Hieskoivun (Betula pubescens Ehrh.) tilavuuden ja biomassan kumulatiiviset mallit

Hieskoivu (Betula pubescens Ehrh.) on Suomen ylivoimaisesti yleisin puulaji runkoluvun perusteella, sitä on melkein kaksinkertainen määrä toiseksi yleisempää puuhun, mäntyyn (Pinus sylvestris), verrattuna. Hieskoivu ei ole vaatelias kasvupaikoiltaan, vaan se kasvaa sekä kuivilla että märillä paikoilla metsissä, soilla, rannoilla, pientareilla ja hylätyillä pelloilla. Suomessa hieskoivua kasvaa lähes koko maassa aivan pohjoisinta tunturi-Lappia lukuun ottamatta. Hieskoivu on rauduskoivua (Betula pendula) pienempi, lyhytikäisempi ja ulkomuodoltaan vaihtelevampi ja se kasvaa noin 20-metriseksi ja 70–90-vuotiaaksi. Hieskoivu ei ole ollut Suomessa kovinkaan suosittu ja sitä käytetään nykyään pääasiassa energiapuuna ja sitä ei teollisessa käytössä erotella rauduskoivusta. Tutkimuksen tavoitteena oli laatia hieskoivun maanpäälliselle tilavuudelle ja biomassalle kumulatiivinen malli pienellä, 15 puun koepuumäärällä. Koepuista mitattiin manuaalisesti rungon pätkien läpimitat, pätkän pituus ja paino. Oksista mitattiin oksien paino kunkin runkopätkän osalta. Upottamalla rungon pätkistä ja oksista mitattiin tilavuus ja paino. Jokaisesta koepuusta laskettiin suhteellinen runkokäyrä, jonka avulla laskettiin yhteinen runkokäyrä. Rungon ja oksien tilavuuksista muodostettiin erilliset käyrät ja niistä muodostettiin kunkin puun tilavuuskäyrien avulla yhteiset tilavuuskäyrät. Näiden avulla muodostettiin erilaisia koko puun kumulatiivisia tilavuuskäyriä. Tilavuuden lisäksi laskettiin tiheyksiä rungon osille ja oksille ja yhdessä tilavuuskäyrien kanssa niistä voidaan laskea biomassamalli. Lasketut runkokäyrät erosivat Laasasenahon runkokäyristä eniten tyvestä, mutta 10 % suhteellisen korkeuden yläpuolella käyrät käyttäytyivät hyvin samansuuntaisesti. Koko puun tilavuutta laskettiin yhdeksällä eri tavalla ja saatuja tuloksia verrattiin Hoppin ja Repolan kaavoihin sekä mittaamalla saatuihin tilavuuksiin. Kaavat, joissa puun pituus oli ainoana selittävänä tekijänä, antoivat selkeästi vaihtelevampia tuloksia kuin muut, joissa otettiin huomioon myös läpimitta jollain tietyllä korkeudella. Pienimmät suhteelliset keskihajonnat olivat 4,1 %, 4,2 % ja 4,6 % ja tilavuuden keskihajonnat 8,3 l, 7,4 l ja 7,4 l. Nämä kaavat hyödynsivät puun pituutta ja läpimittaa. Vastaavat lukemat Hoppin ja Repolan kaavoilla olivat prosentuaalisen keskihajonnan osalta 5,7 % ja 12,7 % ja tilavuuden keskihajonnan osalta 10,7 l ja 9,4 l. Biomassamallista samanlaista vertailua ei tehty, koska vertailukelpoisia ja luotettavia rungon ja oksien tiheyksiä ei ollut kuin kolmesta koepuusta. Tässä esitetyt mallit poikkeavat aikaisemmin tehdyistä malleista kumulatiivisen lähestymistapansa ansiosta ja vain hieskoivulle tehtyjä malleja on vain Hoppin malli. Kumulatiivinen lähestymistapa mahdollistaa tilavuuden (tai biomassan) laskemisen mille tahansa puun suhteellisen korkeuksien osalle, jota muut jo olemassa olevat mallit eivät tarjoa. Muut mallit antavat tuloksena ulos vain koko puun (tai rungon, riippuu mallista) tilavuuden tai massan. Vertailu muihin malleihin osoittaa, että hyvin rajallisella koepuumäärällä voidaan luoda mallit, jotka toimivat vähintään paikallistasolla hyvin ja Repolan kaavasta saatujen vertailutulosten perusteella myös niiden yleistettävyys on ainakin kohtuullisella tasolla. Tulokset vahvistivat oletusta, että puiden mittasuhteet käyttäytyvät johdonmukaisesti eri kokoisilla puilla.Downy birch (Betula pubescens Ehrh.) is by far the most common tree species in Finland when considering stem count. The num-ber of the downy birches are almost double compared to pine (Pinus sylvestris). Downy birch is not very demanding of its sur-rounding and it grows in both dry and wet places in forests, marshes, shores and abandoned fields. Downy birch grows in all areas in Finland except the northernmost Lapland. Compared to Downy birch silver birch (Betula pendula) is smaller, short-lived and the appearance is more varied. Downy birch can grow up to 20 meters high and 70 to 90 years old. Downy birch has not been exceedingly popular tree in Finland, and it is mostly used as an energy wood. Downy birch and silver birch are not separated in commercial use. The aim for this study was to develop cumulative model for above ground volume and biomass for downy birch with 15 tree sample. Diameter, length and weight were manually measured from each section of the sample tree stems. Weight of branches were measured for every stems section. Volume and weight of each stem section and branches were measured by sinking them into water. Relative taper curves were calculated for each sample tree and with those the general taper curve was calculated. From stem and branch volumes separate volume curves were calculated. General volume curves for were calculated based on the separate curves. With those curves different cumulative whole tree volume curves were created. In addition to volumes, also densities for stem sections and branches were calculated. With those and volume curves biomass model can be calculated Calculated taper curves differed from Laasasenaho’s taper curves mostly on the base of the stem but above 10 % relative height the taper curves behaved similarly. Whole tree volumes were calculated with nine different methods and the results were com-pared to Hoppi’s and Repola’s equations and measured volumes. Equations where the tree height was the only explanatory factor gave much more varied results than those equations which also took the diameter in consideration. Smallest relative standard deviations were 4,1 %, 4,2 % and 4,6 %. Smallest standard deviations of the volume were 8,3 l, 7,4 l and 7,4 l. These equations used tree height and diameter. Hoppi’s and Repola’s equations gave relative standard deviations of 5,7 % and 12,7 % and stand-ard deviations of the volume were 10,7 l and 9,4 l, respectively. Similar comparisons were not done with biomass model because reliable results of the branch and stem densities were available only from three sample trees. The equations presented here are different than previous models because of the cumulative nature- Only other downy birch model was Hoppi’s model. Cumulative approach makes it possible to calculate volume (or biomass) from any relative height range and previous models do not offer that possibility. Other models give out the volume or the biomass of the whole tree (or stem). Comparison with the other models demonstrates that it is possible to create models that work well at the local level with very few sample trees. Comparisons with Repola’s model shows that result can be generalized well. Results verifies the assumption that the proportions of different size trees behave consistently