29.02.2024 Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Kuumalaine mõju metsade süsiniku sidumise võimele sõltub metsa liigilisest koosseisust ja mullast, põuda taluvad paremini männikud.

Eesti Maaülikooli ja Tartu Ülikooli teadlased Alisa Krasnova juhtimisel hindasid kuumalaine mõju männiku, männi-kuuse-kase segametsa, hall-lepiku ja lageraiesmiku süsinikubilansile. Uurijad võrdlesid metsade süsiniku sidumist põuase suvega 2018. aastal ning sellele eelnenud tavapäraste õhutemperatuuride ja sademete hulgaga aastal.

Suurim erinevus 2017. ja 2018. aasta süsiniku sidumise vahel ilmnes segametsas. Kui 2017. aastal oli segametsa puhul tegu süsinikku siduva ökosüsteemiga, siis järgneval, kuumalainega aastal, süsinikku emiteerivaga.

Männikuid olid võrreldes segametsadega põuale vastupidavamad, kuna sealse taimestiku produktsiooni langus võrreldes segametsaga oli kuivaperioodil madalam. Nii oli männik süsinikku siduv mõlemal aastal, kuid põud siiski veidi kahandas seotava süsiniku hulka.

Mulla niiskus määrab

Selliseid tulemusi selgitasid Krasnova ja tema kolleegid puuliigi eripärade ja erinevustega mullatingimustes. Põuastes oludes langes segametsa mulla niiskusesisaldus võrreldes männikuga oluliselt rohkem, vastavalt 45 ja 9 protsenti. Kui männid on kohastunud kasvama just kuival mullal, siis segametsades kasvavad lisaks männile ka kuused ja kased, mis on sellistele muutustele tundlikumad.

Hall-lepikud olid süsinikku siduvad ja sealne süsinikubilanss jäi kuumalaine ajal tavapäraste ilmastikutingimustega võrreldes sarnaseks, kuna langesid nii ökosüsteemi sisenevad kui ka sealt väljuvad vood. Seevastu raiesmikult, mis oli 2017. aastal süsinikku emiteeriv, vähenes järgneval aastal kuumalaine mõjul ökosüsteemi hingamine ja seetõttu tervikuna CO₂ eritumine.

Metsa süsinikubilanss sõltub taimestiku produktsioonil seotud ja ökosüsteemist hingamise teel väljuva süsiniku koguste erinevusest. 2018. aasta suvel tabas Eestit kolmenädalane kuumalaine, mil õhutemperatuurid olid tavapärasest kõrgemad. Sellega kaasnes ka madalam sademete hulk ja mulla niiskusesisaldus.

Kliima tasakaalustab iseend

Kliima soojenedes muutuvad kevaded varasemaks ning soojad sügised pikemaks, mis võimaldab metsadel põuaperioodil vähenenud produktsiooni kompenseerida. Sarnased tulemused ilmnesid ka Krasnova ja tema kolleegide uuritud männikutes ja lepikutes.

Tulemuste saamiseks mõõtsid teadlased taimestiku seotud ning taimestikust ja mullast erituva süsiniku hulka turbulentse kovariatsiooni (ingl k eddy-covariance) meetodil. Selle metoodika puhul mõõdavad metsa võrastiku kohal paiknevad seadmed ümbritsevatest metsadest väljuvate ja sinna sisenevate õhuvoogude CO₂-sisaldust.

Uuritud männikute vanus varieerus vahemikus 60 kuni 268 aastat. Kuivadel liivmuldadel kasvavates puistutes esines mändide all ka kuuse teine rinne. Niiskemal mullal kasvava männi-kuuse-kase segametsade vanus jäi vahemikku 48 kuni 170 aastat, viljakal ja niiskel mullal kasvavad hall-lepikud olid aga ligi 40aastased. Raiesmik oli 2–3 aasta tagune, kuhu olid istutatud kased ja kus vohas rohttaimestik.

---

Uurimus ilmus ajakirjas Agricultural and Forest Meteorology.

Artikkel ilmus 29.02.2024 Maalehe Metsalehes.

Tunnuspilt “RMK Iisaku vaatetornist paistavad metsad silmapiirini. Suurel metsaalal leidub erineva vanuse ja liigilise koosseisuga puistuid.”. Tunnuspildi autor on Jürgen Aosaar.

14.02.2024 Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Keskmiselt ja tugevasti kahjustatud metsades oli 20 aastat peale tormi sammalde liigirohkus suurem, kui metsas, kust puit peale tormi ära koristati. Vähem samblaliike leidus ka tormist kahjustama ja majandamata metsas, selgub Eesti Maaülikooli teadlaste uuringust.

Kristiina Palm-Hellenurm uuris kolleegidega 20 aastat peale tormikahjustust segametsade samblakooslusi. Metsateadlased hindasid tormikahjude tugevuse ja tuulest räsitud metsaalalt puidu koristamise ehk sanitaarraie mõju sammalde liigirohkusele. Võrdluseks kaasasid nad uuringusse tormist mõjutamata sarnaste omadustega vana metsa, kirjutab Eesti Maaülikooli teadur Jürgen Aosaar.

Kokku leidsid Hellenurm-Palm ja tema kaastöötajad kõigilt aladelt 108 sammaltaimede liiki. Metsades, kust tormijärgselt puitu ei koristatud, leidus kaks aastakümmet peale häiringut ligikaudu 85 liiki samblaid. Aladel, kus teostati sanitaarraie või mis jäid tormist puutumata, kasvas samblaliike 60.

Töö läbiviinud teadlased seletavad erinevusi liikide arvukuses mitmekesiste kasvukohtade olemasoluga. Tormijärgselt tekib nii maapinnale kui ka risti-rästi paiknevatele puutüvedele hulgaliselt erilaadseid elupaiku, mis sobivad elutsemiseks erinevatele samblaliikidele. Koristatud aladel aga leidub selliseid elupaiku vähem.

Suurim hulk sammaltaimede liike leiti lagupuidult, kus neid elutses 81. Maapinnal, tuuleheite tekitatud mätastel ja -aukudes ning elusatel puudel elas ligikaudu 50–65 liiki samblaid. Kõikide alade peale tuvastati 11 kõrge kaitseväärtusega liiki. Enam esines neid keskmise tormikahjustusega proovitükkidel, kuid mõningaid leidus ka koristatud aladel.

Katsealad paiknesid endiste Tudu ja Halliku metskonna aladel, mida laastasid tugevad tormid 2001. ja 2002. aastal. Tegemist oli viljakatel mineraalmuldadel kasvavate segametsadega, kus puistu koosseisu kuulusid kuusk, mänd, kask, haab ja teisedki puuliigid. Uurimisaluste metsade vanus oli kõrge, jäädes vahemikku 120–180 aastat.

Kuna mitmed katsealad olid juba varasemast erineva tugevusega kaitse all, ei tohtinud sealt tormijärgselt mahalangenud puutüvesid koristada. Majandatavates metsades paiknevatelt katsealadelt koristati peale tormi surnud puit ja sinna istutati kuused või jäeti need looduslikule uuendusele. Sammalde tuvastamiseks läbiviidud välitööde ajaks olid need noored metsad seega ligikaudu 20 aasta vanused.

Tulemuste põhjal soovitavad Hellenurm-Palm ja tema kaastöötajad jätta osad tormist räsitud metsaosad loomulikule arengule. Sanitaarraie korral võiks aga sammalde kasvutingimuste toetamiseks jätta langile säilikpuid.

Varasemalt uurisid Kristiina Palm-Hellenurm ja tema kolleegid samades metsades tormijärgset alustaimestiku arengut ning tõdesid, et sanitaarraie turgutab alustaimestiku liigirikkust ja kasvu.

---

Teadusagentuuri toetatud uuring ilmus ajakirjas Forest Ecology and Management.

Artikkel ilmus 14.02.2024 Novaatoris.

Tunnuspilt “Tormituulte heidetud puude juurestikud ja kõdunevad tüved sobivad sammalde kasvuks.”

Tunnuspildi autor on Kristiina Hellenurm-Palm.

25.01.2024 Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Täiendav kaitse alla võtmine ja majandamise piiramine Soome metsades vähendab sealsete metsade puidutagavara, võrreldes praegusel viisil metsade majandamise jätkumisega, leidis Minna Räty juhitud Soome teadlasgrupp.

Metsade laienev kaitse intensiivistaks majandamist metsades, mis ei ole kaitse all, et säilitada praegune puiduvoog. See omakorda võib nõrgestada kaitsealuste metsade eeldatavat positiivset ökoloogilist mõju.

Ajakirjas Scandinavian Journal of Forest Research ilmunud uuringus kasutasid Räty ja tema kolleegid Euroopa metsanduse dünaamika mudelit (ingl k European Forestry Dynamics Model, EFDM) ja alusandmetena Soome statistilise metsainventuuri andmestikku. Modelleeriti kolme stsenaariumi: majandamine jätkub praegusel viisil (stsenaariumi nimi ingl k business-as-usual, BAU); võrreldes praegusega kahekordistub Lõuna- ja Kesk-Soomes rangelt kaitstavate metsade pindala, mida majandatakse püsimetsana või looduslähedasemate majandusvõtetega (Double); kogu metsamaa on range kaitse all, kus osa metsa jääb majandamisest välja ja osa majandatakse püsimetsana või looduslähedasemate majandusvõtetega (All).

Kõiki kolme stsenaariumit mudeldasid Räty ja tema kaastöötajad kahe erineva raiemahu juures. Esiteks – aastane raiemaht jääb praegusele tasemele ehk 72 miljonit tihumeetrit. Teiseks – metsi raiutakse maksimaalses jätkusuutlikus mahus, mida töö autorid defineerisid kui raiemahtu, mida saab Soome metsadest järgneva 100 aasta jooksul pidevalt raiuda.

Mudeliga hinnati metsade puidutagavara, vanuselise struktuuri, raiemahu ja -pindala, surnud puidu koguse ning mustika ja pohla saagikuse muutust eri stsenaariumide korral 100 aastat ette. Artiklis on toodud tulemused aastani 2051. Seejuures ei arvestatud mudelites metsa kasvukiiruse muutuse ega võimalike häiringutega. Marjade saagikuse muutusi modelleeriti vaid mineraalmuldadel kasvavates metsades.

Praegune raiemaht

Praegune raiemaht Soome metsades on 72 miljonit tihumeetrit aastas, millest natuke alla poole moodustavad saepalgid. Nendest algtasemetest lähtusid kõik stsenaariumid. BAU ja Double’i stsenaariumide korral oli võimalik praeguseid raiemahte ja ka saepalgi osakaalu säilitada. Seejuures BAU ja Double’i stsenaariumide puhul raiutava metsa pindala väheneks, ehk sama kogus puitu varutaks väiksemalt pindalalt.

Soovides jätkata puidu varumist praegusega sarnases mahus, väheneks stsenaariumi All korral saepalkide maht. Seejuures suureneks pindala, kus raieid teostatakse, kaks korda. Metsatagavara 2051. aastaks BAU stsenaariumi korral tõuseb, Double’i korral jääb sarnaseks, kuid All’i korral langeb praegusega võrreldes ligi poole.

Metsade vanus praegusega võrreldes BAU korral tõuseks, Double’i korral suureneks veidi noorte metsade osakaal, kuid All’i korral oleks 2051. aastaks enamik Soome metsi alla 30aastased. Metsades olev surnud puidu kogus, mis praegu on veidi üle nelja tihumeetri hektari kohta, suureneks tänasega võrreldes kõikide stsenaariumide korral. Tõus oleks BAU korral tagasihoidlik, kuid suurim All’i puhul. Mustikate saagikus BAU korral tõuseks, kuid All’i korral langeks, pohlade puhul oleks muutused vastupidised.

Jätkusuutlik raiemaht

BAU ja Double’i stsenaariumide korral oleks maksimaalne jätkusuutlik raiemaht järgnevate kümnendite jooksul ligikaudu 80 miljonit tihumeetrit aastas. Stsenaariumi All korral oleks vastav number aga 56 miljonit tihumeetrit aastas. Metsatagavara oleks kõikide stsenaariumide puhul 2051. aastaks praegusega sarnane.

Double’i ja All’i korral tõuseks aastaks 2051 kaitstavate metsade pindala ja ühes sellega metsade vanus. Surnud puidu maht BAU korral jääks sarnaseks, All’i korral oleks tõus kahe ja poole kordne, jõudes tasemeni 11 tihumeetrit hektarile. Mustikate saagikus jääks BAU korral samasse suurusjärku, kuid All’i korral tõuseks, samas pohlade puhul oleks pilt vastupidine.

Euroopa Liidu metsastrateegia aastani 2030 rõhutab metsade jätkusuutlikku kasutamist, mis ühelt poolt toetaks biomajanduse arengut, kuid teiselt poolt kindlustaks metsaökosüsteemi teenuste olemasolu. Samas näeb Euroopa Liidu 2030. aasta bioloogilise mitmekesisuse strateegia ette, et Euroopa Liidu maismaa ja mere pindalast oleks tulevikus kaitse all 30 protsenti, sellest üks kolmandik range kaitsega. See tähendab looduslähedasemate metsamajandusvõtete rakendamist ja ka metsade majandamisest välja viimist.

Räty ja tema kaasautorid tõdevad, et Soomes oleks praeguse raiemahu säilitamine ja Euroopa Liidu 2030. aasta bioloogilise mitmekesisuse strateegia eesmärkide saavutamine võimalik. Samas ei pea nad tõenäoliseks raiemahtude vähendamist, kuna puiduvajadus pigem suureneb. Seega on raiemahtude suurenemine biomajanduse arendamiseks konfliktis metsade kaitsmisega.

2019. aasta Soome Loodusressursside Instituudi andmetel oli Soomes kaitse all ligi 13 protsenti metsadest, millest enamik paikneb riigi põhjaosas. Kesk- ja Lõuna-Soomes oli siis kaitse all vastavalt 6,4 ja 3,5 protsenti metsadest.

Eesmärgi saavutamiseks on vajalik täiendavate alade kaitse alla võtmine. Metsarikastes riikides kuuluks täiendava kaitse alla võtmiseks peamiselt metsad. Kuna metsandus on Soome riigile majanduslikult väga oluline, mõjutab elurikkuse eesmärkide saavutamine tervet ühiskonda.

Nende konfliktide tõttu on vaja leida viis Euroopa Liidu poliitikate pikaajalise mõju hindamiseks puidutootmisele, bioloogilisele mitmekesisusele ja ökosüsteemi teenustele. Meetod peaks olema rakendatav eri riikides.

---

Artikkel ilmus 25.01.2024 Maalehes.

Tunnuspildil on kujutatud noore metsa hõredamaks raiumist ehk harvendusraiet, mis on tavapärane majandusvõte nii Soome kui ka Eesti metsades. Foto pärineb erakogust.

24.01.2024 Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Noored okaspuumetsad muutuvad süsiniku sidujaks umbes kümme aastat peale vana metsa raiet või looduslikku hävimist ning õiged majandamisvõtted aitavad metsa tootlikkust ja süsiniku sidumist parandada, selgub hiljutisest teadustööst.

Rootsi uurijad Achim Grelle juhtimisel tegid mõõtmisi Rootsi lõunaosas paiknevas kolmes kuusikus, ühes lehise- ja ühes männipuistus. Vaatluse alla võetud kuusikud ja lehisepuistu istutati aladele, kus 2005. aasta jaanuari orkaan Gudrun metsa hävitas. Männik istutati aga vana kuusiku raiumise järgselt tekkinud langile. Ühel kuusealal juuriti enne istutamist 80 protsenti vanade puude kändudest bioenergia tootmiseks, teist kuusikut väetati lämmastik- ja fosforväetistega, kirjutab Eesti Maaülikooli teadur Jürgen Aosaar.

Metsaökosüsteemide süsinikusidujaks muutumise aeg sõltus puuliigist, kasvukoha tootlikkusest ja metsa majandamisest. Kõige kiiremini muutusid süsinikku siduvateks kuusikud, peale orkaani võttis see aega kaheksa-üheksa aastat. Lehisepuistus oli vastav ajavahemik kümme ja männikus 13 aastat. Mainitud ajaperioodid moodustavad umbes 15 protsenti nende puuliikide puistute raieringist.

Väikseim oli süsiniku eraldumine kuusikus, kust juuriti kännud. Mullast eemaldati nimelt enamik juurestikke, mis oleksid lagunedes süsinikku õhku paisanud. Võrreldes kahte kuusikut, kus kände ei juuritud, oli mõõtmiste alguses suurem süsiniku sidumine väetamata puistus. Autorid põhjendasid seda aasta varem istutatud puude kiirema kasvuga. Kolmandal mõõtmisaastal ületas aga väetatud kuusiku süsiniku sidumine väetamata kuusiku oma, mille põhjusena tõid autorid välja just väetamise.

Kui kuusikud ja lehisepuistu asusid ühes piirkonnas, siis männik nendest põhjapool, kus on veidi lühem kasvuperiood ja madalam mullaviljakus. Seda pidas Grelle oma kaastöötajatega ka põhjuseks, miks männik oli teistest uuritud metsadest kauem süsiniku emiteeriv ökosüsteem.

Töö tulemused näitasid, et majandatavad metsad on süsinikku eraldavad ökosüsteemid küllaltki lühikese perioodi kogu tavapärasest raieringist. Grelle ja tema kolleegid järeldasid, et puistu süsinikusidumise võime määrab peamiselt selle tootlikkus ehk puude kasvukiirus ja vähem puistust eralduva süsiniku hulk.

Aega, mil puistust eraldub süsinikku rohkem, kui seda seotakse, saab lühendada metsa majandamisega. Autorite sõnul saaks puistute tootlikkust tõsta parandatud pärilikkusega istutusmaterjali kasutamise, istutamise eel maapinna mineraliseerimise ja väetamisega.

Grelle ja kaasautorid arutlesid ka metsade süsiniku sidumise võime hindamise üle erinevatel tasanditel. Kui üksikpuistu tasandil pole võimalik raiete tõttu tagada pidevat puiduvoogu ja süsiniku sidumist, on see võimalik siiski suurema metsapiirkonna üleselt. Kui kuskil metsaosas toimub metsaraie ja alalt hakkab eralduma süsinikku, siis teises metsaosas toimub süsinikusidumine, mis tasakaalustab süsinikukao ja nii edasi. Metsade süsiniku sidumise hindamiseks maastiku tasandil peab selgitama üksikpuistute süsiniku sidumise võimet.

Metsa süsinikusidumise võimet hindasid Grelle ja tema kolleegid noortes okasmetsades turbulentse kovariatsiooni (i.k eddy-covariance) meetodil. See kujutab endast mõõtesüsteemi, mille masti otsas olevad andurid mõõdavad pidevalt metsa ja atmosfääri vahel liikuva õhuvoo CO₂ sisaldust. Nii on võimalik hinnata metsaökosüsteemist väljuvat ja sinna sisenevat ehk taimede poolt seotava süsiniku hulka. Kui mets seob süsinikku rohkem, kui sealt atmosfääri väljub, ongi tegemist süsinikku siduva ökosüsteemiga ja vastupidi.

Kõigil aladel mineraliseeriti enne istutamist maapinda ehk istutus- ja hooldustööde hõlbustamiseks tõmmati metsaadraga maapinnale vaod. Kuusikutes ja lehisepuistus tehti valgustusraie. Kõik uuritud puistud kasvasid sarnasel mullal: parasniisketel liivastel moreenidel, mida kattis õhuke turbakiht.

---

Artikkel ilmus ajakirjas Agricultural and Forest Meteorology.

Artikkel ilmus 24.01.2024 Novaatoris.

Tunnuspildi pealkiri “Noorte kuuskede korralik kõrguskasv annab tunnistust puude heast seisundist. Siin areneb kõrge tootlikkusega ja tõhusalt süsinikku siduv kuusik”.

Tunnuspildi autor on Jürgen Aosaar.

19.12.2023 Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Rootsi uuringu kohaselt suurenes kraavide sulgemise järgselt vee toitainete sisaldus ja metsaökosüsteemi kasvuhoonegaaside heitmete hulk. Kraavide puhastamise järel võis näha aga vastupidist.

Rootsi Põllumajandusülikooli teadlased Hjalmar Laudoni eestvedamisel uurisid kraavide sulgemise ja nende puhastamise lühiajalist mõju vee tasemele mullas, mullavee ja aladelt väljuvate kraavide vee kvaliteedile ning metsa süsiniku sidumisele. Võrdluseks kasutasid nad samal alal olevaid kraave, mida ei suletud ega puhastatud, kirjutab Eesti Maaülikooli teadur Jürgen Aosaar.

Oodatud tulemusena tõusis peale kraavide sulgemist mullas veetase ja kraavide puhastamise järgselt see langes. Võrreldes aladega, kus kraavid jäeti puutumata, kasvas peale kraavide sulgemist vees lahustunud orgaanilise süsiniku, lämmastiku, fosfori ja elavhõbeda sisaldus. Peale kraavide puhastamist samad näitajad aga langesid.

Muutused vee toitainete sisalduses olid statistiliselt usaldusväärsed. Samas peab silmas pidama, et need näitavad lühiajalisi mõjusid ja pikemaajaliste suundumuste jaoks tuleb vaatlusi jätkata. Vees oleva hõljumi hulka kraavide sulgemine ega puhastamine ei muutnud.

Laudon ja tema kolleegid said ka teada, et kuivendatud alad olid süsinikdioksiidi ja metaani sidujad. Alad, kus kraavid suleti, muutusid aga järgmisel aastal nimetatud kasvuhoonegaaside heitjateks. Siiski toonitavad töö autorid, et sellised muutused võivad olla lühiajalised ja mõne aasta möödudes võib olukord pöörduda. Tulemusi võis ka mõjutada asjaolu, et aladel, kus kraavid suleti ja puhastati, tehti lageraie, mille järel hakkasid mullas olevad puujuurestikud lagunema.

Rootsi metsadesse on kaevatud ligikaudu miljoni kilomeetri jagu kraave, mille edasisel majandamisel tuleb töörühma sõnul rakendada terviklikku lähenemist. Laudon ja tema kolleegid märgivad, et olemasoleva olukorra muutmisel ehk kraavide sulgemisel ja piirkonna hüdroloogilise seisundi muutmisel, peab meeles pidama kuivendussüsteemi kunagise rajamise põhjust. Seda tehti mullast liigvee ärajuhtimiseks ja metsade kasvu parandamiseks.

Enne suure mõjuga majandamisotsuste ehk kraavide sulgemist on vaja teadlaste sõnul seetõttu koguda selle kohta senisest rohkem teadmisi. Praegu on teadmatust selles teemas palju, möönavad Laudon ja tema kaaslased.

Kuna uurimisalal tehti mõõtmisi vaid aasta jooksul pärast kraavide sulgemist ja puhastamist, peegeldavad käesolevad tulemused tööde lühiajalisi mõjusid. Pikemaajaliste mõjude mõistmiseks peab alasid edasi jälgima. Samuti sedastavad töö autorid, et pikaajaliselt kuivendatud aladel võivad ökosüsteemid olla muutunud sedavõrd, et nende tagasipööramine kunagise seisundini on võimatu.

Hjalmar Laudoni juhitud teadlasrühm viis uuringu läbi Trollbergeti katsealal, mis asub Rootsi põhjapoolses osas Umeå linna lähistel. Uuritavas piirkonnas rajati kraavid eelmise sajandi alguses ja 1930. aastatel.

Uuritud piirkonnas leidub nii toitainetevaeseid lagerabasid kui ka kuusikuid ja männikuid, mis kasvavad leet-, leede- ning turvasmuldadel. Piirkonna kraavide sügavus oli keskmiselt pool meetrit ja laius ülemises osas ligi üks meeter. Kraave täideti kohapealt võetud turba ja samalt alalt raiutud puudega.

---

Uuring ilmus ajakirjas Scientific Reports.

Artikkel ilmus 19.12.2023 Novaatoris.

Tunnuspildil on kujutatud sood, kus mulda (turvast) pole kuivendatud.

Tunnuspildi autor on Jürgen Aosaar.

14.12.2023 Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Mineraalmullal kasvav noor kaasik jäi aasta pärast valgustusraiet süsiniku sidujaks, soomullal muutus aga süsiniku heitjaks.

Valgustusraie on metsa kasvatamisel ülioluline võte – pikaajaline positiivne mõju puude kasvule ja puistu kvaliteedile on ilmne.

Lühiajaliselt mõjutas valgustusraie mineraalmullal ja soomullal kasvavate kaasikute süsinikusidumise võimet eri suundades, näitas värskelt Jürgen Aosaare esiautorluses avaldatud Eesti Maaülikooli metsateadlaste uurimus.

Järgmisel aastal pärast valgustusraiet olid jänesekapsa kasvukohatüübi arukaasikud süsiniku sidujad. Seevastu hõredamaks raiutud sookaasikutest, mis kasvasid kuivendatud soomuldadel, väljus samal perioodil rohkem süsinikku, kui sinna seoti.

Valgus hoogustas kasvu

Mõlemas nimetatud kasvukohatüübis kasvavad läbiraiumata noored kaasikud olid süsinikku siduvad ökosüsteemid.

Mis on valgustusraie?

Valgustusraie on üks hooldusraie liike, mida tehakse noortes puistutes eesmärgiga reguleerida puistu tihedust, liigilist koosseisu ja anda kasvueelis kvaliteetsemate omadustega puudele.

Kuna valgustusraiel eemaldati puistust suur osa puid, langes raiele järgneval aastal ka puudesse seotud süsiniku kogus. Pärast hõredamaks raiumist jõudis puistutes maapinnale senisest rohkem valgust, mis hoogustas alustaimestiku kasvu. Samuti hakkasid värsked kännud hoogsalt kasvatama võsusid.

Nii alustaimestiku kui kännuvõsude kasvu käigus seotud süsiniku kogust arvestatakse puistu süsinikubilansi koostamisel. Samuti hinnati süsinikubilansi koostamiseks puude ja alustaimestiku juurtesse seotava süsiniku hulka.

Süsinik väljub metsaökosüsteemist peamiselt mulla orgaanilise aine lagunemisel erituva CO₂na, mida nimetatakse heterotroofseks mullahingamiseks. Nimetatud voog oli ka koostatud süsinikubilanssides hinnatutest suurim. Sookaasiku muutumine süsinikku eritavaks ökosüsteemiks oligi peamiselt põhjustatud suurest mullahingamise voost.

Uuringu tulemuste puhul peab meeles pidama, et need näitasid puistute süsinikuringe lühiajalist reaktsiooni raiele. Kuigi raiejärgsel aastal oli uuritud sookaasik süsiniku emiteerija, ei tohiks majandusmetsas valgustusraiet tegemata jätta. Neli aastat pärast valgustust on puistutes selgelt näha, kuidas läbiraiumata alal kasvab palju väikese diameetriga puid, mille rohelisi lehti kandev elusvõra on viletsate valgustingimuste tõttu väga lühike.

Hooldada on vaja

See aga tähendab, et puude fotosünteesiv ja biomassi tootev lehtede pind on väike, pärssides puude kasvu, puistu tootlikkust ja selle kaudu ka süsiniku sidumist. Seetõttu saab hooldamata puistutest vähem kvaliteetset puitu. Puidu hea kvaliteet on aga eelduseks, et saaksime sellest valmistada pikaajalisi puittooteid.

Valgustatud aladel on puude jämedus- ja kõrguskasv hoogne ning puud on vitaalsed ja hea kvaliteediga. Nii võib varasemate sarnaste uurimuste põhjal arvata, et raiest mõne aasta möödudes muutusid süsinikku emiteerivad noored puistud süsinikku siduvateks.

Aosaare ja tema kolleegide uuringus selgitati muutusi noorte kaasikute süsinikuringes erineva intensiivsusega valgustusraie korral sellele järgneval aastal. Katsealadeks valiti jänesekapsa kasvukohatüübis kasvav kuueaastane arukaasik ja jänesekapsa kõdusoo kasvukohatüübis kasvav 12aastane sookaasik. Mõlemasse puistusse rajati katsevariandid, kus pärast raiet jäi kasvama 1500 ja 2500 puud hektarile, üks osa katsealast jäeti puutumata ehk kontrollalaks.

Kuidas mõõdetakse?

Et selgitada metsaökosüsteemi süsiniku sidumise ja emissiooni vahekorda ehk koostada metsa süsinikubilanss, peab hindama puude ja alustaimestiku maapealse ja maa-aluse biomassi produktsiooni.

Oluline komponent metsa süsinikubilansis on ka mullahingamine, mida mõõdetakse spetsiaalsete aparaatidega, üks selliseid on fotol nähtav CIRAS-2. Kõikide bilansi komponentide hindamiseks on oma metoodiline võttestik, mis nõuab ohtralt väli- ja laboritöid.

Taimede kasvu käigus seotud süsinik läheb bilansis siduvale poolele, mullast väljuv CO₂ aga emissiooni poolele. Kui metsa sisenev süsinikuvoog ületab sealt väljuvat, ongi tegu süsinikku siduva metsaökosüsteemiga.

---

Artikkel ilmus ajakirjas European Journal of Forest Research. Uurimust rahastas Keskkonnainvesteeringute Keskus.

Artikkel ilmus 14.12.2023 Metsalehes.

Tunnuspildil on kujutatud kuivendatud turvasmullal, jänesekapsa kõdusoo kasvukohatüübis kasvavat 16-aastast sookaasikut. Vasakul pildil on valgustusraie läbinud prooviala. Paremal on võrdlusala, kus raiet ei tehtud. Parempoolsek kaadril aparaat mullast väljuva CO2 voo mõõtmiseks.

Tunnuspildi autor on Jürgen Aosaar.

29.11.2023 Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Värske uuring tõestab erinevusi arukase ja sookase biomassi jagunemises puu eri osade vahel. Arukaasikutes on suurem tüvemassi, sookaasikutes okste, lehtede ja juurte osakaal. Tüvepuidu tihedus kahel võrreldud kaseliigil ei erine.

Eestis levivast neljast kaseliigist kasvavad suureks puuks ning moodustavad puistuid kaks – arukask ja sookask. Eesti Maaülikooli metsateadlaste avaldatud uuring nooremteadur Mikko Buhti esiautorluses näitab, et kahel kaseliigil jaguneb biomass puu eri osadesse erinevalt.

Puu maapealsest biomassist moodustab arukaskedel tüvi keskmiselt 89% ja sookaskedel 84%. Vahe ei pruugi tunduda küll suur, kuid statistiliselt on erinevus usaldusväärne. Tüvest omakorda moodustab puit mõlemal kaseliigil keskmiselt 86%, ülejäänu massist on koor. Okste ja lehtede osakaal maapealsest biomassist on sookaskedel veidi suurem kui arukaskedel.

Kuigi inimestele enamasti raskesti hoomatav, paikneb märkimisväärne osa puust maa all. Erineva jämedusega juurte ülesanne on puu püsti hoidmine ja toitainetega varustamine. Buhti ja tema kaastöötajate uuring näitas, et sookased suunavad maa alla suhteliselt suurema osa biomassi kui arukased. Nii paikneb sookaskedel maa all ilma lehtedeta maapealsest biomassist keskmiselt 43% ning arukaskedel 29%. Loodud biomassi mudelite praktilist rakendamist hõlbustab teadmine, et kaskede maapealse ja maa-aluse biomassi kogus on väga tugevas seoses puu rinnasdiameetriga.

Uuringust selgus ka aru- ja sookase tüvepuidu tiheduse sarnasus, mis keskmiselt on 573 kilogrammi kuupmeetri kuiva puidu kohta. Mõõtmised näitasid tüvepuidu kõrgemat tihedust tüve alaosas, võrreldes tüve ülaosaga. Samuti on kaskede tüvepuit veidi tihedam vanemates puudes, erinedes nii näiteks leppadest ja haabadest.

Kaasaegsed kodumaistel andmetel põhinevad mudelid võimaldavad hinnata puude biomassi ning selles seotud süsinikku senisest täpsemalt. Kuna kaasikud moodustavad ligi kolmandiku meie metsade pindalast, omavad tulemused suurt praktilist väärtust.

Andmete kogumiseks langetati kokku 117 kase mudelpuud, mille vanused jäid vahemikku 11–91 aastat ja rinnasdiameetrid vahemikku 3–41 sentimeetrit.

Projekti suurim proovikivi oli puude juurestike maa seest välja saamine. Seda tehti survevee, vintside, labidate, mootorsaagide ja hea meeskonna tööna. Kogu töö juures pidi hoolega jälgima, et juured jääksid terveks ning et kogu puu juurekava saaks maa seest kätte. Suure töömahukuse tõttu napib metsade maa-aluse biomassi uuringuid. Samas on need vajalikud, et oskaksime adekvaatselt hinnata puude juurestike massi ja selles peituvat süsiniku kogust.

---

Uuring ilmus ajakirjas Scandinavian Journal of Forest Research, uuringut rahastas Keskkonnaagentuur.

Tunnuspildil allkiri: Projektis uuriti lisaks kaskedele ka mändide ja kuuskede biomassi. Artikli esiautor suure männi juurestikku mootorsaega väiksemateks osadeks lõikamas. Taamal ülejäänud töörühm teise puu juurestiku jämedamaid juuri kaalumas.

Tunnuspildi autor: Jürgen Aosaar

Artikkel ilmus 29.11.2023 Metsalehes.

13.11.2023 Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Senini puudub teaduslik alus nn emapuu teooriale, mis kinnitaks toitainete kandumist läbi seenjuure vanadelt noortele puudele, selgub hiljutisest ülevaateartiklist. Nimetatud teooriat ei kinnita ka metsas silmaga nähtav puude loodusliku uuenemise kulg.

Viimastel aastatel levib maailmas nn emapuu teooria, mille kohaselt edastavad suuremad puud väiksematele ühise seenjuure ehk mükoriisa võrgustiku (i.k. common mycorrhizal network, CMN) kaudu süsinikku ja lämmastikku, kirjutab Eesti Maaülikooli metsakasvatuse vanemteadur Jürgen Aosaar.

Rühm erinevate Euroopa ülikoolide teadlasi Rootsi Põllumajandusteaduste Ülikoolis töötava Nils Henrikssoni juhtimisel leiab, et emapuu teooria ei pea paika, kuna seda pole teaduslikult piisavalt tõestatud. Samuti on looduses tavapärane väikeste puude kesine kasv suuremate puude läheduses, mis räägib emapuu teooriale risti vastu.

Üldise ökoloogilise teadmise kohaselt toimub metsas puude vahel pidev konkurents, mille käigus võistlevad organismid omavahel valguse, mulla toitainete ja vee pärast. Konkurentsis alla jäävad puud surevad ja nii jääbki metsa vananedes puude hulk seal üha väiksemaks. Samuti on üldteada, et puu juured ja seeneniidistik moodustuvad mükoriisa, mis aitab puul hankida mullast toitaineid ning vastutasuks varustab puu seent süsinikuga.

Emapuu teooria kohaselt annavad suuremad ja vanemad puud väikestele puudele läbi neid ühendava mükoriisa süsinikku ja lämmastiku. See peaks soosima oma elutee alguses olevate puukeste ellujäämist ja kasvu. Siiski leiab Henriksson oma kaaslastega, et teooriat kinnitavaid teadustulemusi napib.

Vastavate teadusuuringute tegemist takistavad mitmed metoodilised keerukused. On küll selgeks tehtud, et mingi kogus süsinikku ja lämmastikku võib ühelt puult teisele kanduda, kuid samas pole selge, kuidas see täpselt sinna jõuab, kuna lisaks mükoriisa vahendusele on selleks muidki viise. Pealegi on taimede vahel liikuvad süsiniku ja lämmastiku kogused väga väikesed ja seega panus puude elutegevusse tühine. Lisaks möönab Henriksson koos kolleegidega, et seene jaoks ei ole toitainete vahendaja roll kuidagi kasulik.

Lisaks keerukatele teadusuuringutele leidub emapuu teooria kontrollimiseks lihtsam viis. Tuleb vaid minna metsa ja vaadelda suurte puude all kasvavate väiksemate puude käekäiku. Kui emapuu teooria oleks tõene, võiks ju suurte puude läheduses olla väikeste puude arv suur ja nende kasv lopsakas, kuid looduses näeme enamasti vastupidist.

Tavapärane on vaatepilt, kus just suurte puude ümbruses kasvab noori puid vähem kui vanast puust kaugemal. Samuti kasvavad noored puud ja muu taimestik suure puu läheduses sageli kiduramalt. Samasugune pilt avaneb vana metsa servas, kus noorte puudeta ala võib olla mitu meetrit. Suuremate puude all on noorte puude ehk metsauuenduse kasvamasaamine üks metsakasvatajate suuremaid väljakutseid.

---

Artikkel avaldati ajakirjas New Phytologist.

Artikkel ilmus 13.11.2023 Novaatoris.

Tunnuspildil on kujutatud, kuidas viljakast mullat hoolimata kasvab noori kaski vana puu juurestiku piirkonnas väga vähe. Puust kaugemalt rõõmustab silma tihe heleroheline noor kaasik. Foto: Jürgen Aosaar

26.10.2023 Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Mädanik ei pruugi lihtsalt puud vaadates silma hakata. Tüves peituvat seenhaigust aitab avastada helitomograaf.

Puu visuaalsel hindamisel võib mädanik jääda tuvastatama, kuna välised tunnused on tihti raskesti märgatavad või puuduvad. Eesti Maaülikooli metsateadlased leidsid Toomas Tarmu eestvedamisel avaldatud uuringus, et helitomograafiga saab mädanikuga puud tuvastada, kui mädanik on tekitanud puidus piisavad struktuurilised muutused. Paraku ei võimalda helitomograaf avastada varajases arengufaasis olevat mädanikku, kuna puu sisemine struktuur pole muutunud.

Tarmu ja tema kolleegid viisid uuringu läbi enam kui 70aastastes viljakal mullal kasvavates majandatud kuusikutes, kus vaadeldi 50 puud. Uuringualadeks valiti kaks ulatusliku põdrakahjustuse tõttu sanitaarlageraiesse määratud puistut.

Võrreldi kolme asja

Uuring koosnes kolmest etapist, mille käigus hinnati mädaniku esinemist samades puudes. Esmalt hindasid maaülikooli metsateadlased mädaniku olemasolu puudes mädaniku välisindikaatorite põhjal – vaigujooks tüvel, tüvelõhed, seente viljakehad jne.

Teise sammuna kontrollisid nad eelnevalt hinnatud puid PiCUS 3 helitomograafiga. Tomograafiga mõõtmised tehti 30 sentimeetri kõrguselt maapinnast, kuna see oli ligikaudne lõiketase tulevases raies.

Viimases etapis hindasid Tarmu ja tema kaastöötajad mädaniku levikut puude kändudelt. See võimaldas võrrelda kändudelt avanenud pilti helitomograafi tulemustega.

Viiekümnest puust tunnistasid uurijad visuaalsel vaatlusel terveks 23, ülejäänutel leidsid nad erinevaid kahjustusi. Helitomograafi uuring tunnistas terveks 38 puud, kändude vaatlusel selgus aga, et mädanikuta puid oli vaid 26.

Statistiliste testide alusel leidsid Tarmu ja tema kolleegid, et tomogrammi alusel tugevalt mädaks hinnatud proovipuu ja tugevalt lagunenud proovipuu kännu vahel on usaldusväärne seos. Kuid statistilist seost ei ilmnenud mädaniku visuaalse hindamise ja kännult hindamise vahel. Samuti ei suuda tomograaf tuvastada varajases staadiumis olevat mädanikku.

Helitomograaf on seade, mis võimaldab tüves olevat mädanikku tuvastada ilma puud olulisel määral kahjustamata. Puu ümber kinnitatakse sensorid, mis võtavad vastu elektroonilise haamri tekitatud helilaineid. Seade hindab igast mõõtepunktist tekitatud helilainete jõudmise aega läbi tüve kõikidesse järgnevatesse mõõtmispunktidesse.

Välimus on petlik

Tulemus ehk tomogramm saadakse heli läbivusaja mõõtmisel, mis oleneb puidus olevatest takistusest ja sisemise struktuuri iseärasuste tekitatud muutustest. Saadud pildi abil saab hinnata puus oleva mädaniku või õõnsuse ulatust.

Uurimuse esiautor Toomas Tarmu nendib, et välisel vaatlusel võivad kasvavad kuused tunduda igati terved, kuid sageli võivad ka sellised puud olla juba seenhaigustest kahjustatud. Samas aga põdrakahjustusest tugevalt räsitud puud olla mädanikust puutumata.

„Tomograaf on küll hea tööriist, kuid alles arengu algusfaasis olevat mädanikku hästi ei tuvasta, kuna mädanik pole oluliselt muutnud puidu füüsikalisi omadusi,“ tõdeb Tarmu. „Uuringuid tomograafi rakendamiseks jätkame kindlasti,“ lisab ta.

Peamine kuusikuid kahjustav seenpatogeen nii meil kui mujal Euroopas on juurepess (Heterobasidion sp.). Nagu nimigi ütleb, nakatab juurepess puud juurte kaudu ning aastate jooksul levib mööda tüve ülespoole. Kogenud silmal on juurepessu kahjustust kännult küllalt lihtne tuvastada, kuna seen muudab puidu värvi äratuntavalt tumedamaks.

---

Uurimus ilmus ajakirjas Forests. Uurimust rahastasid Keskkonnainvesteeringute Keskus ja Eesti Maaülikool.

Artikkel ilmus 26.10.2023 Maalehes.

Tunnuspildi autor on Toomas Tarmu.

25.10.2023 Jürgen Aosaar (Eesti Maaülikool)

Kasvavas puus arenev mädanik vähendab puidu tihedust, mis kahandab omakorda seotud süsiniku hulka. Samas suureneb mädaniku arenedes puidu lämmastiku sisaldus.

Mädaniku algstaadiumis, mil kõdunemisprotsessist annab tunnistust vaid muutunud puidu värvus, on taoline puit umbes sama tihe kui terve puit. Kaugelearenenud mädanikuga puidu tihedus on vaid muutunud värvusega puidust ligikaudu 25–40 protsenti madalam. Vastupidiselt süsinikule hakkab lämmastiku sisaldus koos mädaniku arenguga puidus aga hoopis tõusma, leidsid Läti riikliku metsauurimisinstituudi Silava teadlased Jānis Liepinši juhitud uuringus.

Läti metsateadlaste uuring annab uusi teadmisi mädaniku mõjust Eestiski tavaliste lehtpuude puidu tihedusele ning nende süsiniku ja lämmastiku sisaldusele, kirjutab Eesti Maaülikooli metsakasvatuse vanemteadur Jürgen Aosaar.

Liepinš uuris oma kaastöötajatega erineva viljakuse ja niiskusega muldadel kasvavaid küpseid ja üleseisnud lehtpuupuistusid. Uuritud kaasikute, haavikute, sanglepikute ja hall-lepikutevanus varieerus puuliigiti, sõltudes iga liigi bioloogilisest elueast. Nii jäi uurimusse kaasatud kaasikute, haavikute ja sanglepikute ligikaudne vanus vahemikku 65–120 ning hall-lepikutes 37–70 aastat.

Maapinnal lebavas puidus suureneb lämmastiku sisaldus lagundavate seente ja bakterite elutegevuse tagajärjel, kes ammutavad lisanduva lämmastiku mullast. Kasvavates puudes puudub mädanikukoldel mullaga otsene kokkupuude. Liepinš ja kaasautorid möönsid, et lämmastiku sisalduse kasvu põhjused kasvava puu puidus vajavad veel selgitamist.

Metsast lõigatud puidu edasise töötlemise seisukohast on oluline selle kvaliteet. Majandusmetsades tekitab mädanik puudes seetõttu majanduskahju. Mädaniku kahjustatud puit on madalama väärtusega ja sobib enamasti vaid kütteks. Nii jääb metsaomanikul saamata otsene rahaline tulu ja ühiskonnal kvaliteetne tooraine puittoodete valmistamiseks. Lisaks eritub kõduprotsessi käigus puudest süsinikku juba nende kasvu ajal, mis võib vähendada metsaökosüsteemi süsinikusidumise võimet.

Välisel vaatlusel ei pruugi mädaniku olemasolu puutüves märgata. Uuritavates puistutes valisid Läti metsauurijad resistograafiga puurimise abil välja puud, mille puidus ilmnesid juba mädaniku tundemärgid. Tüvelt lõigatud ketastelt eraldasid nad puidu omaduste uurimiseks väiksemad katsekehad ja jagasid mädaniku arengufaasi põhjal kaheks – muutunud värvusega või juba selgelt väljakujunenud mädanikuga katsekehadeks.

Uudsed andmed on olulised kasvava metsa biomassi ja selles sisalduva süsiniku koguse täpsemaks hindamiseks. Paraku napib praeguse ajani andmeid, mis võimaldaks arvestada puude biomassi ja sellesse seotud süsiniku koguse hindamisel mädaniku mõjuga. See võib aga viia puudes oleva süsiniku tagavara ülehinnanguni.

---

Uuring ilmus ajakirjas Silva Fennica.

Artikkel ilmus 25.10.2023 Novaatoris.

Tunnuspildil on kujutatud, kuidas väliselt tervete sanglepa nottide otstest paistab selgelt mädaniku levik. Sellise puidu majanduslik väärtus peitub peamiselt tubade soojakskütmises. Foto autor on Jürgen Aosaar.