opinnäytetyö - Tuottava Tuohi
OPINNÄYTETYÖ HELENA PAHKALA 2010 KASVUPAIKAN JA PUUN OMINAISUUKSIEN VAIKUTUS MÄNNYN JA KUUSEN PIHKAKERTYMIIN KESKI-LAPISSA SEKÄ PIHKAN KERUUN KANNATTAVUUS METSÄTALOUDEN KOULUTUSOHJELMA ROVANIEMEN AMMATTIKORKEAKOULU LUONNONVARA-ALA Metsätalouden koulutusohjelma Opinnäytetyö KASVUPAIKAN JA PUUN OMINAISUUKSIEN VAIKUTUS MÄNNYN JA KUUSEN PIHKAKERTYMIIN KESKI-LAPISSA SEKÄ PIHKAN KERUUN KANNATTAVUUS Helena Pahkala 2010 Toimeksiantajana LUOVA- Luonnontuotealan verkostovalmennus Lapissa – hanke Ohjaaja Jussi Soppela Hyväksytty ______ 2010 _____________________ Luonnonvara-ala Metsätalouden koulutusohjelma Tekijä Helena Pahkala Opinnäytetyön tiivistelmä Vuosi 2010 Toimeksiantaja Työn nimi ProAgria Lappi ry / LUOVA- hanke Kasvupaikan ja puun ominaisuuksien vaikutus männyn ja kuusen pihkakertymiin Keski-Lapissa sekä pihkankeruun kannattavuus Sivu- ja liitemäärä 53 Luonnontuotteiden kysynnän kasvu on lisännyt tarpeita luonnonraaka-aineiden tutkimiseen ja niiden saatavuuden parantamiseen Lapissa. Tutkimukseni on osa LUOVA- Luonnontuotealan verkostovalmennus Lapissa – hanketta, joka etsii työmalleja kaupalliseen toimintaan luonnonraaka-aineiden talteenotossa. Opinnäytetyöni tarkoitus on edistää pihkankeruutoiminnan kehittymistä. Tieteellisen tutkimukseni tavoitteena on pihkankeruuseen sopivimpien alueiden kartoittaminen kasvupaikan sekä puuston perusteella. Lisäksi pihkankeruun kannattavuuslaskelmilla etsitään tulevalle keruutoiminnalle malleja toiminnan kannattavuuteen. Lisäarvoa tämän työn tutkimustuloksiin pyrin tuomaan vertailemalla niitä Arkangelin ja Moskovan yliopiston julkaisemiin tuloksiin. Tutkimusaineistossa on 152 mäntyä ja 100 kuusta kymmeneltä usean eri kasvupaikkaluokan koealalta Keski-Lapista. Analysoinnissa on hyödynnetty koepuiden- ja alueiden ominaisuuksien merkitsevyyttä pihkakertymiin. Männylle sopivimmat pihkankeruualueet löytyvät tuoreen- ja kuivahkonkankaan alueilta. Kitukasvuisella turvemaalla pihkakertymät jäävät alle puoleen kankaiden pihkasaannoista. Kuusella pihkakertymät ovat korkeimmat tuoreella ja lehtomaisella kankaalla. Alueen valinnassa huomio täytyy kiinnittää puuston elinvoimaisuuteen. Lisäksi puun tilavuuden kasvulla on merkittävä positiivinen selittävyys pihkasaantoihin. Regressioanalyysin pohjalta rakennetun mallin avulla pihkasaantoja voidaan arvioida läpimitan mukaan. Pihkatuottoisen alueen valinnalla, sen läheisellä sijainnilla ja valutuspuiden riittävällä määrällä on suuri merkitys keruutoiminnan kannattavuuteen. Pihkankeruulla voidaan saavuttaa uudistuskypsässä metsässä hehtaarin alueelta noin 2500- 3000 euron tulot valutuskaudelta. Tutkimukset kannustavat pihkankeruuseen ja kehitystyön jatkamiseen. Lapin alueella on hyvät mahdollisuudet pihkan kannattaan keruutoimintaa. Pihkankeruu voi jatkossa tuoda lisäansioita metsänomistajalle ja mahdollisesti kenelle tahansa keruusta kiinnostuneelle. Avainsanat Pihka, pihkankeruu, pihkanjuoksutus, luonnontuoteala ja pihkankeruun kannattavuus The School of Forestry and Rural Industries Forestry program Abstract of Thesis _____________________________________________________________ Author Helena Pahkala Year 2010 Commissioned by ProAgria Lapland ry/ Luova-project Subject of thesis The effect of habitat and wood properties of pine and spruce to resin output in central Lapland and profitability of resin collection Number of pages 53 The expansion in the demand of natural products has increased the need for research and the improvement of the availability of natural raw materials in Lapland. This research is part of the LUOVA- network training of the natural resource branch in the Lapland-project, which is studying models of work for commercial activity in the recovery of natural resources. The purpose of this thesis is to improve the development of the activity of collecting resin. The objective of the scientific research is to study the most suitable areas for collecting resin on the grounds of growing place and standing timber. There are also models studied for cost-effectiveness of upcoming collecting activity by means of profitability calculation of collecting resin. The results received in this study are compared with the results published by the Universities of Archangel and Moscow.Within the research material there are 152 pines and 100 spruces from multiple growth place- class of ten different experimental plots in Central-Lapland. In the analysis the significance of the characteristics of the test trees and areas in infiltration of resin have been utilized. The most appropriate areas for collecting resin from pines are found in the area of fresh- and dryish moorlands. On stunted peat soil the infiltrations of resin are less than half of the intake on moorlands. The infiltrations of spruce-resin are highest on fresh and grovelike moorlands. In choosing the area the vitality of the standing timber must be taken into account In addition the growth of the volume of the tree has a significant positive explanation for the intake of resin. With a model built on the basis of regression analysis the intake of resin can be estimated by the diameter of a tree. To the profitability of collecting resin there is a great significance in choosing an area close enough and with good production of resin as well as a sufficient amount of trees for irrigation. By collecting resin in a forest in the state of regeneration maturity an income of approximately 2500-3000 euros from one hectare within one period of irrigation can be achieved.The research encourages the collection of resin and continuation of the development work. In the district of Lapland there are good opportunities for profitable collection of resin. Collecting resin can bring extra income to the forest owners in the future and possibly to anyone interested in collecting resin. Key words Resin, Collecting resin, Irrigation of resin, Natural resources branch and profitability of collecting resin SISÄLTÖ 1 JOHDANTO ..................................................................................................................... 3 2 PIHKA .............................................................................................................................. 7 2.1 PIHKAN KÄYTÖN- JA KERUUN HISTORIA...................................................................................... 7 2.2 PIHKAN KOOSTUMUS ............................................................................................................ 8 2.3 PIHKAN NYKYINEN TARVE JA KÄYTTÖMUODOT ............................................................................. 8 2.4 SÄÄN JA SIJAINNIN VAIKUTUKSET PIHKAN VALUNTAAN.................................................................. 9 2.5 PIHKANJUOKSUTUKSEN VAIKUTUKSET PUUN ELINTOIMINTOIHIN ....................................................10 2.6 PIHKANVALUTUKSEN MAHDOLLISUUDET SUOMESSA ...................................................................11 2.6.1 Valtion omistamat alueet ............................................................................................... 12 2.6.2 Pihkankeruun erityispiirteitä yksityismailla ..................................................................... 13 3 TUTKIMUSAINEISTO JA KERUUMENETELMÄN KUVAUS ...................................... 14 3.1 3.2 3.3 4 KERUUMENETELMÄ JA VALUTUKSEN TOTEUTUS ..........................................................................14 KOEALUEET JA NIIDEN YLLÄPITÄJÄT .........................................................................................16 TUTKIMUSAINEISTO JA TULOSTEN KÄSITTELY..............................................................................18 TULOKSET .................................................................................................................... 21 4.1 PIHKAKERTYMÄT KOEALUEITTAIN ERI KASVUPAIKKATYYPEILLÄ .......................................................21 4.1.1 Pihkakertymien hajonta eri kasvupaikoilla ..................................................................... 23 4.1.2 Puun järeyden merkitys pihkantuotokseen ..................................................................... 24 4.1.3 Puun iän merkitys pihkantuotokseen .............................................................................. 29 4.1.4 Elävän latvusosuuden merkitys pihkan saantoon ........................................................... 30 4.1.5 Pihkakertymien vaihtelut valutuskauden aikana ............................................................ 31 4.1.6 Suurimpien ja pienimpien pihkasaantojen antaneen puuyksilöiden ominaisuudet ........ 33 4.1.7 Pihkan valunnan alkaminen ............................................................................................ 34 4.1.8 Kaksihaaraisuus ja muut erityispiirteet .......................................................................... 36 4.2 PIHKANVALUTUSTOIMINNAN KANNATTAVUUS ...........................................................................37 4.2.1 Kustannusten muodostuminen ....................................................................................... 37 4.2.2 Pihkan valutuksen kannattavuuden laskenta ................................................................. 38 5 TULOSTEN TARKASTELU .......................................................................................... 41 6 JOHTOPÄÄTÖKSET..................................................................................................... 49 LÄHTEET ............................................................................................................................... 52 2 KUVA-, KUVIO- JA TAULUKKOLUETTELO Kuva 1 Kuoren ohentaminen ja pystyviillon teko..................................................... 14 Kuva 2 Pihkan ohjausputken ja pussin kiinnityvaihe. .............................................. 15 Kuvio 1. Kasvupaikkojen jakautuminen kivennäismailla ......................................... 13 Kuvio 2. Koealojen sijoittuminen ............................................................................. 16 Kuvio 3. Koealueiden puukohtaisen pihkasaannon keskiarvo valutuskaudella. ...... 21 Kuvio 4. Pihkansaannot ja niiden hajonta eri kasvupaikkatyypeillä. ........................ 24 Kuvio 5. Koepuiden pihkasaantojen ja tilavuuden riippuvuutta kuvaava suora. ...... 25 Kuvio 6. Pihkasaantojen hajonta eri tilavuusluokan puilla. ..................................... 26 Kuvio 7. Regressiomalli männyn läpimitan vaikutuksesta pihkasaantoihin. ............ 28 Kuvio 8. Regressiomalli kuusen pihkasaantojen ja läpimitan riippuvuudesta. ......... 29 Kuvio 9. Keskimääräiset pihkasaannot ja niiden hajonta eri-ikäisillä puilla.............. 30 Kuvio 10. Elävän latvuksen pituutta ja pihkasaantoja korrelointia kuvaava suora. .. 31 Kuvio 11. Männyn keskimääräisten pihkasaantojen vaihtelu ................................. 32 Kuvio 12. Kuusen keskimääräisten pihkasaantojen vaihtelu .................................. 32 Kuvio 13. Pihkakertymältään 15 eniten ja 15 vähiten tuottaneet puut ..................... 34 Kuvio 14. Pihkan valunnan aloittaneiden mäntyjen osuus ...................................... 35 Kuvio 15. Valunnan aloittaneiden kuusten osuus koealueittain............................... 35 Kuvio 16. Valutuskuvion tekoon kuluva aika ........................................................... 38 Kuvio 17. Ajanmenekki ylläpitoviillon tekemiseen. .................................................. 38 Taulukko 1 Koealatiedot ja puuston yksikkötiedot .................................................. 17 Taulukko 2 Valutuskauden ajoittuminen ja pituus koealueittain. ............................. 19 Taulukko 3 Männyn ja kuusen 15 suurimman ja 15 pienimmän pihkakertymän antaneiden puujoukkojen tiedot. ............................................................................. 33 Taulukko 4 Pihkankeruun tulolaskelma .................................................................. 39 Taulukko 5 Valuttajalle toiminnasta syntyvät kustannusarviot................................. 39 3 1 JOHDANTO Suomessa mielenkiinto luonnontuotealaa kohtaan kasvaa ja sen myötä kysyntä alan suomiin mahdollisuuksiin. Arvostus luonnonmukaisuuteen ja luonnon raaka-aineiden käyttöön tuo haasteita keruutoiminnan kehittämiseen. Pihka on yksi luonnon erittäin arvokas ja monipuolisesti hyödynnettävissä oleva raaka-aine, jonka keruutoimintaa vaatii kehittymistä. Pihkaa kerätään tällä hetkellä lähinnä passiivisesti kuusen runkoon kertyneistä pahkuroista nykyisen tuotannon tarpeisiin. Luonnontuotealalla käytetään uusiutuvia ja kierrätettäviä luonnon omia raaka-aineita kestävästi niin että niiden prosesseihin puututaan mahdollisimman vähän. Alan perinteet ovat pitkät, mutta siihen liittyvä yritystoiminta on vasta heräämässä toimintaan. (Ottaako luonnolle 2010.) Tuotantomenetelmän kehitystarve lähtee yritysmaailman tarpeesta. Usean eri toimialan yritykset haluavat hyödyntää pihkan tunnettuja vaikutuksia omissa jalosteissaan, tuoteryhmiä ovat esimerkiksi hoitotuotteet, kosmetiikkatuotteet, eläinten terveystuotteet. Pihkan kansanperinteessä tunnetut ominaisuudet on tunnustettu nyt myös tieteellisen tutkimuksen kautta. Tutkimuksen seurauksena on syntynyt Lääkelaitoksen Terveydenhuollon tuotteeksi hyväksymä kuusenpihkavoide jota on saatavilla apteekeista kautta Suomen. Venäjällä pihkanjuoksutus on ollut huomattavasti laajempaa ja järjestelmällisempää. Toimintaa on sisällytetty suunnitelmallisesti hakkuusuunnitelmiin. Pihkasta on tehty Venäjällä tutkimuksia Arkangelin ja Moskovan yliopistossa, joita hyödynnän työssäni vertailuaineistona ja oman tutkimukseni tukena. LUOVA-hankkeen toimesta kyseisiä aineistoja on käännetty myös suomenkielelle. Venäjällä pihkasaannot määritellään indeksinä yhdelle karran desimetrille. Pihkasaantojen tarkka vertailu tämän ja Venäjällä tehtyjen tutkimusten kesken on vaikeaa erilaisen laskentamenetelmän vuoksi, joten pyrin kertomaan vertailutuloksia sanallisesti tai prosentteina mahdollisuuksien mukaan. Venäjällä Arkangelin yliopistossa tehdyissä tutkimuksissa tulee selkeästi esille männyn pihkansaannon yhteys puun tilavuuteen. Pihkasaantojen ennustamiseen on mallinnettu kaavoja, joissa muuttujina ovat muun muassa puun 4 rinnankorkeusläpimitta ja sen kasvu viiden vuoden ajalta sekä latvuksen pituus ja läpimitta. (Петрик 2004, 118- 119, 134.) Parhaiten pihkansaantoon soveltuvien kasvupaikkojen osalta vertailuja on vaikea tehdä, koska Venäjällä on käytössä V. N. Sukatševin kehittämä kasvupaikkaluokitus, jossa tyypityksen lähtökohtana on valtapuusto ja kasvupaikan boniteettiluokka. (Metla 2004) Tutkimuksista ilmenee myös keruutoiminnan jatkokehitykselle arvokkaita asioita pihkan valuntaa nopeuttavien stimulanssien käytöstä, joilla pihkasaannot saadaan jopa 40-60 prosenttia korkeammiksi. Männyn pihkantuotoskykyyn vaikuttavat myös vaihtuvat lämpöolosuhteet. Esimerkiksi lämpötilan laskiessa alle 14 asteen vaikuttaa se huomattavasti tuleviin pihkasaantoihin. (Петрик –Тутыгин – Гаевский 2005, 25, 41-45.) Lisäksi valoolosuhteiden ja kasvualan kasvaessa hakkuiden jälkeen pihkasaannot ovat nousseet hakkuun intensiivisyydestä ja kasvupaikasta riippuen 10-33 prosenttia. Петрик – Высоцкий – Фролов - Подольская 2006, 60). Pihkankeruuseen liittyen on tehty 2009 opinnäytetyö nimellä Havupuupihkan talteenottomenetelmien kehittäminen ja vertailu. Toimeksiantaja tälle Jaakko Pasasen työlle oli Metsäntutkimuslaitos, Luonnonaineteollisuuden raakaaineet mikrobitorjunnassa LUMI-hanke. Pasasen työn tavoitteena oli selvittää eri tekijöiden vaikutusta pihkan esiintymiseen sekä miten ja milloin pihkaa kannatta kerätä. Vertailututkimuksessa aktiivinen keruu todettiin passiivista keruuta tehokkaammaksi. Työhön liittyi kolmen valutuskoealueen ylläpito ja tulosten viikoittainen seuranta, jotka antavat suuntaa antavia tuloksia männyn ja kuusen pihkan saannoista valutuskaudella. (Pasanen 2009, 1.) Tämän työn toimeksiantajat ProAgria Lapin ja Lapin 4H-piirin yhdessä toteuttaman LUOVA-Luonnontuotealan verkostovalmennus Lapissa-hankkeen tavoitteena on etsiä työmalleja kaupalliseen toiminataan luonnonraakaaineiden talteenotossa. Pihkan ammattimaisen talteenoton kehittämisen pohjaksi tarvitaan suunnitelmallista kenttäkoetoimintaa, mittauksia, kerääjien kokemuksia ja olemassa olevan tutkimustiedon etsimistä ja sen hyödyntämistä keruutoiminnan kehittämiseen. Tätä tietoa tarvitsevat eri sidosryhmät, kerääjät, neuvonta, yritykset, metsäorganisaatiot ja metsänomistajat. Hankkeen tehtävä on edistää verkostoitumista ja tuoda eri osapuolille lisäarvoa elintarvike- ja luonnontuotealan sekä niiden rajapinta-alojen yhteistyöstä. Hakkeen 5 tärkeä tehtävä on edistää luonnontuotealan yrittäjyyttä ja mahdollistaa alan tiedon saannin eri puolilla Lappia. (LUOVA- tiivistelmä 2008- 2010.) Tämän työn tarkoitus on selvittää ja tehdä tutkimustyötä pihkankeruuntoiminnan kehittämiseksi. Tutkimuksella etsin vastauksia kysymyksiin, voiko pihkankeruussa hyödyntää pieniläpimittaisia riukupuita tai kitumaan räme- ja korpialueita, joita metsätalous ei voi hyödyntää. Lisäksi tutkimuksen tarkoitus on selvittää pihkankeruutoiminnan kannattavuutta, millaisilla alueilla, puustolla ja työvälineillä pihkankeruusta olisi mahdollista saada kannattavaa. Valutuskauden alkaessa esille nousi pienempiä kysymyksiä pihkan valunnan alkamisesta ja sään vaikutuksesta pihkan valuntaan sekä toisen valutuskerran puiden pihkasaannoista, joihin pyrin aineiston antamien mahdollisuuksien mukaan etsimään vastauksia. Tutkimusaineisto on kerätty kesällä 2009, jolloin pihkaa valutettiin LUOVAhankkeen toimesta usean eri kunnan alueella Keski- Lapissa. Tutkimuksessa mukana olevat kymmenen koealuetta ovat joko osa suurempaa valutusaluetta tai 10-30 puun yksittäisiä koealueita varttuneissa ja uudistuskypsissä metsissä. Koealueiden tarkat puusto- ja kasvupaikkamittaukset sekä puukohtaisten pihkasaantojen seuranta ovat pohjana tutkimusongelmien selvittämiseen. Ajankäyttöön, matkoihin ja työvälineisiin liittyvät tiedot on kerätty valutusalueiden ylläpitäjiltä seurantalomakkeiden avulla. Oma kokemus kahden koealan ylläpidosta ja yhteistyö toisten valuttajien kanssa antavat arvokasta tietoa tutkimustyön tekoon. Kannattavuutta lasketaan tämän hetkisten pihkasta saatavien keruuhintojen mukaan. Tutkimuksen analysoinnissa sopivimpien alueiden ja puiden selvittämiseksi pihkasaantojen ja muiden mitattujen muuttujien välille etsitään korrelaatioita ristiintaulukoinnin, selittävyyskertoimien ja muiden työkalujen avulla. Tulosten tarkempaan selvittämiseen käytetään regressioanalyysejä ja niitä hyödyntämällä pihkansaantoja on mahdollista ennustaa esimerkiksi läpimitan osalta rakennetun matemaattisten mallien avulla. Tutkimuksen lähtökohtaisena tavoitteena on selvittää kuusen ja männyn aktiiviselle pihkanvalutukselle sopivimmat alueet pihkasaantoihin pohjautuen kasvupaikkaluokan ja puun ominaisuuksien mukaan. Toisena tärkeänä tavoitteena on pihkankeruun kannattavuuden selvittäminen pihkankeruutoimin- 6 nasta syntyvien kustannusten, tulojen ja ajankäytön avulla. Venäjältä samalta kasvillisuusvyöhykkeeltä peräisin olevan tutkimusvertailuaineiston avulla pyrin tuomaan lisäarvoa tämän työn tutkimustuloksille sekä uutta tietoa pihkankeruutoiminnasta ja pihkasaantoihin vaikuttavista asioista. 7 2 2.1 PIHKA Pihkan käytön- ja keruun historia ”Joka paikkaanhan sitä tarvittiin, myllyremmiin, puimaremmeihin, yskänlääkkeeksi, rengin rakkauskirjeitten sulkemiseen jne.” Pihka-aineet ovat olleet kansanparantajien lääkitsemiskäytössä jo vuosituhansia. Pihkan desinfioiva teho on tunnettu ruttoaikana, jolloin hartseja poltettiin suojakeinoina. KeskiEuroopassa lääkinnällinen käyttö huipentui renessanssi aikana. (Metsälä 2001, 62.) Suomessakin pihkaa on käytetty kotilääkinnässä pitkään. Tavallisin käyttö on ollut paiseiden, palovammojen, kynsivallintulehdusten, kynsisienen ja hyttysen pistojen hoito. (Lohi ym. 2008, 1364). Lisäksi pihkaa on käytetty salvaksi keitettynä tai sellaisenaan haavojen, pykimien ja ajosten desinfiointiin ja hoitoon. (Metsälä 2001, 62.) Pihkomistuotteet on tunnettu Vanhan Testamentin aikoina. Ensimmäiset tarkat kuvaukset pihkan keruusta antoi Teofrastus noin vuonna 300 eKr, joten keruumenetelmienkin historia on tuhansia vuosia vanha. (Metsälä 2001, 29.) Lisäksi vanhoista almanakoista löytyy kirjoituksia pihkasta. Vuoden 1757 neuvokirjoituksessa esitettiin, kuinka pihkan keruu sekä hartsin valmistus hoidettiin lähes elinkeinona. Silloin oli kehitetty tarkoitukseen sopivat työtavat ja -välineet. Niihin aikoihin kuusi oli paras pihkapuu osin siksikin, että mänty katsottiin tervaspuuna tuottoisammaksi. (Väre 2008, 34.) Varsinaista pihkan juoksutusta, jossa puun kuoresta paljastetaan laikku, on tehty yleensä vain mäntylajeille. Kuusesta pihkaa on juoksutettu muutaman senttimetrin leveillä ja runsaan metrin pituisilla aisauksilla, josta pihka on kaavittu teräaseella talteen. Kiinteässä muodossa pihkaa on kerätty puunrunkoihin syntyneistä pihkakertymistä kotitarpeisiin ja kriisiaikoina teollisuudelle. Keruuvälineinä ovat tavallisesti olleet koveltimet, keruukuokat ja tavallinen puukko. Ensimmäisen maailmansodan jälkeen yhden ihmisen päiväsaalis oli jopa 15-30 kiloa. Vuonna 1913 Suomesta menikin vientiin pihkaa ja hartsia 193 300 kiloa. (Metsälä 2000, 33- 34.) 8 Moskovan yliopistolla tehdyssä tutkimuksessa selvitetään, että jo 1930- luvulla Terehovi F.I. kehitti opiskelijoidensa kanssa pihkantuottomäärittelymenetelmää männiköiden pihkantuoton arvioimiseen. Tämä pihkatuottoindeksi laskettiin jakamalla yhden karran viillon pihkantuotosta grammoina puuston keskihalkaisijalle. Mallia ei ilmeisesti saatu toimimaan kehitystyöstä huolimatta. Useat tutkijat uskovat, että paras pihkatuoton määrän arviointitapa olisi todellinen pihkamäärä grammoina tietyn koon viillosta laskettu indeksi. (Петрик 2005, 22.) 2.2 Pihkan koostumus Pihka sisältää rasvaliukoisia haihtuvia ja haihtumattomia terpenoideja sekä fenolisia yhdisteitä. Seoksesta tärpätti on haihtuvaa ja hartsi haihtumatonta. Pihkaa erittyy siihen erikoistuneista solukoista. Tuoreessa pihkassa tärpätti tekee pihkan koostumuksesta juoksevaa, joten vanhetessa tärpätin haihtuessa pihka jähmettyy. (Peltola, R. 2009.) Kuusen pihkassa tärpättiä on vähemmän. Se poikkeaa männyn pihkasta myös vaaleamman keltaisella värillään. (Петрик 2005, 51.)Puuaineksessa olevien solukoiden lisäksi pihkaa on eri koostumuksilla ja määrillä puun kuoressa, oksissa ja neulasissa. Männyllä pihkaa voi olla kuuseen verrattuna moninkertainen määrä. (Lohi ym. 2008, 1365.) Puun pihkakanavissa muodostuu konstitutiivista ja indusoitua pihkaa. Konstitutiivista pihkan ekologinen tehtävä on ensisijaisesti suojata puuta tuhohyönteisiltä. Konstitutiivista pihkaa on koko kasvukauden ajan ytimestä nilaan asti yltävissä säteittäisissä pihkakanavissa. Indusoitua pihkaa muodostuu nilan alle pystysuuntaisiin traumaattisiin pihkatiehyihin. Tiehyet muodostuvat stressin kuten runkovaurion tai kasvipatogeenin indusoimana yhdistäen säteittäiset konstitutiiviset pihkakanavat. Pihkaa traumaattiset tiehyet alkavat muodostaa 3- 4 viikon kuluttua stressistä. (Peltola 2009). 2.3 Pihkan nykyinen tarve ja käyttömuodot Pihkasta valmistettu kaupallinen tuote on pihkavoide, joka hyväksyttiin vuonna 2008 myös apteekin tuotteeksi. Tämän tuotekehityksen takana on Kolarin terveyskeskuksen lääkäri, lääketieteen lisensiaatti Arno Sipponen. Hänen aloitteesta pihkavoidetta alettiin käyttää vaihtoehtohoitona pitkittyneiden pai- 9 nehaavojen hoidossa. Kokeilussa ollut voide oli valmistettu paikallisen reseptin mukaan kuusen pihkasta. Hyvien tulosten rohkaisemana Sipponen käynnisti valtakunnallisen pihkatutkimushankkeen, joka toteutettiin Metsäntutkimuslaitoksen ja Kuopion yliopiston yhteistyönä. Tutkijat selvittivät myös paranemismekanismin, jossa saatiin selville miten pihkassa olevat rasvahakuiset yhdisteet pääsevät tunkeutumaan solukalvoihin. Tällä tavoin pihka pystyy tekemään toimintakyvyttömäksi jopa sairaalabakteerina tunnetun MRSA: n. Lisäksi pihkan antimikrobiset aineet, kuten hartsihappo, pystyy estämään tulehdusta lisäävien bakteerin lisääntymisen. (Cederberg 2009, 92-93.) Hyvän vastaanoton saanut pihkavoide tuokin paineita pihkan keruuntekniikan kehitykseen. Pihkaa ei saada tuotantoon tarvetta vastaavaa määrää. Tällä hetkellä pihkavoiteeseen käytetään kuusen pihkaa, joka on kerätty kuusen rungoilta. (Cederberg 2009, 93.) Tänä vuonna lääkevoidetta valmistava Repolar Oy käyttää pihkaa 500- 1000 kiloa (Häyrynen 2009, 13). Lisäksi pihkalle on syntymässä uusia käyttömuotoja esimerkiksi kauneuden hoitoalalla. Nyt pihkan aktiiviseen valutukseen tehtävällä kehitystyöllä pyritään nostamaan sekä kuusen että männyn pihkan saatavuutta. Lisäksi lisätutkimuksilla selvitetään männyn pihkan soveltuvuutta lääkevoiteeseen. (Häyrynen 2009, 13.) 2.4 Sään ja sijainnin vaikutukset pihkan valuntaan Venäjällä Taigan alueen pihkantutkimuksista selviää männyn pihkantuotantokyvyn kasvavan pohjoisesta etelään katsottuna. Tämä selittyy pidemmällä kasvukaudella, jolloin valutuskausi kestää alueesta riippuen 90-145 päivää. Pihkantuotanto pysyy samanlaisena pituus- ja leveysasteen eri suunnissa. (Петрик 2006, 20.) Esimerkiksi keskimääräinen pihkasaanto nousee taigan pohjoisvyöhykkeeltä siirtyessä keskiosaan 33 prosenttia. Vaihtelevuuden syynä ovat saman metsätyypin ilmasto- ja maaperäolosuhteiden erot eri vyöhykkeillä. (Петрик 2005, 19- 20.) Toisaalta tutkimuksessa käy ilmi että, Taigan pohjois- ja keskiosilla pihkantuotokset ovat samojen tilavuuksien puuryhmillä läheiset riippumatta missä osassa ne kasvavat (Петрик 2004, 118119). 10 Säätila vaikuttaa valon, lämmön ja kosteuden kautta hiilihydraattisen ravitsevuuden oloihin. Tällöin pihkanmuodostuminen ja sen valuminen on tehokkaampaa. Lämpötilan on tutkittu vaikuttavan ennen kaikkea puun fysiologisiin prosesseihin notkistamalla pihkaa ja nopeuttamalla puun solujen aineenvaihduntaa. Toisaalta lämpö voi laskea sen positiivisia vaikutuksia tehostamalla neulasten hengitystä, tärpätin haihtumista ja vähentämällä puiden kosteutta. Lämpötilan laskiessa alla 14 asteeseen on sillä kuitenkin huomattava alentava vaikutus pihkasaantoihin ja alle seitsemän asteen lämpötilassa pihkantuotos loppuu kokonaan. (Петрик 2005, 25-26.) Lämmön lisäksi riittävällä maan kosteudella ja näin ollen sopivilla sademäärillä on vaikutusta pihkan valuntaan. Sopiva maankosteus tuo mantoon riittävän paineen, joka edistää pihkan valuntaa. Lämpötilaolosuhteiden parantuminen hoitoharvennusten jälkeen selittää myös pihkasaantojen nousua Taigan alueella männiköissä tehdyissä tutkimuksissa Venäjällä. 60- 90 vuoden ikäisistä koepuista voimakkaimmin harvennukseen reagoivat tilavuudeltaan suuret koepuut (d1,3 31,4), joilla pihkansaannot nousivat 33- 56 prosenttia. Pienimmillä (d1,3 21,4) pihkasaannot nousivat 13- 20 prosenttia. Vaihtelu on osin koealojen kasvupaikkatyypistä johtuvaa. (Петрик 2006, 59- 67.) 2.5 Pihkanjuoksutuksen vaikutukset puun elintoimintoihin Pihkankeruun vaikutuksista puuaineksen laatuun on tehty Suomessa ainoastaan silmänvaraisia tutkimuksia. Pertti Kairolan ja Pekka Välikankaan lausunnoissa Vanttauksen ja Meltauksen alueelta tutkimukseen kaadetuissa puissa ei ollut sahauksilla heikentymiä ja värivikoja puuaineksessa. (Peltola 2010.) Pihkanjuoksutuksen vaikutuksesta puun elintoimintoihin on tehty Venäjällä monipuolisia tutkimuksia. Niissä ilmenee, että puun pihkantuotokseen vaikuttavat puun pihkasuonien koon ja määrän sekä puun tilavuuden lisäksi yleinen elintoimintavoima ja puussa tapahtuvat fysiologiset prosessit. Juoksuttamisen aikana pihkasuonien määrä voi kasvaa jopa 2- 3-kertaiseksi haavan synnyttäessä patologisia pihkasuonia. 11 Kasvun on havaittu pienenevän koko rungon osalta juoksutuspuilla haavan rikkoessa puunrungon vesivirtaussysteemiä. Varsinaiset tilavuusmenetykset alkavat vasta useamman vuoden juoksuttamisella manton kuoleutuessa. Enemmän kasvuhaittaa ja latvan harvenemista tapahtuu puilla, joiden juoksutusta tehostetaan kemiallisesti esimerkiksi rikkihapolla. Tällöin puu on herkempi sienitaudeille. Yleisesti juoksutus heikentää puita jonkin verran vaikuttamatta kuitenkaan terveiden puiden terveyteen. (Петрик 2005, 26-29.) 2.6 Pihkanvalutuksen mahdollisuudet Suomessa Suomen metsistä löytyy runsaasti potentiaalisia kohteita pihkanvalutukseen sekä yksityisten että valtion omistamilta alueilta. Tavallisimmat kasvupaikkaluokat kivennäismailla ovat pihkan valutukseen sopivimmat kuivahkon- ja tuoreen kankaan maat. Lapissakin VMI10 laskelmien mukaan metsämaan osuus metsätalousmaasta on 52,7 prosenttia ollen yhteensä 48 938 km² (Metinfo 2010). Metsätalouden käytössä olevilla alueilla pihkanvalutus tulee sovittaa hakkuusuunnitelmaan niin, että päätehakkuu tehdään mahdollisimman nopeasti valutustoiminnan päättyessä. Suomen metsistä löytyy myös paljon alueita, jotka eivät ole metsätalouden käytössä tai puuston heikon laadun vuoksi metsätalous ei voi hyödyntää aluetta täysipainoisesti. Esimerkkinä voisi olla liian rehevälle kasvupaikalle istutetut männiköt, jotka laatuvikojen vuoksi on kannattavampaa hakata etuajassa koska ovat oksikkuuden ja muiden laatuvikojen vuoksi kelpaamattomia tukkipuuksi. Nämä tuoreet kankaat voisivat olla sopivia pihkankeruuseen kasvupaikan ja puustonkin perusteella. Lisäksi puuaineksen laatuun vaikuttavia asioita ei kuitupuuksi menevän puuntavaran kohdalla tarvitsisi miettiä. Lisäksi sopivia alueita voisivat olla ojitetut turvemaan alueet, joita Lapin alueeltakin löytyy runsaasti. Nämä männiköt ovat jo usein muuttumavaiheen turvekankaita, missä puustokin on jo kohtuullisen järeää. Lapin alueelle on määritetty runsaasti alue-ekologisia käytäviä, mitkä soveltuisivat suurilta osin pihkanvalutustoimintaan. Tällaisilla alueilla pihkankeruu toisi erityistä lisäarvoa alueelle monikäytön osalta. Männyn pihkanjuoksutus ei voi ylittää 10 vuotta suunnitelmallisestikaan toteutettuna sen aiheuttaessa puulle kasvutappiota. Kuusistolla lyhyemmällä 12 korkeintaan kolmen vuoden juoksutusajalla puu säästetään sienitaudeilta. Tavallisesti Venäjällä kuusikot menevät hakkuuseen suoraan juoksutukseen yhden valutuskauden jälkeen. (Петрик 2005, 38, 51.) 2.6.1 Valtion omistamat alueet Valtion omistuksessa on 12 miljoonaa hehtaaria maa- ja vesialueita, joista suurin osa sijaitsee Itä- ja Pohjois- Suomessa. Neljännes kaikista alueista on aktiivisessa metsätalouden käytössä. Suuret pinta-alat vaativat moniportaisen suunnittelujärjestelmän kun metsätalouden, luonnonsuojelun ja muun maankäytön tarpeet sovitetaan yhteen. Metsähallituksen periaatteena on toimia kiinteässä vuorovaikutussuhteessa alueellisten ja paikallisten sidosryhmien kanssa ottaen huomioon erilaiset näkemykset metsien käytön tarpeista. (Metsähallitus 2009.) Alue-ekologinen suunnittelu on osa Metsähallituksen suunnittelujärjestelmää, joka sisältää moni tavoitteiset metsätaloudelliset sekä metsien muuta käyttöä palvelevat tiedot. Metsähallituksen hallinnassa olevat alueet otettiin alueekologisen suunnittelun piirin tavoitteiden mukaisesti 1996- 2000 vuosien aikana. Alue-ekologista suunnittelua on toteutettu erilaisten mallien avulla. Ne perustuvat elinympäristöjen määrään sekä niiden yhteyden toisiinsa nähden ja miten populaatiot säilyvät näissä sekä pystyvät leviämään elinympäristölaikusta toiseen. (Karvonen, Eisto, Korhonen, Minkkinen 2001, 10, 18.) Ekologisia yhteyksiä on määritetty koko Suomessa metsämaan alueilla 87000 ja kitumaan alueilla 57000 hehtaaria. Näihin metsämaan alueisiin sisältyy ne luontokohdealueet, jotka on merkattu myös ekologisiksi yhteyksiksi. Tyypillinen alue-ekologisen yhteyden alue, jota ei ole merkattu luontokohteeksi, on vanha kuusikko alavalla puronvarrella. Ylä-Lapissa alueet ovat männiköitä. Metsämaan pinta-alaosuuksista puolet on kasvupaikkatyypiltään tuoreita kankaita tai sitä rehevämpiä. Kuivahkojen kankaiden osuus on noin 40 prosenttia. Puolet metsämaan yhteyksistä on määritetty Itä-Lapin alueelle. Tätä selittää ekologisiksi yhteyksiksi merkatut porotalouden kannalta tärkeät luppoalueet. (Karvonen ym. 2001, 48- 49.) 13 1% 1% 1% 15 % Lehdot Lehtomaiset kankaat 35 % 7% Tuoreet kankaat Kuivahkot kankaat Kuivat kankaat Karukko kankaat 40 % Kitu- ja joutomaat Kuvio 1. Kasvupaikkojen jakautuminen kivennäismailla Peräpohjolan ja Metsä- Lapin alueilla. (Hotanen – Nousiainen – Mäkipää – Reinikainen – Tonteri 2008, 65.) 2.6.2 Pihkankeruun erityispiirteitä yksityismailla Lähes joka viides suomalainen omistaa metsää joko yksin tai yhteisomistuksella. Yksityiset omistavat Suomessa metsämaasta 62 prosenttia koko Suomen metsäpinta-alasta. Metsänomistajien metsillensä asettamat tavoitteet ovat muuttuneet. Se voi olla työn ja toimeentulon lähde ja useille myös taloudellisen turvallisuuden takaaja. Toiset käyttävät metsiään ainoastaan virkistykseen. (Metla 2004.) Yksityistenkin mailla pihkankeruu monipuolistaa metsän käyttöä ja mahdollistaa metsänomistajan jopa 3000 euron hehtaarikohtaisiin lisäansioihin. Lapin alueella on paljon pihkanvalutukseen soveltuvia kivennäismaiden alueita. Tuoreiden- ja kuivahkojen kankaiden osuus kivennäismaiden pinta-alasta Peräpohjolan ja Metsä- Lapin alueelta on yhteensä noin 75 prosenttia (Hotanen ym. 2008, 65). 14 3 TUTKIMUSAINEISTO JA KERUUMENETELMÄN KUVAUS Tutkimuksen tavoitteena on pihkankeruuseen liittyvä kehitystyö, jolla pyritään selvittävään kannattavuudeltaan potentiaalisia pihkankeruukohteita. Tutki- muksen kohteena oli yhteensä 10 koealaa Sodankylän, Muonion, Kolarin, Kittilän, Sallan ja Meltauksen kunnan alueilta. Tutkimuksen tarkoitus on mitattujen puusto- ja kasvupaikkatunnusten sekä valutuskauden puukohtaisten pihkasaantojen avulla selvittää pihkankeruuseen sopivimmat kohteet. Koealamittausten lisäksi tutkittavana oli keruutoimintaan menevä ajankäyttö, joka antaa hyödyllistä tietoa keruutoiminnan kannattavuuslaskentoihin. 3.1 Keruumenetelmä ja valutuksen toteutus Pihka kerättiin kesän 2009 koealueilla valuttamalla pihkaa kalanruotomenetelmällä. Menetelmä on peräisin Vienan-Karjalasta. Menetelmässä puunkuori ohennetaan alueelta, mihin kalanruotokuvio tehdään. Tämä toimenpide vilkastuttaa pihkatiehyitä ja helpottaa varsinaisen kuvion tekemistä. Toimenpide on mahdollisesti myös traumaattisen pihkan muodostumisen laukaiseva tekijä. (Peltola, R. 2009.) Kuva 1. Kuoren ohentaminen ja pystyviillon teko. Kuoren ohentamisen jälkeen puun runkoon tehdään kuvan 1 mukainen noin 30 senttimetrin mittainen pystyviilto. Pystyviilto ohjaa vinoviilloista valuvan pihkan keräyspussiin. Vinoviillot tehdään pystyviillon molemmin puolin ku- 15 vassa 2 esitetyllä tavalla noin 45 asteen kulmassa pystyviiltoon nähden. Alimpien vinoviiltojen tulee olla kourumaisia, jotta ne ohjaavat mahdolliset ylivaluvat pihkat talteen. Vinoviiltoja lisätään yksi kerrallaan molemmille sivuille noin viikon välein ja männyllä tarpeen mukaan useamminkin. Kuva 2. Pihkan ohjausputken ja pussin kiinnitysvaihe. Lopuksi pystyviillon alaosaan tehdään palkeenkieli keruupussin suulle tulevan putken kiinnitystä varten. Pussin laitaan tehtiin lopuksi pieni reikä ohjaamaan sadevettä pois. Koealan perustamistoimenpiteet käynnistyivät Sodankylässä pidetyllä pihkakoulutuksella. Koulutuksessa oli mukana pihkanvalutuksesta kiinnostuneita henkilöitä ja osa valutuskuvioiden ylläpitäjistä. Sodankylässä harjoiteltiin lähimetsässä pihkanvalutuskuvion perustamistoimenpiteitä, johon kuului valutusviiltojen teko sekä putken ja pussin kiinnitys puuhun. Kokeilussa oli sekä akkukäyttöinen laite sekä alkuperäinen Venäjältä tuotu käsikäyttöinen viiltolaite. Seuraavana koulutuspäivänä perustettiin koulutukseen osallistuneiden kanssa Lapin ammattiopiston Sodankylä-Instituutin opetusmetsään ensim- 16 mäisen 30 puun valutuskuvion. Tällä kuviolla kokeiltiin viiltojen tekoa myös moottorisahalla sekä omatekoisella koveltimella. Kaikissa valutuskuvioiden perustamistoimenpiteissä on ollut alueen ylläpitäjän apuna toinen hankkeen vetäjistä. Näin kovatöinen osio saatiin suoritettua jouhevammin ja pihkan valutus käynnistettyä. Pihkaa on tavoite saada mahdollisimman paljon talteen kasvukauden aikana. Pihkan valuminen tyrehtyy tehdystä viillosta viikossa ja männyllä usein nopeamminkin. Ohjeeksi ja suositukseksi valutuskuvioiden ylläpitäjille annettiin lisäviiltojen teon viikon välein mahdollisuuksien mukaan. Valutusalueilla tehtiin toiminnan aikana seurantaa pihkan valunnan alkamisajankohdista, pihkakertymistä ja työhön kuluvasta ajasta. 3.2 Koealueet ja niiden ylläpitäjät Koealat sijaitsivat Pohjoisboreaalisella Peräpohjolan kasvillisuusvyöhykkeellä Keski-Lapin alueella. Boreaalinen kasvillisuusalue tunnetaan myös Taigana, joka esiintyy työn eri vaiheissa. Kuvio 2. Koealojen sijoittuminen maantieteellisesti sekä kasvillisuusalueellisesti Keski-Lappiin. (Metsähallitus 2009, Havas, P. 1999). 17 Tutkimukseen oli tavoitteena kerätä kasvupaikkaluokaltaan mahdollisimman monenlaisia koealoja. Tärkein tavoite oli saada tutkimukseen mukaan sekä kangas- että turvemaita. Tiedossa oli alueiden saatavuuteen liittyvät ongelmat Metsähallituksen vuokraneuvottelusopimuksissa sekä halukkaiden yksityismetsänomistajien löytymisessä mukaan toimintaan. Kaikkia valutusalueita ei ollut mahdollista perustaa heti kesäkuun alussa, eivätkä jokaisen koealan valutuskaudet ole siksi pituudeltaan samanlaiset. * Tähdellä merkattujen koealojen valutuskausi on pituudeltaan 10-12 viikkoa, kun ilman tähteä olevien koealojen valutuskauden pituus on 13-14 viikkoa. Tähdellä merkattujen koealojen pihkasaannot olisivat mahdollisesti olleet pitemmällä valutuskaudella hiukan suurempia ja koealoja vertaillessa keskenään tämä eroavuus täytyy ottaa huomioon. **Valutuskauden pituus 8 viikkoa. Taulukko 1. Koealatiedot ja puuston yksikkötiedot koealueen keskiarvoina esitettynä. TiPuuAlueen Läpilav./ laji Koeala omistus Alue mitta Pituus Ikä m³ 1.Kittilä Metsähallitus metsämaa, talousmetsä mä ku 2. Kittilä 3.Sodankylä Metsähallitus LAO kitumaa metsämaa, metsä mä opetus- Metsähallitus alue-ekologinen käytävä mä ku 5. Muonio* 6. Muonio* 7. Kolari* 8. Meltaus* Yksityinen Yksityinen Yksityinen Metsähallitus metsämaa metsämaa/kitumaa metsämaa metsämaa, talousmetsä mä ku mä mä ku 9. Salla* 10. Salla** Metsähallitus Sallan yhteismetsä alue-ekologinen käytävä 12,5 75 0,19 14 10 81 0,1 12 6,5 118 0,05 22 15,5 95 0,35 19 13 106 0,31 21 16 113 0,4 19 15 111 0,24 20 14 107 0,23 16 12,5 133 0,16 17 10 68 0,13 35 21,5 132 1,103 28 17 115 0,59 27 18,3 188 0,58 31 18,2 215 0,74 mä ku 4. Sodankylä 17 ku mä metsämaa, talousmetsä Koealueiksi valikoitui Metsähallituksen alueita, yhteismetsän, yksityisten metsänomistajien maita ja Sodankylän ammattiopiston opetusmetsän alue. Metsähallituksen alueet valikoituivat lähinnä sopivan etäisyyden perusteella niistä valinnaisista kuvioista, joita pihkanvalutukseen tarjottiin. Metsähallituksen 18 tarjoamissa kuvioissa oli metsämaata, kitumaata ja ekologisiksi käytäviksi merkittyjä kuvioita. Jokaisella valutuskuviolla oli oma ylläpitäjä. Valutuspuiden määrä vaihteli runsaasti alueiden kesken 200 puusta 16 puuhun. Osalla oli hoidettavanaan kaksi valutusalaa. Ylläpitäjät olivat metsätilallisia, aiemmin toiminnassa mukana olleita henkilöitä, hankkeen vetäjiä sekä itse hankkeeseen opinnäytetyötä tekevänä. Yksityiset metsänomistajat sekä muut ylläpitäjät löytyivät toimintaan mukaan 4H:n ja ProAgrian aikaisempien toteutettujen hankkeiden aikana syntyneistä keruuverkostoista. 3.3 Tutkimusaineisto ja tulosten käsittely Koepuiden mittaustyöt suoritettiin kesän 2009 aikana jokaisella kymmenellä valutusalueella. Mittauksiin sisältyi puiden yksikkösuureiden mittaamiset puulajin, läpimitan, pituuden, elävän latvusosuuden ja iän osalta. Tilavuus on johdettu pituudesta ja läpimitasta. Mittaamisen apuvälineinä oli käytössä kaulain, hypsometri, metsurinmitta ja ikäkaira. Lisäksi valutusalueelta määritettiin kasvupaikkatyypin sekä alueen korkeus merenpinnasta, mahdollinen soistuneisuus, rinteisyys ja muut erityispiirteet esimerkiksi puustossa. Tutkimusaineistossa on mukana 100 kuusta ja 152 mäntyä. Isommalta valutuskuviolta valittiin tiiviiltä alueelta koepuiksi erikokoisia puita sekä kuusen että männyn osalta. Pienemmillä valutuskuvioilla koepuiksi mitattiin kaikki valutuspuut. Koepuiden määrä vaihteli kuvioittain 10- 30 puun välillä. Myös saman puulajin koepuumäärät vaihtelivat koealueittain 10- 30 välillä. Kymmenestä koealueesta kuudella oli koepuina kuusia ja kahdeksalla mäntyjä. Tutkimuksessa olen voinut hyödyntää koealojen 1-8 puukohtaisia tietoja. Koealojen 9-10 aineistoa olen voinut hyödyntämään ainoastaan kasvupaikkakohtaisissa analyyseissä, koska näiltä koealoilta en saanut puukohtaisia pihkakertymätietoja. Lisäksi analysoinnissa latvusosuuden vaikutuksesta pihkakertymiin ei ole mukana koeala 4 puuttuvien tietojen vuoksi. 19 Taulukko 2. Valutuskauden ajoittuminen ja pituus koealueittain. Koeala 1. Kittilä 2. Kittilä 3. Sodankylä 4. Sodankylä 5. Muonio* 6. Muonio* 7. Kolari* 8. Meltaus* 9. Salla* 10. Salla** Kasvupaikka + (rav.taso) Kuivanko kg EMT (4) Isovarpuräme, IR (5) Tuore kg, HMT (3) Tuore kg, HMT (3) Kuivankokg EMT (4) Pallosarakorpi, PsK (4) Puolukkakorpi, PK (4) Tuore kg, HMT (3) Lehtomainen kg, GMT (2) Kuivahko kg, EMT (4) Aloitus 2.kesä 9.kesä 29.touko (1-7)kesä 17.kesä 17.kesä 23.kesä 15.kesä 12.kesä 8.heinä Lopetus 7.syys 7.syys 7.syys 31.elo 21.elo 21.elo 31.elo 31.elo elo-syys elo-syys Yht. /vk 14 13 14 13 10 10 10 11 12 8 Taulukosta 2 esitettyjen tutkittavien koealueiden valutuskauden pituudet poikkeavat toisistaan ja olivat (8) 10-14 viikkoa. Ylläpitoviiltojen määrä vastaa valutusviikkojen määrää. Valutuskauden pituudessa olevat poikkeavuudet vääristävät jonkin verran tuloksia. Myöhäisempi aloitus on kuitenkin voinut kompensoitua kertymien parempina saantoina keskikesällä tai myöhemmin. Lyhyemmän valutuskauden koealoilla viikot ovat pois alkukesästä ja osalla valutuskauden lopusta, jolloin pihkakertymät ovat kaikkein pienimmät. Suhteellisesti erot eivät siksi ole verrattavissa valutusviikkojen mukaan. Tutkimusaineistoni koostuu maastomittaustuloksista, koepuiden valutuskauden pihkakertymätiedoista sekä ylläpitäjien täyttämistä ajankäyttö-, matka- ja valunnanseurantalomakkeita. Lisäksi käytän Arkangelin ja Moskovan yliopiston sekä aiempaa aiheesta tehtyä opinnäytetyötä tutkimustulosten vertailuun ja tulosten tueksi. Tutkimustulosten analysoinnin työvälineenä käytin pääasiassa SPSS- tilastolaskentaohjelmaa. Muuttujien välistä selittävyyttä tutkin korrelaatioanalyysien avulla. Selittävyyttä tulkitsin r2- selittävyyskertoimen eli korrelaatiokertoimen neliön rxy2 avulla, joka kertoo kuinka suuri muuttujan varianssista on selitettävissä toisen muuttujan avulla. (Metsämuuronen 2006, 364.) Lisäksi hyödynsin ristiintaulukointia muuttujien välisten yhteyksien selvittämiseen jatkoanalyysien pohjaksi. Korrelaation merkitsevyys riippuu suoraan korrelaatiosta ja otoskoosta. (Metsämuuronen 2006, 365). Aineiston otoskoko on kohtuullisen suuri niiltä tutkimuksen osilta, missä hyödynnettävissä on koko aineisto. Muuttujien välistä 20 korrelaatiota ja tilastollisesti merkitsevintä selitysastetta etsiessä käytin muuttujien valintatyökaluina lisäävää menettelyä, jossa selittävien muuttujien joukosta valitaan yksinään paras selitysvoima sekä selittävyyttä lisäävät muuttujat. Lisäksi hyödynsin tilastollista ja askeltavaa menettelyä sekä pakotettua mallia parhaiden selittävyyksien löytämiseksi ja vertailuksi. Korrelaatioanalyysien jälkeen olen käyttänyt monimuuttujamenetelmästä perinteistä regressioanalyysiä (RA) muuttujien vaihtelun selittämiseen toisilla muuttujilla. Regressioanalyysi sopii hyvin havaintojen ennustamiseen ja ilmiön mallintamiseen matemaattisen mallin avulla. Sen avulla pystyy hyvin etsimään, testaamaan ja vertailemaan selittäviä tekijöitä. (Metsämuuronen 2006, 677, 678.) Pihkakertymien ja muiden muuttujien matemaattiseen mallintamiseen tarvittavat kertoimet olen saanut regressiokertoimia koskevasta (Coefficients) taulusta. Korrelaatiokertoimen graafisessa tulkinnassa pienimmän neliösumman suorassa (PNS) viiva piirtyy niin, että etäisyys pisteistä viivaan on pienin mahdollinen. Pisteiden sijaitessa lähellä viivaa on muuttujien korrelaatio korkea. (Metsämuuronen 2006, 366, 367.) Tällainen sirontakuvio mahdollistaa suurien tietomäärien esittämisen yhdellä kuvaajalla (Nummenmaa 2006, 286). Lisäksi olen havainnollistanut työtä pylväs-, viiva, sektoridiagrammeilla sekä laatikko-jana kuviolla. Laatikko–jana-kuvio kertoo hyvin havaintojen hajonnan. Kuviossa laatikko sisältää 50 prosenttia havainnoista ja sen sisällä oleva viiva merkitsee mediaanin. Janan sisälle mahtuu kaikki muut paitsi voimakkaimmin poikkeavat havainnot, jotka näkyvät ympyröinä janan ulkopuolella. Mediaani kuvaa suuruusjärjestyksessä jakauman keskimmäistä havaintoa. Aritmeettinen keskiarvo saadaan havaintoarvojen yhteenlaskettu summa jaettuna havaintojen lukumäärällä. Se kertoo, minkä suuruisia havaintoarvot suunnilleen ovat. (Nummenmaa 2006, 77, 55-58.) 21 4 TULOKSET 4.1 Pihkakertymät koealueittain eri kasvupaikkatyypeillä Männyllä kahdeksan koealan keskimääräiset pihkasaannot valutuskauden aikana vaihtelevat 69- 311 gramman välillä keskiarvon ollen 152 grammaa. Kuusella pihkansaannot valutuskauden aikana kuudella eri koealalla ovat 30119 grammaa. Keskimääräisesti kuusi tuottaa pihkaa 75 grammaa. Koealakohtaiset pihkasaannot on esitetty kuvio 3:ssa ja tulosten tulkintaa helpottavat koealataulukot löytyvät sivulta 17 ja 19. Kuusi Mänty 2. Isovarpuräme, IR (5) 79 7. Puolukkakorpi, PK (4)* 6. Pallosarakorpi, PsK (4)* 84 30 10. Kuivahko kg, EMT (4)** 1. Kuivanko kg, EMT (4) 5. Kuivanko kg, EMT (4)* 190 57 142 69 100 4. Tuore kg, HMT (3) 8. Tuore kg, HMT (3)* 3. Tuore kg, HMT (3) 9. Lehtom. kg, GMT (2)* 210 119 69 311 157 93 g/ valutuskausi Kuvio 3. Koealueiden puukohtaisen pihkasaannon keskiarvo valutuskaudella. Tuorekangas (HMT) ja lehtomainen kangas (EMT) Keskimääräisesti parhaiten tuottaneiden tuoreenkankaan koealojen vaihteluvälit pihkasaannoissa männyllä olivat 156 ± 311 grammaa. Parhain pihkakertymä saatiin 8 koealalla, vaikka valutuskausi jäi siellä kaksi viikkoa toisia lyhyemmäksi. Tällä koealalla puuston järeys on huomattavasti korkeampi verrattuna koealoihin 3 ja 4. Näiden koealojen 3 ja 4 keskimääräiset puukohtaiset pihkakertymät pysyivät lähempänä toisiaan ollen 156 ± 210 grammaa. 22 4 koealan hiukan parempaa tuottavuutta voisi perustella alueen osin ravinteikkaammilla osilla. Koeala sijaitsi puron varressa ja sen välittömässä lähiympäristössä maa oli ravinteikkaampaa. Kuusen osalta tuoreiden kankaiden keskimääräiset pihkakertymät valutuskaudella ovat 96 grammaa ja ovat lähes samat kuin lehtomaisella kankaalla. Lehtomaisen kankaan koealalla 9 alueen noroisuus ja rinteisyys voivat olla heikentämässä sieltä saatuja pihkakertymiä. Kuivahkokangas (EMT) Parhaiten pihkasaantoja antanut (190 grammaa) kuivahkonkankaan koeala 10 oli luonteeltaan tyypillinen hyväkasvuinen kangasmetsä. Tällä koealalla puusto oli siemenpuuasennossa olevaa elinvoimaista männikköä ja pidemmällä valutuskaudella pihkasaannot olisivat todennäköisesti nousseet edelleen. Koealalla 1 osa puustosta oli hiukan soistuneella kankaalla ja puusto oli selkeästi kitukasvuisempaa. Tämä selittänee keskimääräisen pihkansaannon jäännin 142 grammaan. Kolmas kuivahkon kankaan koeala 5 oli erittäin karua kuivahkoa kangasta rinnemaastossa. Karu rinnemaasto ja lyhyehkö 10 viikon valutuskausi voivat olla vaikuttamassa erittäin alhaisiin kertymiin. Kasvupaikkatyypiltään kuivahkonkankaan metsä ei välttämättä lupaa hyviä eikä kohtalaisiakaan pihkakertymiä. Kertymät voivat jäädä koealasta riippuen jopa huonommaksi kuin saannot rämeellä, joten olennaista valutusaluetta valitessa on kiinnittää huomiota kasvupaikan lisäksi puuston elinvoimaisuuteen sekä järeyteen. Ainoalla kuivahkonkankaan koealalla keskimääräiset saannot kuusella jäävät tuoreidenkankaiden kertymistä, mutta samalla koealalla myös mäntyjen osalta kertymät jäivät aika vähäiseksi. Tästä voidaan päätellä että myös kuusen osalta elinvoimaisella kuivahkolla kankaalla pihkakertymät voisivat nousta. Isovarpuräme (IR), Puolukkakorpi (PK) ja Pallosarakorpi (Psk) Kitumaan puustosta ei keskimääräisesti heikompien kasvuolosuhteiden vuoksi löydy riittävästi elinvoimaisuutta ja järeyttä tuottamaan pihkaa kuten keskimäärin kangasmailla. Männyn keskimääräiset puukohtaiset pihkasaannot jäävät koealan 2 isovarpurämeellä 90 grammaan valutuskaudella, kun 23 kaikkien koealueiden keskiarvo on 150 grammaa. Puolukkakorven koealalla 7 pihkakertymät jäivät vielä edellistä alhaisemmaksi. Kuusen osalta kertymät koealalla 6 pallosarakorvessa ovat suhteellisesti vielä alhaisemmat 30 grammalla keskiarvon ollessa 78 grammaa. Keskimääräisesti puuston ikä vastaavilla alueilla olisi luultavasti koealueiden ikäjakaumaa korkeampi, koska alueet ovat usein metsänkäsittelyn ulkopuolella. Näin korkeampi ikä hidastaisi entisestään puun elintoimintoja ja voisi olla laskemassa pihkasaantoja kitumaan alueilla. Käytännössä tämä heikentää lisää kitumaiden hyödyntämismahdollisuuksia pihkanvalutustoimintaan. 4.1.1 Pihkakertymien hajonta eri kasvupaikoilla Pihkakertymien hajontaa kuvaavassa kuvio 4 mustat pallot kuvaavat hajonnan ulkopuolelle menevien yksittäisten koepuiden pihkasaantoja. Kuvion selkeyttämiseksi yksi eniten pihkaa tuottanut mänty on poistettu alla olevasta laatikko–jana-kuviosta ja myöhemmistä kuvioista. Puuyksilöiden välinen pihkasaantojen hajonta eri kasvupaikkatyypeillä vaihtelee runsaasti. Männyllä osalta kangasmaiden hajonnat ovat huomattavasti turvemaita suuremmat ja siten myös suurille pihkasaannoille löytyy sieltä mahdollisuudet. Kuusella hajonnat ovat pienemmät heikompien kertymien vuoksi. Merkittävin syy tuoreen- ja kuivahkon kankaan suuriin hajontoihin löytyy molempien puulajien osalta kolmen eri koealueen puuryhmien keskinäisistä eroista pihkansaannoissa. Saman metsätyypin eri koealueilla oli vaihtelua puuston koossa, elinvoimaisuudessa ja alueen yleisilmeessä. Muita metsä- ja suotyyppejä oli tutkimuksessa mukana ainoastaan yksi, joten hajonnat tulevat ainoastaan yhden koealan sisältä, jolloin puusto on keskenään homogeenisempi. 24 Kuvio 4. Pihkansaannot ja niiden hajonta eri kasvupaikkatyypeillä. 4.1.2 Puun järeyden merkitys pihkantuotokseen Puun järeyden selittävyyttä pihkasaantoihin kuvaa taulukko 5. Männyn osalta puun tilavuudella on merkittävä osuus pihkansaantoihin. r2- selitysaste on korrelaatiokertoimen neliö rxy2, joka kertoo kuinka suuri osa muuttujan vaihtelusta on selitettävissä toisen muuttujan avulla. Männyn osalta tilavuudella on 0,525 selitysaste pihkasaantojen kasvuun, joka tarkoittaa että, pihkasaantojen vaihtelua voidaan selittää 52,5 prosenttia runkotilavuuden vaihtelulla. Kuusen osalta tilavuuden merkitys ei ole niin suuri selitysasteen jäädessä lukemaan 0,233. Puun järeys kytkeytyy kasvupaikkaluokkaan, sillä ravinteikkaimmilla kasvupaikoilla puusto on keskimääräistä järeämpää. Tilavuudella selitettävyys pihkasaantoihin vaihtelee koealueittain ja kasvupaikkaluokittain. Esimerkiksi tuoreiden kankaiden osalta r2 on 0,372 männyn osalta ja kuusella 0,184. Kuivahkon kankaan koealalla luvut ovat jonkin verran tätä pienemmät. 25 Kuvio 5. Koepuiden pihkasaantojen ja tilavuuden riippuvuutta kuvaava suora. Ympyrät kuvaavat yksittäisen koepuun pihkasaantoa valutuskauden aikana. Pihkasaantojen hajontakuviosta 6 näkee, että pienillä männyillä eli 0,1- 0,3 m³:ä pihkansaannot ja niiden hajonta ovat pienet. Suuremmissa tilavuusluokissa pihkansaannot voivat olla jo huomattavasti suurempia hajonnan kasvaessa. Kaiken kaikkiaan sekä männyn että kuusen osalta voidaan todeta, että pihkasaannot ja hajonta ovat pienemmillä koepuilla pieniä. Suuremmissa tilavuusluokissa pihkaa on mahdollisuus saada jo huomattavasti enemmän sekä hajonnan että pihkansaantojen kasvaessa. Kuviosta 6 näkyy koepuiden tilavuuden keskittyvän suurimmalta osalta alle 0,4 m 3 puihin. Kattavammat koepuumäärät tilavuudeltaan suurissa puissa voisivat jonkin verran tasata niiden hajontaa ja tarkentaa niiden korrelaatiota pihkasaantoihin. 26 Kuvio 6. Pihkasaantojen hajonta eri tilavuusluokan puilla. Mediaani näkyy hajontajanassa mustana pisteenä. Puun pituuden ja läpimitan vaikutukset pihkasaantoihin tuovat tuloksiin uutta näkökulmaa. Puun pituuden selitysaste pihkasaantoihin on männyllä 0,363 ja kuusella 0,35. Läpimitan osalta lukemat ovat männyllä 0,48 ja kuusella 0,275 eli lähempänä tilavuuden vastaavia lukemia. Tämä kertoo puulajien tilavuuden ja puun läpimitan samansuuntaisista vaikutuksista pihkakertymiin. Sen sijaan pituuden osalta kuusen ja männyn selitysasteet ovat liki samat. Puun pituuden nousulla näyttäisi olevan suurempi selittävyys kuusen osalta parempiin pihkasaantoihin kuin puun kokonaistilaavuudella. 27 Regressiomalli pihkasaantojen arviointiin. Regressioanalyysin pohjalta tehdyn matemaattisen mallin tavoitteena on helpottaa keskimääräisten pihkasaantojen ennustamista puun läpimitan mukaan. Mallin rakentamisessa on mukana kaikki 1- 8 koealan puut. Männyllä tilavuudella olisi hiukan korkeampi selittävyys pihkasaantoihin. Ero on kuitenkin niin pieni, että läpimitan helpomman käytettävyyden vuoksi malli on rakennettu kuvio 7 mukaan pohjautumaan puun läpimittaan. Läpimitan selitysaste pihkasaantoihin on männyn osalta 0,48. Pituudella ei ole nostavaa vaikutus männyn osalta selitysasteeseen. Mallissa ennustettava arvo koostuu vakiotermistä ja regressiosuoran kulmakertoimen ja muuttujan arvon tulosta kaavan y = b0 + b1 x mukaan. y = ennustettu arvo b0 = vakiotermi b1 = regressiosuoran kulmakerroin x = x-muuttujan arvo Männyn kaava pihkasaantojen ennustamiseen läpimitan mukaan: y = -83,945 + 11,406 d1,3 Esimerkiksi d1,3 = 20 männyn pihkansaanto olisi mallin mukaan laskettuna y = -83,945 + 11,406 * 20 y = 144,2 Tulos ennustaa valutuskauden saannot grammoina lasketun läpimitaltaan 20 cm:lle männylle. Yhden senttimetrin lisäys läpimittaan toisi näin pihkasaantoihin 11,406 gramman lisäyksen. Männyn regressiomallit läpimitan (d1,3,) tilavuuden (V) ja iän (t) suhteen: y = -83,945 + 11,406 d1,3 (r2=0,48) y = 57,993 + 234,46V (r2=0,48) y = -87,96 + 11,137d1,3 - 0,075t (r2=0,52) 28 Kuvio 7. Regressiomalli männyn läpimitan vaikutuksesta pihkasaantoihin. Kuusen regressiomalli kuvio 8 kertoo läpimitan selittävyyden olevan 0,275. Pituudella selitysaste on hiukan korkeampi arvon ollessa 0,35. Paremman käytettävyyden vuoksi otan myös kuusen osalta esimerkkimallin läpimitasta. Kuusen malli pihkasaantojen ennustamiseen läpimitan mukaan: y = 6,56 + 3,782 d1,3 Esimerkkilaskelman mukaan d1,3 20 kuusella pihkasaannot valutuskaudelta olisivat 82,2 grammaa. Kuusen regressiomallit läpimitan (d1,3,), iän (t), tilavuuden (V) ja iän (t) suhteen: y = 6,56 + 3,782 d1,3 (r2 = 0,275) y=-27,887 + 7,713 h (r2 =0,35) y= 54,058 + 86,562m3 (r2 = 0,233) y = 25,008 + 4,593d1,3-0,313t (r2 = 0,291) 29 Kuvio 8. Regressiomalli esittää kuusen pihkasaantojen ja läpimitan välistä riippuvuutta. 4.1.3 Puun iän merkitys pihkantuotokseen Puun järeys ja ikä yhdessä selittävät paljon pihkasaantojen kasvua. Ikä on usein suorassa yhteydessä puun järeyteen varsinkin kangasmailla. Elinvoimaisella järeällä puulla pihkantuotos on suurinta. Kuviosta 9 on nähtävissä männyn pihkakertymien olevan suurimpia 115-154 iän välillä. Kuusella ikähaitari on loivempi mutta parhaimmat pihkakertymät ovat 95-154 ikäisillä puilla. 30 Kuvio 9. Keskimääräiset pihkasaannot ja niiden hajonta eri-ikäisillä puilla. Männyn osalta koepuut jakautuivat kohtalaisen tasaisesti jokaiseen ikäluokkaan. Poikkeuksena 95-114 luokassa koepuita oli noin puolet muita enemmän 115-135 luokassa hiukan keskimääräistä vähemmän. Koealueiden 9 ja 10 puista, joista ei ole puukohtaisia pihkasaantoja tiedossa, olisi suurin osa lukeutunut 155-194 ikäluokkien välille. Tällöin voidaan todeta, että korkeampi ikä ei ole esteenä hyville tai kohtalaisille pihkasaannoille, joita alueilta saatiin, kun puusto ja kasvupaikka ovat valutukseen sopivat. Muutoin eri koealueiden puuston iän frekvenssit jakautuivat tasaisemmin eri ikäluokkiin. 4.1.4 Elävän latvusosuuden merkitys pihkan saantoon Elävän latvusosuuden selittävyys pihkantuotokseen näyttää olevan kuvio 10 esittämän mallin mukaan todella pieni vajaan kahden prosentin luvuilla sekä männyn että kuusen osalta. Voidaan ajatella, että pienemmänkin latvusosuuden puu pystyy tuottamaan neulasissaan pihkaa lähes yhtä paljon keskimääräisesti kuin runsaamman latvusosuuden omaava puu. Tutkimuksessani elävän latvusosuuden ja -pituuden mittaamiseen ei ole huomioitu neulasmassan määrää. Elävän latvuksen pituudella on sen sijaan enemmän positiivista korrelaatiota pihkasaantoihin. Toisaalta se on myös suoremmassa yhteydessä puun pituu- 31 teen ja sitä kautta järeyteen, joka voi olla selittämässä korkeampia 0,3:n selitysaste lukemia. Tämä tarkoittaisi, että latvuksen pituudella on myös tärkeä rooli pihkasaantoihin tilavuuden lisäksi. Kuvio 10. Elävän latvuksen pituutta ja pihkasaantoja korrelointia kuvaava suora. 4.1.5 Pihkakertymien vaihtelut valutuskauden aikana Pihkasaantoja seurattiin kahden viikon välein kolmella koealalla 1, 2, ja 3 kuvio 12 mukaisesti. Sekä männyn että kuusen pihkasaantojen vaihtelut ovat samansuuntaiset eri vaiheissa valutuskautta. Pihkakertymät nousevat lähes tasaisesti elokuun puoleen väliin, jonka jälkeen jokaisella koealalla kertymät notkahtavat alkuviikkojen lukemiin. Ainoa poikkeama männyn osalta on koealalla 3 heinäkuun puolessa välissä, jolloin puuyksilön pihkasaanto laskee keskimääräisesti vajaan 10 grammaa edellisestä jaksosta. Tämä voi olla seurausta sateisen- ja kylmän sään jaksosta, joka vallitsi koealan sijaintipaikkakunnalla Sodankylässä ennen tätä notkahdusta. 32 Männyn keskimääräinen pihkakertymä/ puuyksilö (g) 3. Tuore kg, HMT (3) 1. Kuivanko kg EMT (4) 2. Isovarpuräme, IR (5) 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 Kuvio 11. Männyn keskimääräisten pihkasaantojen vaihtelu valutuskauden aikana kolmen koealan osalta. Kuusella pihkan valunta tyrehtyy mäntyä selkeästi aikaisemmin tarkastellessa kuvio 13. Kuusen pihka on luonteeltaan jäykempää ja sen maksimiviikot kertymissä ovatkin jo aikaisemmin heinäkuussa, jolloin korkeat lämpötilat lisäävät pihkan juoksevuutta. Elokuun alkupuolella, jolloin männyllä pihkakertymät olivat suurimmillaan, kuusella kertymät putosivat huippulukemista puoleen. 3. Tuore kg, HMT (3) Kuusen keskimääräinen pihkakertymä/ puuyksilö (g) 1. Kuivanko kg EMT (4) 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Kuvio 12. Kuusen keskimääräisten pihkasaantojen vaihtelu valutuskauden aikana kahden koealan osalta. 33 4.1.6 Suurimpien ja pienimpien pihkasaantojen antaneen puuyksilöiden ominaisuudet Vertailussa on mukana koko aineistosta 15 eniten ja vähiten pihkaa tuottanutta mäntyä ja kuusta. 15 parhaiten männyn pihkaa tuottaneet puuyksilöt ovat suurimmalta osalta tuoreenkankaan koealalla 8. Loput viisi jakautuvat tuoreen- ja kuivahkon kankaan muille koealoille. Huonoimmat kertymät puuyksilöittäin löytyvät pääsääntöisesti karulta kuivahkonkankaan koealalta 5 ja loput kuusi satunnaisesti useammalta koealalta Kuusen pihkakertymissä parhaimmat puuyksilöt ovat tasaisesti kaikilla tuoreenkankaan koealoilta sekä kuivahkonkankaan koealalta 1. Kuusen osalta huonoimmat pihkapuut ovat koealoilla 1, 3, 4 ja 6. Pallosarakorven koealueen kuusista puolet lukeutuu 15 huonoimman tuottaneen kuusen joukkoon. Lisäksi kuivahkon- ja tuoreenkankaan koealoilla on myös muutamia heikosti pihkaa tuottavia puita, mutta ne ovat koealueittain pieni osa kaikista koepuista. Taulukko 3. Männyn ja kuusen 15 suurimman ja 15 pienimmän pihkakertymän antaneiden puujoukkojen tiedot. Laskennassa huomioitu koealat 1- 8. Mänty elävä latvusosuus valutuskauden puun pituu- pihkakertymä pituus tilavuus desta (g) 20,3 1,0 0,5 415,5 Ikä 126,1 läpimitta 34,7 Minimum 62,0 22,0 15,0 0,3 0,3 270,0 Maximum 140,0 43,0 23,5 1,7 0,6 875,0 116,4 25,3 17,3 0,5 0,8 160,6 Minimum 72,0 12,0 10,0 0,1 0,7 117,0 Maximum 170,0 41,0 22,5 1,5 0,9 262,0 Mean Kuusi Mean Alla olevasta kuviosta nähdään, miten tärkeä osuus alueen valinnalla on pihkasaantojen kartuttamiseen. Männyn ja kuusen osalta minimisaannon nollakertymät antaneet puuyksilöt ovat Muonion koealoilta, joissa saannot olivat koko puuryhmää tarkastellessa heikot. 34 1000,0 900,0 800,0 700,0 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 ,0 Mäntymaks./ 15 puuta Mäntymin./15 puuta Kuusimaks./ 15 puuta Kuusimin./15 puuta Maksimi (g) 875,0 47,0 262,0 35,0 Minimi (g) 270,0 ,0 117,0 ,0 Keskiarvo (g) 415,5 31,7 160,6 18,7 Kuvio 13. Pihkakertymältään 15 eniten ja 15 vähiten tuottaneiden puiden tiedot kaikki 1-8 koealat huomioiden. 4.1.7 Pihkan valunnan alkaminen Pihkan valunnan alkamisajankohta ja puuyksilöjen väliset erot valunnan alkamisesta oli myös tämän työn yksi osio. Tutkimuksessa ovat mukava koealat 1, 3 ja 4. Tutkimuksella halutaan selventää pihkankeruun aloitusajankohtaa ja lisätä tietoa puiden yksilöllisistä eroista valunnan alkamisessa. Tutkimuksen tarkentamiseksi pieniä ja olemattomia pihkamääriä ei ole huomioitu valunnan alkamiseksi. Männyllä pihkan valunta alkaa ensimmäisellä valutusviikolla keskimääräisesti 64 prosentilla valutuspuista. Neljännellä valutusviikolla pihkaa valuttaneiden puiden osuus on jo lähes 100 prosenttia. Kahden tuoreen kankaan koealojen suurta eroa voisi jonkin verran selittää koealojen erilaisilla valo-olosuhteilla. Koeala 3 on puustoltaan tasaisempi hoidettu metsä, kun koeala 4 on puron ympärillä oleva ekologiseksi käytäväksi varattu varjoisampi alue, jonne ei tehdä metsänhoidollisia toimenpiteitä. Valunnan aloittaneiden mäntyjen osuus 35 120 % 100 % 80 % 60 % 1. (EMT) 40 % 3. (HMT) 4. (HMT) 20 % 0% 1 vk 2 vk 3 vk 4 vk 5 vk Viikot Kuvio 14. Pihkan valunnan aloittaneiden mäntyjen osuus kolmelta koealalta viiden ensimmäisen valutusviikon aikana 1.6- 6.7.2009. Kuusella pihkan valunta on keskimääräisesti kolmen ensimmäisen viikon aikana huomattavasti mäntyä heikompaa ja osin sitä ei ole lainkaan. Vasta viidennellä viikolla 90 prosenttia kuusista valuu pihkaa. Koealalla 3 myös kuusen pihkan osalta valuvien puiden osuus on ensimmäisestä viikosta alkaen huomattavasti muita korkeampi. Kuusen pihkan valunnan alkamisen hitautta Valunnan aloittaneiden kuusien osuus voi selittää pihkan jäykemmällä rakenteella. 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 1. (EMT) 40 % 3. (HMT) 30 % 4. (HMT) 20 % 10 % 0% 1 vk 2 vk 3 vk 4 vk 5 vk Viikot Kuvio 15. Valunnan aloittaneiden kuusten osuus koealueittain viiden ensimmäisen viikon aikana. 36 4.1.8 Kaksihaaraisuus ja muut erityispiirteet Koepuissa oli joukossa useammalla koealalla kaksihaaraisia puita. Kaksihaaraisten puiden pihkasaannot ovat kullakin koealalla keskiarvon molemmin puolin, ja pysyvät näin normaalihajonnan sisällä. Koealalla 3 aloitustoimissa käytettiin pihkakuvion tekemiseen akkukäyttöisen- ja käsikäyttöisen laitteen lisäksi moottorisahaa. Pienen tutkimusaineiston vuoksi niiden vaikutusta pihkakertymiin ei voi juuri verrata. Pihkakertymät näyttäisivät olevan esimerkiksi akkukäyttöisellä laitteella sekä moottorisahalla tehtyjä koepuita vertaillessa lähellä keskiarvoa. Tuoreenkankaan koealalla 8 kuutta koepuumäntyä oli valutettu jo edellisellä valutuskaudella 2008. Toisen kerran valutettavien mäntyjen keskisaanto pihkalle on 281 grammaa koealan keskiarvon ollessa 311 grammaa. Pihkasaannot olivat neljän männyn osalta koealan keskiarvon alapuolella ja kahden osalta yläpuolella, mukaan lukien koealan parhaiten pihkaa antanut puu. Toisen valutuskerran koepuiden tilavuus 1,035 m³ jää myös koealan keskiarvon 1,103 m³ alle. Pienempi tilavuus voi jonkin verran laskea pihkasaantojen keskiarvoa toisen valutuskerran puilla. Lisäksi kattavampi tutkimusaineisto voisi muuttaa pihkasaantojen keskiarvoa toisen valutuskerran männyiltä. Pienen osatutkimuksen mukaan keskiarvot ovat lähellä toisiaan, eikä aikaisemmalla valutuksella näyttäisi olevan pihkasaantoja heikentäviä vaikutuksia. Koealalla 8 joidenkin puiden pihka oli väriltään kirkkaan keltaista tavallisesti sen ollessa aika kirkasta. Koepuiksi sattui kolme keltaista pihkaa tuottanutta mäntyä. Toisella koepuulla pihkakertymä oli keskiarvoa paljon korkeampi ja kahdella pihkakertymä alitti koealan keskiarvon. Soistuneisuuden vaikutuksesta pihkasaantoihin ei voi juuri tämän tutkimuksen pohjalta tehdä johtopäätöksiä. Jonkin verran soistuneisuus tai seisova vesi voi ylläpitäjien kokemuksesta vaikuttaa negatiivisesti pihkan valumiseen. Kittilän koealan kuivahkolla kankaalla soistuneisuudella ei silmämääräisesti ollut ainakaan kuusen osalta vaikutusta pihkan valunnan heikkenemiseen. 37 4.2 Pihkanvalutustoiminnan kannattavuus 4.2.1 Kustannusten muodostuminen Kesän 2009 tuotantomittakaavaisen pihkanvalutuksen koetoiminnassa mukana olleet henkilöt saivat matkakorvaukset sovituilta seurantakäynneiltä ajetuista kilometreistä kodin ja valutusalueen välillä. Seurantakäynneillä kirjattiin ylös tämän tutkimuksen tekoon tarvittavaa aineistoa. Lisäksi LUOVA- hanke järjesti toimintaan tarvittavat työvälineet ja tarvikkeet. Valutusalueiden perustamistoimissa oli tavallisesti mukana yksi hankkeen työntekijä. Tuotannollisen kaupallisen toiminnan käynnistyessä kerääjän tulo muodostuu pihkasta saatavasta korvauksesta, verraten esim. marjanpoimintatuloon. Ensisijaisen tärkeää kannattavuuden kannalta on alueen läheinen sijainti sekä mahdollisimman tuottoisa valutusalue. Pihkatuloilla tulee kattaa matka- ja välinekulut sekä antaa tarpeellinen palkka tehdystä työstä. Kesän 2009 kymmenen koealaa sijaitsivat keskimäärin seitsemän kilometrin päästä henkilön kotoa. Keskimääräisesti ajokilometrejä kertyi kesän aikana 210. Ylläpitäjien käytössä oli aloitustoimissa ja ylläpidossa erilaisia työvälineitä. Akkukäyttöinen laite oli käytössä seitsemällä valtusalueen ylläpitäjistä ja käsikäyttöinen laite, kourutaltta ja puukko 1-2 henkilöllä. Ajanmenekkiä on seurattu koko valutuskauden ajan, joten luvut ovat keskimääräisiä lukemia usean käyttäjän työhön kuluvasta ajasta. Ajallisesti työläin vaihe on valutusalueen perustaminen. Jatkossa käytettävät työvälineet tulevat olemaan pitkälle käsikäyttöinen työväline sekä akkukäyttöinen työväline. Ajanmenekki aloitustoimiin ja ylläpitoviiltojen tekoon riippuu paljon valutusalueen maastosta, puiden keskinäisistä välimatkoista sekä työhön rutinoitumisella. 38 2,3 Moottorisaha/ 3hlö 5,6 Käsikäyttöinen laite/ 3 hlö Kourutaltta, puukko ym./ 2 hlö min/puu 6 4,5 Akkukäyttöinen laite / 2hlö 0,0 2,0 4,0 minuuttia 6,0 8,0 Kuvio 16. Valutuskuvion tekoon kuluva aika minuutteina eri työvälineillä toteutettuna 2- 3 henkilön työryhminä. Ylläpitoviiltoihin menee työvälineestä riippuen keskimääräisesti 1- 2,3 minuuttia puuta kohden. Puukohtaisen ajan saa harjaantumisen myötä jopa puolitettua sekä aloitustoimien että ylläpitoviiltojen osalta. 2,3 Kourutaltta, puukko ym. 1,0 Käsikäyttöinen laite min/puu 1,5 Akkukäyttöinen laite 0,0 0,5 1,0 1,5 minuuttia 2,0 2,5 Kuvio 17. Puukohtainen keskimääräinen ajanmenekki ylläpitoviillon tekemiseen. 4.2.2 Pihkan valutuksen kannattavuuden laskenta Jotta suuremmalle keruutoiminnalle saadaan edellytykset onnistua, täytyy pihkavalutuksesta saada kerääjälle kannattavaa. Pienellä mittakaavalla pihkankeruuseen sopivat hyvin monenlaiset alueet kitukasvuisista rämeistä ravinteikkaisiin kangasmaihin asti. 39 Euromääräisissä laskelmissa otin toiminnan lähtökohdaksi kannattavuuden näkökulman suuremmalle keruutoiminnalle. Huomioin laskelmissa tuoreen- ja kuivahkon kankaan koealat, jotka tutkimuksen perusteella sopisivat parhaiten pihkanvalutukseen. Männyllä laskelmaan mukaan tulevien puiden keski- ikä on 123 vuotta ja keskiläpimitta 24 senttimetriä. Kuusella keski-ikä on 120 vuotta ja keskiläpimitta 21 senttimetriä. Laskennoissa käytössä oleva pihkan yksikköhinta on vuodelta 2009. Tuntipalkkaan ei ole sisällytetty matkoihin kuluvaa aikaa. Keskimääräisesti kulkumatka kotoa valutuskuviolle oli seitsemän kilometriä ja kävelymatka tieltä valutuskuviolle 50 metriä. Taulukko 4. Pihkankeruun tulolaskelma Aloitustoimet Ylläpitoviillot/ kg/kuusi/ kg/mänty/ Puu/ 2 hlö/ h 1hlö/h /vk*14 kausi kausi kuusi/ kpl 63 €/ kg 40 €/ kg mänty 0,075 h/ puu 0,025/ puu 0,087 0,18 100 200 300 7,5 15 22,5 35 70 105 8,7 17,4 26,1 18 36 54 548,1 1096,2 1644,3 720 1440 2160 400 30 140 34,8 72 2192,4 2880 Laskelman mukaan pihkankeruun tuntipalkaksi tulee kuusen osalta 12,9 euroa ja männyn osalta 16,5 euroa ennen meno- osuutta. Menoiksi luetaan välinekulut, matkakulut ja mahdolliset muut kulut. Matkakulut on laskettu kesän 2009 valutusalueiden kahdeksan ylläpitäjän keskimääräisten matkojen perusteella. Viiltolaitteen tarkka hinta-arvio on saatu Lapin ammattiopistolta. Taulukko 5. Valuttajalle toiminnasta syntyvät kustannusarviot 1 2 3 4 Kulut Lisäurien viiltolaite Niittipyssy, taltta Auton käyttökustannukset (o,21 €/km) Pussit ja putket 100 kpl Yhteensä hinta/ € 164,3 20,0 41,16 16,0 241,4 Toimintaa aloitettaessa kustannuksia kertyy ensimmäisenä kesänä eniten laitehankintojen vuoksi. Tulevina vuosina toiminnassa kustannuksia kertyy lähinnä matkoista. Kulut ovat ensimmäisenä valutuskautena siinä määrin 40 huomattavat, että 100 puunkin valuttamisella kustannukset vievät pihkatuloista kuusen osalta 50 prosenttia ja männyn osalta 33 prosenttia. Esimerkkinä pihkankeruusta saatavista tuloista voisi ottaa päätehakkuuvaiheen metsän, jossa puustoa on 450-550 runkoa hehtaarilla. Tällöin hehtaarikohtainen tulo pihkasaannosta olisi männyn osalta 3240-3960 euroa ja kuusella 2466- 3014 euroa. Aikaa hehtaarin valutuskuviolla menisi kesän aikana 190,8- 233,3 tuntia, joka tarkoittaa 24- 29 kahdeksan tunnin työpäivää. Kulujenkin jälkeen kerääjälle jää kohtuullinen palkkio tehdystä työstä. Vertailevana esimerkkinä otan aiemmin esitellyn regressioanalyysin pohjalta rakennetun mallin y = -83,945 + 11,406 d1,3 mukaan lasketut pihkatulot. Männyn pihkatulot 24 senttimetrin läpimittaisella puulla olisivat valutuskaudella 450- 550 puun osalta 3420- 4175 euroa. Kuusen osalta y = 6,56 + 3,782 d1,3 mallin avulla laskennat antavat läpimitaltaan 21 senttimetrin puulle hehtaarikohtaiseksi pihkatuloiksi 2438- 2979 euroa. Läpimitaltaan 24 senttimetrin kuusen pihkatulot hehtaarille olisivat 2760- 3372. Esimerkit osoittavat, että pihkasaantojen arviointiin rakennetut mallit soveltuisivat sekä männyn että kuusen pihkatulojen arviointiin yllättävänkin hyvin ainakin suuremmissa läpimittaluokissa. Se mahdollistaa pihkatulojen laskemisen eri läpimittaisille puille ja on muutoinkin helppokäyttöinen. 41 5 TULOSTEN TARKASTELU Kasvupaikka Valutusalueen kasvupaikkaluokalla on suuri merkitys pihkankertymiin. Selkeästi parhaiten pihkanvalutukseen sopivat männyn osalta tuoreet kankaat. Myös kuivahkoilta kankailta männynpihkaa on mahdollisuus saada kohtalaisen hyvin. Koeala 10 siemenpuuasentoinen hyvälaatuinen kuivahko kangas tuotti pihkaa huomattavasti koealoja 1 ja 5 enemmän, vaikka valutusaika oli selkeästi lyhin. Kuusenvaluttamiseen soveltuvat parhaiten tuoreen- ja lehtomaisen kankaan alueet. Kuusella kuivahkon kankaan pihkasaannot jäävät pieniksi. Tämä kasvupaikkaluokka alueet eivät sovellu hyvin kuusen kasvatukseenkaan, jolloin myös kuusen elinvoimaisuus ei ole siellä niin hyvä. Karummilla alueilla pihkakertymät jäivät männyn osalta noin puoleen verraten parhaiten tuottavien tuoreiden kankaiden keskimääräiseen saantoon. Myös kuusen osalta pihkakertymät ovat sitä suuremmat, mitä paremman ravinteisuustason kasvupaikalla ollaan. Myös heikoimpien ravinteisuustason turvemaan koealoilla pihkasaannot voivat olla kohtalaiset ja paremmatkin kuin heikompien pihkaa tuottavien kivennäismaiden. Kitumaan alueiden hyödyntämisessä ongelmaksi voisi koitua muutoinkin alhaisempien pihkasaantojen lisäksi puuston harvuus alueella. Keruutoiminnan kannattavuudeksi kitumaan puita täytyisi saada huomattava määrä ja tällöin alueen täytyisi olla hyvin laaja tarvittavien valutuspuiden saamiseksi. Usein kitumaan kuviot ovat suikalemaisesti joutomaiden ympärillä vaihettumisvyöhykkeenä, joka edelleen hidastaisi keruutoimintaa. Pohjois- ja Länsi-Venäjällä parhaimmat pihkakertymät on saatu puolukka- ja sammalmetsätyyppien kankailla ja pienimmät mustikka- ja pitkäsammaltyypin metsissä. Siperiassa taas mustikkaiset ja ruohoiset männiköt ovat antaneet maksimaaliset pihkakertymät ja pienimmät kertymät ovat antaneet puolukkaiset ja sekaruohoiset metsät. (Петрик 2006, 20.). Venäjällä käytössä olevassa Sukatsevin metsätyyppiluokituksessa on mukana kangas- ja turvemaat. Soistuneisuuden merkkejä ovat mustikka, karhusammal ja rahkasammal. Sukatsevin ja Cajanderin metsätyyppiluokituksille on olemassa suuntaa antavia vastaavuusmääritelmiä. Mustikkatyyppi voi olla Cajanderin metsätyyppiluoki- 42 tuksen mukaan tuorekangas tai turvemaasta vastaavuus olisi lähellä kangaskorpea. Puolukkatyypin metsä kuvastaa Suomen oloissa kuivahkoa kangasta. Sammalmetsätyyppi kuvastaa taas soistuneisuutta, eli puulajista riippuen rämettä tai korpea. (Rento 2010.) Kasvupaikkatyyppien välisiä vertailuja on vaikea tehdä, koska tutkimuksista ei käy tarkemmin ilmi, ovatko koealueet olleet turve- vai kangasmaata ja muutenkin vertailu vaatisi alan asiantuntemusta. Ikä Männyn pihkansaannot ovat suurimpia 115-154 iän välillä. Kuusella parhaimmat pihkakertymät löytyvät 95-154 ikäisiltä puilta. Pohjois- Suomessa metsänhoitosuositusten mukainen uudistusikä männyllä on 90-150 vuotta ja 100-130 vuotta kasvupaikasta riippuen (Hyvän metsähoidon suositukset 2006, 34.). Tämän perusteella varttunut tai uudistusiässä oleva metsikkö antaa parhaimmat pihkakertymät sekä kuusen että männyn osalta. Myös järeys ja puun elinvoimaisuus ovat vahvasti sidoksissa ikään, jolloin pelkästään ikää katsomalla ei kannata pihkapuiden valintaa tehdä. Arkangelin ja Moskovan yliopiston tutkimuksista ei suoranaisesti kerrota iän vaikutuksesta pihkakertymiin. Enemmän korostetaan puun järeyden merkitystä ja viimeisten vuosien halkaisijan kasvua. Tämä kertoo valutuspuiden olevan juuri uudistusiän kynnyksellä, jolloin kasvu ei ole vielä pysähtynyt ja pihkaa voidaan kerätä useammankin vuoden ajalta ennen hakkuita. Latvusosuus Työssä korkeampi elävän latvuksen osuus puun pituudesta selittää puun pihkasaantojen nousua vain vajaalla kahdella prosentilla. Elävän latvuksen metrimääräisellä pituudella selittävyys nousee männyllä ja kuusella reiluun 30 prosenttiin. Tähän osioon olisi tuonut luotettavuutta tiedot koepuiden neulasmassasta, mutta mittausten suunnitteluvaiheessa tietona neulasmassan mittaamiseen oli vain silmämääräiset arviot, jotka olisi ollut vaikea ja mahdotonkin toteuttaa. Latvusosuuden vaikutuksen pihkasaantoihin olisi ajatellut olevan merkitsevämpi. Toisaalta neulasmassan tarkka tieto antaisi huomattavasti luotettavuutta tähän tutkimuksen osaan. Elävällä latvusosuudella ja 43 latvuksen pituudella mitattuna neulasmassan vaikutusta pihkasaantoihin tulokset voivat olla suuntaa antavia, mutta eivät kovin luotettavia. Neulasmassaa ja sen määrien yhteyksiä puun ominaisuuksiin on tutkittu. Rovaniemen Metsäntutkimuslaitoksen vanhemman tutkijan Hannu Salmisen kertomana puun mantopuun pinta-alalla on yhteys neulasmassa suuruuteen. Tutkimuksesta on tehty myös malleja neulasmassan mittaamiseksi. (Salminen 2010). Ikäkairauksen yhteydessä manto eli pintapuun osuus olisi ollut mahdollista selvittää. Lisäksi puun kasvulla voi olla vaikutusta pihkanvaluntaan. Salmisen mukaan puun kasvun mittaaminen vuosirenkaista edellisten 4-7 vuoden ajalta, jolloin puun neulaset ovat syntyneet, voisi tuoda luotettavampaa tietoa tähän tutkimuksen osaan (Salminen 2010). Arkangelin yliopiston tutkijan Петрик В. В teoksesta selviää miten Valkovenäjän matemaattisessa instituutissa tehdyssä tutkimuksessa pihkantuotokselle on etsitty korrelaatiota myös puun latvuksesta. Mittauksia on tehty latvuksen pituuden ja ensimmäisen elävän oksan kiinnityspaikan korkeuden lisäksi latvan halkaisijasta ja tilavuudesta. Tässä tutkimuksessa juuri latvan pituudella on läpimitan lisäksi saatu mallinnettua kohtalaisen luotettavia kaavoja pihkasaantojen arvioimiseen. Lisäksi puun halkaisijan kasvulla 1,3 metrin korkeudella viimeisen viiden vuoden aikana on mallinnettu karkearuohoisen männikön pihkansaantoja. (Петрик 2004, 129,134.) Pihkansaantojen vaihtelevuus Viikoittaiset keskimääräiset pihkasaannot vaihtelevat koealueiden välillä männyllä 7-28 gramman ja kuusella 3-11 gramman välillä. Koealueiden sisällä vaihtelut ovat koepuiden kesken huomattavia. Esimerkiksi koealueilla 1, 3, ja 4 puukohtaiset vaihteluvälit kuusella ovat viikon saannoissa 2 ± 8, 1 ± 10 ja 3 ± 20 grammaa ja männyllä 3 ± 18, 3 ± 26 ja 9 ± 25 grammaa. Saman kasvillisuusalueen puiden pihkantuotoskyvystä on tehty tutkimuksia myös Venäjällä Taigan pohjois- ja keskiosan vyöhykkeellä. Siellä puiden pihkatuottoisuuden indeksinä on käytetty pihkansaantoa yhden karran viillolta (KPD), joka ei ole vertailukelpoinen tämän tutkimuksen pihkasaantoihin. Tutkimuksesta käy ilmi myös sen alueen suuret vaihteluvälit. Taigan pohjoisvyöhykkeellä vaihtelevuus männyllä on 1-16 grammaa ja keskiosassa 1-27 gram- 44 maa keskiarvojen ollessa 5,4 ja 7,2 grammaa. Tutkimuksesta ilmenee että, puiden yksilöllinen vaihtelu on vahvistettu geneettisesti olevan tyypillistä jokaisen männyn alalajille. (Петрик 2005, 19- 21.) Venäjällä on tutkittu männiköissä harvennuksen vaikutuksia pihkasaantoihin. Pihkapuiden hyväksi tehdyissä harvennuksissa pihkasaannot ovat nousseet, koska jäävien pihkapuiden paksuus ja maasta saatu ravinneisuus pinta-alan kautta lisääntyy. (Петрик 2006, 20.) Tämän työn tutkimuksen koealoissa ei ollut mukana nuorta kasvatusmetsää, joka voisi hyvinkin olla potentiaalista puustoa pihkanvalutukseen. Se vaatisi kuitenkin toiminnalle erityistä suunnitelmallisuutta sen sisällyttämiseksi hakkuusuunnitelmaan. Tällainen toiminta voisi tulevaisuudessa toteutua halukkaiden yksityismetsänomistajien mailla. Valtion metsissä ensisijaiset tavoitteet metsätalousmaan alueilla ovat puunkäytössä, jolloin hakkuiden toteuttaminen pihkanvalutuksen ehdoilla on tuskin mahdollista ja kannattavaa. Valunnan alkaminen Tutkimuksessa männynpihkan valunta alkoi jo ensimmäisellä viikolla kesäkuun alussa keskimääräisesti 64 prosentilla koepuista. Neljännellä valutusviikolla lähes 100 prosenttia männyistä valutti pihkaa. Kuusen osalta kolmella ensimmäisillä viikoilla pihkaa valuttavia puita oli erittäin vähän ja vasta viidennellä viikolla valunnan oli aloittanut 90 prosenttia koepuista. Jaakko Pasasen työstä Havupuupihkan talteenottomenetelmien kehittäminen ja vertailu on nähtävissä samansuuntaiset pihkakertymien vaihtelut valutuskauden eri ajanjaksoilla sekä männyn että kuusen osalta. Tutkimuksessa on mukava kolme koealaa: mustikkatyypin tuore kangas (HMT), ruohokorpi (RHK) ja lehtokorpi (LhK). Puuston keski-ikä on 99-142 vuotta ja läpimitaltaan puusto on järeää 22-24 senttimetristä. Valutusaika alkaa omaan työhöni nähden kuukautta myöhemmin heinäkuun alussa ja päättyy myös myöhemmin syyskuussa. (Pasanen 2009, 18.) Pasasen tuloksista nähdään kuusen osalta pihkakertymien huipun siirtyvän kuukautta myöhemmäksi elokuun loppuviikoille. Tutkimuksesta on myös nähtävissä, että pihkakertymän selkeitä huippuviikkoja suhteessa koealalla valutuskaudella saatuihin saantoihin kertyy neljästä viiteen kun kuukautta aiem- 45 min aloitetuilla aluilla huippuviikkoja kertyy edellisen kuvion mukaan kuusi. (Pasanen 2009, 27.) Valunnan nopeuttaminen Suomessa pihkaa käytetään luonnontuote-alalla puhtaana raaka-aineena, tällöin valutuksen yhteydessä pihkaan ei saa sekoittua kemiallisia aineita. Venäjällä käytetään valumisen nopeuttamiseksi ja pihkasaantojen nostamiseksi useanlaisia stimulansseja, jotka ovat mm. kemianteollisuuden jäämistöä. Stimulansseina käytetään esimerkiksi kuivarehuhiivaliuosta, ruokasuolaliuosta, kloorietyylifosfaattihappoa (KEFH), maissiuuteliuosta, kamiidiuuteliuosta, nailontahnaa, puutuhkan tinktuuraa, rankki- stimulanssia, kloridikalkkitahnaa ja rikkihappoliuosta. Näillä voi olla merkittävä jopa 40-60 prosentin nostava vaikutus pihkasaantoihin. (Петрик 2005, 41-45.) Luonnonmukaisten stimulanssien käyttömahdollisuuksia pihkavalutukseen on tarpeellista tutkia Suomessa. Niiden käytöllä voitaisiin mahdollisesti tehdä kannattamattomista alueista kannattavia ja muutoinkin toimintaa saataisiin tehostettua. Venäjällä pihkan valuttaminen painottuu männylle juuri kuusen heikompien saantojen ja herkemmän sinistymisen sekä sienitartuntojen tuoman kapallisen ulkonäön heikkenemisen vuoksi. Sitä kerätään tavallisesti yhden kerran valutussesongin loppupuolella. (Петрик 2005, 51.) Kuusen osalta olisi hyvä selvittää alkukaudesta myöhästetyn ja koko valutuskauden valutettujen puiden pihkasaantoeroja. Toimintaa voitaisiin näin kuusen osalta saada tehokkaammaksi jos pihkasaannot olisivat lähes samat rajatullakin valutusajalla. Sijainti Tässä tutkimuksessa koealan maantieteellisen sijainnin vaikutuksista pihkasaantoihin on varsin vaikea tehdä päätelmiä, koska kaikki koealat sijaitsevat Keski-Lapin alueella kohtalaisen kapealla vyöhykkeellä. Toisaalta kaikista heikoimmat pihkasaannot sekä männyn että kuusen osalta tulivat Muonion koealueilta, jotka ainoina koealoina sijaitsevat ihan Peräpohjolan ja Metsälapin kasvillisuusvyöhykkeen rajalla. Huomattavimmat pihkakertymät saatiin taas koealueista eteläisimmältä Meltauksen koealalta, joka sijaitsee Peräpohjolan kasvillisuusvyöhykkeen etelärajoilla tai jopa seuraavalla eteläisemmällä keskiboreaalisen kasvillisuusvyöhykkeellä. Tässä tutkimuksen osassa tutkit- 46 tavien koealojen tulisi olla enemmän homogeenisiä keskenään ja otosmäärän suurempia, jotta saataisiin luotettavampia tietoja maantieteellisen sijainnin vaikutuksista pihkasaantoihin. Arkangelin Yliopiston tutkimuksista selviää kuitenkin pihkasaantojen nousevan siirtyessä pohjoisesta etelään päin. Pihkasaantojen kasvua selitetään etelän pidemmällä kasvukaudella, jolloin myös lämpöolosuhteen sallivat pidemmän valutuskauden. (Петрик 2006, 20.) Valutuslaitteiden soveltuvuus Valutusviiltolaitteita käsikäyttöinen laite on vertailtavista laitteista nopein. Sillä viillon tekoon siirtymineen menee puuta kohden minuutti. Akkukäyttöinen laite on myös toimintaan hyvin käyttökelpoinen ja harjaantumisen myötä hyvinkin nopea. Ylläpitäjien kokemusten perusteella akkukäyttöinen laite voi olla vanhemmalle ihmiselle raskaskäyttöinen. Tulevaisuudessa käsikäyttöinen laite voi olla suosittu yksinkertaisuuden ja mahdollisesti halvemman hinnankin puolesta. Aloitustoimissa käytettävällä laitteella ei näyttäisi olevan vaikutusta pihkakertymiin. Moottorisahaa ei voi kuitenkaan jatkossa suositella käytettäväksi sen tehdessä herkästi liian syvää viiltouraa puuainekseen. Kannattavuus Pihkanvalutustoiminnan kannattavuudelle on edellytykset, kun valutuskuvio on kasvupaikkaluokaltaan valutukseen soveltuva ja riittävän suuri sekä sijaitsee kohtuullisen kulkumatkan etäisyydellä ylläpitäjästä. Keruutoiminnalle on mahdollista saada tuntipalkkaa tuoreen- ja kuivahkon kankaan koealojen keskimääräisillä pihkasaannoilla laskettuna kuusen osalta noin 13 euroa ja männyn osalta 16,5 euroa ennen meno- osuutta, jotka ovat varusteiden ja matkakulujen osalta noin 280 euroa. Valutettavia puita tulisi olla riittävästi, koska jo 100 puun pihkatuloilla varuste- ja matkakulut ovat 40-50 prosenttia tuloista puulajista riippuen. 200 valutuspuun pihkatuloilla kulut ovat tuntipalkasta enää 20-25 prosenttia. Jatkaessa toimintaa seuraavana valutuskautena, ei suurempia kuluja synny kuin mahdollisista matkoista ja alueen vuokrasta. 47 Kulkumatkan pituudella on suuri merkitys toiminnan kannattavuuden takaamiseksi. Kesän 2009 ylläpitäjien 14 kilometrin edestakainen matka kodin ja valutusalueen välillä voisi olla tavoitteellinen matka alueiden hankinnan yhteydessä. Alueen sijoittuminen tien läheisyyteen on myös tärkeää, jotta metsässä kulkumatka valutuskuviolle ei käy varusteiden kanssa liian raskaaksi ja aikaa vieväksi. Ylläpitäjien erityishuomioita pihkankeruutoiminnasta Kokoonnuimme Rovaniemellä 15.12.2009 LUOVA -hankkeen järjestämään pihkaverkostotapaamiseen pihkanvalutukseen osallistuneiden henkilöiden kanssa keskustelemaan menneen kesän valutustoiminnasta sekä antamaan rakentavaa palautetta toiminnasta. Tilaisuudessa olivat mukana myös LAO: n Proto Desing -hankkeen henkilöstöä, projektipäällikkö Tarmo Aittaniemi ja projekti-insinööri Toni Hämäläinen Ramk: n puolelta. Proto Desing -hanke on vastannut akkukäyttöisen valutusviiltolaitteen kehityksestä. He ottivat vastaan palautetta laitteen toimivuudesta ja kehitysideoita jatkojalostukseen. Pidin tilaisuuden alkupuolella esitelmän senhetkisistä tuloksistani. Käytännön työskentelyyn liittyvät ongelmat liittyivät vähäisiin laiteongelmiin, pihkan tarkkaan talteenottoon sekä valutuspuun valitsemisperusteisiin. Myös valutuskauden hyödyntäminen kokonaisuudessaan katsottiin tärkeäksi. Aloitustoimien siirtäminen keväälle auttaisi valutuksen alkuun saamisen heti kasvukauden alussa. Kerääjien taholta tuli esille, että jatkossa pihkan keruu- ja ostotoiminta pitää olla tarkasti sovittua ennen toiminnan aloittamista. Tulevaisuudessa alueiden valitsemiseen täytyy kiinnittää erityishuomioita, koska liian pitkät kulkumatkat valutuskentille tekevät työstä helposti kannattamatonta. Akkukäyttöisen koneen ominaisuuksiin liittyi selkeitä ja yhtenäisiä kehitysehdotuksia. Laitteen terään kaivattiin hiukan terävämpää muotoa sekä ohjuria. Hankaluutena uuden laitteen ja vanhojen työvälineiden selkeään vertailuun oli käyttäjien yksipuolinen kokemus laitteista. Pääosin akkukäyttöisen laitteen käyttäjät olivat tyytyväisiä laitteeseen. Käyttö vaati pientä opettelua ja vanhemmalle käyttäjälle laite voi olla liian raskaskäyttöinen ja tärisevä. Tulimme myös siihen tulokseen, että käsikäyttöinen alkuperäinen työväline on hyvinkin 48 kätevä ja jalostuskelpoinen. Akkukäyttöisen työvälineen sekä käsikäyttöisen laitteen piirustukset on työstetty LAO: n ja Ramk: n yhteistyönä Proto Desing -hankkeen tiimoilta. Hanke on LAO: n, Ramk: n ja Lapin yliopiston yhteishanke, joka etsii korkeakoulujen ja oppilaitosten yhteistoiminnalla uusia ratkaisuja ja palveluja yrityksille. Jatkossa hanke tulee työstämään työvälineitä. Vanhojen työkalujen monistusvaiheessa työvälineiden valmistamiseen tulee mukaan opiskelijoita Lapin ammattiopiston Tekniikan ja liikenteen alan hienomekaanikko- ja koneistajalinjalta. 49 6 JOHTOPÄÄTÖKSET Pihkanvalutukseen sopivimmat alueet ovat sekä männyn että kuusen osalta tuoreenkankaan kivennäismaat, jossa pihkasaannot ovat männylle 156 ± 311 ja kuuselle 69 ± 119 valutuskaudelta. Kuuselle vähintään yhtä hyvä valutusalue on lehtomainen kangas, jonka keskisaannot ovat 93 grammaa. Männyn valutus sopii myös kuivahkon kankaan alueille. Alueen valinnassa täytyy kiinnittää kuitenkin erityishuomiota puuston elinvoimaisuuteen. Heikosti kasvava kuivahkonkankaan männikkö ei välttämättä takaa hyviä pihkasaantoja Ekologisiksi yhteyksiksi merkatut alueet voisivat jatkossakin olla hyviä pihkankeruukohteita. Näiltä alueilta löytyy runsaasti kuivahkon- ja tuoreen kankaan alueita, joille pihkanvalutus sopii. Alueen valinnassa on tarpeellista kiinnittää huomio puuston järeyteen ja elinvoimaisuuteen. Vertailututkimuksista kävi myös ilmi valo-olosuhteiden vaikutus pihkan valuntaan, joten hyvin tiheästi kasvavaa aluetta ei sen mukaan voi suositella pihkanvalutusalueeksi. Puun tilavuudella on merkittävin yksittäinen selittävyys pihkasaantoihin männyn osalta. Kuusella hiukan korkeammat selittävyydet on pituuden ja pihkasaantojen välillä. Läpimittaa voi hyödyntää pihkasaantojen arviointiin työssä esitellyn mallin avulla. Tulosten mukaan pihkasaannot ovat sitä korkeammat mitä järeämpää puusto on. Suurimmat pihkasaannot osuvat männyllä 115- 154 ja kuusilla 95- 154 vanhoille puille. Sekä järeyden ja iän mukaan uudistuskypsät metsät soveltuisivat pihkankeruukohteiksi parhaiten Elävän latvusosuuden merkitsevyys pihkasaantoihin jäi hyvin pieneksi. Latvusosuuden pituudella selittävyys oli huomattavasti korkeampi. Jatkossa tulisi neulasmassan vaikutuksista pihkakertymiin tutkia puun 5- 10 vuoden kasvua ja mantopuun pinta-alaa. Näillä on tutkittu olevan yhteyksiä neulasmassan suuruuteen. Keskimääräisten pihkasaantojen vaihtelevuus kahden viikon välein tarkasteltuna on männyllä 7- 28 gramman ja kuusella 3- 11 gramman välillä kolmen koealan vertailussa. Lisäksi koealojen sisäinen vaihtelu on vielä suurempaa. Maantieteellisen sijainnin vaikutuksesta pihkasaantoihin on tämän tutkimuksen pohjalta vaikea tehdä johtopäätöstä, koska koealueiden pienuus ja hete- 50 rogeenisyys tekevät sen tutkimisen vaikeaksi. Toisaalta saantojen perusteella juuri pohjoisimmilta alueilta kertymät olivat heikoimmat ja taas eteläisimmältä koealueelta runsaimmat. Myös Arkangelin Yliopiston tutkimukset vahvistavat kasvukauden pituuden kasvun mentäessä pohjoisesta etelään vaikuttavan pihkakertymiin positiivisesti. Tämä kannustaa jatkossa pihkankeruutoiminnan aloittamista myös Etelä-Lapissa. Keruutoiminta on mahdollista saada kerääjälle kannattavaksi aiemmin esille tulleiden sopivien keruualueiden valinnalla ja sen kohtuullisella etäisyydellä valuttajasta. Kerääjän tuntipalkka kuivahkon- ja tuoreen kankaan koealoilta voisi olla 13 euroa ja männyn osalta 16,5 euroa ennen meno- osuutta, jotka ovat varusteiden ja matkakulujen osalta ensimmäisenä keruukautena noin 280 euroa. Pihkankeruulla voidaan päästä uudistuskypsässä metsässä noin 2500- 3000 euron hehtaarikohtaisiin tuloihin. Pihkan valunnan nopeuttamiseen on Venäjällä käytössä laajasti erilaisia stimulansseja, joilla pihkasaantoja saadaan nostettua jopa 40- 60 prosenttia. Luonnonmukaisten stimulanssien hyödyntämismahdollisuuksia on tärkeä jatkossa selvittää, sillä niiden käyttö nostaisi huomattavasti pihkasaantoja. Se mahdollistaisi myös laajemmin eri alueiden kannattavan keruukäytön. Pihkankeruun työvälineiksi soveltuvat hyvin Venäläinen käsityökalu ja LAO: n ja Ramk: n yhteistyössä Proto Desing- hankkeen tiimoilta työstetty akkukäyttöinen viiltolaite. Kesän 2009 kokemusten ja jatkokehittelyn tuloksena niiden käytettävyys tulee parantumaan entisestään. Pihkanvalutuksen koetoimintaa tulee jatkaa ja edelleen kehittää. Tämän tutkimuksen puutteina olivat koealueiden valutuskausien eroavaisuudet. Lisäksi laajempi aineisto koepuiden ja kasvupaikkojen suhteen toisi jatkossa hyödyllistä tarkennusta pihkakeruuseen sopivien alueiden kartoittamisessa. Esimerkiksi korpien osalta lisätutkimusta voisi tuoda potentiaalisia pihkanvalutuskohteita kuusille. Pasasen tutkimus antaakin viitteitä, että rehevämpien korpien pihkakertyvät voivat olla jopa kivennäismaita korkeammat. Pihkankeruuseen liittyvä tutkimusprosessi on kestänyt noin 1,5 vuotta. Työskentely sen parissa on ollut erittäin mielenkiintoista ja mukaansatempaavaa. Haasteita ovat tuoneet tutkimuksen laajuus ja aiempi kokemattomuus tieteel- 51 lisen tutkimuksen tekemisestä. Tutkimuksen edetessä työntekoa selkeytti ja motivoi tieto työn lopullisesta tavoitteesta kehittää keruutoimintaa. Koin työn teon mielekkääksi sen ajankohtaisuuden ja Suomen oloissa ainutlaatuisuuden vuoksi. Toivon, että työni antaa vastauksia pihkankeruutoiminnan tämän hetkisiin kysymyksiin kannattavuudesta ja sopivien keruukohteiden ominaisuuksista. Uskon että tulosten pohjalta pihkankeruuta on helpompi suunnitella eteenpäin ja näin kehitystyö on edennyt ja ollaan jo askeleen verran lähempänä ammattimaisempaa pihkankeruutoimintaa. 52 LÄHTEET Cederberg, M. 2009. Parantava pihka. Aarre 3/09. Havas, P. 1999. Pohjoinen luontomme. Osoitteessa http://www.oulu.fi/northnature/finnish/Suomi/luma1.html. 12.3.2010. Hotanen, J-P. – Nousiainen, H. – Mäkipää, R. – Reinikainen, A. – Tonteri, Tiina 2008. Metsätyypit – opas kasvupaikkojen luokitteluun. Hämeenlinna: Karisto Oy. Häyrynen, M kuusista. Pihkavoidetta Lapin kuusista. Metsälehti Makasiini 4/09. 2009. Karvonen, L. Eisto, K. Korhonen, K-M. Minkkinen, I. 2001. Alue-ekologinen suunnittelu Metsähallituksessa. Helsinki: EDITA Prima Oy. Kauvosaari, O, Vuorela, E. LUOVA – Luonnontuotealan verkostovalmennus Lapissa 2008 – 2010, tiivistelmä. Lapin 4H- Luonnontuotealan tiedotushanke.piiri 2010. Ottaako luonnolle. Lohi, J. – Jokinen, J. J. – Sipponen, A. – Mäki-Paakkanen, J. – Peltola, R. – Rautio, M. – Laakso, T. – Saranpää, P. – Papp, A. – Sipponen, P. 2008. Kuusenpihkavoiteen vaikutukset haavan paranemisessa. Duodecim 12/08. Metsälä, H. 2001. Pihka. Jyväskylä: Sarmala Oy/ Rakennusalan kustantajat RAK. Metsälä, H. 2000. Puukansa. Jyväskylä: Sarmala Oy/ Rakennusalan kustantajat RAK. Metsämuuronen, J. 2006. Tutkimuksen tekemisen perusteet ihmistieteessä. Jyväskylä: Gummerrus Kirjapaino Oy. Metla 2004. Osoitteessa http://www.metla.fi/metinfo/kestavyys/suomenmetsat-ja-metsatalous.htm. 31.5.2004. Metla 2010. VMI- tilastot. 6.11.2009. Metla Osoitteessa http://www.metla.fi/metinfo/vmi/ 2003. Idän metsätieto. Osoitteessa http://www.idanmetsatieto.info/fi/cfmldocs/?ID=421. Metsähallitus 2009. Osoitteessa http://www.metsa.fi/sivustot/metsa/fi/Yhteystiedot/Luontopalvelut/ Lapinluontopalvelut/Kartta/Sivut/Lapinluontopalvelujentoimialueenkartta.aspx. 22.1.2010. 53 Metsätalouden kehittämiskeskus Tapio 2006. Hyvän metsänhoidon suositukset. Helsinki: Metsäkustannus Oy. Nummenmaa, L. 2004. Tilastolliset menetelmät. Vammala: Kirjapaino Oy. Петрик, В. В. 2004. Лесоводственныеметоды повышния смолопродуктиности сосноых древостоев . Арха́нгельск: АГТУ/ Argangelin Yliopisto. Петрик, В. В. - Высоцкий, А. А. - Фролов. Ю. А - Подольская, В. А. 2006. Методы повышения смолопродуктивности сосняков . Арха́нгельск: АГТУ/ Argangelin yliopisto. Петрик, В. В. - Тутыгин, Г. С. - Гаевский, Н. П. 2005. Недревесная продукция леса. Москва: МГУЛ/ Moskovan Yliopisto. Pasanen, J. 2009. Kypsyysnäyte ammattikorkeakoulussa. Havupuupihkan talteenottomenetelmien kehittäminen ja vertailu. Rovaniemen ammttikorkeakoulu. Tarkista! Peltola, R. 2009. Pihkasta. Esitelmä Pihkapäivillä ammatti-instituutissa Sodankylässä 28.5.2009. Rento, V. 2010. Suullinen tiedonanto Sukatsevin metsätyyppiluokituksesta. 3.5.2010. Salminen, H. 2010. Suullinen tiedonanto neulasmassan yhteyksistä puun rakenteeseen. 20.4.2010. 54 55
© Copyright 2024