Doktoritöö käsitleb metsanduslike püsikatsealade andmestikel metsa pikaajalise dünaamika modelleerimise kontseptuaalseid ja metodoloogilisi aspekte. Metsa kasvukeskkonna ja inimühiskonna vajaduste pidev globaalne muutumine tingib vajaduse metsade majandamise kohandamiseks nende muutustega (artikkel II ja III). Adaptiivse majandamise kontseptsioon on rakendatav Eesti metsade majandamisel ja korraldamisel. Doktoritöö tugineb viiele artiklile, milles lähteandmetena on kasutatud 1) Järvseljal asuvate pikaajaliste metsa kasvukäigu ja harvendusraiete katsealade, 2) loodusliku uuenduse püsikatsealade ning 3) Eestit katva metsa kasvukäigu püsiproovitükkide võrgustiku andmeid. Kasutatud on üksikpuu ja puistu kasvu ning struktuuri modelleerimise, samuti puistu pikaaegsete kasvuridade piirtiheduse ja häiringute tuvastamise analüütilist meetodit. Püsikatsealade mõõtmised kajastavad tegelikke ja reaalseid muutusi metsaökosüsteemis. Aegridade meetodil on muutused esitatud eeldusel, et vaadeldaval ajahetkel erineva vanusega puistud moodustavad ühe puistu kasvurea. Selline eeldus võib viia moonutatud või ebaõigete järeldusteni, kuna suur hulk dünaamikat mõjutavatest teguritest jääb kirjeldamata. Seetõttu on püsiproovitükkidelt kogutud andmestikud kõrgelt hinnatud mitte ainult kontseptuaalse modelleerimise juures vaid ka olemasolevate mudelite katsetamisel ja headuse hindamisel. Varasemate Eesti pikaajaliste metsanduslike püsikatsealade perioodilistel kordusmõõtmistel kogutud metsa kasvu aegridade andmed pakuvad piisavalt empiirilist informatsiooni metsa pikaajalise suktsessiooni uurimiseks. Eestit katva metsa kasvukäigu püsiproovitükkide võrgustiku andmed on heaks aluseks puistu struktuuri ja kasvu muutuste modelleerimisel (artikkel III ja IV). Erinevatel metsaökosüsteemi osadel ja erinevatel ruumilistel tasemetel (üksikpuu, puistu ja maastik) häiringute mõju uurimiseks ja häiringujärgseks pikaajaliseks seireks on vajalik nii püsiproovitükkide kui ka häiringu sündmuse analüüsi- ja demonstratsioonalade rajamine. Arvestades pikaajaliste katse- ja uurimisalade olulisust loodus- ja keskkonnateaduste uurimisel, on olemasolevad nendest asendamatu teadusliku ja rahvusliku väärtusega ning nende uurimise jätkamine on oluline. Traditsiooniliselt on rajatud metsanduslikus teadustöös püsikatsealasid, uurimaks erinevate metsakasvatuslike ja metsamajanduslike võtete ning looduslike protsesside mõju metsa arengule. Häiringute esinemise järgselt püsikatsealad jäetakse, eriti veel juhtudel, kus häiringuagenti ei õnnestu määratleda, kas osaliselt edasisest uurimis- ja mõõtmiskavast välja või loetakse katse antud katsealal lõpetatuks. Püsikatsealadel mõõtmiste jätkamine või mõõtmiste taastamine omab suurt väärtust metsasuktsessiooni uurimiseks, kus on vajalik pikk ökoloogilisi muutusi ja protsesse kirjeldav andmerida. Püsikatsealade andmeridades esineb ebatäpsusi või mõõtmiste ebakorrapärasusi mis hilisema andmetöötluse käigus edasisest andmeanalüüsist välja jäetakse. Selliste ebakorrapärasuste hindamine on tülikas ja ajamahukas tegevus ning seetõttu on antud teemat käsitlevaid uurimusi suhteliselt vähe avaldatud. Doktoritöös pakun välja analüütilise meetodi taastatud katsealade ajalooliste mõõtmisandmete alusel ebakorrapäraste mõõteperioodide korral seal esinenud võimalike metsamajanduslike tööde ja looduslike häiringute esinemise hindamiseks. Seos NG (valem 1) võimaldab hinnata häiringu iseloomu: allogeensete tegurite mõju peegeldavad indeksi ühest väiksemad väärtused (artikkel III). Erinevas seisundis ja varieeruvate kasvutingimustega puistute pikaajalist arengudünaamikat kirjeldav teoreetiline arenguskeem koos looduslikke protsesse matkivate metsamajanduslike tegevuste selgitustega on esitatud artiklis II. Puistu arengut mõjutavad peamised tegurid ning nende olulisus varieerub läbi puistu erinevate suktsessioonifaaside, seetõttu on oluline nende muutuste arvestamine ka puistu kasvu modelleerimisel. Pikaajalise metsadünaamika modelleerimisel on oluline jälgida, et erinevat arengufaasi kirjeldavad modelleeritavad tunnused on võrreldavad nii erinevates arengufaasides kui ka nende kattuvatel üleminekualadel. Noorendike keskmise kõrguse arvutamise normatiiv (valem 12, artikkel V) on näide noorendike keskmise kõrguse modelleerimisest seotult vanemates puistutes kõrguse arvutamiseks kasutatava klassikalise kõrguskõveraga. Puistu tiheduse muutumine on puistu kasvu modelleerimisel üks olulisemaid, aga ka keerulisemaid ülesandeid. Laialdaselt kasutatavad diferentsmudelid võimaldavad sõltuvalt lähteseisundist modelleerida puistu keskmist kasvu. Eestit katva metsa kasvukäigu proovitükkide mõõtmisandmete põhjal koostatud kasvumudelid võimaldavad prognoosida puistu kasvu viieaastase intervalliga. Juhul kui soovitav modelleerimise periood erineb viieaastasest tsüklist, on antud andmetel loodud mudelite kasutamine lõppkasutajale ebamugav. Samas loodusliku väljalangemise või erinevate metsamajandusvõtete simuleerimisel on nende mudelite kasutamine lihtsustatud. Pikaajalist metsa kasvu prognoosimist diferentsmudelitega, kasutades ühte modelleerimise sammu, on soovitav vältida. Sõltuvalt lähtepunktist, esinevad statistiliselt olulised erinevused mudeli ennustustes võrrelduna tegelike empiiriliste mõõtmiste andmetega (artikkel IV). Järvselja püsiproovialade andmestik võimaldas koostada puistu teoreetilise arengumudeli jänesekapsa ja jänesekapsa-mustika kasvukohatüübi männi enamusega puistutele nii majandatud kui ka majandamata algseisundi korral. Samuti koostasin nende kasvukohatüüpide vanade puistute suktsessioonitsüklite teoreetilise mudeli. Järvselja vanade püsiproovitükkide andmete võrdlemisel Andres Kiviste diferentsmudeli abil saadud puistu kasvuprognoosidega samas kasvukohas, ilmnes Järvselja vanade puistute kõrge puidutootmisvõime hilisemates suktsessioonifaasides madala metsade majandamise intensiivsuse foonil. Uuritud puistutes on raied olnud tagasihoidlikud: valdavalt on raiutud kasvus allajäänuid või surevaid puid. Seega võib väita, et puistu looduslikku arengut järgiva majandusviisi puhul on võimalik säilitada puistute kõrget puidutoodanguvõimet heade kasvukohtade männikutes kõrge vanuseni (artikkel II). Metsade häiringurežiimid ja häiringutega kaasnevad majandamise riskid vajavad jätkuvalt edaspidist uurimist ning saadud tulemused rakendamist metsade majandamisel Eestis. Teadlaste rahvusvaheline koostöö selles valdkonnas võimaldab integreerida sageli lokaalsetest uuringutest saadud teadmisi laialdasemalt: heaks näiteks on Põhja-Euroopa pikaajaliste metsanduslike püsikatsealade andmebaas (NOLTFOX) ja SNSi looduslike metsahäiringute uurimise koostöövõrgustik (SNS Network ’Natural Disturbance Dynamics Analysis for Forest Ecosystem Management”).

Täistekst: http://hdl.handle.net/10492/128