Lignocellulose solutions in ionic liquids

Cellulosic textiles are produced either from natural fibers, such as cotton, or from man-made fibers, such as viscose and Lyocell. Production of cotton cannot be increased, thus man-made fibers must supplant them when the overall demand grows. Strong fibers are produced by dry jet-wet spinning: a solution of dissolving pulp is extruded into a jet, which is drawn in air, coagulated in a water bath and the solvent is washed off. Ionic liquids could be even better spinning solvents than the current Lyocell solvent N-methyl-morpholine oxide monohydrate (NMMO). In this work, 1,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-enium acetate ([DBNH]OAc) is found to be a good solvent: the strength of the fibers spun from [DBNH]OAc is at par with Lyocell fibers. Water competes with cellulose for solvation and coagulates cellulose out. Even small amounts of water prevent the dissolution of cellulose in 1,1,3,3-tetramethylguanidium acetate ([TMGH]OAc) and propionate ([TMGH]EtCOO), whereas 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate tolerates 10-15% water. The difference is explained by the Kamlet-Taft solvent parameters of the mixtures: the net basicity or the difference between basicity and acidity is already reduced with 0.5 equivalents of water. The mixture with 0.5 equivalents of water has a smaller rheological resilience than a 0 or 1 eqv. mixture. This prevents spinning from [emim]OAc with a 0.1 mm spinneret: in the water bath, the solidified surface of the jet is torn when the core yields. In contrast, [TMGH]OAc solutions are gelatinous and thus poorly spinnable. The diffusion constant of the ionic liquid depends on the water content of the cellulose solution-water mixture. The good solvents [DBNH]OAc and NMMO form a strong network structure during coagulation, so that the diffusion constant is strongly reduced from its initial value. For [emim]OAc the change is smaller. In [TMGH]OAc the diffusion constant does not change, because the gelatinous structure is already in place. The spinning of a [DBNH]OAc-cellulose solution is stable at the extrusion velocities of 0.01-0.045 ml/min. The most stable velocity is 0.02 ml/min, with which a draw ratio of 7.5 is reached. A higher extrusion velocity, a higher temperature and a smaller spinneret length-diameter ratio reduce the attained draw ratio. The excellent strength (40 cN/tex or 590 MPa) is explained by the orientation of amorphous domains along the fiber axis.The precipitation of cellulose from a solution of wood with an acetone-water mixture was also studied. The solubility of birchmeal (< 0.125 mm) is only 93% and there is no delignification during the precipitation. An autohydrolysis pretreatment (P-factor 500, 170 °C) improves the solubility to 98% and delignification is improved to 63%. However, because there is still 13% residual lignin, the method cannot replace chemical lignin removal in pulping. The delignification is not improved by a higher P-factor (1500).Selluloosatekstiilejä valmistetaan joko luonnonkuiduista kuten puuvillasta tai muuntokuiduista kuten viskoosi ja Lyocell. Koska puuvillan tuotantoa ei voi lisätä, muuntokuitujen tuotantoa on lisättävä kuitujen kokonaiskysynnän kasvaessa. Vahvoja kuituja valmistetaan kuivasuihku-märkäkehräyksellä: liukoselluliuos suulakepuristetaan suihkuksi, joka vedetään ilmassa, koaguloidaan vesihauteessa ja liuotin pestään pois. Ioniset nesteet voisivat olla vieläkin parempia kehräysliuottimia kuin nykyään käytössä oleva Lyocell-liuotin N-metyylimorfoliinioksidi-monohydraatti (NMMO). Työssä 1,5-diatsabisyklo[4.3.0]non-5-eniumasetaatti ([DBNH]OAc) osoittautuu hyväksi liuottimeksi: siitä kehrättyjen kuitujen lujuus vastaa Lyocell-kuituja. Vesi kilpailee selluloosan kanssa solvaatiosta ja saostaa selluloosan ulos liuoksesta. Pienetkin vesimäärät estävät selluloosan liukenemisen 1,1,3,3-tetrametyyliguanidiumasetaattiin ([TMGH]OAc) ja -propionaattiin ([TMGH]EtCOO), mutta 1-etyyli-3-metyyli-imidatsoliumasetaatti ([emim]OAc) sietää 10-15% vettä. Ero selittyy seosten Kamlet-Taft-liuotinparametreilla: nettoemäksisyys eli emäksisyyden ja happamuuden erotus pienenee jo 0,5 vesiekvivalentilla. 0,5 vesiekv. seoksella on huonompi reologinen joustokesto kuin 0 tai 1 ekv. seoksilla. Tämä estää [emim]OAc:n kehräämisen 0,1 mm suulakkeella: hauteessa suihkun jähmettynyt pinta repeää ytimen antaessa myöten. [TMGH]OAc-liuokset taas ovat geelimäisiä ja siten huonosti kehrättäviä. Ionisen nesteen diffuusiovakio riippuu kehräysliuos-vesiseoksen vesipitoisuudesta. Hyvät liuottimet eli [DBNH]OAc ja NMMO muodostavat vahvan verkkorakenteen saostuessaan, jolloin diffuusiovakio pienenee alkuarvostaan voimakkaasti. [Emim]OAc:lle muutos on pienempi. [TMGH]OAc:lla diffuusiovakio ei muutu, koska geelimäinen rakenne on jo paikallaan.[DBNH]OAc-selluloosaliuoksen kehräys on stabiilia 0,01-0,045 ml/min pursotusnopeudella. Vakain nopeus on 0,02 ml/min, jolla saavutetaan vetosuhde 7,5. Suurempi pursotusnopeus ja vesihauteen lämpötila sekä pienempi suulakkeen pituus-halkaisijasuhde alentavat vetosuhdetta. Kuitujen hyvä lujuus (40 cN/tex eli 590 MPa) selittyy sillä, että amorfiset alueet orientoituvat kuidun suunnassa. Työssä tutkittiin myös selluloosan saostamista asetoni-vesiseoksella puuliuoksesta [emim]OAc:ssa. Koivupuujauhon (< 0,125 mm) liukoisuus on vain 93% eikä saadun sakan ligniinipitoisuus ole vähentynyt. Autohydrolyysiesikäsittely (P-kerroin 500, 170 °C) parantaa liukoisuuden 98%:iin ja ligniinin pitoisuus sakassa vähenee 63%:lla. Koska jäännösligniiniä on kuitenkin 13%, menetelmä ei korvaa kemiallista ligniininpoistoa sellunkeitossa. Ligniinipitoisuus ei alennu korkeammalla P-kertoimella (1500)

Multiscale Entanglement Renormalisation Ansatz

This thesis reviews the multiscale entanglement renormalisation ansatz or MERA, a numerical tool for the study of quantum many-body systems and a discrete realisation of the AdS/CFT duality. The thesis covers an introduction to the necessary background concepts of entanglement, entanglement entropy and tensor network states, the structure and main features of MERA and its applications in condensed matter theory and holography. Also covered are details on the algorithmic implementation of MERA and some of its generalisations and extensions. MERA belongs to a class of variational ansatze for quantum many-body states known as tensor network states. It is especially well-suited for the study of scale invariant critical points. MERA is based on a real-space renormalisation group procedure called entanglement renormalisation, designed to systematically handle entanglement at different length scales along the coarse-graining flow. Entanglement renormalisation has be used for example to efficiently describe Kitaev states of the toric code, the prime example of topological order, and numerically study the ground state of the highly frustrated spin-1/2 Heisenberg model on a kagome lattice and various other one- and two-dimensional lattice models. The geometric and causal structure of MERA, which underlies its effectiveness as a numerical tool, also makes it a discrete version of the AdS/CFT duality. This duality describes a conformal field theory by a gravity theory in a higher dimensional space, and vice versa. The duality is manifest in the scaling of entanglement entropy in MERA, which is governed by a law highly analogous to the Ryu-Takayanagi formula for holographic entanglement entropy, in the connection between thermal states and a black-hole-like MERA and in the connection between correlation functions and holographic geodesics in a scale invariant MERA. The aim of this thesis is to lead the reader to an understanding of what MERA is, how it works and how it can be used. MERA's core features and uses are presented in a comprehensive and explicit way, and a broad view of possible applications and further directions is given. Plenty of references are also offered to direct the reader to further research on how MERA may relate to his/her interests.MERA, eli multiscale entanglement renormalisation ansatz, on numeerinen menetelmä monen kappaleen kvanttimekaniikan tutkimiseen sekä diskreetti todentuma AdS/CFT-dualiteetista. Tämä tutkielma on yleiskatsaus MERAan. Se käy läpi tarvittavat pohjatiedot lomittumisesta, lomittumisentropiasta ja tensoriverkkotiloista, kuvailee yksityiskohtaisesti MERAn rakenteen ja tärkeimmät ominaisuudet ja esittelee sen käyttömahdollisuuksia tiiviin aineen teorian ja holografian tutkimuksessa. Lisäksi tutkielma käsittelee MERAn toteutuksen numeerisena algoritmina sekä joitain sen yleistyksiä ja laajennuksia. MERA kuuluu niin sanottuihin tensoriverkkotiloihin, jotka ovat yritteitä monen kappaleen kvanttitiloille. Se on suunniteltu soveltumaan erityisen hyvin skaalainvarianttien kriittisten pisteiden kuvaamiseen. MERA pohjautuu lomittumisrenormalisaatioon (entanglement renormalisation), renormalisaatioryhmäprosessiin, joka on suunniteltu ottamaan huomioon lomittuminen karkeistamisprosessin eri pituusskaaloilla. Sitä on käytetty muun muassa toruskoodin (toric code) Kitaev-tilojen - topologisen järjestyksen malliesimerkin - kuvaamiseen sekä vahvasti turhautuneen kagomehilan kehre-1/2-Heisenbergin mallin ja monien muiden yksi- ja kaksiulotteisten hilamallien perustilojen etsimiseen. MERAn geometrinen ja kausaalinen rakenne, jonka varaan sen tehokkuus numeerisena yritteenä perustuu, tekee siitä myös diskreetin todentuman AdS/CFT-dualiteetista. AdS/CFT-dualiteetti kuvaa konformin kenttäteorian gravitaatioteoriaksi korkeampiulotteisessa avaruudessa ja päinvastoin. Tämä dualiteetti ilmenee skaalainvariantissa MERAssa useilla tavoilla: MERAssa lomittumisentropia skaalautuu holografisesti niin kutsutun Ryu-Takayanagi-yhtälön mukaan, termiset tilat kuvautuvat mustaa aukkoa muistuttavaksi MERAksi ja korrelaatiofunktiot MERAssa riippuvat holografisista geodeeseista tensoriverkon halki. Tutkielman tarkoituksena on johdattaa lukija ymmärtämään, mikä MERA on ja kuinka se toimii, esittää kattavasti ja yksityiskohtaisesti sen keskeisimmät ominaisuudet ja käyttötarkoitukset sekä antaa laaja yleiskuva sen sovelluskohteista. Matkan varrella tutkielma pyrkii jakamaan runsaasti viitteitä, joita seuraamalla lukija voi löytää lisätietoa siitä, miten MERA liittyy hänen kiinnostuksensa kohteisiin

Nollapersoona- ja passiivimuotojen sekoittuminen E-infinitiivin inessiivin yleiskielisessä käytössä

Tiivistelmä. Käsittelen kandidaatintutkielmassani nollapersoonaisen ja passiivimuotoisen E-infinitiivin inessiivin sekoittumista yleiskielessä. Lähestyn aihettani kielenhuollon näkökulmasta. Tutkimukseni kohdistuu tutkia- ja tarkastella-lekseemien sananmuotoihin tutkiessa ~ tutkittaessa sekä tarkastellessa ~ tarkasteltaessa. Valitsemani lekseemit kantavat läheisiä ja osin limittäisiäkin merkityksiä mutta poikkeavat toisistaan rakenteeltaan. Aineisto koostuu yhteensä 213 tutkia-verbistä ja 229 tarkastella-verbistä. Tutkia-verbillinen aineisto koostuu 49 nollapersoonaisesta muodosta ja 164 passiivimuodosta. Tarkastella-verbillinen aineisto puolestaan koostuu 105 nollapersoonaisesta muodosta ja 124 passiivimuodosta. Aineiston olen kerännyt Korp-hakuohjelmalla Ylen suomenkielinen uutisarkisto -korpuksista. Analysoin aineistoni kielenhuolto-oppaiden ja kielioppiteosten tarjoaman tiedon perusteella. Analyysi painottuu enemmän kielioppiteosten tietoon, sillä kielenhuollossa temporaalirakenteen pääluokan valintaan ei yksiselitteisiä normeja ole juuri tarjolla. Horjuntaa tutkimieni muotojen käytössä ilmenee runsaasti. Aineiston nollapersoonaisista muodoista yli 40 %:ssa pääluokka on valittu yleiskielen kannalta virheellisesti. Lekseemikohtaisesti virheellinen nollapersoonan käyttö painottuu tarkastella-verbille, jonka nollapersoonamuoto on tulkittavissa virheelliseksi lähes 60 %:ssa tapauksistaan. Virheellistä nollapersoonan käyttöä esiintyy eniten sellaisissa yhteyksissä, joissa hallitsevassa lauseessa on eksplisiittisesti ilmaistu tekijä, esimerkiksi passiivin tunnuksella tai henkilöviitteisellä perussubjektilla. Parhaiten E-infinitiivin inessiivin nollasubjektillista muotoa on käytetty yhteyksissä, joissa myös hallitseva lause on nollasubjektillinen. Tällaisia konteksteja ovat esimerkiksi modaalisen apuverbin sisältävät lauseet. Tutkielma kartoittaa temporaalirakenteen nollapersoonamuodon käyttökonteksteja: Muotoa on käytetty hyvän yleiskielen mukaisesti silloin, kun se esiintyy geneeristä tilannetta kuvaavan hallitsevan lauseen yhteydessä. Myös hallitsevan lauseen predikaattiverbin semantiikalla on merkitystä, sillä temporaalirakenteen nollapersoonamuoto sopii parhaiten yhteyksiin, joissa hallitsevan lauseen predikaattiverbi edellyttää tapahtuman tai toiminnan läpi käyvää tai kokevaa henkilöä. Tahdonalaisesti ja omavoimaisesti toimivat hallitsevan lauseen predikaattiverbin tekijätarkoitteet tuntuvat puolestaan vaikeuttavan nollapersoonaisen temporaalirakenteen sopivuutta. Aineiston tapaukset jakautuvat kolmeen ryhmään yleiskielisyytensä perusteella: yksiselitteisesti virheellisiin, selkeästi hyvän yleiskielen mukaisiin ja harmaalle alueelle sijoittuviin tapauksiin. Viimeinen joukko koostuu lähinnä tapauksista, joissa hallitsevan lauseen predikaattiverbi on niin sanottu mentaaliverbi. Harmaalle alueelle ne sijoittuvat sen vuoksi, että hallitsevan lauseen verbin kuvaama toiminta kyllä sallisi nollapersoonaisen temporaalirakenteen, mutta lauseen kuvaamien tilanteiden spesifisyys vaikeuttaa nollapersoonaisuuden hyväksymistä. Tutkielmani perusteella näyttää paitsi siltä, että E-infinitiivin inessiivin pääluokan valinta tuottaa kielenkäyttäjille ongelmia, myös siltä, että valinnan perusteet eivät suinkaan ole yksiselitteisiä. Temporaalirakenteen nollapersoonaisuuden hyväksyttävyyteen vaikuttavat useat eri tekijät kuten nollapersoonaisuuteen ylipäätäänkin. Tutkielmani toimii siis alustavana kartoituksena aiheesta, josta ei juuri ole aiempaa tutkimusta

Suunnittelutyökalut arkkitehtuurikasvatuksen välineenä

Uudet tietomallipohjaiset suunnittelutyökalut on otettu yleisesti osaksi suunnitteluprosessia. Seurauksena suunnittelun aikana kerätyn ja luodun tiedon määrä on kasvanut, ja sen hallinta parantunut. Suunnittelutyö on muuttunut korostetusti eri suunnittelijoiden yhteistyöksi, jossa tietoa siirretään ja jaetaan. Työkaluina tiedonsiirto ja tietomalli yhdessä oikein käytettynä mahdollistavat suunnitelman tarkastelun halutussa muodossa, missä suunnitteluvaiheessa tahansa. Tietomalli sisältää suunnitteluvaiheen mallin, ja siitä on generoitavissa keskenään ristiriidattomat dokumentit. Tiedonsiirto jättää jälkeensä automaattisesti kunkin suunnitteluvaiheen tietomallit. Tiedonsiirto suunnitteluohjelmistojen kesken vastaa ihmisten välistä kommunikaatiota. Sillä on lähettävä ja vastaanottava osapuoli ja sillä on mahdollisuus epäonnistua. Kommunikaatiota jossa varmistetaan viestin perillemeno kutsutaan opettamiseksi tai kasvattamiseksi. Tässä yhteydessä arkkitehtuurikasvatus kattaa sekä ammattilaiset että maallikot. Tämä kirja tarkastelee kuinka kommunikaatio teoriassa toimii, mitä se tarkoittaa ja näyttää esimerkin mitä se voi olla. /Kir1

Julkisuusperiaate kuntien sosiaali- ja terveyspalveluiden ulkoistuksissa

Kunta voi huolehtia sosiaali- ja terveydenhuollon palveluiden järjestämisvastuusta myös ulkoistamalla palveluja yksityisille toimijoille. Kunnan toiminnassa lähtökohtana on toiminnan julkisuus ja avoimuus, sillä kunnan tavoitteet määräytyvät yleisten ja julkisten intressien mukaan. Yksityisten sosiaali- ja terveysalan toimijoiden toimintaa ohjaavat markkinat, yksityinen intressi ja kilpailu, ja siten tiedon saatavuutta rajaa yksityisyys ja liikesalaisuus. Kunnan viranhaltijan on huomioitava ne keskeiset oikeussuhteet, jotka vaikuttavat viranomaisjulkisuudessa. Julkisuuteen vaikuttaa yksityisen ja viranomaisen välinen suhde eli jokaisen oikeus saada tietoa viranomaiselta. Kunta valvoo yksityisten sosiaali- ja terveyspalveluiden laatua, joten kunta tarvitsee myös tietoa yksityisen toiminnasta. Viranomaiset saattavat tarvita myös tietoja toiselta viranomaiselta tehtäviensä suorittamiseen. Lisäksi kunnan toimintakentässä julkisuuteen vaikuttaa yksityisten väliset suhteet, esimerkiksi tilanteessa, jossa kilpailija haluaa saada tietoa ulkoistetun yrityksen toiminnasta. Lisäksi kunnalla olla hallussaan laaja tietovaranto, jonka sisällä julkisuutta säädellään eri tavoin. Kuitenkin julkisuusperiaatteen menettelysäännösten noudattamisessa on ilmennyt puutteita. Julkisuudesta päättää kuitenkin ensivaiheessa virkamies, sitten viranomainen ja viime kädessä hallintotuomioistuin. Menettelysääntöjen noudattamisella on tärkeä merkitys, jotta julkisuusperiaate toteutuu käytännössä. Aihe on ajankohtainen, sillä myös valtioneuvosto on asettanut vuonna 2021 työryhmän koskien julkisuusperiaatteen ajantasaistamista. Tutkimuskysymyksinä on: miten kunnan tulisi huomioida julkisuusperiaate sosiaali- ja terveyspalveluiden ulkoistuksissa? Entä miten yksittäisen kunnan viranhaltijan tulee huomioida asiakirjojen julkisuus ja salassapito sosiaali- ja terveyspalveluiden ulkoistuksissa? Miten omavalvonnan valvontavastuu jakautuu eli miten kunta huomioi omavalvonnan toteutumisen? Tutkielma on julkisoikeudellinen ja sijoittuu hallinto-oikeuden, erityisesti sosiaalioikeuden ja kunnallishallinnon alalle. Tutkimusmenetelmänä on lainoppi eli oikeusdogmatiikka. Se tarkoittaa sen selvittämistä, kuinka tulisi toimia nykyisen oikeusjärjestyksen mukaan. Työssä käsitellään sitä, miten kunnan ja viranomaisen tulisi käsitellä ulkoistukseen liittyviä asiakirjoja nykyisen lainsäädännön mukaan. Tutkielma rakentuu yleisestä yksityiseen: ensin julkisuutta käsitellään kuntatasoisesti (luku 2), sitten yksittäisten asiakirjojen julkisuutta käsitellään viranhaltijatasoisesti (luku 3). Luku neljä käsittelee yrittäjän laatimaa omavalvontasuunnitelmaa, joka tulee pitää julkisesti esillä sekä kunnan roolia valvoa omavalvontasuunnitelman toteutuminen. Tarkoitus on selkeyttää julkisuusperiaatteen toteutumista sosiaali- ja terveyspalveluiden ulkoistuksissa, jotta viranomainen pystyy toteuttamaan ennakollista oikeusturvaa. Tutkimustulosten perusteella julkisuusperiaatteen toteutuminen vaatii laajempaa uudistamista, sillä esimerkiksi julkisuuslain tietyt säännökset jäävät abstraktille tasolle. Kunnan valvontavastuu on korostunut palveluiden ulkoistuksissa ja kuntien on myös valvottava, että omavalvontasuunnitelma on laadittu asianmukaisesti. Vaikka omavalvonnasta säädetään useammassa säädöksessä, sääntely ei ole kattavaa, ja myös omavalvontasuunnitelman laadun on nähty vaihtelevan. Julkisuusperiaatteen toteutuminen vaatii niin lainsäädännöllisiä muutoksia, kuin kuntien viranhaltijoiden jatkuvaa kouluttautumista, sillä julkisuusperiaatetta soveltavat kaikki viranomaiset tehtävästä riippumatta

Use of waxes and rubbers to create SUPD-compliant coated packaging

The Single-Use Plastics Directive, or SUPD came into force on 3 July 2021 in the European Union in 2021. The main goal of the SUPD is to reduce the amount of plastic waste in the environment, especially the marine environment. SUPD restricts material choice in cotton bud sticks, cutlery, plates, straws, stirrers, sticks for balloons, cups, food and beverage containers. Synthetic polymers and oxo-degradable plastics are forbidden. This work was performed to create and assess SUPD-compliant natural options available to replace these plastics. Waxes and rubbers are some of the most common naturally available materials which impart water vapor and oxygen barrier properties. Different waxes - rice bran, carnauba, rapeseed, beeswax and rubbers - caoutchouc, guayule and chicle - and their combinations were tested in different ratios. They were coated on paperboard using different techniques like dispersion coating, hot melting coating in single and multilayer forms and their barrier properties were measured. The key target of this research was to identify the best options which can provide barrier properties, heat sealability and good printability. Out of the various options tested, rice bran wax provided a good moisture barrier whereas rubber helped in providing heat-sealability and a printable surface. A water vapor transmission rate (WVTR) in the range of 3-5 gm/m2/24 hr at 23 °C and 50% relative humidity was achieved with a multilayer product

Tensor Networks and the Renormalization Group

Tensor networks are a class of methods for studying many-body systems. They give a geometrical description of the internal structure of many-body states, operators, and partition functions, that can be used to implement efficient algorithms to simulate them numerically. In this thesis, after providing a very brief overview of the field, we present new tensor network methods for three different use cases. First, we present a new real-space renormalization group algorithm for tensor networks. Compared to existing methods, its advantages are its low computational cost, simplicity of implementation, and applicability to any network. We benchmark it on the 2D classical Ising model and find accuracy comparable with the best existing tensor network methods. Due to its simplicity and generalizability, we consider our algorithm to be an excellent candidate for implementation of real-space renormalization in higher dimensions, and discuss some of the details and the remaining challenges in 3D. Second, we show how certain topological conformal defects of critical lattice theories can be represented as tensor networks, using the 2D classical Ising model as an example. Furthermore, we show how such tensor network descriptions, combined with a renormalization group algorithm, can be used to obtain accurate estimates of the universal properties of these defects. We also show how coarse-graining of defects can be applied to any conformal defect (i.e. not just topological ones), and yields a set of associated scaling dimensions. Finally, we leave behind the focus on renormalization group methods, and present a method for spatially resolving the overlap between two tensor network states, to obtain localized information about the similarities and differences between them. For a given region, the similarity of two states in this region can be quantified by the Uhlmann fidelity of their reduced density matrices, and we show how such fidelities can be efficiently computed in many cases when the two states are represented as tensor networks. We demonstrate the usefulness of evaluating such subsystem fidelities with three example applications: studying local quenches, comparing critical and non-critical states, and quantifying convergence in tensor network simulations

Eco-experiential quality of urban forests : Combining ecological, restorative and aesthetic perspectives

In this thesis I combined perspectives from urban forest ecology, environmental psychology and empirical aesthetics to determine whether ecologically beneficial urban forest planning and management can also be experientially good. The thesis consists of four interrelated papers, three of which are empirical research papers and the fourth a theoretical review article. All empirical work was performed in boreal forests in Helsinki, the capital of Finland. In the ecological part of the thesis I concentrated on studying planning and management options that contribute to the ecological quality of urban forests, especially tree regeneration and biodiversity, as well as the vitality of native forest species. Previous studies have shown that urbanization, increasing edge effects as a result of forest fragmentation, and intensive recreational use affect the ecological quality of forests negatively. These negative effects can be reduced by keeping forest patches large enough to provide habitats for forest species, and maintaining the forest edge vegetation dense and multilayered to reduce edge effects. Furthermore, leaving natural barriers, e.g. decaying logs, on the forest floor to guide people's movement and to restrict intensive trampling, are likely to be ecologically sound options. In the first empirical paper, I introduced a new ecological forest management option called sheltering group . It is a thicket of saplings occurring in forests that suffer from heavy wear, which can be used as a barrier against trampling to provide safe regeneration microsites for other saplings and forest vegetation. Ecological forest management options may not always be favored in urban forest planning and management because they are generally thought to affect people s recreational, e.g. restorative and aesthetic, experiences negatively. In this thesis I examined whether this assumption is supported when people are taken into forests and their multisensory experiences investigated on-site. In two empirical papers I examined, using survey techniques, how closure of view to the urban matrix from the forest interior, which indicates dense edge vegetation minimizing ecological edge effects, affects the restorative experiences of residents, and do ecologically beneficial decaying logs on the forest floor affect aesthetic experiences of forest visitors. I showed that restorative experiences were better in forest interiors with closed views to the urban matrix than at the edges or edge zones with open or semi-closed views. Furthermore, decaying logs did not, in general, affect the aesthetic experiences of people in urban forests, and logs were well accepted by urban forest visitors. My results indicate that at least these ecological forest management options enhance or maintain experiential qualities of the studied urban forests. In this thesis my aim was also to clarify concepts related to restorative and aesthetic experiences to better determine, assess and measure the experiential quality of green spaces in the future. In the fourth paper I concentrated on operationalizing aesthetic experiences and explored, through a literature review, what is a multisensory aesthetic experience in natural or semi-natural environments, and what dimensions it consists of. I concluded that aesthetic experience in natural environments is not the same thing as general preference and it is more than scenic beauty. I also suggested that aesthetic experiences consist of at least the following dimensions perceived in the environment: coherence reflecting care and congruence of the environment, complexity reflecting diversity and mystery, multisensory beauty, as well as sublimity. All these dimensions should be taken into account when assessing the aesthetic quality of green spaces. I also provided recommendations for pluralistic planning and management aiming at eco-experientially good quality urban forests.Kaupunkimetsät ovat tärkeitä paitsi ekologisesti myös virkistyksellisesti, mutta aina ei ole päivän selvää, voiko ekologista ja virkistyksellistä laatua edistää samanaikaisesti. Ekologisesti hyvät ratkaisut, esimerkiksi tiheä puusto tai lahopuu herättävät metsänhoidon suunnittelussa ajoittain kiivaitakin keskusteluja puolesta ja vastaan. Tässä väitöskirjassa selvitin, voiko kaupunkimetsiä suunnitella ja hoitaa niin, että ne olisivat sekä ekologisesti että kokemuksellisesti laadukkaita. Kaupungistumisen on todettu vaikuttavan metsien ekologiaan monin tavoin, mutta vaikutuksia voi haluttaessa lieventää tietyin ratkaisuin. Esimerkiksi metsien pirstoutumisen seurauksena lisääntyvä reunavaikutus muuttaa metsäkasvillisuutta, mutta reunavaikutusta voi pienentää säilyttämällä metsälaikut tarpeeksi suurina tai pitämällä metsänreunan puusto tiheänä ja monikerroksisena. Asukasmäärän kasvaessa ulkoilusta johtuva tallaus usein lisääntyy ja paikoin metsän aluskasvillisuus voi kulua lähes olemattomiin. On ajateltu, että tätä kulumista voisi vähentää mm. jättämällä maahan kulkua ohjaavia esteitä, kuten puunrunkoja tai pieniä tiheikköjä. Väitöskirjani ensimmäisessä osassa esittelen uuden kulunohjauskeinon, suojatiheikön , joka on pienialainen rykelmä puiden taimia tai pieniä puita. Suojatiheiköistä näyttäisi olevan hyötyä etenkin erittäin tallatuissa kaupunkimetsissä, joissa ne antavat suojaa sekä suotuisan paikan taimille ja mahdollisesti myös muulle kasvillisuudelle uusiutua ja kasvaa suojassa ihmisten tallaukselta. Väitöskirjani seuraavissa osissa selvitin, voivatko tietyt ekologiset ratkaisut olla myös kokemuksellisesti hyviä. Tutkin kahta kokemustyyppiä: stressistä elpymistä ja esteettistä kokemusta. Koska halusin selvittää ihmisten moniaistisia kokemuksia, kyselytutkimukset tehtiin paikan päällä kaupunkimetsissä, joissa virkistyskokemukset todellisuudessakin tapahtuvat. Ensiksi osoitin, että vastaajien kokema elpyminen oli merkittävästi parempi metsien sisäosissa, missä metsäkasvillisuus peitti näkymän kaupunkiympäristöön, kuin metsän reunalla tai lähellä reunaa, mistä näkymä kaupunkiympäristöön oli avoin tai puoliavoin. Seuraavassa osatutkimuksessa puolestaan osoitin, että maahan jätetyt lahopuut eivät vaikuttaneet metsässä kävijöiden esteettisiin kokemuksiin, ja että asukkaat hyväksyivät lahopuun osana kaupunkimetsiä hyvin. Nämä tulokset viittaavat siihen, että tietyt ekologisesti hyvät metsänhoitotoimenpiteet metsänreunan jättäminen tiheäksi niin, että näkymä metsän sisältä kaupunkiympäristöön on suljettu, sekä ekologisesti hyödyllisten lahopuiden jättäminen maahan voivat olla myös kokemuksellisesti hyviä. Näkymä metsästä kaupunkiympäristöön sulkeutuu myös, jos kävijä pääsee tarpeeksi pitkälle metsän sisäosiin, kauaksi metsän reunasta, joten metsien kokemuksellista laatua voi ylläpitää myös pitämällä metsälaikut tarpeeksi suurina ja leveinä. Väitöskirjan viimeisessä osassa tarkastelin myös teoreettisesti, millaisia esteettiset kokemukset luontoympäristöissä voisivat olla ja mitä ulottuvuuksia tulisi ottaa huomioon viheralueiden kokemuksellista laatua tutkittaessa. Tämä tarkastelu osoitti, että ympäristön esteettisyydestä puhuttaessa eri alojen tutkijat puhuvat ristiin, ja käyttävät sekavaa käsitteistöä. Jotta voitaisiin ymmärtää, miten suunnitella esteettisesti laadukasta ympäristöä, pitäisi alkajaisiksi selkeyttää sitä, mitä esteettinen kokemus tarkoittaa, ja mistä se koostuu. Lisäksi totesin, että esteettisiä kokemuksia voi olla monenlaisia, ne ovat usein moniaistisia ja saattavat sisältää erilaisia ulottuvuuksia, kuten kokemus jostain ylevästä, tunne johdonmukaisuudesta, järjestyksen havaitseminen, ympäristön monipuolisuus, salaperäisyys sekä kauneus. Ympäristön kokemuksellista laatua arvioitaessa olisikin hyvä ottaa huomioon nämä erilaiset kokemuksen ulottuvuudet. Väitöskirjan tulokset vahvistavat myös näkemystä, jonka mukaan valokuvien näyttäminen vastaajille tutkimuksissa, joissa yritetään selvittää ympäristön esteettistä laatua, ei aina ole hyvä lähestymistapa. Tutkimukseen osallistuvia henkilöitä tulisi myös pyrkiä viemään paikan päälle luontoon tai saada muutoin eläytymään tutkimuskohteeseen moniaistisesti ja monipuolisesti