Annika Kangas (email), Helena M Henttonen, Timo P. Pitkänen, Sakari Sarkkola, Juha Heikkinen

Puiden tilavuusmallit on tarpeen päivittää

Kangas A., Henttonen H. M., Pitkänen T. P., Sarkkola S., Heikkinen J. (2020). Puiden tilavuusmallit on tarpeen päivittää. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2020 artikkeli id 10471. https://doi.org/10.14214/ma.10471

Tekijät
  • Kangas, Luonnonvarakeskus (Luke), Biotalous ja ympäristö, Joensuu ORCID ID:Sähköposti annika.kangas@luke.fi (email)
  • Henttonen, Luonnonvarakeskus (Luke), Biotalous ja ympäristö, Helsinki ORCID ID:Sähköposti helena.henttonen@luke.fi
  • Pitkänen, Luonnonvarakeskus (Luke), Biotalous ja ympäristö, Helsinki ORCID ID:Sähköposti timo.p.pitkanen@luke.fi
  • Sarkkola, Luonnonvarakeskus (Luke), Luonnonvarat, Helsinki ORCID ID:Sähköposti sakari.sarkkola@luke.fi
  • Heikkinen, Luonnonvarakeskus (Luke), Luonnonvarat, Helsinki ORCID ID:Sähköposti juha.heikkinen@luke.fi

Vastaanotettu 3.11.2020 Hyväksytty 4.11.2020 Julkaistu 5.11.2020

Katselukerrat 1996

Saatavilla https://doi.org/10.14214/ma.10471 | Lataa PDF

Creative Commons -lisenssi full-model-article10471

Seloste artikkelista Kangas A., Henttonen H.M., Pitkänen T.P., Sarkkola S., Heikkinen J. (2020). Re-calibrating stem volume models – is there change in the tree trunk form from the 1970s to the 2010s in Finland? Silva Fennica vol. 54 no. 4 article 10269. https://doi.org/10.14214/sf.10269

Suomessa laajassa käytössä olevien Laasasenahon vuonna 1982 julkaistujen puiden tilavuusmallien laadinta-aineisto on kerätty 1960–1970-lukujen vaihteessa. Tilavuusmallit ovat aineistoon sovitettuina harhattomia, eikä eri selittäjiä sisältävien mallien tuottamissa tilavuusestimaateissa keskimäärin ole eroja. Vuosien mittaan on kuitenkin havaittu, että valtakunnan metsien inventoinnin (VMI) koealoilla tilavuusmalli, jonka selittäjinä olivat pituus ja läpimitta, antoi keskimäärin erilaisia runkotilavuuksia kuin tilavuusmalli, jossa selittäjänä oli edellisten lisäksi myös kuuden metrin korkeudelta mitattu läpimitta. Eron merkittävyyttä korostaa se, että rungon muotoa kuvaavaa kuuden metrin läpimittaa ei enää tilavuuden ennustamisessa käytetä. Ero on myös kasvanut vuosien kuluessa. Tämä on antanut syyn olettaa, että puiden runkomuoto on muuttunut viimeisen 50 vuoden aikana.

Runkomuodon muutoksen todentamiseksi Luke keräsi vuosina 2017–2018 VMI-koealoilta aineiston, jota varten puut keilattiin Leica ScanStation P40 -maalaserkeilaimella (TLS). Keilattuja puita oli 2168 kpl, joista 971 oli mäntyä, 687 kuusta, 405 hies- tai rauduskoivua ja 105 muun puulajin puuta. Kun aineistosta poistettiin puut, joiden keilausdatasta ei esimerkiksi näkemäesteiden vuoksi saatu tuotettua riittävän luotettavaa runkokäyrää, mallinnukseen jäi 1968 puuta. Runkokäyrät estimoitiin aineistosta kuutiosplini-funktiolla samalla tavoin kuin Laasasenahon (1982) tutkimuksessa.

Mallinnuksessa Laasasenahon yhden selittäjän (d1,3) ja kahden selittäjän (d1,3 ja h) mallit estimoitiin uudelleen aineistosta, jossa oli mukana sekä kiipeämällä puihin kerätty vanha aineisto että laserkeilauksella saatu uusi aineisto. Mallinnuksessa laskettiin uudelleen Laasasenahon yhden selittäjän sekä kahden selittäjän mallien kertoimet siten, että kunkin kertoimen kohdalla laskettiin vanhan ja uuden aineiston välinen ero.

Tulokset osoittivat, että kaikilla puulajeilla oli tilastollisesti merkitsevä ero puun runkomuodossa vanhan ja uuden aineiston välillä. Suurin ero oli mäntyjen runkomuodossa, pienin koivuilla. Kun tilavuutta tarkasteltiin läpimittaluokittain, uudessa aineistossa puut olivat tilavuudeltaan keskimäärin suurempia kuin vanhassa aineistossa. Pituusluokittain tehdyssä tarkastelussa puut olivat uudessa aineistossa tilavuudeltaan keskimäärin pienempiä kuin vanhassa aineistossa (Kuva 1). Tämä kertoo, että puut ovat nykyisin aiempaa solakampia, ja siten erityisesti pituuden vaikutus tilavuuteen on erilainen kuin vanhassa aineistossa. Solakkuusero näkyy myös muotokorkeuden läpimittaluokittaisissa keskiarvoissa.

1

Kuva 1. Männyn (ylin), kuusen (keskellä) ja koivun (alin) tilavuusennuste vanhassa aineistossa (vaaleansininen) ja uudessa TLS-aineistossa (tummansininen) läpimittaluokittain (A) ja pituusluokittain (B) kahden selittäjän mallilla (Laasasenahon (1982) yhtälö 61.3).

Laserkeilaus on puiden tilavuuksien mallinnuksessa uusi menetelmä, eikä missään muussa maassa tiettävästi ole julkaistu valtakunnallisia TLS-aineistoon perustuvia malleja. Laserkeilaus mahdollistaa tilavuusaineiston keruun, joka perinteisillä menetelmillä (kiipeämällä tai kaatokoepuumittauksilla) olisi liian kallis mitata. Toisaalta aineistoon sisältyy epävarmuuksia, koska puiden latvustossa rungosta saadaan usein vähän havaintoja. Tässä kuvailtu tutkimus tehtiin, kun erillinen validointitutkimus kaatokoepuilla osoitti, että laserkeilauksella on mahdollista saada likimain harhattomia puiden tilavuusennusteita. Se, että uuden ja vanhan mallin erot olivat kaikilla testattavilla mallimuodoilla ja puulajeilla samansuuntaiset, tukee tehtyjä johtopäätöksiä. Lisäksi eri puulajeilla mallien tilavuusestimaattien erojen muutos ajassa on erilainen. Se tarkoittaa, että havaitut erot eivät selity TLS-aineiston virheillä, vaan erot ovat todennäköisemmin muodostuneet puulajien erilaisista metsänhoitomenetelmistä.

Tässä tutkimuksessa Laasasenahon vanhat tilavuusmallit kalibroitiin uudelleen, käyttäen samoja runkokäyrien laadintaperiaatteita ja mallinnusmenetelmiä kuin aiemmissa malleissa. Tavoitteena oli saada tietoa siitä, onko puiden runkomuoto aidosti muuttunut. Jatkossa on tarkoitus estimoida kokonaan uudentyyppiset tilavuusmallit, joissa voidaan ottaa huomioon myös mahdolliset runkomuodon alueelliset erot. Jatkotutkimuksissa on tarkoitus myös soveltaa uusia mallinnusmenetelmiä.

Kirjallisuutta

Laasasenaho J. (1982). Taper curve and volume functions for pine, spruce and birch. Communicationes Instituti Forestalia Fennica 108: 1–74. http://urn.fi/URN:ISBN:951-40-0589-9.


Rekisteröidy käyttäjäksi
Paina tätä linkkiä Metsätieteen aikakauskirjan käsikirjoituksen tarjoamis- ja seurantajärjestelmään (OJS) kirjautumiseen.
Kirjaudu sisään
Jos olet kirjautunut käyttäjäksi, kirjaudu sisään tallentaaksesi valitsemasi artikkelit myöhempää käyttöä varten.
Ilmoitukset päivityksistä
Kirjautumalla saat tiedotteet uudesta julkaisusta

Valitsemasi artikkelit
Hakutulokset
Kangas A., Henttonen H. M. et al. (2020) Puiden tilavuusmallit on tarpeen päivittää Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2020 numero 0 artikkeli id 10471
Katila M., Rajala T. et al. (2020) Paikallisten trendien arviointi ekosysteemipalve.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2020 numero 0 artikkeli id 10470
Kangas A. (2020) Simulointitutkimusten tulkinnassa uusiin tutkimu.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2020 numero 0 artikkeli id 10458
Sirro L., Häme L. et al. (2019) Metsävaratiedon ajantasaistus – satelliittikuvii.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2019 numero 0 artikkeli id 10260
Haara A., Kangas A. (2019) Puulajivirheiden vaikutus puukauppatarjousten pa.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2019 numero 0 artikkeli id 10079
Tuominen S., Kangas A. (2018) Miehittämättömät lentolaitteet metsien kaukokart.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2018 numero 0 artikkeli id 10085
Kangas A., Packalen T. (2018) Metsävaratieto metsäalan toimijoiden päätöksente.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2018 numero 0 artikkeli id 10031
Kangas A. (2018) Laserkeilausaineiston ja fotogrammetrisen 3D ain.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2018 numero 0 artikkeli id 9952
Tuominen S., Pitkänen T. et al. (2017) Monilähteisen valtakunnan metsien inventoinnin k.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2017 numero 0 artikkeli id 7792
Siipilehto J., Kangas A. (2015) Näslundin pituuskäyrä ja siihen perustuvia malle.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2015 numero 4 artikkeli id 6584
Wallenius T., Laamanen R. et al. (2012) Lentolaserkeilaukseen perustuvan metsän inventoi.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2012 numero 3 artikkeli id 6754
Kangas A., Mäkinen A. (2012) Metsävaratiedon elinkaari Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2012 numero 1 artikkeli id 5849
Räty M., Kangas A. (2010) Globaalin regressiomallin lokalisointi homogeeni.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2010 numero 2 artikkeli id 5752
Tikkanen J., Kangas A. et al. (2009) Vaikuttava ja hyväksyttävä alueellinen metsäohje.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2009 numero 3 artikkeli id 6763
Saarinen N., Kangas A. et al. (2009) Osallistujien näkökulmat alueellisiin metsäohjel.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2009 numero 3 artikkeli id 6761
Välimäki E., Kangas A. (2009) Kasvumallien toiminnan validointi ylitiheissä me.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2009 numero 2 artikkeli id 5759
Kangas A., Haapakoski R. et al. (2009) Paikkaan sidottujen sosiaalisten arvojen käyttö .. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2009 numero 1 artikkeli id 5842
Kuusisto L., Kangas A. (2008) Harhakomponentit kuvioittaisen arvioinnin puusto.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2008 numero 3 artikkeli id 6389
Mehtätalo L., Maltamo M. et al. (2006) Relaskooppikoealan pienimmän puun läpimitan mitt.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2006 numero 3 artikkeli id 5703
Tokola T., Kangas A. et al. (2006) SIMO – SIMulointi ja Optimointi uuteen metsäsuun.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2006 numero 1 artikkeli id 5726
Laukkanen S., Palander T. et al. (2005) Monikriteerisen äänestysmenetelmän soveltaminen .. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2005 numero 4 artikkeli id 6144
Saari A., Kangas A. (2005) Kuvioittaisen arvioinnin harhan muodostuminen Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2005 numero 1 artikkeli id 6256
Kangas A., Aakala T. et al. (2004) Lahopuuinventoinnin menetelmien vertailu Nuuksio.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2004 numero 1 artikkeli id 6080
Kangas A., Maltamo M. (2002) Puuston ja puutavaralajien tilavuuksien ennustev.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2002 numero 4 artikkeli id 6211
Kangas A., Heikkinen E. et al. (2002) Puustotunnusten maastoarvioinnin luotettavuus ja.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2002 numero 3 artikkeli id 6181
Maltamo M., Haara A. et al. (2002) Läpimittajakaumamalleihin perustuvat vaihtoehdot.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2002 numero 3 artikkeli id 6180
Sironen S., Kangas A. et al. (2002) Puun kasvun ennustaminen k-lähimmän naapurin men.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2002 numero 1 artikkeli id 6554
Kangas A., Kangas J. et al. (2001) Outranking-menetelmät työkaluina strategisessa l.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2001 numero 2 artikkeli id 6511
Kangas A., Maltamo M. (2000) Prosenttipisteisiin perustuvan läpimittajakauman.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2000 numero 4 artikkeli id 6075
Kangas A., Maltamo M. (2000) Prosenttipisteisiin perustuvat pohjapinta-alan l.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2000 numero 4 artikkeli id 6074
Kangas J., Kangas A. et al. (1998) Alue-ekologinen ote metsäsuunnittelussa: onko me.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 1998 numero 3 artikkeli id 6577
Kangas A., Kangas J. (1998) Ekologiset mallit ja ekologisten riskien hallint.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 1998 numero 2 artikkeli id 6963
Rouvinen S., Kangas A. et al. (1997) Männikön laatujakauman kuvaaminen oksarajatiedon.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 1997 numero 4 artikkeli id 6234
Kangas A., Kangas J. (1997) Mallit, ennusteet ja simulointi metsätalouden la.. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 1997 numero 3 artikkeli id 6478