Pintapalojen jäljet voidaan tunnistaa maastolaserkeilauksen avulla boreaalisista metsistä

Maastolaserkeilauksen avulla voidaan tunnistaa tulelle altistuneet alueet, laskea niiden pinta-ala ja määrittää aluskasvillisuudessa tapahtuneet tilavuusmuutokset.

Metsäpalot heikentävät metsien hiilivarastoja ja -nieluja, mutta samalla niillä on merkittävä rooli boreaalisten metsien luontaisessa dynamiikassa. Tulen luoma erirakenteinen, hiiltynyttä ja lahoavaa puustoa sisältävä metsä tarjoaa elinympäristöjä monipuoliselle lajikirjolle. Tulen vaikutusten määrittäminen onkin tärkeää niin vahinkojen kartoittamisessa kuin esimerkiksi ennallistamispolttojen toteutuksen arvioinnissa.

Tässä tutkimuksessa pintapalojen aiheuttamia muutoksia boreaalisten mäntymetsien aluskasvillisuuteen tarkasteltiin maastolaserkeilauksen (terrestrial laser scanning, TLS) avulla. TLS tuottaa millintarkkoja kolmiulotteisia pistepilviä, joiden avulla voidaan selvittää puuston ja aluskasvillisuuden rakennetta. Toistomittauksin päästään käsiksi myös kasvillisuudessa tapahtuneisiin muutoksiin. TLS-mittauksia on käytetty laajalti yksittäisten puiden ja metsiköiden arvioinnissa, mutta aluskasvillisuus on jäänyt vähemmälle huomiolle. Suurin osa Fennoskandian boreaalisissa metsissä tapahtuvista metsäpaloista on kuitenkin matalan intensiteetin pintapaloja ja myös luonnonhoidolliset kulotukset muistuttavat pintapaloja, joten erilaisten menetelmien kehittäminen metsän alempien kerrosten tarkasteluun on tarpeen.   

TLS-mittaukset toteutettiin Metsähallituksen ennallistamispolttoalueilla eri puolilla Suomea. Kahdeksan noin hehtaarin kokoista alaa mitattiin sekä ennen paloa että sen jälkeen. Pistepilvistä johdettiin kasvillisuuden korkeudessa tapahtuneita muutoksia kuvaava pintamalli, jota hyödyntäen koealat jaettiin palaneisiin ja palamattomiin neliömetrin kokoisiin alueisiin. Kehitetty menetelmä validoitiin pistepilvien visuaalisen tulkinnan avulla, ja sen tarkkuus oli jopa 90 % (Kuva 2). Menetelmän pohjalta koealoille luotiin palokarttoja, joiden perusteella palaneiden alueiden osuudet vaihtelivat välillä 50–100 % (Kuva 3). Epätasainen palojälki onkin ennallistamispoltoissa suotavaa, sillä se edistää monimuotoisten elinympäristöjen syntyä.

Palaneiden alueiden tunnistamisen ja niiden pinta-alan laskemisen lisäksi tutkimuksessa tarkasteltiin pintapalojen aiheuttamaa kokonaistilavuusmuutosta. Muutos oli keskimäärin –1 200 m³/ha, mutta koealojen välinen huomattava vaihtelu korosti pintapalojen monimutkaista dynamiikkaa. Tämän tutkimuksen tulosten perusteella voidaan todeta maastolaserkeilauksen tarjoavan varteenotettavan keinon tulen aiheuttamien rakenteellisten muutosten mittaamiseen – myös metsän alemmissa kerroksissa. Kehitetty menetelmä lisää ymmärrystä pintapalojen vaikutuksista boreaalisissa metsäekosysteemeissä.

Lisätietoja:

Väitöskirjatutkija Noora Tienaho, noora.tienaho(at)uef.fi

Artikkeli:

Tienaho, N., Saarinen, N., Yrttimaa, T., Kankare, V. & Vastaranta, M. 2024. Quantifying fire-induced changes in ground vegetation using bitemporal terrestrial laser scanning. Silva Fennica 58(3): 23061. https://doi.org/10.14214/sf.23061

Kuvissa:

Kuva 1. Yksi koeala ennen ennallistamispolttoa (vasen) ja sen jälkeen (oikea). Kuvat: Noora Tienaho.

Kuva 2. Maastolaserkeilauksen (TLS) tuottamat pistepilvet ennen ennallistamispolttoa (vihreä) ja sen jälkeen (punainen) kolmessa neliömetrin kokoisessa ruudussa, jotka määrittyivät palaneiksi sekä tutkimuksessa kehitetyllä menetelmällä että pistepilvien visuaalisen tulkinnan avulla. 

Kuva 3. Palaneiksi (burned) ja palamattomiksi (unburned) määrittyneiden neliömetrin ruutujen jakautuminen yhdellä koealalla. Palokartat auttavat hahmottamaan tulen käyttäytymistä ja arvioimaan ennallistamispolttojen toteutusta.