Metsänhoitotoimenpiteiden optimointi taloudellis-ekologisella mallilla Operaatiotutkimusseuran 30-vuotisseminaari, 13.11.03 Helsinki Olli Tahvonen, Metsäntutkimuslaitos Metsänhoitotoimenpiteiden optimointi taloudellis-ekologisella mallilla Kari Hyytiäinen, Pertti Hari, Tero Kokkila, Annikki Mäkelä, Olli Tahvonen ja Juhani Taipale
Metsän arvon maksimoimiseksi tarvitaan: Ekologinen kuvaus metsän kasvusta Taloudellinen kuvaus korjattujen puumäärien ja nettokantorahavirran nykyarvon yhteydestä 3. Algoritmi, joka löytää metsän taloudellisen arvon maksimoivan metsänhoitotoimenpiteiden yhdistelmän
Vaihtoehtoja metsän kasvun kuvaukseksi: 1 Empiiriset kasvumallit -puuston eri kokoluokat kuvataan joukolla tilamuuttujia kuten läpimitta, latvussuhde, puiden määrä,.. -tilamuuttujia noin 80-150 -tilamuuttujien yhteydet estimoitu metsäinventoinneista ja kenttäkokeista saadusta aineistosta -laajasti sovellettu Ongelmia: -kuvaako malli muuttujien välisiä kausaalisuhteita? -käypyysalue rajoittunut empiirisen aineiston rajoihin
Empiiristen mallien käypyysalue- ongelma:
2 Prosessimallit -mallien rakenne ja muuttujat johdetaan puiden ekofysiologisesta kuvauksesta -puun kasvu= fotosynteesituotanto- soluhengityksen kulutus- puun eri ositteiden poistumat -puun kasvu allokoidaan puun eri ositteille puun optimaalista rakennetta kuvaavien teorioiden perusteella -puun kasvun taso riippuu joukosta puun tilaa kuvaavia muuttujia ja puun kilpailullisesta asemasta -malleja kehitetty yli 20 vuotta -osamallit ja kokonaisuus testattu empiirisesti -kausaalisuus, ei käypyysaluerajoitetta
Malli voidaan ilmaista joukolla tilamuuttujien kehitystä kuvaavia differentiaaliyhtälöitä puun tilamuuttujat: oksakiehkuran tilamuuttujat oksien tilamuuttujat puiden määrät kokoluokissa yhteensä 8000-15000 tilamuuttujaa
Harvennusten määrittely
Korjuussa saatu puu laatuluokittain Korjuukustannukset Tavoitefunktio Optimointialgoritmi: Hooke & Jeeves “Direct search” Tuloksia:
Optimal timber harvesting
kiertoajan vertailua: vrt kiertoajan vertailua: vrt. metsälaki: 80 vuotta tai 25cm Tapion suositus: 90-100v tai 27-29cm
loppu