Month: November 2018

Posted on

Suurin kestävä hakkuumäärä

Suomen metsät kasvavat vuodessa 107 miljoonaa kuutiometriä ja niitä hakataan runsaat 70 miljoonaa kuutiometriä. Voidaanko tästä päätellä, että hakkuita voi huoletta lisätä 30 miljoonaa kuutiometriä? No ei kyllä voida.

Kasvusta pitää ensin vähentää suojeltujen metsien kasvu ja sen jälkeen luonnonpoistuma, jolloin päästään talouskäytössä olevien metsien nettokasvuun, mikä lienee suuruusluokkaa 90 miljoonaa kuutiometriä. Sen jälkeen pitää tutkia metsien rakennetta. Jos metsät ovat nuoria, kestävä hakkuumäärä on pienempi kuin kasvu. Jos metsät ovat vanhoja, hakkuumäärä voi olla tilapäisesti suurempi kuin metsien kasvu.

Otan esimerkin nuoresta 400 hehtaarin metsästä, jossa yleisin metsikön ikäluokka on 20–40 vuotta, eikä varttuneita metsiä ole (kuva alla). Metsän tämänhetkinen nettokasvu (kasvu – luonnonpoistuma) on 2500 kuutiometriä vuodessa. Tein metsälle hakkuusuunnitelman, jossa metsää hakataan 50 vuoden ajan sen nykyisen nettokasvun verran eli joka vuosi 2500 m3. Tällä hakkuurajoitteella maksimoin nettotulojen nykyarvoa.

Esimerkkimetsässä valtaosa metsiköistä on 20-60-vuotiaita
Esimerkkimetsän ikäluokkajakama

Laskelman tulos näkyy alla olevassa kuvassa. Käy siis todella köpelösti. Herää kysymys, mistä näin dramaattinen tulos voi johtua. Se johtuu siitä, että laskelmassa on oletettu virheellisesti, että nuorta metsää voitaisiin hakata saman verran kuin metsä kasvaa.

Puuston määrä pienenee kiihtyvällä vauhdilla, kun metsää hakataan joka vuosi tämänhetkisen tilavuuskasvun verran
Puuston kokonaistilavuuden kehittyminen, kun metsää hakataan 50 vuoden ajan sen nykyisen nettokasvun verran

Tietyn kasvupaikan ja tietyn puulajin suurin kestävä hakkuumäärä löytyy kodasta, jossa metsikön vuotuisen kasvun ja keskikasvun käyrät leikkaavat. Vuotuinen kasvu ilmoittaa, paljonko tietyn ikäinen metsä kasvaa tilavuutta vuodessa. Keskikasvu taas kertoo, paljonko metsä on kasvanut keskimäärin vuotta kohti tiettyyn ikään mennessä.

Esimerkkimetsikössä keskimääräinen vuotuinen kasvu on suurimmillaan noin 65 vuoden iällä. Puuntuotos maksimoituu, kun käytetään 65 vuoden kiertoaikaa
Suurin kestävä hakkuumäärä löytyy kohdasta, jossa vuotuiskasvun ja keskikasvun käyrät leikkaavat. Piste osoittaa myös optimaalisen kiertoajan. Kestävä hakkuumäärä on selvästi pienempi kuin nuorten metsien kasvu (vihreällä merkitty alue)

Käyrien leikkauspiste osoittaa myös tasaikäismetsätalouden optimaalisen kiertoajan. Millään muulla kiertoajalla puuntuotosta ei saada hilattua ylöspäin leikkauspisteen osoittamasta luvusta. Jos metsä esimerkiksi avohakataan iänkohdalla, jossa vuotuiskasvu on maksimissaan, keskikasvu eli pitkän aikavälin puuntuotos pienenee selvästi verrattuna vuotuiskasvun ja keskikasvun käyrien leikkauspisteeseen.

Loppuun pieni pähkinä purtavaksi. Suomen metsiä on nuorennettu ja niiden kasvu on tämän seurauksena suurentunut. Paljonko suurinta kestävää pitkän aikavälin hakkuumäärää on saatu hilattua tällä tavoin ylöspäin? Vastaan saman tien: ei yhtään.

 Timo Pukkala

Posted on

Harhaanjohtavaa hiilikeskustelua

Metsien roolista hiilen sidonnassa ja ilmaston muutoksen torjunnassa on keskusteltu tavalla, joka johtaa maallikon harhaan ja herättää suomalaisissa aiheetonta itsetyytyväisyyttä. Keskustelussa kiinnitetään huomiota sivuseikkoihin, jolloin pääasia tuppaa unohtumaan.

Seikka, jota korostetaan liikaa, on metsien kasvu. Kasvaessaan puut sitovat hiiltä ilmakehästä. Olennaista kuitenkin on, kuinka paljon hiiltä on saatu siirrettyä ilmakehästä pysyvästi muualle, eli metsien elävään biomassaan, metsämaahan ja puutuotteisiin. Hiiltä on saatu siirrettyä vain, jos varastojen koko suurenee. Jos metsien biomassa ei jonakin aikana ole lisääntynyt, metsä ei ole toiminut hiilinieluna, olipa puuston kasvu mikä hyvänsä.

Mitä enemmän metsiä hakataan, sitä hitaammin metsän hiilivarasto suurenee, eli sitä vähemmän metsätalous on poistanut hiiltä ilmakehästä. Suuri tilavuuskasvu ei tuota ilmastohyötyä, jos metsiä hakataan kasvun verran, ja hakattujen puiden hiili päästetään saman tien takaisin ilmakehään.

Puuston ja metsämaan hiilivarastot suurenevat vähintään 100 vuoden ajan, jos metsää ei hakata lainkaan. Hiilivarastot eivät suurene, jos metsää hakataan niin, että runkopuun tilavuus pysyy muuttumattomana.
Hiilivarastojen kehitys 400 hehtaarin metsäalueella

Osa hakattujen puiden hiilestä voidaan toki varastoida puutuotteisiin. Puutuotteiden hiilivarasto on kuitenkin pieni elävän puuston ja metsämaan hiilivarastoon verrattuna. Korkeintaan 20% hakattujen puiden hiilestä päätyy tuotteisiin, joissa hiili säilyy varastoituneena pidempään kuin pari vuotta. Puutuotteiden hiilivarasto ei kuitenkaan kasva tällä määrällä, vaan ainoastaan määrän, jolla uusien puutalojen rakentaminen ylittää vanhojen rakennusten purkamisen.

Viimeaikaisessa tutkimuksessa on moneen kertaan osoitettu, että metsätalouden hiilitase on ainakin 100 vuotta sitä parempi, mitä vähemmän metsiä hakataan. Tämä pätee siitä huolimatta, että hakkaamattomuus pienentää mahdollisuuksia korvata fossiiliperäisiä tuotteita puutuotteilla. Puun käytön korvausvaikutukset eivät ei ole lähimainkaan riittäviä, jotta ne muuttaisivat hakkuiden lisäämisen ilmastoteoksi (Tutkimus A, Tutkimus B).

Vielä 100 vuoden päästäkin hiiltä sitoituu enemmän, kun metsää ei hakata (kun vertailukohtana on sellainen hakkuumäärä, jossa puuston tilavuus ei muutu).
Hiilitase 400 hehtaarin metsäalueella. Tase sisältää varastojen muutokset, puun käytön korvausvaikutukset, sekä puun korjuun ja puutuotteiden valmistuksen päästöt

Metsäteollisuus, ennen kaikkea massateollisuus, kuluttaa paljon energiaa. Jos tätä energiankulutusta ei olisi, voitaisiin fossiilisten polttoaineiden käyttöä lämmitykseen vähentää. Se, että metsäteollisuuden energia tulee suureksi osaksi puusta, ei muuta tätä tosiasiaa.

Hakkuiden vähentämistä vastustetaan myös toteamalla, että hakkaamattomissa metsissä puut kuolevat, ja kuolleiden puiden lahotessa hiili vapautuu takaisin ilmakehään. Niinhän siinä tietysti käy, mutta kuolleen puun hiili ei kuitenkaan vapaudu ilmakehään yhtä nopeasti kuin hakatun puun hiili (Tutkimus B). Metsät eivät myöskään rupea kuolemaan pystyyn aivan heti, sillä Suomen tämänhetkiset metsät ovat enimmäkseen nuoria ja melko vähäpuustoisia (puuston keskitilavuus on ainoastaan 100 m3/ha). Mänty ja kuusi ovat pitkäikäisiä puulajeja, joten merkittäviä joukkokuolemia ei ole odotettavissa vuosikymmeniin.

Keskustelussa korostetaan usein myös sitä, että metsätalous säilyy hiilinieluna, vaikka hakkuita lisättäisiin. Jos kuitenkin metsätalouden avulla halutaan hillitä ilmastonmuutosta nopeasti, olisi korostettava sitä, että hakkuiden lisääminen pienentää hiilinielua siihen verrattuna, että hakkuita ei lisätä.

Tämän kirjoituksen sanoma on siis: mitä vähemmän metsiä hakataan, sitä enemmän metsätalous tuottaa ilmastohyötyjä lähivuosikymmeninä. Tämä ei välttämättä ole mieluisa uutinen, mutta se on kuitenkin totta.

Timo Pukkala

Posted on

Jatkuva kasvatus tuottaa puuta jatkuvalla syötöllä

Yrjö Vuokila osoitti jo 1970-luvulla, että yläharvennus eli suurimpien puiden poisto metsiköstä johtaa parempaan kasvuun kuin alaharvennus (pienimpien puiden hakkuu). Metsikön suurimmat puut eivät juuri hyödy siitä, että niiden ympäriltä poistetaan pieniä puita. Tilanne on toinen pienten puiden kohdalla, jotka parantavat kasvuaan selvästi, jos niille annetaan lisää kasvutilaa poistamalla metsiköstä isoja puita. Sama havainto on tehty useissa pohjoismaisissa tutkimuksissa (Tutkimus S, Tutkimus R).     

Sekä suomalaisessa että ruotsalaisessatutkimuksessa yläharvennus tai poimintahakkuu on johtanut parempaan tilavuuskasvuun kuin alaharvennus.
Kun metsässä on erirakenteisuutta, yläharvennus johtaa parempaan kasvuun kuin alaharvennus

Kasvun kannalta parhaita ovat rinnankorkeusläpimitaltaan 15–20-senttiset puut. Jos harvennushakkuu onnistutaan tekemään niin, että kasvamaan jää runsaasti tuon paksuisia puita, metsikön tilavuuskasvu pysyy hyvänä, vaikka kasvavia puita poistetaankin. Mitä pidempään metsää vodaan harventaa niin, että kasvamaan jää runsaasti hyvän kasvuvaiheen puita, sitä parempaan pitkän aikavälin tuotokseen päästään.

Tilavuuskasvun kannalta otolliset 15–20-sentin puut lisäävät nopeasti myös arvoaan, koska rungoissa tapahtuu siirtymää kuitupuusta tukiksi, ja tukin hinta on kolminkertainen kuitupuun kantohintaan verrattuna. Pitkän aikavälin tuotto maksimoituu, jos metsää käsitellään niin, että jokaisen hakkuun jälkeen valtaosa kasvamaan jätetystä puustosta on hyvän tilavuus- ja arvokasvun vaiheessa. Tällaista metsätaloutta kutsutaan nimillä jatkuva kasvatus, jatkuvapeitteinen metsätalous tai peitteinen metsätalous. 

Tasaikäismetsätaloudessa eli jaksollisessa kasvatuksessa on ensin tuottamaton taimikkovaihe, sitten erittäin hyvän kasvun vaihe, ja kiertoajan lopulla kasvu on jälleen hillitympää, muttei kuitenkaan läheskään yhtä vaatimatonta kuin taimikossa. Perinteisen suomalaisen tasaikäismetsätalouden puuntuotosta voitaisiin parantaa korvaamalla alaharvennukset yläharvennuksilla. Tämä johtaisi siihen, että kiertoaikaa voitaisiin pidentää, jolloin taimikkovaiheen osuus kiertoajasta pienenisi, samoin taimikoiden osuus metsien pinta-alasta. Tarkoituksella jätän sanomatta, että parannus saadaan aikaan ottamalla askelia jatkuvan kasvatuksen suuntaan.

Jatkuvan ja jaksollisen kasvatuksen puuntuotoksesta on viestitetty päinvastaistakin. Näissä tapauksissa on viitattu ruotsalaisiin, norjalaisiin ja suomalaisiin metsänhoitokokeisiin. Joissakin kokeissa puuston määrä on jatkuvan kasvatuksen koeruuduilla ollut hyvin alhainen, mikä on johtanut pieneen tilavuuskasvuun.  Toisissa kokeissa taas jatkuva kasvatus on aloitettu varttuneesta melko tasaikäisestä metsiköstä, jossa ei ole pienpuustoa. Näissä metsiköistä kestää monia vuosikymmeniä, ennen kuin metsikköön syntyy uusi hyväkasvuinen 15–20 sentin läpimittaluokka. Kokeet antavat arvokasta tietoa siitä, miten jatkuvaa kasvatusta ei pidä toteuttaa, jos tavoitellaan maksimaalista puuntuotosta.

Virhepäätelmien vaara on suuri myös silloin, kun jatkuvan kasvatuksen tilavuuskasvua verrataan tasaikäismetsän harvennusvaiheen kasvuun. Tässä vaiheessa tasaikäismetsän kasvu voikin olla parempi, mutta se ei tarkoita, että kasvu olisi parempi kiertoajan mittaisena aikana.

Tasaikäismetsätaloudessa taimikkovaihe on tuottamaton, mikä pienentää pitkän aikavälin puuntuotosta.
Tasaikäismetsätalous voi osan kiertoaikaa olla tuottavampi kuin jatkuva kasvatus, mutta kiertoajan mittaisena tarkasteluaikana järjestys vaihtuu

Objektiivinen tapa verrata jatkuvan kasvatuksen ja tasaikäismetsätalouden kasvua olisi se, että molemmissa metsänhoitomenetelmissä käsittelyt optimoidaan, ja tarkastelujänne on vähintään tasaikäismetsätalouden kiertoajan mittainen. Tämän poistaisi sen häviävän pienen mahdollisuuden, että tutkijan toiveet ja ennakkokäsitykset pääsisivät salakavalasti vaikuttamaan johtopäätöksiin.

Itse olen tehnyt tällaisia laskelmia monta kertaa ja monella tavalla. Saamieni tulosten perusteella päättelen, että sopivassa metsikön kehitysvaiheessa aloitettu yläharvennusmetsätalous lisää puuntuotosta, kun vertailukohtana on tasaikäismetsätalous, jossa harvennukset ovat alaharvennuksia.

 Timo Pukkala