Abstract Dam building for hydropower production, dredging for log floating and drainage of peatlands have massively affected migrating salmonid populations in Finland. Increased sedimentation and changes in hydraulic conditions have destroyed the majority of spawning and rearing habitats in freshwater brooks and dam building has stopped migration upstream at river mouths. This thesis examines the current state of drained forest brooks, possibilities for restoration and methods to assist migration in rivers used for hydropower. Drainage down to the mineral soil has caused massive erosion and sedimentation in headwater brooks. The surface layer of a sand bed is constantly moving, preventing vegetation growth, while shortcuts created during drainage increase flow velocity and reduce retention time. The cross-sectional and longitudinal profiles become homogeneous and biodiversity is severely reduced. A simple wooden brook restoration structure was developed in laboratory experiments. Fish migration problems past a hydropower dam and reproduction possibilities offered by a natural-like bypass channel were studied in the river Oulujoki, the mouth of which was blocked by a hydropower dam in the late 1940s. Public pressure for remedial structures has grown since then and was given a boost after a fishway was opened at Merikoski, in the river mouth, in 2003. This thesis examined the next dam upstream, Montta at Muhos, which was studied separately as a partial and sole natural-like bypass. A natural-like bypass can offer stable conditions for spawning and rearing and can be designed precisely, through water flow and habitat modelling, to match desired conditions. The most important section in a fishway is ultimately the entrance. Fishway discharge is often merely a fraction of whole river discharge and the attractivity of the entrance can be increased by pumping additional discharge to the lowest part of the fishway. The hydraulics of a twin-slot vertical slot fishway were studied here by laboratory flume testing and 2D water flow modelling. Water flow and habitat modelling proved to be good tools in designing partly natural-like bypasses. However, fish behaviour should be closely monitored in any natural-like fishways already built, in order to verify the results of habitat modelling. / Tiivistelmä Jokien patoaminen vesivoiman tuotantoon, ruoppaaminen puunuiton helpottamiseksi sekä latvapurojen ojitukset metsän kasvun edistämiseksi ovat voimakkaasti vaikuttaneet vaeltavien lohikalakantojen vaellus- ja lisääntymismahdollisuuksiin. Muuttuneet hydrauliset olosuhteet ja lisääntynyt sedimentaatio ovat tuhonneet lohikalojen lisääntymisalueet ja patoaminen on katkaissut ylösvaelluksen lisääntymispaikoille. Väitöstyö koostuu viidestä artikkelista, joissa esitellään uusia menetelmiä ja ratkaisuja lohikalojen vaelluksen ja lisääntymisen ennallistamiseksi. Kaksi artikkelia keskittyy ojituksesta kärsivien latvapurojen nykytilaan, kunnostusmahdollisuuksiin sekä kunnostusrakenteen kehittämiseen. Paikoin ojituksen seurauksena on ollut massiivinen mineraalimaan eroosio ja hienon hiekan sedimentoituminen puroihin. Puroihin on kertynyt paksuja hiekkakerroksia, joiden pintakerros on jatkuvassa liikkeessä. Pintakerroksen jatkuva liike estää kasvillisuuden kasvamisen. Osittain ojitus on myös oikaissut puroja, jolloin virtausnopeudet ovat kasvaneet ja veden viipymä lyhentynyt. Purojen pituus- ja poikkileikkauksen vaihtelu ja biodiversiteetti ovat on vähentyneet huomattavasti. Laboratoriokokeissa kehitettiin yksinkertainen puusta rakennettava kunnostusrakenne hiekoittuneiden purojen kunnostamiseksi. Kolme artikkelia käsittelee Oulujokea, kalateiden suunnittelua ja kalatierakenteita. Vuonna 2003 rakennettu Merikosken kalatie kasvatti paineita kalatierakentamiseen Oulujoen muille voimalaitoksille. Erityisesti väitöstyö keskittyi Montan voimalaitoksen ohitukseen suunniteltuun kalatiehen, jota tutkittiin virtausmallinnuksen avulla kokonaan ja osittain luonnonmukaisena ohitusuomana. Luonnonmukainen ohitusuoma voidaan suunnitella toimimaan kutukanavan tyyppisenä uomana, jonka tarkoitus on tarjota vakaat virtausolosuhteet lohikalojen lisääntymistä varten. Virtaus- ja habitaattimallinnuksen avulla uoma voidaan suunnitella tarkasti haluttujen virtausolosuhteiden mukaisesti. Kalatien toimivuuden kannalta tärkeintä on että kalat löytävät kalatien sisäänkäynnin. Kalatien virtaama on usein vain murto-osa koko joen virtaamasta, joten sisäänkäynnin houkuttavuutta voidaan lisätä lisävettä pumppaamalla. Kaksirakoisen pystyrakokalatien hydrauliikkaa tutkittiin sekä laboratorio- että virtausmallilla.

Abstract The grey wolf is the most widely distributed of all land mammals and is a habitat generalist that inhabits all the vegetation types of the Northern Hemisphere. Wolves also breed well and have the potential to rapidly expand to new areas. In Finland, the wolf is a game species, and as a result of Finland’s membership of the European Union, the wolf population is subject to very limited hunting due to the obligation to protect the species. Mainly for this reason, the wolf population in Finland has increased significantly in recent years. In particular, the birth rate has developed favourably and the number of litters increased from just four in 1996 to 20 in 2005. It also seems at present that the wolf population in Finland is no longer following the fluctuations in wolf numbers in Russian Karelia. The general aim of this dissertation is to provide applicable knowledge for wolf management and conservation purposes, and especially to examine the effects of human-modified landscapes on wolf population expansion in Finland. Various aspects of habitat selection were investigated in four sub-studies to gain a thorough insight into the space use and habitat needs of wolves. Species data came from a long-term wolf population study that included location information from 85 radio- and GPS-GSM-collared wolves from 1998 onwards, as well as track location data based on about 30 000 annual observations recorded with geographical coordinates by a local network of experts on large carnivores. I found that adaptability makes it possible for the wolf to live in the multiple-use, semi-wild forests of Finland and that no restrictions are imposed by the landscape on wolf population growth and expansion. In general, the results of my dissertation provide evidence that wolves tend to avoid the presence of human influence when establishing a territory and also when selecting their den site. However, as wolf numbers increase, conflict situations will more frequently occur between wolves and humans, although the risk of depredation events, for example among sheep farms, varies between farms in Finland. That is, there are some environmental and farm level factors that are associated with wolf depredation. The breeding wolf population in Finland has gradually expanded and the first litters have recently been born in western Finland after an absence of more than 100 years. The geographical distance to the Scandinavian population is shorter from these new western territories than from the population’s core area in eastern Finland. This could potentially increase the likelihood of dispersal from Finland to Scandinavia. / Tiivistelmä Susi on habitaattigeneralisti, jonka levinneisyys kattaa kaikki pohjoisen pallonpuoliskon kasvillisuustyypit. Sudet myös lisääntyvät hyvin ja voivat näin ollen levittäytyä nopeasti uusille alueille. Suomessa susi on riistalaji, jonka metsästys on rajoitettua Euroopan unionin jäsenyyden myötä. Lähinnä tästä syystä Suomen susikanta on kasvanut voimakkaasti 1990-luvun ja 2000-luvun alun aikana. Erityisesti syntyvyys on kasvanut: pentueiden määrä lisääntyi neljästä 20:een vuosien 1996 ja 2005 välillä. Näyttäisi siltä, ettei Suomen nykyinen susipopulaatio enää seuraa Venäjän Karjalassa tapahtuvia kannanvaihteluita. Väitöskirjan tavoitteena on ollut tuottaa susikannan hoidossa ja suojelussa käytettävissä olevaa tietoa ja erityisesti tutkia susikannan levittäytymistä ihmisen muokkaamassa ympäristössä Suomessa. Neljässä osatutkimuksessa on käsitelty suden habitaatinvalintaa eri näkökulmista, jotta saataisiin kokonaiskuva suden tilankäytöstä Suomessa. Tutkimusaineisto rakentui pitkäaikaisesta seuranta-aineistosta, jota on kerätty vuodesta 1989 lähtien. Vuosien 1989 ja 2010 välillä 85 sutta on pannoitettu radio- tai GPS-GSM –pannalla. Tutkimuksessa käytettiin hyväksi myös noin 30 000 vuosittain tehtyä jälkihavaintoa. Tutkimustulosten perusteella susi selviää hyvin Suomen monikäyttömetsissä, eivätkä maisematyypit itsestään rajoita susipopulaation kasvua ja levittäytymistä. Toisaalta tulokset osoittavat myös sen, että sudet välttelevät ihmistoimintoja valitessaan reviiri- tai pesäpaikkoja. Kuitenkin susien lukumäärän kasvaessa ristiriitatilanteet susien ja ihmisten välillä tulevat lisääntymään, vaikka susivahinkoriskin suuruus vaihteleekin Suomessa huomattavasti. Esimerkiksi lammastilojen susivahinkoriski riippuu sekä ympäristötekijöistä, että tilan sisäisistä tekijöistä. Kaiken kaikkiaan lisääntyvän susipopulaation esiintymisalue on Suomessa vähitellen kasvanut leviten itärajan tuntumasta kohti länttä. Tämän myötä maantieteellinen etäisyys Skandinavian susipopulaatioon on pienentynyt viimeisten vuosien aikana. Tämä voi edesauttaa susiyksilöiden siirtymistä Suomesta Skandinaviaan.