Mistä metsien parantunut kasvu johtuu?

Kysymys on vaikea, ei tosin metsäammattilaiselle, joka vastaa oikopäätä, että parantunut kasvu johtuu hyvästä metsänhoidosta. Tutkijan rooliin kuuluu kuitenkin hieman tutkiskella asioita. Suomen metsien kasvu on lisääntynyt vuoden 1970 lukemasta 57 milj. m3 nykyiseen 107 miljoonaan kuutiometriin. Potentiaalisia kasvun lisäyksen selittäjiä on useita, mm. tuottavan metsän pinta-alan lisääntyminen soiden ojituksen vuoksi, ympäristössä tapahtuneet muutokset, metsien rakenteen muutokset ja metsänhoidon voimaperäistäminen.

Monet tekijät korreloivat vahvasti kasvun kanssa, minkä vuoksi kasvunlisäys voidaan selittää monilla tekijöillä, selittäjän mieltymyksistä riippuen. Esimerkiksi keskilämpötila on suurentunut vuodesta 1970 parilla kolmella asteella (Linkki 1), ilman hiilidioksidipitoisuus on noussut 20% ja typpilaskeuma on moninkertaistunut. Kaikki nämä tekijät ovat lisänneet puuston kasvua. Haluttaessa voitaisiin tekaista malli, joka selittäisi koko kasvunlisäyksen ilmastonmuutoksella ja saasteiden lannoitusvaikutuksella.

Vakavampiakin yrityksiä selvittää eri tekijöiden vaikutusta kasvunlisäykseen on tehty (Tutkimus 1). On laskettu, että ympäristötekijät (lämpötilan ja hiilidioksidipitoisuuden nousu, typpilaskeuma) selittävät 37 % kivennäismaiden puustojen kasvunlisäyksestä vuosien 1971–1975 ja 2006–2010 välisenä aikana. Pohjois-Suomessa osuus on 45 %. Jos sama prosenttiluku pätisi myös soille ja koko jaksolle 1970–2017, ympäristön muutoksen kasvuvaikutukseksi tulisi 22 milj. m3 (0.37 x (107-57) = 22).

Typpilaskeuman vaikutusta voidaan arvioida mm. Saramäen ja Kukkolan malleilla. Jos laskeuma on 2–10 kg typpeä hehtaarille vuodessa, kasvuvaikutus on hyväpuustoisissa havumetsiköissä 0.3–1.2 m3/ha vuodessa. Jos hyväpuustoisia havumetsiköitä on vaikkapa 7 miljoonaa hehtaaria, typpisaasteen aiheuttama kasvunlisäys olisi 2.1–8.4 milj. m3 vuodessa.

Vuotuinen lämpösumma on suurentunut vuodesta 1970 noin 200 yksiköllä (Linkki 2). Alkuperäsiirtoihin perustuvilla malleilla (Tutkimus 2) voidaan laskea, että tämä lämpeneminen on lisännyt puiden kasvunopeutta Rovaniemen korkeudella 15 %, Kuopiossa 8 % ja etelärannikolla 4%. Ekosysteemimalleilla taas voidaan arvioida, että Etelä-Suomessa hiilidioksidipitoisuuden nousu lisää metsien kasvua yhtä paljon kuin ilmaston lämpeneminen. Kasvu lisääntyy myös Pohjois-Suomessa, mutta siellä ilmaston lämpenemisen osuus lisäkasvun selittäjänä on suurempi.

Ilmaston lämpeneminen ja lannoitusvaikutukset aiheuttavat kerrannaisvaikutuksia. Jos hakkuu pysyy vakiona, nopeutunut kasvu suurentaa puuston tilavuutta eli kasvavan biomassa määrää, mikä edelleen suurentaa kasvua. Voidaan päätellä, että ympäristömuutokset kerrannaisvaikutuksineen ovat lisänneet metsien kasvua todella paljon.

Soiden kasvu on lisääntynyt vuodesta 1970 yli 10 miljoonalla kuutiometrillä, mikä johtuu sekä ojituksesta ja peruslannoituksista että ympäristömuutoksista, mutta luultavasti kuitenkin pääosin ojituksesta ja lannoituksesta. Myös kangasmaita on lannoitettu, mikä on huippuvuosina lisännyt kasvua noin miljoonalla kuutiometrillä (Tutkimus 1), mutta keskimäärin paljon vähemmän.

Metsien rakenteessa tapahtuneet muutokset ja metsänhoidon voimaperäistäminen selittävät kasvunlisäyksestä sen, mitä ympäristötekijät ja metsäpinta-alan suurentuminen eivät selitä. Olennaiset muutostrendit ovat puuston keskitilavuuden suurentuminen ja metsien nuorentuminen. Puulajikoostumus on muuttunut vuosikymmenten aikana varsin vähän. Puuston keskitilavuus on suurentunut vuoden 1970 arvosta 88 m3/ha nykyiseen noin 110 m3/ha. Tämä on suurentanut tilavuuskasvua. Pienillä puuston määrillä tilavuuskasvu on lähes suorassa suhteessa puuston tilavuuteen.

Puuston tilavuuden suurentaminen suurentaa myös tilavuuskasvua

Metsien ikäluokkarakennetta on nuorennettu voimakkaasti. Ennen kaikkea Pohjois-Suomessa vanhojen metsien osuus on pienentynyt (Linkki 3). Nykymetsien pinta-alasta suuri osa on sellaisissa puuston ikä- ja kokoluokissa, joissa kasvu on nopeaa. Päinvastoin kuin metsämaan tai puuston keskitilavuuden kohdalla, ikäluokkarakenteen vaikutus ei kuitenkaan lisää suurinta kestävää hakkuumäärää pysyvästi (selitys löytyy täältä). Kasvun kannalta optimaalista ikäluokkarakennetta ei ole mahdollista ylläpitää jatkuvasti, sillä kaikki metsät eivät voi olla koko ajan ikäluokassa, jossa kasvu on tapissa. Voi siis käydä niin, että ikäluokkajakauman tasoittuminen nykyiseen jakaumaan verrattuna alkaakin vaikuttaa pienentävästi metsien kasvuun.

Vihonviimeinen keino lisätä kasvua on metsänhoidon voimaperäistäminen (siis ei tehostaminen). Yleensä tällä tarkoitetaan jalostettujen taimien istuttamista muokatuille avohakkuualueille, kasvatuslannoitusta ja kunnostusojitusta. Näihin kaikkiin toimiin pätee valitettavasti vähenevän rajahyödyn ja lisääntyvän rajahaitan laki: mitä enemmän metsätalouden intensiivisyyttä lisätään, sitä pienempi kasvunlisäys lisäpanostuksella saadaan ja sitä suuremmat haitat siitä aiheutuvat. Voimaperäistyksen vaikutus nykyiseen kasvunlisäykseen lienee vielä vähäinen. On laskettu, että realistinen määrä jalostettuja istutustaimia, apulantaa ja ojankaivua voisi lähivuosikymmeninä lisätä puuston vuotuiskasvua 5–6 milj. m3 (Tutkimus 3), mistä kunnostusojitus selittäisi 1 milj. m3, ja kivennäismaiden kasvatuslannoitus ja jalostettujen taimien istutus molemmat 2–3 milj. m3.

Skenaariolaskelma metsänhoidon voimaperäistämisen vaikutuksesta Suomen metsien tilavuuskasvuun

Karkea arvioni eri tekijöiden vaikutuksesta Suomen metsien tilavuuskasvun lisäykseen vuosien 1970 ja 2018 välisenä aikana on seuraava:    

Osa näistä tekijöistä lisää suurinta kestävää hakkuumäärää ja kasvua pysyvästi, ennen kaikkea metsämaan pinta-alan ja puuston keskitilavuuden pysyvä suurentaminen. Osa tekijöistä taas on jo “käytetty loppuun” (puuston ikäluokkarakenteen nuorentaminen) ja osa (ilmastonmuutos) lisää kasvua vain väliaikaisesti. Ilmaston lämpeneminen lisää myös myrskytuhoja ja nopeuttaa taudinaiheuttajien ja tuhohyönteisen leviämistä. Kasvuhyödyt saattavatkin kääntyä pian kasvutappioiksi. Ilman tuhovaikutustakin on laskettu, että kasvua lisäävä vaikutus taittuu muutaman vuosikymmenen päästä, kun veden puute rupeaa rajoittamaan kasvua.

Ilmaston muutoksen ennustettu vaikutus puiden kasvuun ilmastoskenaariossa RCP2.6 vuoden 2017 kasvuun verrattuna. Pisteviiva osoittaa vaikutuksen, kun myös hiilidioksidipitoisuuden kohoaminen on otettu huomioon.

Helpoin konsti puuston kasvun lisäämiseksi olisi puuston tilavuuden kasvattaminen. Kasvavan biomassan lisäämiseksi ei tarvitsisi tehdä muuta kuin hillitä hieman hakkuita.

Metsäsuunnittelun professorina en malta olla lisäämättä, että toinen erinomaisen halpa ja haitaton keino puuntuotoksen lisäämiseksi olisi nykyistä parempi metsäsuunnittelu. Kasvunlisäys saataisiin aikaan sillä, että hakkuut ja muut metsiköiden käsittelyt tehdään oikeaan aikaan ja oikealla tavalla.

 Timo Pukkala