Soili Kojola, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Ecology, Helsingin yliopisto, maatalous-metsätieteellinen tiedekunta, metsäekologian laitos, Metsäntutkimuslaitos, Helsingfors universitet, agrikultur-forstvetenskapliga fakulteten, institutionen för skogsekologi, Peltola, Heli, Hökkä, Hannu, Laiho, Raija, and Ahtikoski, Anssi
This thesis examines the impacts of silvicultural activities on productivity and financial returns of Scots pine (Pinus sylvestris L.) stands on drained peatlands in Finland. The effects of ditch network maintenance operations (DNM) and thinnings, with different timings and intensities, were studied. Based on stand development simulations, the best regimes for different types of stands according to site type, climatic area, and stand silvicultural status were defined from the viewpoint of both wood production and financial profitability. Certain aspects affecting the management outcomes, such as the timing of the first thinning, were examined using data from thinning experiments. Long-term predictions of the impacts of different management regimes were carried out by simulating the development of well-representative model-stands which were composed from appropriate inventory data sets. The MOTTI stand simulator used to perform the simulations enables the predictions by utilizing specific models for drained peatland stands. In addition to natural stand dynamics, these models describe the effects of silvicultural treatments on the development of a given stand. The mean annual increment of merchantable wood (MAImerch) was used as the measure of wood productivity, and the financial feasibility of the regimes was compared using net present value (NPV) analysis. Silvicultural treatments, when applied to appropriately match stand condition, increased both the productivity and financial returns of stand management. Applying DNM resulted in a small increase in MAImerch. When thinning was introduced along with DNM, their combined effect on wood productivity was considerable. According to current operational practices, DNM is generally combined with thinning. In some cases, e.g., in sites of low productivity, the need for DNM may become apparent prior to the thinning stage. As for profitability, thinnings proved to be crucial. The regimes with heavy and late thinnings were generally more profitable than those with normal thinnings. Further, early thinning (relative to stand volume) lacked appeal when seeking a financially profitable removal from the first thinning. In young stands with an initially poor silvicultural condition, however, applying even a low-yielding first thinning considerably increased the NPV when compared to a regime with no thinning at all. Generally, the regimes resulting in the best profitability included heavier thinnings and fewer DNM and thinning treatments than did the regimes resulting in the best yield results. This study demonstrates considerable potential for profitable wood production-oriented management in pine stands on drained peatlands despite their challenging circumstances and long rotations. The results can be used for defining new and more site-specific silvicultural guidelines for various types of drained, pine-dominated peatland stands within the entire range of boreal conditions. Tutkimuksessa tarkasteltiin ojitettujen mäntyvaltaisten suometsien metsänkasvatuksen tuloksen muodostumista. Simulointilaskelmien avulla selvitettiin kunnostusojitusten sekä ajoitukseltaan ja voimakkuudeltaan erilaisten harvennusten vaikutuksia puuston kehitykseen, kasvatusajan kokonaistuotokseen sekä metsänkasvatuksen taloudelliseen tulokseen. Kasvupaikan, ilmastoalueen ja puuston metsänhoidollisen tilan suhteen erilaisille metsille määritettiin kasvatusketjut, jotka tuottivat parhaat tulokset joko puuntuotoksen tai metsänkasvatuksen taloudellisen kannattavuuden näkökulmasta. Metsänkasvatuksen tulokseen vaikuttavia osatekijöitä, kuten ensiharvennuksen ajoitusta, tarkasteltiin harvennuskokeiden avulla. Päätehakkuuseen saakka ulottuvissa tarkasteluissa tutkittiin alueittain ja kasvupaikoittain edustavia inventointiaineistoihin perustuvia puustoja. Puustojen kehitysennusteet tuotettiin MOTTI-simulaattorilla, joka mahdollisti pitkän aikavälin metsikkökohtaisen tarkastelun ojitusaluemetsien kasvumallien avulla. Mallit kuvaavat puuston luontaisen dynamiikan lisäksi myös toimenpiteiden vaikutuksia puuston määrän ja rakenteen kehitykseen. Kasvatusketjujen tuotoksia vertailtiin keskimääräisen vuotuisen käyttöpuun kasvun avulla ja toimenpiteiden taloudellista kannattavuutta nettotulojen nykyarvon avulla. Metsänhoidon keinoin ja valitsemalla kullekin kohteelle sopivimmat toimenpiteet voitiin oleellisesti parantaa metsänkasvatuksen tulosta. Kunnostusojitukset tuottivat pienehkön lisäyksen keskimääräiseen vuotuiseen kasvuun. Kun kasvatusaikana tehtiin kunnostusojituksen lisäksi harvennus, oli tulos selkeästi parempi kuin kasvatusketjussa, johon ei sisältynyt kumpaakaan toimenpidettä. Pääsääntöisesti kunnostusojitus toteutetaan harvennusten yhteydessä, mutta pohjoisilla tai karuilla kasvupaikoilla se olisi joskus tarpeen jo ennen harvennusta. Taloustuloksessa harvennustulojen merkitys oli keskeinen. Harvennusten voimistaminen ja kohtuullinen viivästäminen lisäsivät yleensä kasvatusketjun kannattavuutta. Riittävän ensiharvennuskertymän saavuttamiseksi oli tärkeää välttää liian aikaisia hakkuita. Kuitenkin metsänhoidolliselta tilaltaan heikon nuoren metsän ensiharvennus, joka sinällään saattoi jäädä heikkotuottoiseksi, oli usein hyödyllinen koko kasvatusketjun taloustuloksen kannalta. Parhaita taloustuloksia tuottaviin kasvatusketjuihin sisältyi yleensä voimakkaampia harvennuksia ja vähemmän harvennus- ja kunnostusojituskertoja kuin tuotoksen näkökulmasta parhaisiin kasvatusketjuihin. Tulosten mukaan ojitettujen soiden mäntyvaltaisissa metsissä on tuotospotentiaalia, joka mahdollistaa metsätalouden kannattavan harjoittamisen haasteellisista olosuhteista ja verraten pitkistä kasvatusajoista huolimatta. Hoidon puute heikentää kuitenkin metsien potentiaalin hyödyntämistä. Tutkimuksen tuloksista voidaan johtaa entistä tarkempia toimenpidesuosituksia kasvupaikan ja maantieteellisen sijainnin suhteen erilaisille ojitusalueiden metsille.