi- en laatimista vaikeuttavat katkontaohjeiden kirjo ja toisaalta riittävän tarkan ennakkotiedon saanti ha- kattavista leimikoista. Tämän tutkimuksen tulokset koskevat vallitsevaa puun hinnoittelujärjestelmää eli puutavaralajihin- noittelua. Kuitenkin on yleisesti tiedossa, että puun myyntiarvon ja käyttöarvon yhteensovittaminen on vaikeaa puutavaralajihinnoitteluun perustuvassa apteerauksessa. Siten olisikin perusteltua tutkia ja kehittää myös muita hinnoitteluperiaatteita ja nii- hin soveltuvia apteerausmenetelmiä ja -sääntöjä. Kysymykseen tulisivat ainakin runkohinnoittelu ja laatumaksutapa eri versioineen. Laatumaksutapa oli käytössä 1980-luvun lopulla ja 1990-luvun al- kupuolella mäntysahatukeilla (mm. Metsäliitto ja Veitsiluoto Oy) ja koivuvaneritukeilla (Schauman Wood Oy). Se on otettu jälleen käyttöön mänty- ja kuusitukkileimikoiden hinnoittelussa Metsäliiton puunhankinnassa keväällä 2005. Runkohinnoittelua on otettu jossain määrin käyttöön itsenäisten sahojen puunhankinnassa 2000-luvulla (esim. Pölkky Oy). Mielenkiintoiselta vaikuttava hinnoittelutapa olisi 36 Metsätieteen aikakauskirja 1/2007 Tutkimusartikkeli myös arvo-osuushinnoittelu, jossa tukki- ja kuitu- puun osuudet määritellään rungon ominaisuuksien perusteella hakkuukonemittauksen yhteydessä kat- kaisukohdista riippumatta (Häyrynen 2005). Kirjallisuus Ahonen, O.-P. & Mäkelä, H. 1995. Etelä-Suomen raaka puuvarat laskennalliseen pölkytykseen perustuen. Fo- lia Forestalia – Metsätieteen aikakauskirja 1995(3): 165–178. Bellman, R.E. 1954. The theory of dynamic program- ming. Bulletin of the American Mathematical Society 60: 503–516. Briggs, D.G. 1989. Tree value system: description and as- sumptions. Gen. Tech. Rep. PNW-GTR-239. Portland, OR: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Pacific Northwest Research Station. 24 s. Gobakken, T. 2000. The effect of two different price sys- tems on the value and cross-cutting patterns of Norway spruce logs. Scandinavian Journal of Forest Research 15: 368–377. Haring, M. 1997. Arvoapteeraus tukkijakauman ohjauk sen apuvälineenä. Opinnäytetyö. Pohjois-Karjalan ammattikorkeakoulu. 27 s. + liitteet 7 kpl. Heräjärvi, H. & Verkasalo, E. 2002. Timber grade dis- tribution and relative stumpage value of mature Finn- ish Betula pendula and B. pubescens when applying different bucking principles. Forest Products Journal 52(7/8): 40–51. Häyrynen, M. 2005. Puutavaralajeittaiselle hinnoittelulle on vaihtoehtoja. Metsälehti 1. s. 15. Kerkelä, M. 1997. Jakauma- ja arvoapteerauksen vaikutus leimikon tukkisaantoon, hakkuukoneen tuottavuuteen sekä tukkien laatuun ja keskipituuteen. Joensuun yli- opisto, Metsätieteellinen tiedekunta. Pro gradu. 51 s. Kilpeläinen, H. 2002. Apteeraussimulaattorin käyttöohje. Metsäntutkimuslaitos, Joensuun toimintayksikkö. Mo- niste. 24 s. Laasasenaho, J. 1982. Taper curve and volume functions for pine, spruce and birch. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae 108. 74 s. — & Sevola, Y. 1971. Mänty- ja kuusirunkojen puuta- varasuhteet ja kantoarvot. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae 74(3). 87 s. Laine, J. & Vasander, H. 1990. Suotyypit. Kirjayhtymä. 80 s. Lemmetty, J. & Mäkelä, M. 1992. Suunnittelumittauk- sen perusteet ja toteutus. Metsätehon katsaus 11/1992. 4 s. Malinen, J. 2003. Locally adaptable non-parametric met- hods for estimating stand charasteristics for wood-pro- curement planning. Silva Fennica 37(1): 109–120. — , Maltamo, M. & Harstela, P. 2001. Application of most similar neighbor inference for estimating marked stand characteristics using harvester and inventory generated stem databases. International Journal of Forest Engin- eering 12(2): 33–41. Maltamo, M. & Kangas, A. 1998. Methods based on k-nearest neighbor regression in estimation of basal area diameter distribution. Canadian Journal of Forest Reseach 28: 1107–1115. Mehtätalo, L. 2002. Valtakunnalliset puukohtaiset tukki- vähennysmallit männylle, kuuselle, koivuille ja haaval- le. Metsätieteen aikakauskirja 4/2002: 575–591. Metinfo. 2005. Metsäsektorin suorakäyttöinen tietojär- jestelmä. Metsäntutkimuslaitos, www-sovellus (http:// www.metla.fi/metinfo/). Mielikäinen, K. 1980. Mänty-koivusekametsiköiden ra- kenne ja kehitys. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae 99(3). 82 s. Niemistö, P. 1992. Runkolukuun perustuvat harvennus- mallit. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 432. 18 s. Nyyssönen, A. & Ojansuu, R. 1982. Metsikön puutavara lajirakenteen, arvon ja arvokasvun arviointi. Summary: Assessment of timber assortments, value and value increment of tree stands. Acta Forestalia Fennica 179. 52 s. Näsberg, M. 1985. Mathematical programming models for optimal log bucking. Lindköping studies in Science and Technology 132. 200 s. Pnevmaticos, S.M. & Mann, S.H. 1972. Dynamic pro- gramming in tree bucking. Forest Products Journal 22(2): 26–30. Puumalainen, J. 1998. Optimal cross-cutting and sensitiv- ity analysis for various log dimension constrains by using dynamic programming approach. Scandinavian Journal of Forest Research 13: 74–82. Päivinen, R. 1983. Metsikön tukkiosuuden arviointime- netelmä. A Method for estimating the sawlog percent- age in Scots pine and Norway spruce stands. Folia Forestalia 564. 16 s. 37 Piira, Kilpeläinen, Malinen, Wall & Verkasalo Leimikon puutavaralajikertymän ja myyntiarvon vaihtelu … Riekkinen, M. 2004. Preliminery results of project 1 in the SPWT consortium. Metsäntutkimuslaitos, Joensuun tutkimuskeskus. Moniste. 26 s. Rieppo, K. & Marjomaa, J. 1992. Apteerauksen taso ja apteerausvirheiden syyt havutukkien hakkuissa. Metsä tehon tiedotus 408. 28 s. Saastamoinen, T. 1997. Kuusitukkien läpimittajakauman ennustaminen osto-otannan koepuista. Helsingin yli- opisto, maatalous-metsätieteellinen tiedekunta. Pro gradu. 52 s. Smith, G.W. & Harrell, C. 1961. Linear programming in log production. Forest Products Journal 11: 8–11. Tolkki, P. & Saramäki, J. 1997. Esitutkimus kuusitukin erilaisten mittavaatimusten vaikutuksesta tukin saan- toon. Pohjois-Karjalan metsänhoitoyhdistysten liitto. Moniste. 11 s. Tommola, M., Tynkkynen, M., Lemmetty, J., Harstela, P. & Sikanen, L. 1999. Estimating the characteristics of a marked stand using k-nearest-neighbor regression. Journal of Forest Engineering 10(2): 75–81. Uusitalo, J. 1995. Pre-harvest measurement of pine stands for sawing production planning. Helsingin yliopisto, Metsävarojen käytön laitoksen julkaisuja 9. 96 s. — , Kokko, S. & Kivinen, V.-P. 2004. The effect of two bucking methods on Scots pine lumber quality. Silva Fennica 38(3): 291–303. Verkasalo, E. 1997. Hieskoivun laatu vaneripuuna. Met- säntutkimuslaitoksen tiedonantoja 632. 483 s. + liitteet 59 s. — & Kilpeläinen, H. 2004. Saw timber recovery and selected physical and mechanical properties of wood from Scots pine on drained peatlands in Finland. Jul- kaisussa: Päivänen, J. (toim.). Proceedings of the 12th International Peat Congress ”Wise Use of Peatlands”. Volume 1. Oral Presentations. Tampere, Finland. 6–11 June 2004. s. 521–530. International Peat Society. — & Maltamo, M. 2002. Ojitettujen korpien ja kivennäis- maiden kuusitukkirunkojen ja puuaineen laatu- ja arvo- erot. Julkaisussa: Saranpää, P. & Verkasalo, E. (toim.). Kuusen laatu ja arvo. Vuosina 1994–2001 toteutettujen tutkimusten loppuraportti. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 841: 71–90. Vähäsaari, H. 1988. Puutavaralajirakenteen arvioiminen eri mittausmenetelmillä. Joensuun yliopisto, Syventä- vien opintojen tutkielma. 96 s. Wall, T., Fröblom, J., Kilpeläinen, H., Lindblad, J., Heik- kilä, A., Song, T., Stöd, R. & Verkasalo, E. 2005. Har- vennusmännyn hankinnan ja sahauksen kehittäminen. Wood Wisdom-tutkimusohjelman hankekonsortion julkinen loppuraportti. Metsäntutkimuslaitoksen tie- donantoja 943. 129 s. + liitteet 13 s. Weijo, A. 2000. Runkopankki metsähallituksen puunhan- kinnan ohjauksen apuvälineenä. Joensuun yliopisto, Metsätieteellinen tiedekunta. Pro gradu. 36 s. + liitteet 3 kpl. 39 viitettä Leimikon puutavaralajikertymän ja myyntiarvon vaihtelu erilaisilla katkontaohjeilla 1 Johdanto 2 Aineisto 3 Menetelmät 3.1 Puutavaralajit 3.2 Tulosten laskenta 4 Tulokset 4.1 Puutavaralajien ja niiden mittavaatimusten vaikutukset leimikon puutavaralajikertymään ja myyntiarvoon avohakkuuaineistossa 4.1.1 Tukin mittavaatimukset 4.1.2 Erikoispuutavaralajien katkonta 4.1.3 Kuitupuun katkontavaihtoehdot 4.2 Vaikutukset luokitellussa avohakkuuaineistossa ja mäntyharvennusaineistossa 4.3 Puuston järeyden vaikutus leimikon myyntiarvoon 4.4 Painotettujen arvomatriisien käytön vaikutukset 5 Tulosten tarkastelu Kirjallisuus