Männyn sydänpuun muodostuminen ja mallintaminen

Männylle (Pinus sylvestris L.) ja useille havupuille on ominaista, että sen sisäoissa oleva puuaines muuttuu ikääntyessä sydänpuuksi. Sydänpuun ominaisuudet poikkeavat ympäröivästä puuaineesta merkittävästi ja sisältävät puunjalostuksellista käyttöä varten arvokkaita ominaisuuksia. Sydänpuun määrää ja tilavuutta ei pystytä aukottomasti ennustamaan ilman puun kaatamista tai vahingoittamista. Männylle on laadittu sydänpuun läpimitta- ja tilavuusmalleja, mutta näiden mallien heikkoutena on, etteivät ne kykene ennustamaan sydänpuun läpimittaa ja tilavuutta riittävällä tarkkuudella puun latvaosissa. Tässä tutkimuksessa luotiin tarkentavat läpimittamallit puun suhteellisille korkeuksille. Tutkimuksen tarkoituksena oli myös selvittää, millä korkeudella sydänpuun muodostumista alkaa tapahtua. Sydänpuun läpimittojen yhtälöt seitsemälle suhteelliselle korkeudelle laadittiin lineaarisen regressioyhtälön avulla. Selittävinä muuttujina käytettiin puun pituutta ja rinnankorkeusläpimittaa, sekä läpimittaa tarkasteltavan suhteellisen korkeuden vierekkäisistä suhteellisista korkeuksista. Männyn sydänpuun tilavuutta pyrittiin mallintamaan suhteellisille korkeuksille ennustettujen sydänpuun läpimittojen avulla. Sydänpuun läpimittahavaintoja sisältävät yhtälöt kykenivät selittämään sydänpuun läpimitan vaihteluista suhteellisilla korkeuksilla 2,5 % – 70 % muuttujien määrän huomioivalla selitysasteella 0,95 – 0,995. Mallien absoluuttinen keskivirhe vaihteli 3,9–8,3 millimetrin välillä. Suhteelliselle korkeudelle 85 % laadittu malli toimi odotetusti muita huonommin. Tälle korkeudelle laadittu malli kykeni ennustamaan vain 73,5 % tarkkuudella sydänpuun läpimitan vaihtelusta. Mallin keskivirhe oli kuitenkin pieni, vain 1,6 millimetriä. Mallien korkea selitysaste osoittaa, että sydänpuun läpimitat suhteellisilla korkeuksilla ovat vahvassa lineaarisessa riippuvuussuhteessa, joten yhdellä sydänpuuhavainnolla on mahdollista ennustaa varsin luotettavasti myös muiden korkeuksien sydänpuun läpimitat. Tutkimus osoitti, että aivan latvaosien sydänpuun läpimittaa ei voida mallintaa tarkasti sydänpuutietoa sisältävien mallienkaan avulla vaan sydänpuun läpimitoissa on aina puukohtaista vaihtelua. Mantopuun lustojen lukumäärä sydänpuun päättymiskorkeudella estimoitiin koepuiden lustomittauksista. Keskimääräinen lustomäärä oli 12, keskihajonnan ollessa 4 lustoa. Suuri vaihteluväli (4–25 lustoa) osoittaa, että sydänpuun päättymiskorkeudessa on puiden välistä vaihtelua. Tutkimuksessa havaittiin, että sydänpuun päättymiskorkeus voidaan johtaa luotettavasti puun ulkoisten tunnusten avulla. Puun pituuden, latvusrajan korkeuden ja rinnankorkeusiän avulla laadittu regressioyhtälö kykeni ennustamaan sydänpuun päättymiskorkeuden muuttujien määrän huomioivalla selitysasteella 97,5 %. Männyn sydänpuun suhteelliselle muotokäyrälle laadittiin yhtälö sydänpuun päättymiskorkeuden avulla. Suhteellinen muotokäyrä onnistui selittämään sydänpuun läpimitan vaihtelua 84 %:n tarkkuudella rungon sisäosissa. Integroimalla on mahdollista laskea tämän yhtälön avulla rungon sisältämä sydänpuun tilavuus. Tutkimuksen tulokset eivät täysin ole yleistettävissä koko maata kattavaksi, sillä tämän tutkimuksen aineisto on kerätty pääosin Etelä-Suomen alueelta. Sydänpuun muodostuminen on riippuvainen kasvupaikkatekijöistä ja lämpösummasta, joten täsmällisten mallien laadinta olisi syytä tehdä alueittain. Tämä edellyttäisi kuitenkin laajemman aineiston keräämistä, jossa maantieteelliset vaihtelut olisi huomioitu