Kirjanpainajan aiheuttamat tuhot yleistyvät myös Suomessa.

Ilmaston lämpeneminen lisää metsätuhoriskejä. Kirjanpainajat uhkaavat kuusikkoja ja aiheuttavat taloudellistakin vahinkoa. Tuhoja ennakoidaan digiteknologioiden avulla.

Kolmivuotinen Multirisk-tutkimus kehittää metsätuhojen kartoitus- ja seurantamenetelmiä sekä hyödyntää tuloksia riskimallinnuksessa ja metsänhoidossa. Tutkimus pureutuu ennen kaikkea kirjanpainajan aiheuttamiin tuhoihin.

”Metsätuhot tarkoittavat hyönteistuhojen lisäksi myrskyn ja lumen aiheuttamia riskejä. Ilmaston lämmetessä hyönteistuhot ovat lisääntyneet, ei vain Suomessa vaan myös Keski-Euroopassa ja etenkin Pohjois-Amerikassa”, kertoo tutkimuksen vastuullinen johtaja, professori Markus Holopainen Helsingin yliopiston metsätieteiden osastolta.

Professori Markus Holopainen johtaa Multirisk-hanketta.

Vaikka Suomessa metsätuhot ovat vielä pieniä ja paikallisia, Pohjois-Amerikassa kyseessä on jo miljoonien hehtaarien suuruiset vahingot. Lisäksi lämpötilan noustessa Keski-Euroopan hyönteistuho-ongelma alkaa levitä kohti pohjoista.

Yhden lämpimän kesän ja pitkän kuivuusjakson aikana Keski-Euroopassa voi tulla jo kaksi sukupolvea kirjanpainajia. Tällöin hyönteisten määrä voi lisääntyä dramaattisesti.

”Hyönteistuhot alkavat olla kuusikoissa jo taloudellisesti iso ongelma. Yhtenä lähtökohtana Multirisk-tutkimukseen oli kirjanpainajaprojekti Helsingin Keskuspuistossa, jossa kartoitettiin kuolleita puita ja havaittiin, kuinka tuho leviää.”

Kaukokartoitusta lentokoneilla, drooneilla ja satelliittikuvauksella

Iso kysymys on ollut, miten tuhoja voidaan kartoittaa ja päästä niiden leviämistä jopa estämään. Käytössä on kaukokartoitusmenetelmiä, apuna ovat lentokoneet ja droonit sekä satelliittikuvaus. Näin saadaan aikaan hyönteistuhokarttoja ja mallinnuksia, joita voidaan hyödyntää metsänhoidossa.

Vetovastuussa olevalla Helsingin yliopistolla sekä Maanmittauslaitoksella ja Itä-Suomen yliopistolla on kullakin oma roolinsa tutkimuksessa.

Tutkimusprofessori Antero Kukko vastaa hankkeesta Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksessa, joka on erikoistunut kehittämään uusia kaukokartoitusmenetelmiä, kuten drooni- ja laserkeilausmittauksia. Professori Heli Peltolan tutkimusryhmä Itä-Suomen yliopistossa puolestaan vastaa siitä, kuinka riskimalleja hyödynnetään metsänhoidossa.

”Monenlaista osaamista tarvitaan. Helsingin yliopiston ryhmä testaa uusien sensorien ja mittalaitteiden toimivuutta metsäsovelluksessa ja tuottaa niiden perusteella tuhokarttoja”, lisää Holopainen.

Kaukokartoitusmenetelmien apuna ovat lentokoneet ja droonit sekä satelliittikuvaus.

Riskimallinnus kertoo tuhojen leviämisestä

Multiriskissä kuolleiden puiden karttoja tehdään ilmakuvilta ja korkearesoluutioisilta satelliittikuvilta. Tutkimuksessa hyödynnetään syväoppimista ja tekoälyä.

”Opetusaineiston perusteella nähdään, miltä kuolleet puut näyttävät satelliitti- tai ilmakuvilla. Sen jälkeen pystytään tuottamaan laajalle alueelle tekoälyn avulla tarkkoja karttoja kohteista.”

Holopaisen mukaan seuraavaksi tarkkaillaan hyönteistuhojen leviämistä ja tehdään mittauksia alueilla, joissa on enemmän kuolleita puita. Tietyt olosuhteet kuten puulaji, puuston ikä, kasvupaikka ja lähistön metsiköt suurentavat leviämisriskiä. Riskimallinnus on jo aloitettu.

Tuhoriskeillä on yhteys myös luonnon ja etenkin hyönteisten monimuotoisuuteen lahopuuston lisääntyessä metsätuhoalueilla. Asia ei kuitenkaan ole yksinkertainen: metsiä hoidettaessa joudutaan tekemään päätöksiä keskenään osin ristiriitaisten tavoitteiden välillä.

”Keskuspuisto on hyvä esimerkki: jos kuolleita puita ei poisteta, leviävät tuhot pikkuhiljaa terveisiinkin puihin. Hiilitaseellekaan ei ole hyväksi, ettei puusto ole tervettä ja kasvavaa. Myös metsäpaloriski kasvaa merkittävästi ja kuolleista puista voi olla vaaraa ulkoilijoille. Metsätuhojen osalta Multirisk-hankkeen tulokset auttavat päätöksenteossa.”

Kehitteillä latvuston sisällä lentävä drooni

Maanmittauslaitoksen vetämä valtakunnallinen laserkeilaushanke on edennyt toiselle kierrokselle. Metsävarojen inventoinnin osalta uudessa menetelmässä laskeudutaan lentokoneesta puutasolle eli keilaus mahdollistaa puiden mittauksen.

”Lisäksi maastossa tapahtuvalla laserkeilauksella voidaan tehdä tarkkoja mittauksia ja saada 3D-tietoa yksittäisistä rungoista ja latvoista. Mobiilikeilauksessa repussa, mönkijässä tai hakkuukoneessa olevasta laitteesta saadaan linkitettyä tarkka mittaustieto esimerkiksi lentokoneesta tai maastolaserkeilauksesta saatuun tietoon.”

Suomen Akatemian Laserkeilauksen huippuyksikössä on kehitteillä drooni, joka lentää latvuston sisällä. Metsätalous hyötyy, jos rungoista saadaan tehtyä puun laatuun ja taloudelliseen arvoon liittyviä mittauksia.

Drooneihin voi asettaa erilaisia sensoreita, kuten laserkeilainta, tavallista kameraa tai hyperspektrikameroita, joilla tuhot näkyvät puun väriarvoissa. Laserkeilaukseenkin voidaan liittää spektritietoa perinteisen yhden aallonpituuden sijaan.

Hyönteistuhot havaittava ennen puiden kuolemaa

Satelliittikuvauksessakin pystytään jo havaitsemaan yksittäisiä puita. Multiriskissä käytetään joko ilmakuvia tai korkearesoluutioisia satelliittikuvia.

”Avoin data luo uusia bisnesmahdollisuuksia, tutkimusryhmäänkin liittyen on tullut startupeja, jotka tekevät mittauksia ja tulkintoja erilaisille tahoille jopa kansainvälisesti.”

Suomen metsäkeskus kerää metsävaratietoa yksityismetsien osalta. Tutkimuksen ansiosta sinne saadaan uutta tietoa kuolleista puista ja tuhoriskeistä tietyillä metsäalueilla.

Riskien hallinta on pääasiassa perustunut hakkuiden ajoittamiseen. Holopaisen mukaan on kuitenkin haastavaa havaita hyönteistuhoja ennen kuin puut ovat kuolleita. ”Jos kuolleiden puiden alue alkaa levitä, seurannalla päästään kiinni tuhon etenemiseen. Silloin on vielä mahdollista tehdä harvennus- tai avohakkuu ja vaikuttaa kehitykseen.”

Myös tuulituhoihin pystytään vaikuttamaan riskimalleilla, kun tiedetään, minkäkokoisissa puissa, millä puulajilla ja kasvupaikalla sekä millaisella ympäristöllä on merkitystä tuhoon. Mallista on hyötyä metsänsuunnittelussa ja -hoidossa.

Suomessa kehitetyt menetelmät kansainvälisille areenoille

Yhteistyötahoille järjestetään seminaareja, joissa demonstroidaan esimerkkialueilla kehitettyjä menetelmiä. ”Demoja lähdetään viemään eri organisaatioihin. Konsultit hyödyntävät tutkimustuloksia ja kehittävät sovelluksia, joita voidaan myydä käytännön toimijoille. Julkaisutuotantokin on tärkeää.”

Metsien terveyden ja kaukokartoituksen apulaisprofessori Samuli Junttila Itä-Suomen yliopistosta on saanut Euroopan tutkimusneuvoston ERC-rahoituksen puukuolleisuustutkimukseen ja on virittelemässä yhteistyökuvion laajentamista Euroopassa ja Amerikassa. Näin Suomessa kehitettyjä menetelmiä saadaan kansainvälisille areenoille.

Tutkimushankkeelle on myönnetty Euroopan unionin elpymisvälinerahoitusta (NextGenerationEU) Suomen Akatemian kautta projektinumerolla 353262.

Teksti: Tarja Västilä
Kuvat: Ville Kankare ja Mostphotos