GIM 2 viikko 3: Biomassoja ja latvuspeittävyyttä

Tällä viikolla jatkettiin edellisen viikon tutuista teemoista, Kevon kanjonin alueesta ja rasterianalyyseistä. Tällä kertaa soppaan otettiin mukaan Luonnonvarakeskuksen tarjoamia avoimia rasterimuotoisia puustoaineistoja. Nämä aineistot tarjoavat tietoa alueen puuston biomassasta, keskipituudesta ja latvuspeitosta. Biomassa tarkoittaa tarkasteltavan elollisen asian yhteispainoa tietyllä pinta-alalla. Metatiedostosta LUETAMA-2019 selviää, että aineiston spatiaalinen resoluutio, eli kuva-alkion koko, on 16 m x 16 m ja biomassan yksikkö on 10 kg / ha. Tiedostossa on esitelty kattavasti se, miten aineisto on tuotettu: aineiston tuottamiseen on käytetty esimerkiksi ilma- ja satelliittikuvia sekä maastomittauksia.

Kokonaisbiomassan laskeminen

Ensimmäiseksi laskettiin eri puulajien kokonaisbiomassat kartan alueella. Se tehtiin Raster Calculator -työkalun avulla, jossa eri tasojen (esimerkiksi männyn juuret, neulaset, runkokuori jne.) sisältämät biomassaositteet summattiin yhteen. Lopputulos jaettiin vielä arvolla 100, jotta yksiköksi saatiin 1000 kg / ha alkuperäisen 10 kg / ha sijaan. Tämä tekee datasta helpommin ymmärrettävää. Tämä sama yhteenlasku tehtiin jokaisen puulajin (mänty, kuusi ja lehtipuut) kanssa, jonka jälkeen visualisoin tulokset kokonaisbiomassakartoiksi (kuvat 1-3).

 

Kuva 1. Kevon kanjonin alueen kuusipuiden kokonaisbiomassa (1000 kg/ha)
Kuva 2. Kevon kanjonin alueen lehtipuiden kokonaisbiomassa (1000 kg / ha)

 

 

 

 

 

 

Kuva 3. Kevon kanjonin alueen mäntypuiden kokonaisbiomassa (1000 kg/ha)

Kartoista näkee sen, että Kevon kanjonin alueella lehtipuita on määrällisesti eniten, mutta männyn kokonaisbiomassan maksimiarvo on suurin (80 640 kg/ha). Kuusen kokonaisbiomassa-arvot poikkeavat suuresti muista maksimin ollessa vain 35 220 kg/ha. Biomassaositteita tarkasteltaessa voi huomata, että kuusipuiden latvojen biomassa on monta kertaa pienempi muihin puihin verrattuna (maksimiarvo 59 vs männyn 386 ja lehtipuiden 1525). Kevon kanjoni sijaitsee Utsjoella, eli se kuuluu kasvillisuusvyöhykkeeltään tundra-alueeseen. Alueella siis vallitsee ympärivuotinen ikirouta, eikä siellä luontaisesti kylmyyden takia ole paljon puustoa ja muutenkin kasvillisuus on kitukasvuista, mutta kanjonin suojassa sitä kasvaa jonkin verran. Kokonaisbiomassakartat värjäävätkin vihreiksi juuri Kevon kanjonin välittömän ympäristön (vrt. KevoDEM-korkeusmalli, kuva 4).

Kuva 4. KevoDEM-korkeusmalli

Etäisyysbuffereiden luominen ja tilastollisten tunnuslukujen laskeminen

Seuraavaksi soppaan otettiin mukaan viime kerralla luotu taso uomat_100k. Tälle tasolle luotiin etäisyysrasteri Euclidean distance -työkalun avulla. Tätä kutsutaan myös vaikutusalueanalyysiksi, ja ”rasterimuotoisissa vyöhykkeissä rasterin arvoksi saadaan etäisyys kohteesta, joten se soveltuu monipuolisimmin jatkoanalyyseihin” (Holopainen et al. 2015). Tämä taso luokiteltiin uudelleen 200 metrin etäisyysluokiksi 1200 metriin asti jo tutulla Reclassify-työkalulla. Tuloksena kummastakin työkalusta saatiin mukavat sähköshokin näköiset kartat, jotka siis tekivät alueen jokiuomien ympärille luokitellut aluevyöhykkeet (kuvat 5-7).

Kuva 5. Sähköshokki mallia Euclidean distance
Kuva 6. Sähköshokki mallia Reclassify
Kuva 7. Eri etäisyysvyöhykkeiden värit (metriä)

Näiden hienojen toimenpiteiden jälkeen ryhdyttiin taulukkojen pyörittelyyn, kun biomassoista tehtiin tilastolliset tunnusluvut eri etäisyysvyöhykkeille. Tämä tapahtui Zonal statistics as Table -työkalulla. Muotoilin taulukot Excelissä (taulukot 1-3). Taulukon tunnuslukuja on pyöristetty.

Taulukko 1. Kuusen tilastolliset tunnusluvut Kevon kanjonin alueella
Taulukko 2. Lehtipuiden tilastolliset tunnusluvut Kevon kanjonin alueella
Taulukko 3. Männyn tilastolliset tunnusluvut Kevon kanjonin alueella

Taulukkojen keskiarvot ovat samaa yksikköä kuin kokonaisbiomassat, eli 1000 kg / ha. Taulukon mukaan mäntypuita on jokaisella etäisyysvyöhykkeillä eniten (mikä on hämmentävää biomassakarttoihin peilattuna) ja kuusipuita taas jokaisella etäisyysvyöhykkeillä vähiten. Taulukon eri osista on hyvin lisätietoa ArcGIS:n omilla sivuilla (https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/tool-reference/raster-analysis/zonal-statistics-as-table.htm).

Latvuspeittävyyden kimppuun

Seuraavaksi tutustuttiin Luonnonvarakeskuksen rasteriaineistoon puuston latvuspeittävyydestä edelleen Kevon kanjonin alueella. Puuston latvuspeittävyys VMI:ssa, eli Valtakunnallisessa metsien inventoinnissa (Luonnonvarakeskus), tarkoittaa tietyn alan puuston latvuksen peittämää osuutta. Metatiedostosta selviää, että se on arvioitu VMI10:ssä prosentteina (0-99). Latvuspeittävyys tarkoittaa sitä prosenttiosuutta, minkä tietystä pisteestä ylöspäin katsottuna puuston latvuus peittää – mitä isompi prosenttiosuus, sitä tiheämpi latvusto on.

Aineistopaketissa oli tiedostot kaikkien puiden ja puulajien yhteenlasketusta latvuspeittävyydestä, sekä lehtipuiden latvuspeittävyys. Raster Calculatorin avulla laskettiin havupuiden latvuspeittävyys vähentämällä kokonaislatvuspeittävyydestä lehtipuiden latvuspeittävyys. Kuvissa 8-10 on valmiit latvuspeittävyyskartat.

Kuva 8. Havupuiden latvuspeittävyys
Kuva 9. Lehtipuiden latvuspeittävyys
Kuva 10. Kaikkien puiden ja puulajien latvuspeittävyys

 

Palettiin tuotiin mukaan taas KevoDEM-korkeusmalli, joka uudelleenluokiteltiin Reclassify-työkalulla korkeusluokiksi 200 m, 300 m, 400 m ja 500 m merenpinnasta (kuva 11).

Kuva 11. Uudelleenluokiteltu KevoDEM: tummansininen = 200 mmpy, vihreä = 300 m, punainen = 400, turkoosi = 500

Tämän jälkeen havupuiden ja lehtipuiden latvuspeittävyyksien tilastolliset tunnusluvut laskettiin korkeusvyöhykeittäin tutulla Zonal statistics as Table -työkalulla, input rasterina käytettiin tätä äsken uudelleenluokiteltua KevoDEMmiä. Taulukoissa 4-5 on tunnusluvut Excelissä muotoiltuna (lukuja on pyöristetty).

Taulukko 4. Havupuiden latvuspeittävyys eri korkeusvyöhykkeillä. Minimiarvo -1 on hämmentävä
Taulukko 5. Lehtipuiden latvuspeittävyys eri korkeusvyöhykkeillä

 

Havupuiden latvuspeittävyyden minimiarvo -1 on hämmentävä, enkä osaa sanoa, mistä sen ilmestyminen johtuu. Korkeusvyöhykkeellä 0-200 m mpy on suurin latvuspeittävyys sekä havu- että lehtipuissa. Havupuiden latvuspeittävyys on korkeusvyöhykkeellä 300-400 suurempi kuin korkeusvyöhykkeellä 200-300, lehtipuilla taas toisin päin.

Loppukaneetiksi kuva Kevon kanjonista, jonka parissa tehdään hommia ensi viikollakin!

Kuva 12. Kevon kanjoni (Retkipaikka)

 

Lähteet

Zonal Statistics As Table (Raster Analysis). Esri, ArcGis Pro. 25.11.2021. <https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/tool-reference/raster-analysis/zonal-statistics-as-table.htm>

Holopainen et al. (2015). Geoinformatiikka luonnonvarojen hallinnassa. Helsingin yliopiston metsätieteiden laitoksen julkaisuja 7. s. 61-65

Leave a Reply

Your email address will not be published.