Tieteen tori Folia Forestalia 1995(1)
51
Juha Heiskanen
Maantutkimus metsäpuiden taimi- tuotannossa
Tutkimisen olemus
M
etsätalous perustuu luon- non tuntemukseen. Mitä syvemmälle sukellamme luonnon salaisuuksiin, sitä syvemmiksi käyvät syvyydet edessämme, kir- joitti saksalainen metsäntutkija Heinrich Cotta 1800-luvun alus- sa. Saksalainen fyysikko Max Planck on puolestaan sanonut:Meille ihmisille riittää tieto, että perimmäinen kokonaisuus, abso-
luuttisuus on olemassa. Saatamme lähestyä sitä, muttei enempää.
Nykypäivän tieteen edistymisestä huolimatta näyttää olevan mahdotonta ratkaista koskaan kaik- kia ongelmia, olipa tutkimusala mikä hyvänsä. Myös yksittäinen tutkija kokee työssään alituisesti edellä kuvatunlaista pienuutta ja keskeneräisyyttä. Tutki- jasta saattaa usein tuntua, että kokeiden tulokset tuottavat enemmän kysymyksiä kuin antavat vasta- uksia. Harvoin tutkija voi kokea saaneensa aikaan mitään valmista tai lopullista. Monesti tutkimukset tuntuvat vanhenevan kohta julkaisemisen jälkeen.
Lisäksi nuori tutkija voi kokea melkoista turhautu- neisuutta alkaessaan toimia sellaisella tutkimusalal- la, jolla ympäröivässä tiedeyhteisössä ei entuudes- taan ole valmista tai lähitieteistä helposti saatavaa
ja käytettävissä olevaa modernia tutkimustraditiota. Tällöin hän joutuu itse, usein monien yritys- ten ja erehdysten kautta, etsimään oikeat tutkimusmenetelmät ja -ru- tiinit. Hyvin usein tieteenalat ovat jo kuitenkin niin vakiintuneita ja organisoituneita, että uusi tut- kija saa suoranaista tutkijakoulu- tusta ja -ohjausta sekä hetimiten käytettäväkseen tutkimushank- keissa jo valmiiksi kehitettyjä metodeja. Mikäli näin on, nuori tutkija pääsee nopeammin tutkimisen alkuun il- man, että hän on heti vaarassa eksyä tutkimuksen sokkeloisiin syvyyksiin.
Tutkimuksen tavoitteet taimituotannossa
Metsämaatiede on V.T. Aaltosen määritelmän mu- kaan maatiedettä, joka tutkii maata metsänkasva- tuksen kannalta. Aaltosen mukaan maatiede puo- lestaan on soveltavaa tiedettä, joka tutkii maiden syntyä, ominaisuuksia ja muutoksia. Metsäpuiden taimitarhoilla käytettävien kasvualustojen tutkimus tuottaa osaltaan tietoa taimituotannon ja metsänuu- distamisen perusteiksi ja operatiivisten ongelmien ratkaisun pohjaksi ja kuuluu siten metsämaatieteen piiriin. Viime vuosina metsien käyttö ja hyödyntä- minen ovat voimakkaasti muuttuneet. Lähes puu- pulasta on jouduttu puuvarojen vajaakäyttöön sa- malla kun metsien suojelunäkökohtien ja monikäy-
MMT Juha Heiskanen toimii tutkijana Metsäntutkimuslaitoksen Suonenjoen tutkimusasemalla.
Juha Heiskasen väitöslektio joulukuulta 1994 aloittaa Folia Forestalian väitös- lektiosarjan. Sarjan tarkoi- tuksena on välittää tuorei- den metsätohtorien ajatuk- sia niillekin lukijoille, jotka eivät pääse niitä kuuntele- maan paikan päälle.
Folia Forestalia 1995(1) Tieteen tori
52
Kasvualustan valinta on yksi taimituotannon käytännön ongelmista. Kaikkia kasvualustojen ominaisuuksiin vaikuttavia fysikaalisia, kemiallisia ja biologisia kausaliteettejä ei kuitenkaan vielä täysin tunneta. Kuva METLA/Erkki Oksanen.
tön merkitys on kasvanut. Lähitulevaisuudessa on kuitenkin taas nähtävissä puunkäytön voimakas li- sääntyminen. Nämä metsien käytön vaihtelut aiheut- tavat muutospaineita myös metsien uudistamisessa ja taimituotannossa. Samalla myös metsänuudista- mis- ja taimitarhatutkimuksen on vastattava muut- tuviin ongelmiin ja haasteisiin.
Inhimillinen toiminta sisältää kaikissa muodois- saan eritasoisten ongelmien ratkaisua. Tieteen ta- voitteen tai funktion näkökulmasta katsottuna on- gelmat voidaan yksinkertaistaen jakaa kahteen pää- luokkaan: kognitiivisiin ja operatiivisiin ongelmiin.
Tätä tieteen ongelmien jakoa on usein käytetty myös luokiteltaessa tieteitä puhtaisiin ja soveltaviin. Puh- taissa tieteissä pyritään kognitiivisten ongelmien ratkaisulla jonkin tilan tai ympäristön tiedostami- seen ja ymmärtämiseen sitä havainnoimalla ja tul- kitsemalla. Operatiivisten ongelmien ratkaisulla py- ritään puolestaan muuttamaan ei-toivottu tila toi- votuksi valitsemalla sopiva toimintamalli ja sovel- tamalla sitä ongelmaan.
Biologisten systeemien tila on määritettävissä fy- sikaalisten, kemiallisten ja biologisten muuttujien
funktiona. Puuntainta tai vaikkapa kokonaista met- sää voidaan pitää avoimena biologisena systeemi- nä, joka yksinkertaistaen säätyy sisäisen geneetti- sen perimän määräämissä rajoissa ulkoisten olo- suhteiden antamien ärsykkeiden mukaan. Näiden ärsykkeiden seurauksena systeemi antaa ympäris- tössä havaittavan herätevasteen. Esimerkiksi tai- men kasvuvaste on riippuvainen mm. kasvualustan vedensaatavuudesta. Vedensaatavuus kasvualustas- ta riippuu osaltaan vedenpidätyskyvystä ja veden- johtavuudesta, jotka määräytyvät kasvualustan fy- sikaalisten ominaisuuksien perusteella. Kasvualus- tan fysikaalisia olotiloja voidaan puolestaan pitää sinänsä erillisenä fysikaalisena systeeminä, joka si- sältyy taimen biologiseen systeemiin, joka taas edel- leen integroituu taimituotannon biologis-teknis-ta- loudelliseen systeemiin.
Taimituotannossa biologisen tilan tavoite määräy- tyy yleensä ennalta määrättyjen taimien laatu- ja kasvukriteerien perusteella, jotka taimitarhoilla py- ritään täyttämään ylläpitämällä suotuisia kasvu- ja talveennuttamisoloja samalla minimoimalla niistä aiheutuvat tuotantokustannukset. Siten taimituotan-
Tieteen tori Folia Forestalia 1995(1)
53 nossa esim. kasvualustan valinta ja hoito edellyttä-
vät operatiivista ongelmanratkaisua. Kuitenkaan kaikkia kasvualustojenkaan kasvatusominaisuuksiin vaikuttavia fysikaalisia, kemiallisia ja biologisia kausaliteettejä ei täysin vielä tunneta. Lisäksi eko- systeemeissä vallitsevat yleiset kausaliteetit ja usein niiden tutkimisen metoditkin ovat vain rajoitetusti sovellettavissa operatiivisten ongelmien ratkaisuun.
Siten kausaliteettien ja vuorovaikutusten tutkimi- nen on tarpeen soveltavan tiedon löytämiseksi tai- mituotannon operatiivisten ongelmien ratkaisuvaih- toehtojen perusteiksi.
Tieteellisen päättelyn ongelmat
Tieteenfilosofisesti tutkimuksessa voidaan klassi- sesti käyttää apuna deduktiivista päättelyä, jossa premisseistä eli alkuoletuksista pyritään loogisesti johtamaan johtopäätös. Tällöin tutkimus pyrkii ko- keellisesti testaamaan teoriasta johdettuja hypotee- sejä eli oletuksia. Ongelmana on usein kuitenkin relevanttien hypoteesien keksiminen sekä koetu- losten testaaminen ja tulkinta. Usein joudutaan mm.
miettimään, voidaanko saatujen koetulosten perus- teella päätellä, että kyseessä on todellinen kausaa- lisuhde vaiko johtuuko havaittu riippuvuussuhde jostain muusta ei-mitatusta tekijästä tai peräti käy- tetystä mittausmenetelmästä. Voidaanko esim. saa- tua koetulosta tulkita niin, että taimipaakkujen ve- dellä kyllästyminen ja juurilaho syyssateilla taimi- tarhan karaistumiskentillä johtuu ennenkaikkea to- detusta turpeen alhaisesta vedenläpäisevyydestä ja hapettomuudesta vai onko primaari syy kenties joku muu tekijä esim. juurten sieni-infektio?
Toinen klassinen päättelyn menetelmä on induk- tiivinen, jossa premisseistä vedetty johtopäätös on yleistys, jonka voidaan loogisesti katsoa tukeutu- van vain osittain premisseihin. Tutkimus pyrkii täl- löin johtamaan yksittäisistä havainnoista yleistä- vän teorian. Tämä tutkimusote sisältää ennenkaik- kea ongelman, miten toistettavia tai todennäköisiä tulokset ja niistä johdettu teoria ovat. Missä määrin voidaan esim. yleistää eri vuosille, kasvuturve-eril- le ja taimitarhoille havainto, että yhdessä tutki- muksessa käytettyjen kasvuturvenäytteiden fysikaa- liset ominaisuudet poikkeavat tilastollisesti merkit- sevästi toisistaan? Tai miten yleistettävä on sellai-
sen kokeen tulos, jossa muutamalla taimierällä to- detaan esiintyvän juurilahoa, kun kasvualustan il- malla täyttynyt huokostila alittaa tietyn rajan?
Deduktion avulla uusien hypoteesien keksimisen ja testaamisen sekä myös kehittyvien mittausme- netelmien myötä voimassaolevat hypoteesit ja teo- riat pyrkivät käytännössä tarkentumaan. Lisäksi to- dennäköisyysteoriaan perustuvien tilastollisten me- netelmien ja niiden ATK-pohjaisen soveltamisen voimakas kehittyminen ovat antaneet vauhtia tie- don ja teorioiden yhä nopeammalle laajentumiselle ja tarkentumiselle. Vanhojen hypoteesien hylkää- minen ja uusien hyväksyminen seuraavat loputto- masti toisiaan, jolloin tiede, Max Planckin sanoin, lähestyy verkalleen, pienin askelin absoluuttista kokonaisuutta. Samoin voidaan päätellä, että ajas- taan myös maaperän ja kasvualustojen ominaisuuk- sien ja olosuhteiden väliset ja sisäiset kausaliteetit taimituotannossa ja metsänkasvatuksessa määrite- tään yhä täydellisemmin.
