Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Endisel põllumaal kasvavates arukase ja hübriidhaava istandikes leidub rikkalik alustaimestiku kooslus. Liikide koosseisu mõjutavad nii puuliik kui ka valgustingimused, selgub Eesti Maaülikooli ja Tartu Ülikooli teadlaste uuringust.

Eestis võetakse kaitse alla üha enam metsi, mis tähendab, et metsast puidu saamise võimalused ahenevad. Ühiskonna puiduvajadus tulevikus vaid suureneb, mida saab rahuldada puuistandike abil. Eesti Maaülikooli metsateadlased on istandikke uurinud juba 20 aastat, mille jooksul on kogunenud suur hulk teadmisi istandike kasvu ja liigirikkuse kohta, kirjutab Eesti Maaülikooli metsakasvatuse kaasprofessor Jürgen Aosaar.

Äsja ilmunud uuringus võrdles Maaülikooli ja Tartu Ülikooli teadlastest koosnev töörühm rohttaimede, sammalde, samblike ja mullaseente liigirikkust endistel põllumaadel kasvavates umbes 20-aastastes arukase ja hübriidhaava istandikes. Lisaks analüüsisid teadlased, kas kase ja haava istandikud pakuvad elupaika metsaliikidele, mille levik endistele põllumajandusmaadele kasvavatesse metsadesse on tavaliselt aeganõudev protsess.

“Istandike mõju elurikkusele sõltub paljudest teguritest, nagu geograafiline piirkond, istutatud puuliik, majandamiseks rakendatavad meetodid, istandiku vanus, raieringi pikkus ning istandiku suurus. Kusjuures määrava tähtsusega on istandiku rajamiseks valitud ala maakasutusajalugu,” avas uuringu esiautor Maaülikooli metsakasvatuse teadur Tea Tullus uuringu tausta.

“Kasutusest väljajäänud väheväärtuslike põllumaade metsastamisel ei pea Eesti tingimustes kartma liigirikkuse kadu,” lisas teadur tulemuste põhjal.

Üle Eesti paiknevas 20 uuritud istandikus registreerisid teadlased kokku 233 rohttaime-, sambla- ja samblikuliiki. Nende hulgast 26 olid liigid, mis kasvavad tavaliselt varjulistes metsades. Veidi üle poolte rohttaimede ja sammalde liikidest esinesid nii hübriidhaavikutes kui ka arukaasikutes, samblike hulgas oli selliseid liike kolmandik.

_{Sööti jäänud põllule rajatud kiirekasvuline arukase istandik. Autor/allikas: Jürgen Aosaar}

Hübriidhaavikutes registreerisid Tullus ja tema kolleegid rohkem maapinnasammalde ja tüvesamblike liike, kuid arukaasikud paistsid silma tüvesammalde suurema liigirikkusega. Puuliik avaldas selget mõju ka mullaseente liigirikkusele. Hübriidhaavikute mullas esines rohkem ektomükoriisaseeni ning patogeenseid ja saprotroofseid seeni. Rohttaimeliikide ja varjulisele metsale iseloomulike liikide arv oli aga mõlema puuliigi puistutes sarnane.

Puurinde ja keskkonnatunnuste võrdluses ilmnes, et hõredamates hübriidhaavikutes jõudis alustaimestikuni rohkem päikesekiirgust kui tihedamates arukaasikutes, kus leidus maapinnal rohkem lehe- ja oksavarist. Analüüsid näitasid, et suurema valgushulgaga hübriidhaavikutes oli samblike liigirikkus suurem. Metsaliikide arv oli aga seda suurem, mida suurem oli istandiku ümbruse metsa pindala.

Uurimisrühm järeldas, et mõlemad uuritud puuliigid – arukask ja hübriidhaab on kiirekasvulised ning sobivad endiste põllumaade metsastamiseks. Nende mõju elurikkusele ei ole aga ühesugune. Võimalikult mitmekesise elustiku toetamiseks soovitas Tea Tullus rajada nii arukase kui ka hübriidhaava istandikke.

Tulluse sõnul mõjub kasutusest väljajäänud väheväärtuslike põllumaade metsastamine hästi üldisele maastiku mitmekesisusele ja suureskaalalisele elurikkusele. Seejuures on väga oluline aga istutatava puuliigi valik. “Puuliigi valikul saab lähtuda näiteks selle tootlikkusest ning tulevikus saada soovitavast puidu sortimendist, kuid ka taimede hinnast, kahjuri- ja kahjustuskindlusest. Seda on seni Eestis ja naabermaades võrdlemisi vähe uuritud, kuidas võib istutatud puuliik mõjutada aja jooksul istandikes kujunevat bioloogilist mitmekesisust.”

Uuring avaldati teadusajakirjas New Forests. Projekti rahastas EestiTeadusagentuur.

Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Värske Läti uuringu kohaselt panustavad majandatud metsad ja puidust tooted süsiniku sidumise, hoidmise ja asendusefekti kaudu pikaajaliselt kliimamuutuste leevendamisse enam kui vanad loodusmetsad.

Kliimamuutuste leevendamisel on metsadel kanda oluline roll – nad seovad atmosfäärist süsinikku ja metsast saadava puiduga saab asendada fossiilseid materjale.

Sellisel juhul saab arvutada nn asendusefekti, mis tähendab, et kasutades fossiilsete materjalide asemel puitu, jääb maa all peituv iidne süsinik atmosfääri paiskamata. On üldteada, et kliimamuutuste peamisi põhjuseid on just fossiilsete materjalide kasutamine. 

Ent kas pikas vaates pakuvad kliimamuutustele enam leevendust hästi majandatud või vanad majandamata loodusmetsad? Sellele küsimusele otsisid vastust Läti metsandusliku uurimisinstituudi Silava teadlased Aris Jansonsi juhtimisel, võrreldes keskmiselt 150aastaste vanade metsade ja umbes poole nooremate majandatud metsade kliimamuutuste leevendamise potentsiaali. Uuritavad-võrreldavad metsad olid meilgi tavalised viljakatel muldadel kasvavad männikud, kuusikud, kaasikud ja haavikud.

_{Vana maja renoveerimisel kasutatakse ohtralt kvaliteetset puitu, mis varutud majandatud metsadest. Nendes ilusates talades ja prussides säilib süsinik kümneid ja sadu aastaid. FOTO: ERAKOGU}

Jansons ja tema kolleegid hindasid majandatud metsade kliimamuutusi leevendavat potentsiaali metsas kasvavate puude süsiniku tagavara, puidust valmistatud toodetes seotud süsiniku hulga ning puittoodete asendusefekti põhjal. Seejuures arvestasid nad toodete lõppkasutuse tüüpi, lagunemiskiirust ja raiest ning tootmisest vabanevat süsinikku. Asendusefekti hindasid teadlased vaid puidust energia ja tekstiilide tootmisel. Tulemusi võrdlesid uurijad vanade loodusmetsade puude maapealses ja maa-aluses biomassis oleva süsiniku hulgaga, mida nad käsitlesid maksimaalse süsiniku kogusena, mida sellised metsad suudavad puude biomassis hoida. 

Uuringu lähtepunkt tuleneb asjaolust, et vanade metsade puude biomass ega mullasüsiniku hulk ei suurene lõputult ning seetõttu ei ole sellised metsad enam mingist hetkest ka süsiniku sidujad. Majandatud metsade süsiniku sidumise juures saab aga arvestada ka puittoodetesse seotud süsinikuga ja asendusefektiga. 

Lätlaste uuring näitas, et vanades metsades on puude biomassis süsinikku keskmiselt viiendiku võrra rohkem kui majandatud metsades. Kuid võttes arvesse raiutud puidust valmistatud toodetesse salvestatud süsinikku ning nende kaudu toimivat fossiilmaterjalide asendusefekti, aitab kliimat pikas vaates enam hoopis majandatud mets. Suurim oli kliimat leevendav efekt männikute ja väikseim haavikute puhul. Seejuures tõdevad autorid, et nende hinnang on pigem tagasihoidlik, kuna nad kaasasid rehkendusse vaid majandatud metsade lõppraiel varutud puidu.

Vanemate metsade puhul peab ka silmas pidama üha suurenevat häiringute ohtu, näiteks tormid või üraskikahjustused, mis võivad oluliselt vähendada puudesse seotud süsiniku kogust. 

Oluline osa majandusmetsade eelisest tuli puittoodete asendusefektist. Seejuures mängivad suurt rolli puidu kvaliteet ja tooted, mis sellest valmistatakse. Näiteks saematerjali ja puidukiust tekstiilide kasutamine aitab asendada keskkonda rohkem koormavaid materjale nagu betoon või sünteetilised kiud. Kõige suurema positiivse kliimamõjuga oli stsenaarium, kus saetööstuse jääke kasutati tekstiilide nagu viskoos ja lyocell tootmiseks, mis vähendas süsihappegaasi heidet veelgi. 

Kuid on selge, et metsad kannavad muidki väärtusi peale süsiniku sidumise. Töö autorid rõhutavad, et vanad metsad omavad suurt väärtust elurikkuse ja teiste ökosüsteemiteenuste pakkumise poolest ning nende rolli ei tohi alahinnata. Samas toob uuring esile, et kliimamuutuste leevendamisel võib teadlik ja säästlik metsade majandamine pakkuda suuremat pikaajalist kasu kui vanade metsade säilitamine muutumatuna. 

_{Just selline näeb välja üks looduskaitsealune pikalt majandamata, üraskitest ja seenkahjustajatest räsitud vana kuusik. Kliimamuutuste leevendamisse süsiniku sidumise kaudu selline mets ei panusta. Lagunevad puud eraldavad süsinikku, okaspuud asenduvad väheväärtusliku lehtpuuga. FOTO: Jürgen Aosaar}

Uuring ilmus ajakirjas European Journal of Forest Research.

Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Juurepessu eosed levivad metsas kändudele ka pehmemate talveilmadega. Seenetõrje tõhusust tõstab kändude kiire töötlemine vastavate preparaatidega, samas pole olemasolev preparaat Eesti oludes kõige parem, näitab värske uuring.

Juurepess (Heterobasidion) on seen, mis mädandab okaspuude juuri ja tüvesid. See põhjapoolkera metsades tavaline liik liigub maa sees puult puule ühendatud juurte kaudu. Metsades, kus juurepess pole veel levinud, tekivad nakkuskolded seeneeoste sattumisel värsketele kändudele. Kuna juurepessu tekitatud mädanikuga puit sobib heal juhul vaid kütteks, tekitab seen märkimisväärset majanduslikku kahju. Otsene kulu Eesti metsaomanikele ulatub aastas hinnanguliselt 8,5 miljoni euroni, kirjutab Eesti Maaülikooli metsakasvatuse kaasprofessor Jürgen Aosaar.

Seene leviku piiramiseks kasutavad metsamajandajad bioloogilisi vahendeid. Senise parima meetodi järgi pritsitakse kände langetustraktori ehk harvesteri lõikepea külge kinnitatud seadmega puu langetamise hetkel preparaadiga Rotstop. Preparaat sisaldab juurepessu looduslikku vaenlast, seent nimega hiidkoorik (Phlebiopsis gigantea), mis pärsib juurepessu eoste arengut värsketel kändudel ning kiirendab kändude ja juurte lagunemist. See omakorda takistab juurepessu arengut puude juuresüsteemis.

Eesti Maaülikooli metsateadlased on juurepessu ja selle tõrjega seotud teemasid uurinud aastaid. Vanemteadur Tiia Drenkhan-Maaten, kes olnud üks uuringute vedajaist, nendib, et juurepessu tõrjega seoses on mitu lahendamist vajavat küsimust. “Kui töötleme värskeid kuusekände Rotsopi või uureaga, siis on mõistlik hinnata ka selle töö tulemuslikkust ehk kuidas töötlemist tehakse ning kuidas see mõjutab tulemust. Lisaks peame ökoloogilisest seisukohast lähtudes mõistma, kuidas mõjutab kändude töötlemine kännupuidus elavaid teisi seeneliike,” avab Drenkhan-Maaten teemat.

^{Juurepess oli raiumise ajaks selle kuuse juurtes ja kännus juba pikalt toimetanud, puidust pole järgi suurt midagi. Sama kvaliteediga on ka selle raiutud kuuse tüvepuidu alumine osa. Autor/allikas: Jürgen Aosaar/EMÜ}

Vastuste leidmiseks uurisid Maaülikooli ja Tartu Ülikooli teadlastest koosnev töörühm harvendusraie läbinud viljakatel muldadel kasvavaid kuusikuid. Metsameeste keeles oli tegemist jänesekapsa ja sinilille kasvukohatüübi kuusikutega, millest noorim oli 28-aastane ja vanim 65-aastane. Enamikes puistutes tegid metsamajandajad raied harvesteriga, mis on tänapäevane tavapraktika Osad raied tehti soojematel ja osad külmematel ilmadel, mis võimaldas analüüsida õhutemperatuuri ning kändude juurepessuga nakatumise seost.

“Tegime katse nii, et osadel proovitükkidel said kännud Rotstopiga kaetud juba raie käigus. Osadel tükkidel tegime seda alles kolme kuu pärast, et testida talviste raiete järel hilisemat preparaadi kasutamise mõttekust. Lisaks töötlesime osasid kände uureaga ning teised jäid kontrolliks ehk mingit töötlust ei toimunud,” selgitab uuringu esiautor Drenkhan-Maaten eksperimendi põhimõtet.

Drenkhan-Maateni ja tema kolleegide töö otsene praktiline tulem oli teadmine, et ka pehmemal talvel tehtud raied ei välista kändude nakatumist juurepessuga. “Sarnast tulemust, et pessu eosed levivad ka külmemate ilmadega, s.o eelkõige talvistel sulaperioodidel, oleme kahjuks näinud ka oma varasemates uuringutes,” nendib vanemteadur.

Ühelt poolt oli Rotstopi kasutamine edukas, kuna suurendas märgatavalt juurepessu vaenlase hiidkooriku esinemist kännus võrreldes töötlemata kändudega. Samas kohe raie ajal töödeldud kändudest ühe aasta pärast võetud proovid näitasid, et Rotstop ei vähendanud juurepessu levikut. Oluline oli ka töötlemise kiirus – kohe töödeldud kändudes leidus hiidkoorikut rohkem võrreldes kändudega, kus töötlus viibis kolm kuud.

Kuna on teada, et Rotstop ei suuda veel ühe aastaga mõju avaldada, võib see viidata asjaolule, et olemasolev preparaat ei ole Eesti oludes kõige parem. Oluline on ka teadmine, et kumbki töötlusvahend – Rotstop ega uurea – on vähendanud kändudes elavate seente üldist mitmekesisust, töödeldud ja töötlemata kändudes olid üle poolte seeneliikidest samad.

“Peab mõistma, et ei Rotstop ega uurea pole imerohud kuusikute ravimisel. Kui metsas juba kasvab kuuski, mis on juurepessuga nakatunud, ei aita nende väljaraiumine teisi puid n-ö terveks teha, seen levib puude juurte kaudu edasi,” sõnab Tiia Drenkhan-Maaten.

“Kändude töötlemine on tõhusam kohe raie järel ning kuusikutes, mis on veel juurepessust puutumata, siis aitab kändude kaitsmine vältida nende nakatumist ja seene levikut. Eesmärk on hoida terved metsad tervena, haigeid puid enam terveks ei ravi. Parema tulemuse saamiseks tuleb otsida aga Eesti oludesse tõhusamaid biopreparaadi isendeid,” lisab ta.

Juurepess on sel aastal tavapärasest suurema tähelepanu all, Eesti mükoloogiaühing valis juurepessu 2025. aasta seeneks.

Uuring ilmus ajakirjas Biological Control. Uuringu läbiviimist toetasid riigimetsa majandamise keskus ja Eesti teadusagentuur.

Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Metsade uuendamise edukus on metsakasvatuslikult kriitiline küsimus. Värske Rootsi uuring näitab, et maapinna ettevalmistamine ketasadraga ja istutamine tagavad noore metsa eduka alguse – istutatud puude kõrguskasv ületas seemnetest tekkinud puude kõrgust.

Kevadised ilmad annavad märku peagi algavast metsauuendamise hooajast. Metsa teadlik uuendamine võimaldab suunata tulevase metsapõlve arengut ja valida maaomanikule meelepärase puuliigi. Metsa inimjõul uuendamine on suur ja kulukas töö. Seega on igati asjakohane metsaomaniku küsimus, kas tasub noorte puude istutamisega jännata või jätta uue metsapõlve teke looduse hoolde. 

Rootsi Põllumajandusülikooli (SLU) metsateadlased Mikolaj Lula juhtimisel võrdlesid erinevate metsauuendamise võtete mõju hariliku männi (Pinus sylvestris) ja keerdokkalise ehk keerdmänni (Pinus contorta) uuenemise edukusele ja kasvule. Kokku jälgisid teadlased Kesk-Rootsis Jädraåsi katsemetsas mitmete uuendusmeetodite tulemuslikkust enam kui kümne aasta jooksul. 

Katsevariantide hulka kuulusid mitmesugused uuendusmeetodid (istutamine, külv, looduslik uuenemine seemnetega), maapinna ettevalmistamise tehnikad (ketasadraga tehtud vaod, metsatraktorite jäljed maapinnal), seemnete päritolu (seemlast pärit ja kohalikelt seemnepuudelt pärit seeme). Seemlad on spetsiaalsed istandused, kus kultiveeritakse sobilike omadustega puid, saamaks heade pärilike tunnustega seemneid. Nendest aga kasvatatakse kõrgekvaliteedilist metsaistutusmaterjali.

See traktori haakes olev ketasader külvab vagude tegemisega samaaegselt ka männiseemneid. Mineraliseeritud mullapinnal on noortel männihakatistel parem kasvama hakata. OTO: JÜRGEN AOSAAR | ERAKOGU

Lula ja tema kaaslased hindasid ka aladele kasvama jäetud seemnepuude väetamise mõju loodusliku uuenduse tekkele. Pilti muutsid veelgi kirjumaks katsesse kaasatud kaks eelnimetatud puuliiki. 

Selgus, et mõlema uuritud liigi puhul olid istutatud puud 11 aastat pärast uuendamist selgelt kõrgemad kui inimese külvatud või seemnepuudelt langenud seemnetest tärganud puukesed. Taimede kõrgust ei mõjutanud ka puuliik: nii hariliku kui keerdmänni istutatud puud olid 11aastaselt keskmiselt ligi kolme meetri kõrgused. See oli pea meetri jagu enam seemnetekkeliste puude kõrgusest. Seejuures võtsid teadlased arvesse ka istutatud ja seemnetekkeliste puude vanuse vahet. 

Istutustihedus kõikides katsevariantides oli 2800 puud hektari kohta, mis on ligilähedane meil seadusega nõutud männi istutustihedusele. Mõõtmise ajaks oli suurem osa istutatud puudest säilinud.

Külviga uuendatud ja looduslikule uuendusele jäetud aladel oli noorte puukeste arv mitu korda suurem kui istutusaladel. Lula ja tema kolleegid leidsid, et ketasadraga ette valmistatud maapind soodustas looduslikku uuenemist selgelt enam kui vaid metsamasinate rataste tekitatud mineraalne pind. 

Ketasadraga mineraliseeritud katselappidel kasvas üle poolte puukestest just adra vaos ja üheltki mõõtepunktilt ei puudunud noored puud. Metsamasina rataste häiritud ja puutumata maapinnal kasvas vaid umbes viiendik uuenduse puudest. Traktori ratastest mõjutatud pinnal olid seejuures n-ö tühjad enam kui kolmandikul mõõtepunktidest. 

Ilmnes ka, et seemnepuude väetamine ei andnud uuenduse tiheduse ega kõrguskasvu osas mingit eelist. Samuti olid sarnased seemlaseemnest ja kohalike puude seemnest kasvama hakanud puukeste kõrgused. 

Rootsi teadlaste järeldus on selge: kui soovitakse noore metsapõlve kiiremat ja ühtlasemat kasvu, on istutamine parim valik. Istutatud puudele annab kasvueelise esialgne kõrgus ja juba taimlas kasvanud juurestiku olemasolu. 

Loodusliku uuenemise parendamiseks peab kindlasti pöörama tähelepanu maapinna ettevalmistamisele. Seemnete idanemist ja seemikute kasvu mõjutavad aga mitmed tegurid, näiteks õhu- ja mullaniiskus, seemnete kaetus mullaga ja mulla tihenemine. 

Samuti nendivad töö autorid, et paljudele metsauuenduse alastele töödele vaatamata on endiselt vaja jätkata selliseid uuringuid, kus võrreldakse erinevate uuenduse viiside tulemuslikkust. 

Harilik mänd on Eestis levinuim puuliik, umbes kolmandik meie metsadest on männikud. Keerdmännimetsi kasvab meil küll väga vähe, kuid seadus lubab metsa uuendamiseks kasutada ka seda liiki. Mõlema puuliigi kasvuks sobivad hästi liivmullad. Rootsi uuringu katsealad paiknesidki just erinevate omadustega liivadel. 

Keerdmänni eelistena hariliku männi ees toovad autorid välja selle liigi üldiselt suuremat ellujäämist, kiiremat kasvu ning paremat vastupidavust haigustele ja külmakahjustustele. Seetõttu kultiveeritakse keerdmändi just keerukates oludes, näiteks Põhja-Rootsis.

Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Metsaistutamise hõlbustamiseks otsitakse viise selle töö tegemiseks masinatega. Soome värske uuringu kohaselt võimaldab masin sobivate tingimuste ja vilunud masinajuhi olemasolul kasvama panna üle 200 kuuse konteineritaime tunnis.

Õige pea algab kibekiire kevadine metsauuendamise periood. Istutamine võimaldab valida uueks metsapõlveks sobiliku puuliigi ja kiirendab uute puistute kasvamaminekut. Noorte puude istutamise edukuseks on oluline, et neid ei hakkaks esimestel kasvuaastatel lämmatama võsa ja rohttaimed. Seepärast kuulub metsaistutamise juurde enamasti ka maapinna ettevalmistus, mille käigus pööratakse maapinna pealmine mullakiht ümber, tekitades noortele puukestele kasvamiseks sobiliku koha.

Metsa istutamine on suur ja kulukas ettevõtmine, samuti on see füüsiliselt raske töö, mille võiks inimese asemel ära teha masinad. Soome ülikoolide metsateadlaste koostöös sündinud uuringnäitas, et sobiliku maapinna ja oskusliku masinajuhi korral võib spetsiaalse metsaistutusmasinaga Risutec PM-160 töötades mulda jõuda üle 200 noore kuusetaime tunnis. Sõltuvalt asjaoludest kõikus tunnis istutatud puude hulk 170 ja 235 vahel. Kokku pani masin uuringu jooksul mulda ligi 72 000 noort kuusetaime, keskmiselt ligi 1800 taime hektarile.

Ida-Soome Ülikooli teadlase Kalle Kemppaineni juhitud uurimisrühma tulemused näitasid, et keskmiselt kulus PM-160 abil ühe hektari uuendamiseks kuuse potitaimedega üheksa tundi. Ühe taime jaoks mätta tekitamine ja sinna taime istutamine võttis keskmiselt ligi 14 sekundit. Andmeid kogusid teadlased istutusmasina külge kinnitatud GPS-seadme abil, mis fikseeris iga taime istutuskoha ja eri töölõikudele kuluva aja.

^{Roomikekskavaatori noole külge rakendatud istutusseade tekitab esmalt mätta, kuhu seejärel istutab konteineritaime. _{FOTO: RISUTEC.FI | ERAKOGU}}

Risutec PM-160 töötamise tõhusust hindas Kemppainen oma kolleegidega erinevates tingimustes, kokku üheksal Lõuna-Soomes paikneval katsealal. Uuritavatest aladest ühel esines turvasmuld, ülejäänud olid mineraalmullaga alad, mis Eesti mõistes vastasid pohla ja mustika kasvukohatüübile. Seitsmel alal olid pärast raiet koristatud raidmed, üks ala oli erinevalt teistest tugevalt kivine. Autorid möönavad, et masina tõhusus sõltus istutusala tingimustest. Töö läks ladusamalt raidmetest koristatud ja vähem kivistelt raiesmikelt.

Siinses uuringus oli PM-160 kinnitatud 17 tonni kaaluva Hyundai roomikekskavaatori külge. Aparaat mahutab 160 kinnise juurekavaga konteineritaime. Taime istutamiseks tekitab masinaoperaator seadmega mätta, mille sisse paigutab kasvama suletud juurekavaga ehk konteineritaime.

Autorid võrdlesid PM-160 töö rentaablust kahe n-ö tavapärase metsauuendusviisiga. Esimesel juhul teostas mätastamise roomikekskavaator, iga mätas eraldi. Teisel juhul tekitati mättad metsa kokkuveotraktori ehk forvarderi haakes oleva spetsiaalse adraga. Mõlema meetodi puhul istutas taime mättale inimene. Kirjeldatutest viimane osutus kolme meetodi seast kõige kulutõhusamaks viisiks noore metsakultuuri rajamiseks.

Seni on Soomes mehhaniseeritud metsaistutuse mahud olnud küllalt tagasihoidlikud. Kui 2017. aastal istutati mehhaniseeritult 3100 hektarit metsa, siis 2023. aastal jäi vastav näitaja juba üle kümne korra väiksemaks. Peamise takistusena näevad autorid töö majanduslikku tasuvust, kuid samas nendivad nad selle aspekti vähest uuritust.

Kokkuvõtvalt sõnavad autorid, et mehhaniseeritud metsaistutuse majandusliku tasuvuse saavutamiseks peaks masin mulda kasvama pistma üle 200 puu tunnis ja kokku peaks masin aastas istutama ligikaudu 140 hektarit. Kusjuures istutatavate alade keskmine suurus peaks olema enam kui ühe hektari suurune.

Metsauuendamise õnnestumise seisukohalt on äärmiselt oluline istutuskvaliteet. Varasemad uuringud on näidanud PM-160 istutuse igati kõrget taset, kolme kasvuaasta möödudes on kasvama jäänud ligi 90 protsenti kõikidest taimedest. Sellele aitab kaasa masinaga istutades taime piisavalt sügavale mättasse surumine, mis vähendab külmakerke ja põua negatiivset mõju. Istutuse kvaliteeti tõstab muidugi ka masinaoperaatori vilumus.

Uuring ilmus ajakirjas Silva Fennica.

Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Põlengust möödunud aeg mõjutab Loode-Eesti männikutes taimestiku liigilist koosseisu, kuid selle mõju liigilisele mitmekesisusele jääb ebaselgeks. Marjulised võivad head mustika- ja pohlasaaki oodata aga aastakümnete pärast.

Kliimamuutuste tõttu sagenevad pikemad põuaperioodid ning kõrgemad temperatuurid, mis soodustavad metsapõlengute puhkemist. Põlengud mõjutavad metsaökosüsteemi pikaajaliselt, muutes nii taimestiku liigilist koosseisu kui ka mulla omadusi. Alustaimestik on tule vastu puudest kaitsetum, seepärast mõjutavad metsapõlengud seda väga tugevalt, kirjutab Eesti Maaülikooli metsakasvatuse kaasprofessor Jürgen Aosaar.

Eesti Maaülikooli metsaökoloogid, eesotsas Argo Orumaaga, uurisid koostöös Tartu Ülikooli ja Ida-Soome Ülikooli kolleegidega metsapõlengute pikaajalist mõju männikute alustaimestikule. Uurimistöö peaeesmärk oli uurida muutusi soontaimede ja sammalde liigilises koosseisus, mitmekesisuses ning taimestiku katvuses.

Töörühm uuris kuut Loode-Eestis, Nõval ja Vihterpalus kasvavat männimetsa, kus oli tulekahjust möödunud 12–183 aastat. Metsatüpoloogiliselt kuulusid männikud kanarbiku, sambliku ja sinika kasvukohatüüpidesse. See tähendab, et uuritud männikud kasvasid erineva niiskustasemetega väga happelistel ja väheste toitainetega liivmuldadel.

Orumaa ja tema kolleegid jagasid uuritavad metsad põlengust möödunud aja põhjal kahte rühma. Hiljuti põlenud alade hulka paigutasid nad metsad, kus põlengust oli möödunud 12, 23 ja 38 aastat. Ammu põlenud metsade gruppi aga alad, kus tuli möllas 69, 80 ja 183 aastat tagasi.

Kokku leidsid nad uuritavatesse metsadesse rajatud saja ruutmeetristelt prooviruutudelt 70 erinevat alustaimestiku liiki. Nendest 31 kuulusid soontaimede ja 39 sammalde hulka. Soontaimedest oli kõige levinum harilik kanarbik, mis kasvas pea igal proovitükil.

_{Siin alal põles mets 12 aastat tagasi. Surnud männitüvede järgi võime ette kujutada milline mets siin kunagi kasvas. Alustaimestikus domineerib kanarbik, noori mände tekib alale vaevaliselt. Autor/allikas: Argo Orumaa/EMÜ}

Oodatult suurenes põlengust möödunud aja jooksul nii soontaimede kui ka sammalde katvus. Nii hiljuti kui ka ammu põlenud aladelt leidsid uurijad kokku sama palju taimeliike – 11 soontaime- ja 19 samblaliiki, kuid taimestiku liigiline koosseis oli erinev.

“Kõige nii-öelda värskemal põlengualal oli alustaimestiku inventuuri hetkel metsa põlemisest möödunud 12 aastat, kuid liike kasvas seal pea sama palju kui vanematel aladel. Näib, et see on piisav aeg, et alustaimestiku liigirikkus jõuaks taastuda,” selgitab Orumaa.

Hiljuti põlenud aladel olid tüüpilised soontaimed jäneskastik ja kanarbik, sammaldest aga punakas niidiksammal ja palu-karusammal. Ammu põlenud aladele olid aga iseloomulikud soontaimede liigid kukemari, palu-härghein, mustikas, sinikas ja pohl. Sammaldest andsid enam tooni lainjas kaksikhammas ning harilik laanik. Üldiselt kasvasid metsades sagedased taimeliigid, kuid leidus ka haruldasemaid liike. Kaitsealustest taimedest oli aladel harilik porss ja roomav öövilge, lisaks kaks vääriselupaiga tunnusliiki – kännukatik ja nõmme-kaksikhammas.

“Pärast põlengut suurenes kanarbiku levik nii, et ta võib liivastel muldadel muutuda domineerivaks liigiks. Marjakorjajatele aga metsapõleng midagi head ei tähenda, sest nii mõnigi hea marjakoht hävib pikaks ajaks. Nägime, et kui enne põlengut leidus vanemates männipuistutes rikkalikult mustika ja pohlataimi, siis pärast põlengut väheneb nende taimede arvukus ning taastumine võtab aega aastakümneid,” nendib Orumaa.

Taimestiku mitmekesisust mõjutasid ka mullatingimused. Viljakamatel ja madalama happesusega katselappidel leidus rohkem puittaimede ning kõrreliste liike. Umbes veerand sammaldest kasvas vaid maapinnal. Ligi kümnendik liike eelistas elupaigana kas surnud puitu või elusaid kase ja männitüvesid. Veidi üle poole samblaliikidest asustas erinevaid kasvupindu.

Metsapõlengutel on männikute alustaimestiku liigilisele koosseisule suur mõju ning põlengueelse liigilise koosseisu taastumine võtab aega aastakümneid. Mustikale minekuks peab aga põlenud metsa asemel leidma uue metsatuka.

Uuring ilmus ajakirjas Silva Fennica. Uuringut toetasid Eesti Teadusagentuur (PRG1586), Eesti Maaülikool, Soome Akadeemia ja Eesti Maaülikooli ASTRA projekt “Väärtusahelapõhine biomajandus “, mida rahastab Euroopa Liidu Regionaalarengu Fond.

Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa

Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Norras kasvavates kuusikutes leidub juurepessu ja külmaseene põhjustatud mädanikku igal viiendal kuusel. Metsaraiel langetustraktori kogutav andmestik võimaldab mädanikuga puid kaardistada, et teha uue metsapõlve rajamisel targemaid valikuid.

Harilik kuusk ja selle puit on majanduslikult väga oluline nii Skandinaavia kui ka laiemalt Euroopa metsanduses. Samuti mängib kuusk suurt rolli ka Eesti metsanduses. Meie metsadest moodustavad umbes viiendiku kuusikud. Paraku levivad aga kuusikutes seenpatogeenid juurepess ja külmaseen, mis põhjustavad kuuskede juure- ja tüvemädanikku. Mädanikuga puit ei kõlba kvaliteetsete puittoodete valmistamiseks ning sobib enamasti vaid küttepuuks. See omakorda tähendab, et ühiskonnale jääb saamata kvaliteetne tooraine ja majanduslik tulu, kirjutab Eesti Maaülikooli metsakasvatuse kaasprofessor Jürgen Aosaar.

Norra biomajanduse uurimisinstituudi metsateadlased Wilson Lara juhtimisel püüdsid leida juurepessu ja külmaseene kahjustatud puude levikumustreid kuusikutes, kasutades selleks metsalangetusmasinate ehk harvesteride töö käigus kogutud infot.

Lara ja tema kolleegid jaotasid uuritud kuusikud mädaniku leviku iseloomu statistilise analüüsi põhjal kolme klassi. Ühte klassi kuulusid kuusikud, kus mädanikuga puud paiknesid grupiti, teise klassi aga need, kus kahjustusega puud paiknesid hajusalt üle kogu metsatüki. Kolmanda klassi moodustasid kuusikud, kus mädanikuga puude paiknemise mustrit ei olnud võimalik statistiliselt eristada.

_{Harvesteri andmete põhjal koostatud mädanikuga kuuskede paiknemise kaart. Autor/allikas: Lara jt,/Journal of Applied Ecology, 2024, joonis 4}

Puistutes, kus mädanikuga puud kasvasid grupiti, esines mädanik igal kuuendal kuusel. Puistutes, kus mädanikuga puud paiknesid hajusalt, oli mädanikuga kuuskede osakaal statistiliselt suurem, ületades 20 protsendi piiri. Seejuures oli kuuskede osakaal kahe klassi puistutes sarnane, veidi üle 90 protsendi. Mädanikuga puudegrupi keskmine läbimõõt oli 12 meetrit ja sinna kuulus keskmiselt kuus puud.

Selles töös ei eristanud autorid laboratoorselt juurepessu ja külmaseene põhjustatud mädanikke. Siiski hindasid nad kahjustuse iseloomu järgi, et valdavalt oli kuuskedes mädaniku tekitajaks juurepess. Seda hinnangut toetavad ka varasemad Norra uuringud.

Juurepess võib pärast puude raiet elada veel kuni 50 aastat raiutud puude kändudes ja juurestikes. Seetõttu nakatuvad pessuga ka mädanikuga kännud ja lähedusse istutatud noored kuused, mille juured ühinevad kasvades paratamatult vanade juurestikega.

_{Mullas peitub suurel hulgal erinevate puude juuri, mis omavahel ka kokku kasvavad. Juurekontaktide kaudu levib juurepess ühelt puult teisele. Autor/allikas: Ari Hietala}

Nii aitabki mädanikuga kändude kaardistamine metsauuenduse rajamist täpsemalt planeerida, et vältida haiguse kandumist järgmisele metsapõlvele. Selliste kändude vahetusse lähedusse peaks istutama puuliike või looduslikult laskma kasvada puuliikidel, mida juurepess ei nakata. Lara ja uuringu kaasautorid soovitavad noori kuuski mädanikuga kändudest istutada vähemalt nelja meetri kaugusele.

Kohtadesse, kus vanade kuuskede kändudel ei esines mädanikku, võib taas istutada kuuski. Milline puuliik sobiks kuuse asenduseks? See sõltub mitmest asjaolust, nagu kasvukoha mullast ja ka sellest, milline juurepessu liik täpsemalt kändudes elutseb.

Lara ja tema kolleegid selgitavad, et ilmselt elutses grupiti mädanikuga puudega puistutes seenpatogeen juba eelmises metsapõlves ning levis juurkontaktide kaudu algallikast ümbritsevatele puudele. Kuid hajusalt paiknevad mädanikuga kuused on suuresti nakatunud sama metsapõlve jooksul, ilmselt suviste harvendusraiete tõttu, mis kuusikutes ei ole kindlasti soovitatavad.

Wilson Lara juhitud uuringu tarbeks kogusid teadlased andmeid Lõuna- ja Kesk-Norras kasvavatest puistutest. Nad uurisid kokku 273 puistut, millest enamiku koosseisus oli üle 80 protsendi kuused. Kuusikutes töötasid ja kogusid andmeid Komatsu harvesterid, mille lõikepea külge ühendatud GPS seade salvestas iga lõigatud puu asukoha. Töö autorite sõnul on just Komatsu harvesteride GPS positsioneerimine omasuguste seas täpseim. Andmete kogumiseks registreeris harvesteri operaator iga puu langetamise juures, kas tüves esineb mädanik või mitte.

Harvesteri lõikepea küljes oleva GPS seadme asukoha määramisel võib esineda viga 0,5–3 meetrit. Kuigi töö autorid nendivad, et mädanikuga puude leviku kaardid võivad olla veidi ebatäpsed, saab neid andmeid siiski rakendada metsade targemaks ja täpsemaks majandamiseks. Harvesteridelt tulevaid andmeid mädanikuga kändude paiknemise kohta saab üle kanda istutusmasinatele, mis n-ö teavad, kuidas nende põhjal uue metsapõlve taimi õigesse kohta paigutada.

Uuring ilmus ajakirjas Journal of Applied Ecology.

Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Senimaani arvati, et segametsades kasvavad puud suuremaks kiiremini kui üheliigilistes puistutes. Värske uuring näitab, et viljakal põllumaal ületavad puhtkuusikud tootlikkuselt nii kaasikuid kui ka segametsi. Segametsadel on siiski omad eelised.

Millise liigilise koosseisuga metsi peaks tulevikku silmas pidades kasvatama? See on metsaomaniku tavapärane ja igati mõistlik küsimus uue metsapõlve rajamisel. Küsimusele vastust andes peab aga silmas pidama metsa ja metsakasvatuse mitmeid tahke.

Eesti Maaülikooli ja Tartu Ülikooli teadlaste koostööna sündinud värske uuring võrdles puude kasvu ja süsiniku sidumise võimet ligi 20aastastes istutatud puhtkuusikutes, puhtkaasikutes ja nende kahe puuliigi segametsades. Uuritavad puistud kasvasid mineraalmullal, mis metsa mõistes vastasid jänesekapsa kasvukohatüübile ning on väga sobilik kuuskede ja kaskede kasvuks. Katsepuistud rajati tihedusega 2500 puud hektari kohta, enne istutamist künti alad ülepinnaliselt.

Eestis tavapäraseid kuuse-kase segametsi on seni üldiselt peetud tootlikumaks kui kummagi puuliigi puhtpuistuid. Maaülikooli metsakasvatuse nooremteaduri Kristjan Tälli juhtimisel avaldatud uuring aga näitab puhtkuusikute suuremat kasvukiirust võrreldes puhtkaasikute ja nende kahe puuliigi segapuistutega.

Keskmiselt ulatus tüvepuidu maht 20aastastes kuusikutes rohkem kui 220 kuupmeetrini ehk tihumeetrini hektari kohta. Sellise tulemuse üle rõõmustaks iga metsaomanik, kuna tegemist on Eesti mõistes väga kõrge näitajaga. Kaasikutes ja kuuse-kase sugapuistutes oli tüvemaht keskmiselt aga ligikaudu viiendiku võrra madalam, jäädes umbes 170 tihumeetri juurde.

„Nii suur vahe tuleneb ühelt poolt kuuskede ja kaskede erinevatest kasvudünaamikatest ja teiselt poolt kuuskede kasvukiirusest erinevates konkurentsitingimustes,“ sõnab Täll. Uuritavates puistutes kasvas sarnane hulk puid, puistute tihedus jäi vahemikku 1500–1800 puud hektarile, kusjuures segapuistutes oli kuuskede ja kaskede osakaal sarnane.

„Kui kasepuud kasvasid sarnase kiirusega nii puhtkaasikus kui segapuistus, siis kuused kasvasid segametsas ligi poole aeglasemalt kui puhtkuusikus. Ja kuigi kased kasvasid ühtmoodi hästi nii segametsas kui ka puhtkaasikus, siis segametsas oli kaski lihtsalt palju vähem,“ selgitab teadlane.

Võtmeroll on mullal

Tüvepuidu mahu ehk tihumeetrite kõrval peab aga silmas pidama ka tüvede massi. Vaatamata kuusikute suuremale tüvepuidu mahule, oli tüvede mass ja seal seotud süsiniku kogus suurem just kaasikutes. Seda tänu kasepuidu suuremale tihedusele võrreldes kuusepuiduga.

Tälli ja tema kolleegide tulemused näitasid ka selgeid erinevusi puuliikide ressursipaigutuse osas, mis omab suurt praktilist tähtsust just puidu kasutamise võimaluste osas. Kuused panustavad palju kasvujõudu okste ja okaste kasvatamisse. Kui kaasikutes moodustas tüvi puu maapealsest kogumassist ligi kolmveerandi, siis kuusikutes oli vastav näitaja umbes pool.

„Metsakasvatuse juures mängib võtmerolli muld, seetõttu jälgime me metsa uuringute juures ka mullas toimuvaid protsesse,“ rõhutab Täll. Pärast kahtkümmet aastat oli kuusikute ja segametsade muld pealmises 10sentimeetrises kihis oluliselt happelisem kui kaasikutes. See tulemus on kuuseokaste happelisuse tõttu igati ootuspärane. Hinnates aga mulla süsiniku tagavara ülemises poolemeetrises kihis, leidsid Täll ja tema kaastöötajad, et see oli sarnane kõikides puistutüüpides.

„Tänapäeva metsanduses ei saa me ümber ega üle kliima teemast ja sellest seisukohast on oluline näitaja ka see, kui palju on tallel süsinikku puudes ja mullas kokku,“ räägib Täll. Selles osas olid tõhusaimad puhtkuusikud, kus vastav näitaja oli võrreldes teiste uuritud metsatüüpidega üle kümnendiku suurem.

Täll ja tema kolleegid viisid uuringu läbi igati aktuaalsel teemal, kuna Eestis on tavalised segametsad, kus koos kasvavad varjutaluv kuusk ja valgusnõudlik kask. Värske uuring annab teema kohta uudseid teadmisi. „Meie uuring on küllalt haruldane just seetõttu, et senised segapuistute ja puhtpuistute produktsiooni võrdlused pärinevad enamasti lõuna pool kasvavatest parasvöötme metsadest. Põhjala metsade kohta vastavaid uuringuid napib,“ selgitab Täll töö olulisust.

Vajalik teadmine istandike rajamisel

„Kiirekasvulised istandikud on viimasel ajal pälvinud palju tähelepanu seoses metsaseaduse muudatuste eelnõuga. Ühe puuliigiga rajatud lehtpuuistandikke oleme viimase paarikümne aasta jooksul maaülikoolis põhjalikult uurinud, kuid segapuistuna kasvavate istandike kohta teame tegelikult üsna vähe,“ laiendab uuringu vajalikkust selle kaasautor, maaülikooli metsakasvatuse nooremprofessor Reimo Lutter. „Meie tulemused olid vastupidised ootustele, eeldasime segapuistute kõrgemat tootlikkust. Samas näitab uuring, et istandikud ei pea koosnema vaid ühest puuliigist, vaid võivad olla ka mitmekesisemad,“ lisab ta.

Varasemad uuringud näitavad, et segapuistute eelis suurema puidutootlikkuse näol ilmneb lõunapoolsemates metsades. Mida põhja poole liikuda, seda nigelamaks jääb segapuistute tootlikkus võrreldes puhtpuistutega. Lõuna pool esinevad sügavamad ja viljakamad mullad ning seal kasvab rohkem varjutaluvaid puuliike. Nii suudavad eri puuliikide segud paremini ära kasutada mulla pakutava ressursi.

Kuna meie muldades paiknevad toitained valdavalt mõnekümnesentimeetrises ülemises mullakihis, üritavad metsas kasvavad puud toitu ammutada just sellest mullakihist. Seetõttu esineb puude vahel tugev juurkonkurents.

Töö autorid toovad välja, et viisid uuringu läbi vaid 20aastastes metsades, mis ei pruugi anda päris täit teadmist puistute arengust. „Sellised metsad, mida uurisime, kasvavad väga kiiresti ja majanduslikust seisukohast oleks nende optimaalne raiering ehk metsa kasumiküpsus kaasikutes 35–45 ja kuusikutes kuni 55 aastat. Seega jätkame uuringuid kindlasti ka vanemates metsades,“ avab Täll tulevikuplaane.

„Uuringu tulemusi vaadates ei tohi aga unustada, et metsakasvatus on märksa mitmetahulisem kui pelgalt süsiniku arvestus. Segametsadel on üheliigiliste puhtpuistute ees mitmeid eeliseid, mida metsakasvatuse pikaajalisuse tõttu peame silmas pidama,“ toonitab Täll.

Eri puuliikide segu on vastupidavam tormi- ja üraskikahjustustele. Need on aga praegusel ajal peamine oht puhtkuusikute tervisele. Majanduslikust seisukohast lähtudes pakuvad segametsad mitmekesisemat puiduressurssi, mis tähendab ka erinevat puidutooret ühiskonnale. Samuti maandab laiem valikuvõimalus metsaomanike riske puiduturu kõikumiste vastu.

Uuringu üksikasjad

Pealkiri: „Ecosystem carbon storage two decades after afforestation in Norway spruce and silver birch monocultures and mixtures on abandoned agricultural land in hemiboreal Estonia“.

Autorid: Kristjan Täll, Arvo Tullus, Tea Tullus, Hardi Tullus, Reimo Lutter.

Uuring ilmus ajakirjas Forest Ecology and Management.

Uuringut toetasid Eesti Teadusagentuur (grant PSG730), Horisont 2020 (grant nr 101000406), Euroopa Horisont (grant nr 101118127) ning haridus- ja teadusministeerium (TEM-TA22).

Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Maastikuüleselt hinnates on enamik metsaosi süsiniku sidujad. Lageraie järel läheb alla kümne aasta, et noor mets muutuks süsiniku eraldajast selle sidujaks, näitab Rootsi uuring. Uurijad rõhutavad tavapärase metsade majandamise potentsiaali puude kasvu kiirendamiseks ja süsiniku sidumise suurendamiseks, kirjutab Eesti Maaülikooli metsakasvatuse kaasprofessor Jürgen Aosaar.

Teadlased tegid mõõtmisi viiekümnes erineva vanuse, liigilise koosseisu ja majandamisajalooga puistus, mis paiknesid kokku 68 ruutkilomeetrisel alal. Kolme aasta keskmisena ei olnud süsiniku sidujad vaid kolm puistut. Rohkem süsiniku eraldasid, kui seda sidusid, noor seitsmeaastane lageraie järel uuenenud puistu, äsja harvendatud 26-aastane mets ja väga vana, ligi 200-aastane puistu.

Peichli ja tema kolleegide mõõtmised tõestasid, et peale lageraiet kulub vähem kui kümme aastat, et noorest metsast saaks peale raiet taas süsinikku siduv ala. Tulemus on heas kooskõlas ka Eesti sarnaste uuringutega.

Metsa süsinikusidumise võimet hinnatakse metsa sisenevate ja sealt väljuvate süsinikuvoogude vahena. Peichli töörühm leidis, et peamiselt määrab metsa süsinikusidumise võime see, kui kiiresti kasvavad puud ja alustaimed ehk kui suur on metsa sisenev süsiniku hulk. Mida kiiremini puud ja alustaimestik kasvavad, seda rohkem süsinikku metsaökosüsteemi seotakse.

Taimestiku kasvukiirus on selges seoses metsa vanusega. Päris noortes metsades on see tagasihoidlik, kuna puud on väikesed. Suurim on kasvukiirus keskealises metsas, langedes taas metsa vananedes. Enim neelasid süsinikku 50–70 aasta vanused metsad, vanades metsades oli see ligi poole väiksem.

Metsast väljuva süsiniku voona hinnatakse peamiselt mullas oleva taimse materjali lagunemisel tekkivat süsinikku, mida nimetatakse heterotroofseks hingamiseks. Peichli juhitud rühma tulemused näitasid, et mullahingamise intensiivsus ei sõltu metsa vanusest ja liigilisest koosseisust. Sarnastele tulemusetele on jõudnud ka Eesti metsateadlased.

Lisaks eraldub süsinikku ka surnud puude lagunemisel, kuid selle protsessi käigus eraldunud süsiniku hulk oli tühine, moodustades alla viie protsendi mullast väljuva süsiniku voost.

Tulemuste selgitamisel rõhutavad Peichl ja tema kaasautorid aktiivse metsamajandamise suurele potentsiaalile boreaalsete metsade süsiniku sidumise suurendamiseks. Seda tõdemust toetab asjaolu, et uuritud metsad olid veel kõrges vanuses süsiniku sidujad. Samas on varasemalt ilmunud ka uuringuid, mis näitavad, et metsa vananedes süsiniku sidumine langeb.

Uurijad toovad välja, et majandatud metsades langeb taimede süsinikusidumise intensiivsus just alustaimestiku kasvu vähenemise tõttu, puude seotud süsiniku hulk jääb suuresti püsima. Selline trend erineb majandamata metsadest, kus puude vananedes nende kasvukiirus langeb ja suureneb võimalus puid kahjustavateks häiringuteks.

Peichl ja tema kolleegid mõõtsid süsiniku sidumist ning eraldumist Rootsi põhjapoolses osas paiknevas erineva vanuse ja liigilise koosseisuga 50 metsaosas. Sealsete metsade optimaalseks raieringiks soovitavad töö autorid süsiniku sidumise seisukohast ligi 140 aastat.

Metsad, kus teadlased andmeid kogusid, esindasid tüüpilist Rootsi metsamaastikku. Seal toimusid tavapärased metsakasvatuslikud tööd – istutamine, harvendusraied, lageraied ja kuivendamine. Just nagu see on tavapärane Eestiski. Uuritavate metsade vanused jäid vahemikku 5–211 aastat, puuliikideks olid meilgi levinud mänd, kuusk, kask, hall lepp ja haab.

Uuring ilmus ajakirjas Global Change Biology

Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Kuidas kiiresti ja täpselt selgitada, kas troopikast pärinev puit on ebaseaduslik? Või mis puuliigiga on üleüldse tegu? Eesti Maaülikooli teadur Kaido Siimon arendab ainulaadset infrapunaspektrite analüüsimisel põhinevat metoodikat, millega saab tuvastada puuliigi ja puidu päritolu suure täpsusega kõigest mõne minuti jooksul.

Pikalt troopilises Indoneesias uurimistööd teinud, materjaliteadlase taustaga Eesti Maaülikooli metsanduse ja inseneeria instituudi teadur Kaido Siimon mõistab illegaalse puidukaubandusega keskkonnale tekitatava kahju suurust. Seepärast ongi talle hingelähedane teadustöö, mille eesmärk on luua vahendid ebaseadusliku puiduäriga võitlemiseks. Siimon arendab tehnoloogiat, mis võimaldab kiiresti ja väga usaldusväärselt tuvastada puidu liigi ja päritolu liigile iseloomulike soojuskiirguse neelduvusmustrite kaudu.

„Euroopa Liidu puidumäärusega üritatakse tõkestada ebaseaduslikult üles töötatud puiduga kauplemist. Praktikas ei tööta see tõhusalt, kuivõrd puudub kiire ja usaldusväärne meetod ebaseadusliku puidu tuvastamiseks. Meie arendamegi lihtsasti kasutatavat tehnoloogiat, millega saab määrata puuliigi ja selle raiumise piirkonna. Toimiva tehnoloogiaga saame puuliigi määrata umbes kahe minutiga,“ selgitab Siimon.

_{Selline printeriga sarnanev aparaat võimaldab määrata täpselt, millise puuliigi puiduga on tegu. Paremal nähtava plaadi keskel olevast väikesest august siseneb infrapunakiir puitu, mille tulemusel luuakse igale puidule oma infrapunaspekter. Foto: Jürgen Aosaar I ERAKOGU}

Ainulaadne tehnoloogia

Puuliigi määramiseks kasutatakse maailmas mitmeid meetodeid ja uuritud on ka soojuskiirguse neeldumisel põhinevat liigi määramist, kuid üldiselt on nende rakendamisel tarvilik aeganõudev eeltöötlus. Tihti on vajalik ka proovi kahjustamine, näiteks tuleb töötlemata puidu asemel analüüsida saepuru. Maaülikoolis arendatakse maailmas ainulaadset tehnoloogiat, mida saab rakendada ilma igasuguse eeltöötluseta ja puitu kahjustamata kasvõi metsas või näiteks ELi siseneval laeval. See tehnoloogia on ülimalt täpne, kuna põhineb aastarõngastest moodustuval spektritemustril, mis igale puuliigile ainuomane.

Infrapunaspektritel põhineva tehnoloogia aluseks on teadmine, et iga puuliigi puit on ainulaadse keemilise koostisega, mis sõltub nii puidurakkudest kui ka puu kasvamise looduslikest tingimustest. Nii saadakse soojuskiirguse puidus neeldumise analüüsimisel igale puuliigile iseloomulik infrapunaspekter, kuna puuliigid neelavad eri lainepikkustega soojuskiirgust veidi erinevalt.

Asja muudab kirjumaks aga asjaolu, et saadavat spektrit mõjutavad pisut ka puu kasvukeskkonna tingimused. Näiteks Eestis ja Saksamaal kasvanud hariliku männi puidu puhul saaksime tõenäoliselt veidi erinevad infrapunaspektrid.

Ühelt poolt muudab see töö mahukamaks ja keerulisemaks, teisalt aga annab võimaluse tuvastada puidu kasvamise piirkonda. Näiteks on teada, et sanktsioneeritud Venemaa puittooted liiguvad Euroopasse kolmandate riikide kaudu, kuid hetkel on selle puidu päritolu väga keeruline tuvastada. Loodav tehnoloogia oleks siin abiks.

Selleks, et puuliik ja piirkond oleksid aparaadiga tuvastatavad, on vaja vastavad spektrid masinale n-ö selgeks õpetada. See ongi praegu peamiselt Siimoni töö sisu. Nüüdseks on ta katsetanud Eestis levinud 20 puuliigiga, mille hulka kuulusid nii majanduslikult olulised liigid, aga ka viljapuu- ja põõsaliike. Puiduproovid pärinesid Kesk- ja Põhja-Eestist, kus valitsevad mõneti erinevad klimaatilised tingimused. Esialgsed tulemused on aga tõestanud, et tehnoloogia toimib ja eristab puuliike suurepäraselt.

_{Troopilises vihmametsas Borneol kasvab tuhandeid puuliike, mille tuvastamisel saab abi targaks õpetatud tehnoloogiast. Foto: Jürgen Aosaar I ERAKOGU}

Kasutatav ka mujal

„Liigi tuvastamiseks peab masinõpe hõlmama enamikku aastarõngaid nii lüli- kui maltspuidust,“ selgitab Siimon metoodilisi nüansse. „Meie valimis olid puud vanusega 10–60 aastat ja kõikides vanustes suudab arvuti kaheminutilise analüüsi tulemusel puuliigi tuvastada,“ on uurija rahul.

Selge, et maailma kõikide puuliikide infrapunaspektrite kirjeldamine oleks võimatu, kuid see pole ka eesmärk. „Meie plaan on keskenduda just majanduslikult olulistele puuliikidele,“ rõhutab Siimon. „Selleks on aga vajalik massiivse andmebaasi loomine, mis sisaldaks paljude puuliikide eri piirkondadest pärinevate puidunäidiste infrapunaspektreid aastarõngaste kaupa. Andmebaasides oleva info põhjal saab õpetada masinad puuliike tuvastama.“

Arendatavat metoodikat saab rakendada ka teistes valdkondades. Näiteks arheoloogias aitaks see määrata muistse puidu liike, puidutööstuses aga saaks jälgida termiliselt või keemiliselt töödeldud puidu töötlusastet. „Tehnoloogiat saab kasutada liigi määramiseks ka mädanenud puidu puhul, kui masinat on selleks vastavalt õpetatud,“ lisab Siimon.

Kaido Siimoni teekond maaülikooli on olnud kirju. Tartu Ülikoolis omandas ta doktorikraadi materjaliteaduses, uurides želatiinist valmistatavaid nanokiudmaterjale, mida võiks rakendada meditsiinis nahakahjustustega patsientide ravimisel. Järeldoktorantuur möödus Siimonil aga Indoneesias, kus ta juhendas Myanmari doktorante ja uuris meditsiinis kasutamiseks arendatavaid süsinik-nanoosakesi. Maaülikooli jõudis ta Euroopa Liidu toetatava ja läbi Riigi Tugiteenuste Keskuse rahastatava sektoritevahelise mobiilsuse toetuse (SekMo), et rakendada nüüd oma teadmisi puiduteaduses.