MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ Lesnická a dřevařská fakulta
Diplomová práce
Rozbor techniky a technologií kalamitní těžby dříví na LČR LS Nové Město na Moravě
Brno 2009
Bc. Zbyněk Šafránek
Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Ústav lesnické a dřevařské techniky
Lesnická a dřevařská fakulta 2008/2009
ZADÁNÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE Autor práce:
Bc. Zbyněk Šafránek
Studijní program:
Lesní inženýrství
Obor:
Lesní inženýrství
Název tématu:
Rozsah práce:
Rozbor techniky a technologií kalamitní těžby dříví na LČR LS Nové Město na Moravě min. 50 stran včetně všech příloh
Zásady pro vypracování: 1. Na základě studia odborných pramenů i vlastního šetření vypracujte charakteristiku zájmového území LČR LS Nové Město n. M., vlastní šetření dle potřeby zaměřte na vybranou vhodnou organizační součást dané LS. 2. Proveďte zhodnocení příčin a důsledků kalamit v porostech dané oblasti. Zaměřte se na kalamitní těžby v porostech postižených větrnou kalamitou z června 2008. 3. Proveďte šetření základních technicko-ekonomických parametrů dosahovaných při různých způsobech řešení kalamitní těžby dříví, zaměřte se mj. na limitní technické, organizační, ekonomické a ekologické možnosti a ukazatele jednotlivých technologických variant. 5. Zpracujte systém perspektivních technologických postupů kalamitní těžby dříví v rámci zájmového území v alternativách pro různé přírodně-výrobní podmínky zájmového území. 6. Před započetím řešení vypracujte podrobnou metodiku, kterou projednejte s vedoucím DP. DP rozčleňte do jednotlivých kapitol dle rámcové osnovy (úvod, cíl práce, metodika, přehled současného stavu, výsledky a jejich hodnocení, závěr).
2
Seznam odborné literatury:
1.
ULRICH, R. -- NERUDA, J. -- KUPČÁK, V. -- KNEIFL, M. -- KLIMÁNEK, M. -- VALENTA, J. -- HÁNA, J. -- MORAVEC, P. Možnosti uplatnění sortimentních technologií ve správě LČR, s.p. , StudieBrno. 2006. ISBN 978-80-7375-051-0.
2.
SIMANOV, V. -- HRONÍČKOVÁ, E. Příspěvek k ekonomickému hodnocení těžebních technologií ve výchovných těžbách. Journal of Forest Science - Lesnictví. 1998. sv. 44, č. 3, s. 126--135. ISSN 0024-1105.
3.
SIMANOV, V. Soudobé technologie těžby a dopravy dříví ve smrkových porostech. In Smrk - dřevina budoucnosti. Svoboda nad Úpou: Lesy České republiky, s.p., 2004, s. 83--89.
4.
SIMANOV, V. -- KOHOUT, V. Těžba a doprava dříví. 1. vyd. Písek: Matice lesnická spol. s r.o., 2004. 411 s. středoškolské učebnice . ISBN 80-86271-14-5.
5.
RÓNAY, E. -- DEJMAL, J. Lesná ťažba. Bratislava: Príroda, 1981. 347 s.
6.
Becker, G. a kol. (1986): Boden und Wurzelschäden durch Befahren von Waldbeständen. Forst u. Holzwirt., č. 14, s. 367-370.
7.
Bluďovský, Z. (1980): Hodnocení efektivnosti v lesním hospodářství, Praha, 184 s.
8.
McMahon, S. (1995): Survey method for assessing site disturbance. New Zealand Logging Industry Research Organisation, P.R. 54, 16 s.
9.
Mikleš, M. (2002): Pracovná plocha a dostupnosť stromov při ich spilovaní harvestorom, in sborník z mezinárodní konference Logistika technickej výroby dreva v Karpatoch, Zvolen, s. 163-165.
10.
Moskalyk, T. (2002): Analyse der Arbeit vom Harvester Timberjack 1270 B in den Kiefernbestaenden, in sborník Treffen der Sektion Forsttechnik, Sopron, 8 s.
11. Neruda, J. - Valenta, J. (2004): Determinace poškozování lesních porostů těžebními technologiemi. Folia UASMB, Brno, 62 s.
Datum zadání diplomové práce:
listopad 2008
Termín odevzdání diplomové práce:
květen 2009
Bc. Zbyněk Šafránek řešitel
prof. Ing. Jindřich Neruda, CSc. vedoucí práce
prof. Ing. Jindřich Neruda, CSc. vedoucí ústavu
doc. Dr. Ing. Petr Horáček děkan LDF MZLU v Brně
3
PROHLÁŠENÍ
Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Rozbor techniky a technologií kalamitní těžby dříví na LČR LS Nové Město na Moravě zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace.
V Brně, dne:........................................ podpis studenta
4
Děkuji vedoucímu diplomové práce prof. Ing. Jindřichu Nerudovi CSc. za obětavou pomoc, cenné rady a připomínky, za odborné vedení a čas, který mi věnoval při zpracování diplomové práce.
5
Zbyněk Šafránek Rozbor techniky a technologií kalamitní těžby dříví na LČR LS Nové Město na Moravě Technique and technologies analysis of calamity wood cutting in the area of Forest board of management Nové Město na Moravě, LČR s.p.
Abstrakt V současné době, kdy se dostává mechanizace a automatizace do všech oborů lidské činnosti se jí, ať již chceme nebo ne, nemůžeme vyhnout ani v oboru lesnictví. Tato práce se proto zabývá aktuálním lesnickým tématem – použití harvestorových technologií v kalamitních těžbách. Hlavním cílem této práce bylo vyhodnotit poškození lesa po provedené kalamitní těžbě harvestorovou technologií v oblasti Českomoravské vrchoviny. Sledováno bylo zejména poškození půdního povrchu pojezdem těžebních strojů v závislosti na několika faktorech, jako je obsah skeletu v půdě, sklon svahu, vlhkost půdy a další. Výsledkem je metodika hodnocení klíčových kritérií pro použití harvestorových technologií a návrh optimálního typu stroje do konkrétních přírodních podmínek. Klíčová slova: Harvestorové technologie, poškození půdy, návrh vhodné technologie
Abstract In the present, mechanization and automation are getting to the all branches of human activities, also to forestry. The thesis deals with actual topic – harvester technology utilization in a calamity wood cutting. The basic aim of this work is to evaluate forest damage after calamity cutting by harvester technology in the Českomoravska vrchovina area. There were monitored the soil damage by harvester technology travel depends on the several factors, like are skeleton content, gradient of slope, soil moisture and others. The result is the methodology of key criterions evaluation for harvester technology utilization and the proposal for optimal machine type to the concrete forest conditions. Key words: Harvester technologies, soil damage, proposal for optimal technology
6
Použité zkratky: UKT
- univerzální kolový traktor, zemědělský traktor
SLKT
- speciální lesní kolový traktor
JMP
- jednomužná motorová pila
P
- lokalita pařez
OM
- lokalita odvozní místo
LVS
- lesní vegetační stupeň
PUPFL
- pozemky určené k plnění funkcí lesa
SLT
- soubor lesních typů
LHE
- lesní hospodářská evidence
HT
- harvestorová technologie
CHOPAV
- chráněné oblasti přirozené akumulace vod
7
1. Úvod.............................................................................................................................. 2 2. Cíl práce........................................................................................................................ 2 3. Přehled současného stavu ............................................................................................. 2 3.1 Vývoj mechanizovanizace pro těžbu a přibližování dříví ...................................... 2 3.2 Rozbor aktuálního stavu použití harvestorových technologií lesní těžby v ČR ..... 2 3.3 Rozbor přírodních podmínek zájmového území..................................................... 2 3.3.1 Širší přírodní poměry ....................................................................................... 2 3.3.2 Revír Devět Skal .............................................................................................. 2 3.3.3 Revír Milovy.................................................................................................... 2 3.4 Zhodnocení příčin a důsledků kalamit v zájmovém území .................................... 2 3.5 Technický popis strojů použitých ke zpracování kalamity..................................... 2 3.5.1 Harvestor John Deere 1070.............................................................................. 2 3.5.2 Vyvážecí traktor John Deere 1010................................................................... 2 4. Metodika řešení............................................................................................................. 2 4.1 Rozbor kalamitní těžby z 25.06.2008 ..................................................................... 2 4.2 Hodnocení poškození konkrétních porostů............................................................. 2 4.3 Zjištění limitních podmínek pro použití HT v kalmitních těžbách......................... 2 5. Výsledky a jejich hodnocení......................................................................................... 2 5.1 Zhodnocení kalamity z 25.06.2008 dle přírodních podmínek ................................ 2 5.2 Zhodnocení stavu porostů po provedené těžbě....................................................... 2 5.2.1 Porost 213D8 ................................................................................................... 2 5.2.2 Porost 213E9a .................................................................................................. 2 5.2.3 Porost 214C9.................................................................................................... 2 5.2.4 Porost 225B8a.................................................................................................. 2 5.2.5 Porost 251A8 ................................................................................................... 2 5.2.6 Porost 251C12.................................................................................................. 2 5.3 Zjištění limitních podmínek pro použití HT v kalmitních těžbách......................... 2 5.3.1 Dřevina............................................................................................................. 2 5.3.2 Sklon svahu...................................................................................................... 2 5.3.3 Únosnost půdy ................................................................................................. 2 5.4 Rozhodovací schema pro použití harvestorových technologií v kalamitních těžbách.........................................................................................................................2 6. Diskuse.......................................................................................................................... 2 7. Závěr ............................................................................................................................. 2 8. Souhrn........................................................................................................................... 2 9. Summary....................................................................................................................... 2 10. Seznam literatury.. ...................................................................................................... 2 11. Přílohy......................................................................................................................... 2
8
1. Úvod V současné době se v oboru lesního hospodářství setkáváme se stále větším objemem nahodilých těžeb, které je nutné rychle zpracovat. Při zpracovávání těchto kalamitních těžeb máme zpravidla dvě hlavní technologie jak je zvládnout, a to: Motomanuální a harvestorové technologie. Zažitá představa laické ale i odborné veřejnosti je, že pokud se ke zpracování kalamity použije harvestorů bude to mít za následek poškození lesa jako takového, ale i cest a další neblahé následky. Můj názor je takový, že za dodržení všech zásad správného použití těchto strojů nemusí docházet ke zbytečným škodám, ba naopak při citlivém přístupu k takovéto těžbě může být výsledek lepší než za použití standardních technologií. Tyto těžby však musí být důkladně promyšleny a naplánovány a majitel lesa musí v některých případech počítat se zvýšenými náklady na takovouto těžbu. Navíc při kalamitách většího rozsahu jiné řešení často nezbývá ať již z důvodů kapacitních, nebo v zájmu zabránění šíření podkorního hmyzu, případně zabránění znehodnocení dřeva. Objem dříví zpracovávaného harvestory rok od roku kolísá a to zejména v závislosti na objemu kalamitních těžeb. Zřejmě největšího nasazení harvestorových technologií v ČR bylo dosaženo v roce 2007 po orkánu Kyrill. V běžných letech se tento objem pohybuje mezi 15 – 20 % z celkového objemu zpracovávaného dříví. Z hlediska ekonomiky a zpeněžení dříví se v poslední době jeví jako výhodnější používání harvestorových technologií. Výhodou je zde zpravidla kvalitnější manipulace dřeva, možnost výroby většího počtu sortimentů, snadnější ukládání na skládky a jednodušší odvoz. Čela výřezů také nejsou znečištěna od povrchu půdy jako při vlečení úvazkovým způsobem, což má velký vliv na výslednou cenu dřeva. S používáním té které technologie těžby a soustřeďování dříví souvisí také výroba sortimentů dříví. Je třeba vždy zvolit výrobu takových sortimentů u kterých bude dosaženo nejlepšího zpeněžení. Pro výrobu krátkých výřezů a více sortimentů bývají výhodnější technologie harvestorové, pro výrobu kulatiny v délkách přes 7 metrů je potom výhodné, nebo i nutné použít jinou technologii. V každém případě by ovšem lesní hospodář měl dbát především na šetrnost k životnímu prostředí a tomu danou technologii přizpůsobit. Naprosto nezbytné potom je vyvarovat se trvalým, nebo dlouhodobým škodám na lesních ekosystémech.
1
2. Cíl práce Cílem tété práce je zhodnotit přírodní podmínky zájmového území (Lesní správa Nové Město na Moravě, revíry Devět skal a Milovy) a provést analýzu kalamitní těžeby z 25.06.2009 na obou těchto revírech. Tato analýza spočívá ve zjištění základních vztahů mezi ekologickými faktory prostředí a množstvím poškozeného dříví (objem kalamitní těžby v závislosti na edafických kategoriích) pro oba sledované revíry. V další části práce bylo třeba pro objektivní zjištění stavu lesa po provedené kalamitní těžbě vybrat porosty, které byly zpracovány harvestorovými technologiemi (čtyři na revíru Devět skal a dva na revíru Milovy) a zhodnotit v nich poškození půdy. K hodnocení poškození byla použita upravená Mc Mahonova metoda (Mc Mahon, 1995). Při tom byly sledovány další údaje jako penetrační odpor půdy v kolejích po vyvážecích prostředcích a vlhkost půdy. Tyto údaje byly dále rozlišeny pro případy, kdy byly koleje řádně přikryty klestem či nikoliv. Měření byla prováděna asi jeden měsíc po skončení prací. Dílčím cílem bylo zjistit určitou závislost poškození půdy těžebními stroji na přírodních podmínkách. Na základě těchto výsledků a vlastních zkušeností bylo vytvořeno určité doporučení pro nasazování harvestorových technologií v závislosti na konkrétních podmínkách prostředí. Základem metodiky je hodnocení čtyř hlavních limitních podmínek pro použití harvestorových technologií obecně a to: Skupina dřevin, svah, okamžitý stav půdy a soustředěnost těžeb. Na základě zhodnocení těchto limitních podmínek byla každá sledovaná plocha zařazena do jedné ze tří tříd označených velkými tiskacími písmeny (A,B,C). Třídu A je možné zpracovávat za použití standardních harvestorů a vyvážecích traktorů s kolovým podvozkem, třídu B jen za použití speciálních strojů s nízkým měrným tlakem na půdu, případně vyšší svahovou dostupností. Třída C je na nejméně příznivých lokalitách a tyto porosty je sice v případě nutnosti možné zpracovávat pomocí harvestorů, ale jen za spoluúčasti dalších technologií, jako je například kůň, lanové dopravní zařízení, mobilní navíjedla, UKT apod., které odříznuté nezpracované stromy dopraví na vhodné místo v dosahu harvestoru.
2
3. Přehled současného stavu 3.1 Vývoj mechanizace pro těžbu a přibližování dříví K současným vysoce mechanizovaným a automatizovaným technologiím lesní těžby vedla poměrně dlouhá cesta. Pomineme-li úplné počátky, kdy se těžba prováděla pouze ručním nářadím a přibližování potom koňskými či volskými potahy, tak se mechanizace do těžby dříví dostala až po druhé světové válce. V roce 1956 byl podíl mechanizovaného soustřeďování dříví asi 17 %, ale již v roce 1965 přesáhl nadpoloviční většinu. V současné době neexistuje přesná evidence použitých technologií pro těžbu a soustřeďování dříví, ale odhaduje se, že na traktory připadá asi 80 % přiblíženého dříví, na lanovky pouze 2 % a na ostatní způsoby včetně harvestorových technologií 18 %. Velký vliv na objem prací vykonávaných harvestorovými technologiemi má množství kalamitních těžeb a to zejména díky větší rychlosti zpracování, kvalitě sortimentace, a v neposlední řadě i bezpečnosti pro obsluhu. V počátcích výroby těžebních strojů se používaly především takzvané jednooperační stroje. Již z jejich názvu je patrné, že vykonávaly pouze jednu operaci, to znamená buď pouze kácení, nebo pouze odvětvování, případně příčné rozřezávání. Ostatní operace se prováděly standardními prostředky, například tedy po káceči následovalo přibližování pomocí UKT / SLKT, odvětvení pomocí odvětrovacího stroje a příčné rozřezání pomocí JMP. U této technologické varianty tedy odpadlo nebezpečné ruční kácení a namáhavé odvětvování při zvýšení produktivity práce. Dalším stupněm vývoje byly víceoperační těžební stroje - jeden stroj provádí více operací najednou. Jedná se o procesory, harvestory a ostatní víceoperační stroje. Procesory provádí odvětvování, krácení, případně třídění, ale nikdy nekácejí. Kácení bylo tedy nutné provádět standardními způsoby (JMP), nebo jednooperačními káceními stroji. Tyto stroje se rozdělují na kompaktní a výložníkové. Kompaktní se téměř nepoužívají, protože je do nich nutné strom vložit buď ručně, nebo pomocí navijáku. Výložníkové si strom podávají samy ramenem hydraulického jeřábu a zpracovávají ho v jednotce umístěné přímo na stroji (dvoufázové procesory), nebo ho zpracovává hlavice umístěná na konci ramene (jednofázové procesory). Mezi ostatní víceoperační stroje lze zařadit například: Káceče-hromádkovače, káceče-vytahovače, káceče-přibližovače, káceče-odvětvovače-přibližovače, a různé další. Jejich princip je patrný již z jejich názvu. Tyto stroje se používají spíše výjimečně. Za povšimnutí ovšem stojí káceč-hromádkovač, který byl používán na 3
tehdejším lesním závodě Rájec. Tento stroj byl nasazován v hustě podrostlých borových porostech, kde by za použití standardních technologií došlo k velkým škodám na přirozeném zmlazení. Princip spočíval ve vytvoření linek uvnitř dotěžovaného porostu ve vzdálenosti 15 metrů od sebe (dosah výložníku byl 7,5 metru), zkácení stromu a jeho přenesení za stroj na linku. Stromy se pokládaly po několika na sebe a vzniklý balík byl potom vytažen pomocí SLKT na odvozní místo, kde byl dále zpracován. Výsledkem byly minimální škody na přirozeném zmlazení. Harvestory jsou nejmodernější a nejefektivnější těžební stroje, které provádí všechny operace od kácení, přes odvětvování, příčné rozřezání až po třídění vyrobených sortimentů. 3.2 Rozbor aktuálního stavu použití harvestorových technologií lesní těžby v ČR Dle Zprávy o stavu lesa a lesního hospodářství za rok 2007 bylo v tomto roce v provozu na území České Republiky 308 těžebních strojů, z toho 286 kolových harvestorů a 19 harvestorů na pásových podvozcích. Potěšující je, že 211 harvestorů bylo zakoupeno po roce 2001, pouze 28 strojů je již na hranici životnosti. Dopravu dříví z lokality P na lokalitu OM zajišťuje 504 vyvážecích traktorů a 71 vyvážecích traktorových souprav tažených univerzálními kolovými traktory. Podrobné údaje o počtu harvestorů a vyvážecích strojů dle jejich velikosti a roku výroby jsou uvedeny v následujících tabulkách.
4
Tab. 1 Harvestory provozované v ČR podle velikosti úřezu a roku výroby k 31.12.2007 Výrobce
Počet celkem (ks)
John Deere Rottne Valmet Ponsee Logset Sampo Gremo SP-Maskiner Caterp./EcoLog Nokka Vimek 404 UTC 10-67 Kolové Menzi Muck MHT Linz Königs Tiger Celkem
133 67 33 33 6 5 2 2 2 1 1 1 286 3 17 2 308
Z toho dle úřezu harvestorové hlavice do do do do 55 62 72 75 cm cm cm cm 31 33 58 11 30 25 12 8 6 16 3 1 1 8 23 4 2 5 1 1 2 1 1 1 1 1 82 71 84 49 3 16 1 1 1 102 72 85 49
Z toho dle roku výroby až 1996 - 2000 1995 1999 20
4
26 6 7 8
1 2
87 61 26 21 6 5 1 2
1
28
47 5
28
52
1 1 211 3 12 2 228
Z výše uvedené tabulky vyplývá, že nejzastoupenější značkou harvestorů na našem území je značka John Deere, tato značka má také největší podíl strojů vyrobených po roce 2000. Poměrně malé zastoupení mají harvestory na pásových podvozcích (pouze 22 ks), a to se navíc jedná většinou o harvestory s nejmenším úřezem (do 55 cm). Pouze jeden pásový harvestor má úřez do 62 cm a jeden do 72 cm. To je podle mého názoru škoda, protože právě tyto harvestory mohou zpracovávat normální ale i kalamitní těžby na méně únosných půdách bez větších škod na půdním povrchu. To platí samozřejmě za předpokladu, že bude použit vhodný vyvážecí traktor, kterých je však na rozdíl od harvestorů dostatek, viz. Tabulka č.2.
5
Počet harvestorů (Ks)
Graf počtu harvestorů v ČR v závislosti na velikosti úřezu 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 do 55 cm
do 62 cm
do 72 cm
do 75 cm
Velikost úřezu (cm)
Graf č.1 Graf č.1 znázorňuje, že zastoupení harvestorů rozdělené podle velikosti úřezu do čtyř tříd je poměrně vyrovnané. Největší podíl zaujímají harvestory s úřezem do 72 cm (84 ks), druhé největší zastoupení mají harvestory s úřezem do 55 cm. Myslím si, že právě tato skupina harvestorů má největší perspektivu rozvoje (výchovné těžby) a jejich podíl se bude dále zvyšovat.
6
Tab. 2 Počet vyvážecích traktorů a vyvážecích traktorových souprav Výrobce
John Deere Valmet Rottne Ponsee Gremo Logset Norcar Cater/Eco L Farmi trac Nokka Dasser vlké vyv. traktory Logbear Terri Vimek Log Lander Entrakon malé vyv. traktory Vyváž. Traktory celkem UKT + přívěs Celkem strojů
Počet celkem (ks) 161 58 57 34 11 9 6 3
do 3t
dle nosnosti do do do 6t 9t 12t 87 61 18 25 29 16 22 11 6 6 3
1 1 2 343
1 1 2 158
130
2 37 50 58 14 161
37
50 58 14 124
504
37
124
158
130
40
27
4
164
185
134
do 17t 2 1 3
3
49
6
1 1 2 34
87
8
2 21
8
23
8 50 58 14 130
42
110
352
2 37
71 575
do 14t 11 14 9 12
dle roku výroby až 1996- 20011995 2000 21 54 86 10 48 5 52 11 23 3 7 1 9 6 3
37
7
49
6
222
71 49
6
42
110
423
Počet traktorů (Ks)
Graf počtu vyvážecích traktorů v ČR v závislosti na jejich nosnosti 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 do 3t
do 6t
do 9t
do 12t
do 14t
do 17t
nosnost (t)
Graf č.2 Graf č.2 znázorňuje, že největší podíl vyvážecích traktorů na našem území zaujímají stroje s nosností do 9t (158 ks). Poměrně zastoupenou skupinou vyvážecích traktorů jsou stroje s nosností do 6 tun. Tyto stroje můžeme pokládat za malé vyvážecí traktory, jejich výhodou je, že jsou vybaveny buď již z výroby pásovým podvozkem, nebo lze snadno namontovat kolopásy. Tato skupina vyvážecích traktorů v kombinaci s vhodným harvestorem na pásovém podvozku je podle mého názoru nejlepším řešením např. kalamitní těžby na méně únosných půdách. 3.3 Rozbor přírodních podmínek zájmového území 3.3.1 Širší přírodní poměry Reliéf oblasti je charakterizován mírně zvlněnými tvary s převážně plochými hřbety a rozsáhlými plošinami. Údolí jsou v pramenném území mělká a rozevřená a postupně se více zařezávají. Na některých vrcholech vystupují žulová skaliska a izolované skály. Na nejvyšších hřbetech jsou často skalnaté útvary, nejrozsáhlejší z nich je skupina Devět skal (836 m.n.m.). Geologicky náleží území Krystaliniku jižní části Českého masivu. V bližším členění do Moldanubiku (moravské části). Moldanubikum je hlubinně metamorfované kristalinikum, budované převážně různými odrůdami rul. Horniny moldanubika jsou jednak původu sedimentárního, jednak magmatického v různém stupni přeměny. Ze sedimentárních hornin vznikly různými přeměnami zejména pararuly, z vyvřelých pak ortoruly. V blízkosti vodotečí jsou významné štěrkopískové náplavy. Poměry půdní výrazně odpovídají zastoupeným lesním typům. Na stanovištích neovlivněných vodou 8
se vyskytuje kryptopodzol typický, na kyselých stanovištích oligotrofní, na přechodných svěžích stanovištích oligomezotrofní. Na extrémních kyselých stanovištích se nachází litozem typická silikátová. Na hlinitých stanovištích s oglejenými spodinami se nachází kambizem luvizemní až typická oglejená, případně až luvizem typická. Na půdách ovlivněných střídavým zamokřením se objevuje kryptopodzol pseudoglejový až pseudoglej typický. Na stanovištích obohacených proudící vodou je typický glej pseudoglejový. Na podmáčených stanovištích jsou typické gleje rašelinové, typické zbahněné až humózní, gleje kambické až pseudoglejové. Z hlediska hydrografického náleží území do povodí Moravy a to řekou Svratkou, která ho ohraničuje ze západní a severní strany. Nacházejí se zde také dva rybníky Řásník a Rumpoltův rybník. Pro celé území je z hlediska hydrologického typické výrazné zastoupení lesních půd ovlivněných vodou, s více než dvěma desítkami studánek a mnoha prameništi. Toto je typické pro celé Žďárské vrchy a proto jsou vyhlášeny jako „ Chráněná oblast přirozené akumulace vod“ – CHOPAV. Dle QUITA náleží území do Okrsku C1 – mírně chladného. Průměrná roční teplota vzduchu se pohybuje od 4 do 6 °C. Roční průměrný úhrn srážek je 700 – 850 mm. Z hlediska převládajících a nebezpečných větrů převažují větry západní, severozápadní a jihozápadní, a to jak ve vegetačním, tak i zimním období. Počet dní se sněhovou pokrývkou se pohybuje od 80 do 120 dní. Průměrná délka vegetační doby dosahuje jen 120 dní. Významným klimatickým faktorem je výskyt mrazových poloh v uzavřených sníženinách a na podmáčených lokalitách. Hranice zájmového území probíhají přibližně obcemi Svratka, Křižánky, Sněžné, Fryšava, Sklené, Herálec, Svratka (viz. Obr. 1).
9
Obr.1 Přehledová mapa zájmového území (M 1:50 000) 3.3.2 Revír Devět Skal Revír Devět Skal patří stejně jako revír Milovy pod lesní správu Nové Město na Moravě. Oba revíry náleží do přírodní lesní oblasti 16 – Českomoravská vrchovina. Plocha porostní půdy zaujímá 1853,58 hektarů, bezlesí 10,97 hektarů a jiné pozemky potom 26,72 hektarů. Pozemky určené k plnění funkcí lesa na tomto revíru tedy zaujímají celkem 1891,27 hektarů. Nejzastoupenějším lesním vegetačním stupněm je LVS 6 – Smrkobukový. Přehled o plochách jednotlivých LVS zobrazuje následující tabulka.
10
Tab.3 Přehled o plošném zastoupení LVS LVS 0 5 6 7
Porostní půda (ha) 0,75 0,27 1757,52 95,04
Nejzastoupenějším lesním typem je typ 6P1, který zaujímá 404,68 hektarů, následuje typ 6K6 (331,18 hektarů) a 6P3 (151,13 hektarů). Podrobný přehled o zastoupení lesních typů je uveden v následující tabulce. Tab.4 Přehled o plošném zastoupení Lesních typů LT 0Z4 5L5 6B1 6B6 6I1 6I3 6K1 6K3 6K6 6N1 6N4 6O1
Porostní půda (ha) 0,75 0,27 3,74 2,75 1,96 124,46 45,30 48,80 331,18 101,98 16,24 48,57
LT 6P1 6P3 6P5 6R1 6S1 6S2 6S8 6V6 6V9 6Y0 7G3 Celkem
Porostní půda (ha) 404,68 151,13 82,15 1,95 107,10 142,90 71,09 49,93 7,67 13,94 95,04 1853,58
Z hlediska dřevinné skladby je nejzastoupenější dřevinou smrk obecný (Picea abies) 92,78 % plochy porostní půdy, následuje buk lesní (Fagus sylvatica) 2,77 % a jedle bělokorá (Abies Alba) 1,39 % plochy porostní půdy. Podíly ostatních dřevin znázorňuje tabulka č.5
11
Tab.5 Tabulka dřevin dle plošného zastoupení a zásoby Dřevina Smrk obecný Smrk pichlavý Jedle bělokorá Douglaska tisolistá Borovice lesní Modřín evropský Buk lesní Javor mléč Klen Jasan ztepilý Jilm horský Bříza bradavičnatá Jeřáb ptačí Olše lepkavá Olše šedá Jíva Celkem Holina Porostní půda
plocha (ha) 1711,30 0,17 25,69 0,15 22,10 17,45 51,08 0,04 1,52 1,07 0,08 2,05 0,39 8,44 2,83 0,03 1844,39 9,19 1853,58
zásoba (m3) 701667 0 692 38 6179 6020 5306 15 142 91 0 402 3 1323 357 3 722238
% plochy % zásoby 92,78 0,01 1,39 0,01 1,20 0,95 2,77 0,00 0,08 0,06 0,00 0,11 0,02 0,46 0,15 0,00 100,00
97,15 0,00 0,10 0,01 0,86 0,83 0,73 0,00 0,02 0,01 0,00 0,06 0,00 0,18 0,05 0,00 100,00
3.3.3 Revír Milovy Revír Milovy přímo sousedí s revírem Devět Skal, a to asi 5 km dlouhou hranicí na jižním okraji revíru Devět skal. Oba revíry jsou si velmi podobné jak rozlohou, tak plošným zastoupením Lesních vegetačních stupňů. Z hlediska pedologického je revír Milovy více extrémnější, což je patrné z tabulky č.7 – přehled plošného zastoupení lesních typů. Porostní půda na tomto revíru zaujímá 1773,92 hektarů, bezlesí 11,41 hektarů a jiné pozemky 20,10 hektarů. Celkem PUPFL tedy zaujímají 1805,43 hektarů. Stejně jako na revíru Devět Skal je nejzastoupenější šestý lesní vegetační stupeň. Přesný přehled o plošném zastoupení LVS zobrazuje následující tabulka.
12
Tab.6 Přehled o plošném zastoupení LVS LVS 0 5 6 7 Celkem
Porostní půda (ha) 0,92 0,36 1746,54 26,10 1773,92
Následující tabulka zobrazuje plošné zastoupení lesních typů na revíru Milovy Tab.7 Přehled o plošném zastoupení LVS LT 0Z4 5L5 6I3 6K1 6K6 6N1 6N4 6P1 6P3 6P4
Porostní půda (ha) 0,92 0,36 39,55 35,33 379,77 85,36 7,06 383,90 188,90 16,69
LT 6R1 6S1 6S2 6S8 6V4 6V6 6V8 6V9 6Y0 7G3 Celkem
Porostní půda (ha) 32,59 265,82 22,15 165,72 1,47 41,91 18,43 41,82 20,07 26,10 1773,92
Co se týče dřevinné skladby, je revír Milovy taktéž velmi podobný revíru Devět skal. Plošný podíl smrku obecného (Picea abies) je zde nepatrně nižší (92,02 %), podíl jedle bělokoré (Abies alba) a buku lesního (Fagus sylvatica) je 1,09 % a 3,89 %. Následující tabulka udává přesné hodnoty plošných podílů i zásob jednotlivých dřevin.
13
Tab.8 Tabulka dřevin dle plošného zastoupení a zásoby Dřevina Smrk ztepilý Smrk pichlavý Jedle bělokorá Jedle obrovská Douglaska tisolistá Borovice lesní Modřín evropský Buk lesní Javor mléč Klen Jasan ztepilý Bříza bradavičnatá Jeřáb ptačí Lípa srdčitá Olše lepkavá Olše šedá Osika Jírovec maďal Celkem Holina Porostní půda
Dřevina (ha) 1631,11 0,04 19,40 0,55 0,44 10,37 14,62 68,86 0,01 2,86 0,11 6,72 3,71 0,03 10,44 3,20 0,04 0,01 1772,51 1,41 1773,92
zásoba (m3) 577851 0 558 0 0 2555 4822 6326 0 268 3 666 38 0 1296 491 0 0 594874
14
% plochy % zásoby 92,02 0,00 1,09 0,03 0,02 0,59 0,82 3,89 0,00 0,16 0,01 0,38 0,21 0,00 0,59 0,18 0,00 0,00 100,00
97,14 0,00 0,09 0,00 0,00 0,43 0,81 1,06 0,00 0,05 0,00 0,11 0,01 0,00 0,22 0,08 0,00 0,00 100,00
3.4 Zhodnocení příčin a důsledků kalamit v zájmovém území Prvotní důvod vzniku kalamit takového rozsahu jak ho známe dnes je zřejmě v dřevinné skladbě, která neodpovídá daným přírodním podmínkám. K tomu dále přispívá člověk svými činnostmi, jako je produkce exhalací a s tím související globální změny klimatu. V neposlední řadě na tento stav může mít vliv nekvalitní obnova porostů nevhodným sadebním materiálem, špatné zalesnění, s tím související deformace kořenů a výsledkem je vysoká labilita zejména smrkových porostů. Přesto se snaží lesní hospodáři i s těmito dřevinami pracovat tak, aby ke škodám velkého rozsahu nedocházelo. A to jednak různými technicko-hospodářskými opatřeními (Odluky, rozluky, závory, meliorace, apod.), nebo změnou hospodářského způsobu holosečného na násečný, podrostní, případně výběrný. Ne vždy se ovšem tato snaha daří, jak je to ostatně vidět z každoročních statistik o těžbě dříví. Proto bychom měli hledat možná technická řešení ke zvládnutí těchto kalamit většího rozsahu a to bez výraznějšího poškození životního prostředí. Obecně lze příčiny kalamit rozdělit na abiotické a biotické. Z biotických faktorů je v dnešní době nejškodlivější podkorní hmyz a to zejména lýkožrout smrkový (Ips typographus), dále Lýkožrout lesklý (Pityogenes chalkographus), z dalších kalamitních škůdců potom bekyně mniška (Lymantria monacha), klikoroh borový (Hylobius abietis) obaleč dubový (Tortrix viridiana) a ploskohřbetky na smrku. Z ostatních biotických škodlivých činitelů můžeme jmenovat škody drobnými hlodavci, dřevokazné houby, škody zvěří, útlak buření a podobně. Další velkou skupinou škodlivých činitelů jsou faktory abiotické, ty můžeme dále rozdělit na faktory působící fyziologicky a mechanicky. Mezi fyziologické lze zařadit mráz, sucho, vysoké teploty, blesk a záplavy. Tyto škody mají zejména v mém zájmovém území spíše nepatrný vliv na celkový stav lesa. Nejvýznamněji zde škodí abiotické faktory působící mechanicky. V zimním období nejvíce škodí sníh a to zejména mokrý v kombinaci s větrem. Působí buď prolámání korun, vrškové zlomy, nebo zlomení celých stromů. Na zamokřených půdách potom vývraty. Nejvíce škodí na jehličnatých dřevinách – smrku a borovici, dále potom na buku a dubu, které zůstávají dlouho do zimy olistěné. Dalším negativním faktorem sněhových polomů jsou různé sekundární infekce houbami a dřevokazným hmyzem. V zimním období navíc působí námraza. Tvoří se z mlhy zanesené větrem, namrzá proti směru převládajících větrů na koruny a kmeny stromů ochlazené pod bod mrazu (často také jako souhrnné označení pro všechny ledové povlaky). Ledovka se tvoří za bezvětří 15
z mlhy nebo deště na kmenech a větvích ochlazených pod bod mrazu. Jinovatka vzniká srážením vodních par v podobě ledových krystalků na stromech, když došlo k ochlazení i vyšších, nejen přízemních vrstev vzduchu. Škody způsobené námrazou jsou na rozdíl od poškození sněhem stejně četné v tyčkovinách, jako ve starších kmenovinách. V mém zájmovém území ovšem působí nejvýznamněji škody způsobené prouděním větru. Přestoupí-li rychlost větru určitou mez, působí na dřeviny mechanicky svou silou. U větrů nad 18 m.s-1 (vichřice) může docházet k vývratům a zlomům. Bořivé větry mohou být různé kategorie a doby expozice: silný stálejší vítr, nárazový vítr, větrná bouře, větrné smrště a tornáda (silně rotující vír, vyskytující se pod spodní základnou konvektivních bouří, který se během své existence alespoň jednou dotkne zemského povrchu a je dostatečně silný, aby na něm mohl způsobit hmotné škody), přepadavé větry (vytvářejí se v horách – studený vzduch padá velkou rychlostí do údolí). Výsledné škody větrem závisí na několika činitelích. Zejména ale na stavu půdy – nasáklost půdy vodou (největší v období tání či podzimních dešťů), dále potom na aktuálním zdravotním stavu stromů a jejich štíhlostním koeficientu a v neposlední řadě na způsobu pěstování porostu. Bořivý účinek může být umocňován či naopak bržděn členitostí terénu (větší ohrožení na koncích dlouhých údolí orientovaných po směru větru, na návětrných stranách), účinek může zvýraznit charakter substrátu (menší stabilita na zamokřených lokalitách, sypkých píscích apod.). Dřevina – nejvíce jsou ohroženy dřeviny s krátkou, hustou, vysoko nasazenou korunou nebo dřeviny s křehkým dřevem: smrk, jedle, borovice, topoly, osika, bříza, olše lepkavá. Pokud jsou v porostu ve vyšší míře ponechány stojící souše (např. v chráněných územích v rámci bezzásahového režimu) mohou krátkodobě snížit riziko polomu, stojící souše jsou ovšem cca pětkrát méně odolné než živé zdravé stromy, a tak z porostů vystavených větru zpravidla rychle vypadávají. Důležité preventivní opatření je vytváření dostatečně širokého porostního pláště. Zdravotní stav stromů – zdravé dřevo odolává spolehlivě rychlostem větru až 50 m.s-1. Stromy se středním stupněm poškození tvrdou hnilobou se lámou již při rychlostech 14,5 - 24,5 m.s-1. Stromy napadené pokročilým stupněm rozkladu, hnilobou voštinovou, se lámou ještě při nižších rychlostech větru. Více ohrožují kmeny z hlediska mechanické stability okrajové (ranové) hniloby, než hniloby středové. Míra efektu je přitom do značné míry dána směrem působení větru. V případech, kdy je hnilobou zasažena celá polovina průřezové plochy, bude únosnost průřezu 50 % (kolmo na směr šíření hniloby) nebo také jen 24 % (ve směru šíření) oproti původní únosnosti. Pokud hniloba rozložila polovinu průřezové plochy, činí 16
únosnost průřezu u okrajové hniloby pouze 15 % z původní hodnoty u zdravého dřeva (u středové hniloby stále ještě přes 90 %) (Vicena, 1989). V Rakousku bylo zjištěno, že k vyvrácení a zlomení stačí použít momentu o 39 % menšího u stromů s nahnilými kořeny než u stromů zdravých. Při průzkumu stability sloupaných porostů (Vicena, 1989) bylo zjištěno, že v porostech, kde rozsah porostní zásoby poškozené loupáním nepřesáhl 10 %, bylo polomů 10 m3/ha, u zcela poškozených porostů bylo polomů třikrát více. V uplynulých 30 letech postihly naše lesy tři mimořádně velké větrné kalamity, a to v letech 1976, 1984 a 1990, mimořádně silná námrazová kalamita byla v zimě 1995/1996. Velké přesuny vzdušných mas jsou časté na jaře a na podzim (vichřice), smrště a větrné bouře jsou nejčastější v létě. Větrná bouře byla také příčinou velké kalamity z 25.06.2009, která na revíru Devět skal poškodila cca 8 000 m3 dříví a na revíru Milovy cca 2 000 m3 dříví.
Obr.2 Následek větrné kalamity ze třicátých let (lesní sklad kulatiny)
17
3.5 technický popis strojů použitých ke zpracování kalamity 3.5.1 harvestor John Deere 1070
Obr.3 Harvestor John Deere 1070 při práci v probírce Jedná se o harvestor střední třídy na šestikolovém podvozku. Je to univerzální stroj vhodný do silnějších probírek, ale i do slabších mýtních porostů. Dosah hydraulické ruky až 11,3 metru umožňuje jeho použití i v terénech s překážkami, jako jsou nahodilé balvany, vývraty apod. Tento typ harvestoru je také poměrně obratný, úhel řízení na středovém kloubu umožňuje výkyv 40° v obou směrech. Pohon zajišťuje výkonný motor s tlakovým zásobníkem Common Rail s točivým momentem 779 Nm. Stroj je dále vybaven efektivním informačním systémem Timbermatic 300, který pracuje ve standardním prostředí Windows, což je velká výhoda při zaškolování obsluhy. Systém řízení řezání je vybaven novým programem FlashCut, který dokáže optimálně sladit rychlost příčného přeřezávání sortimentu tak, aby nedocházelo ke zbytečným trhlinám. Samozřejmostí je klimatizovaná kabina s možností vyrovnání náklonu až o 10° s vynikajícím výhledem.
18
Tab.9 Technická data harvestoru John Deere 1070 Tabulka technických dat Motor: John Deere 6068 HTJ Výkon: 129 kW při 2000 ot./min. Točivý moment: 779 Nm při 1400 ot./min. Palivová nádrž: 300 l Nápravy: Přední vyvážená bogie, zadní pevná Provozní tlak hydrauliky: 24 / 28 MPa Hydraulická ruka: I 180 S Maximální dosah: 11,0 m Zdvihový moment: 143 kNm Kácecí hlavice: H 754 Maximální úřez: 620 mm Hmotnost: 930 kg Počet motorů: 4 Celková délka: 6710 mm Šířka: 2790 mm 3690 mm Výška: 3500 mm Rozvor: Světlost: 575 mm Hmotnost: 14 100 kg Střední měrné tlaky na půdu: Přednínáprava: Zadní náprava :
57 kPa (pneumatiky 700 x 22,5) 35 kPa (kolopásy) 42 kPa (pneumatiky 700 x 22,5)
19
3.5.2 Vyvážecí traktor John Deere 1010
Obr.4 Vyvážecí traktor John Deere 1010 Tento vyvážecí traktor je charakteristický zejména svým osmikolovým podvozkem s novými bogie nápravami vyvinutými firmou John Deere. Jejich výhodou je, že umožňují rovnoměrné rozložení hmotnosti na všechna kola, což vede ke snižování maximálních tlaků na půdu. Část bogie náprav je navíc umístěna uvnitř ráfků kol, což umožňuje lepší průchodnost terénem. Řízení stroje napomáhá elektronický řídící systém Timbermatic 700, který umožňuje komunikaci s harvestorem a předává informace o poloze výřezů. Pracuje ve standardním prostředí Windows, umožňuje tedy běžné funkce jako odesílání e-mailů, používání všech běžných programů, nebo třeba provoz kamery při couvání apod. Stroj je vybaven variabilní ložnou plochou s možností hydraulického posunování dle potřeby až o 64 cm. Veškeré servisní úkony se na tomto stroji provádějí jednoduše díky propracovanému systému krytů, které jsou lehce odnímatelné.
20
Tab.10 Technická data vyvážecího traktoru John Deere 1010 Tabulka technických dat 12 000 kg John Deere 6068 HTJ 120 kW při 2000 ot./min. 719 Nm při 1400 ot./min. 150 l vyvážené bogie nápravy, hydromechanická uzávěrka, diferenciál vpředu i vzadu Hydraulika: provozní tlak 24 MPa Hydraulická ruka: CF 5 Maximální dosah: 10 m Hrubý zdvihový moment: 102 kNm Celková délka: 10316 mm Šířka: 2880 mm Výška: 3700 mm Střední měrné tlaky na půdu bez nákladu Přední náprava: 45 kPa (pneumatiky 700 x 22,5) Zadní náprava: 38 kPa (pneumatiky 700 x 22,5)
Užitečná nosnost: Motor: Výkon: Točivý moment: Palivová nádrž: Nápravy:
Střední měrné tlaky na půdu s nákladem Přední náprava: Zadní náprava: Zadní náprava:
47 kPa 90 kPa 55 kPa (kolopásy)
21
4. Metodika řešení 4.1 Rozbor kalamitní těžby z 25.06.2008 Na základě údajů z lesní hospodářské evidence a vlastního šetření bylo provedeno zhodnocení kalamity v zájmovém území (revír Devět skal a Milovy). Výše a další faktory nahodilých těžeb byly sledovány podle revírů. Cílem potom bylo zjistit objem nahodilých těžeb v závislosti na přírodních podmínkách. Jedním z nejdůležitějších faktorů je SLT, potažmo edafická kategorie. Vzhledem k tomu, že v hospodářské knize je ke každému porostu přiřazen převažující SLT, nemělo by smysl sledovat porosty jen dle LHE. Někdy jsou například v rámci jednoho porostu dva SLT, převažující edafická kategorie je kyselá, na dvaceti procentech je potom podmáčená a přestože většina nahodilých těžeb by byla v kategorii podmáčené, v konečném důsledku by byly tyto těžby zařazeny do kategorie kyselé. Proto byly nejdříve všechny kalamitní těžby na obou revírech přiřazeny dle typologické mapy do příslušných SLT. Hodnocena byla veškerá kalamitní těžba v porostech starších čtyřiceti let. Následně potom bylo pracováno jenom s dřevinou smrk, protože na obou revírech je dřevinou naprosto převažující a ostatní dřeviny se vyskytují převážně v nižších věkových stupních. 4.2 Hodnocení poškození konkrétních porostů Hlavní součástí této práce bylo hodnocení konkrétních porostů po zpracování kalamity z hlediska poškození půdy. Hodnoceno bylo celkem 6 porostů (4 porosty na revíru Devět skal a 2 na revíru Milovy). Hloubka kolejí po těžebních strojích byla měřena podle upravené Mc Mahonovy metody (Mc Mahon, 1995). Posuzování se provádí okulárním odhadem kategorie míry poškození na kruhových ploškách o průměru 30 cm. Tyto jsou umístěny v transektech kolmých na přibližovací linky. Počet zkusných ploch pro daný porost závisí na požadované přesnosti. Protože není možné předem odhadovat relativní četnosti W sledovaných jevů (kódů), požaduje se maximální n, tedy, že poškození charakterizované kódem nastane v 50 % případů (W = 50). Požadovaný počet zkusných plošek pro poškození půdy je uveden v tabulce č.11.
22
Tab. 11 Tabulka pro odvození počtu měřicích bodů v porostu Počet zkusných ploch pro dosažení požadované přesnosti měření W Chyba (%) 1 2 3 5 139 10 3458 865 385 20 6147 1537 683 246 897 323 30 8068 2017 40 9220 2305 1025 369 9604 2401 1068 385 50 369 60 9220 2305 1025 70 8068 2017 897 323 683 246 80 6147 1537 90 3458 865 385 139 Pro dané měření bude dostačující přesnost 5 %, to znamená při w = 50 bude třeba vyhodnotit 385 zkusných plošek na porost, kde byla prováděna těžba. Rozestup mezi jednotlivými transekty je určen podle níže uvedeného vzorce, přičemž první transekt je umístěn v poloviční vzdálenosti od okraje porostu. V případě, že je porost nehomogenní, je třeba transekty volit tak, aby byly vždy kolmé na směr přibližovacích linek, tzn. rozdělit porost na několik homogenních částí.
a = P/n a = rozestup (m), P = plocha porostu (m2), n = počet plošek
V této práci bylo hodnoceno pomocí Mc Mahonovy metody pouze poškození půdy, tedy přesněji hloubka vyjetých kolejí spolu s penetračním odporem půdy a půdní vlhkostí. Kódy označující jednotlivé druhy poškození byly upraveny a zjednodušeny dle Ulricha (2009), který ve své publikaci Harvestorové technologie v podmínkách lesního hospodářství ČR rozdělil hloubky vyjetých kolejí dle závažnosti pro životní prostředí do následující tabulky.
23
Tab. 12 Popis poškození porostu dle hloubky vyjetých kolejí Kód
Hloubka kolejí (cm) 0 cm
P (porost) do 7 cm A B
C
D
Porušení půdy
Vliv dodatečných faktorů, přípustná délka kolejí
žádné
bez přejezdu stroje
téměř žádné
pokryv povrchu drnem, borůvkou, surový humus částečně zatlačen 7 – 15 cm malé až proříznutí drnu, zatlačení klestu a humusu, u středně velké jílovitých půd možné podmáčení, přípustná délka kolejí do cca 20 % 15 – 25 cm velké vznik bláta, možná eroze, podmáčení kolejí se stojící vodou, počet jízd se zatížením omezit na 3 – 5, vytlačování půdy z kolejí, viditelné stlačení půdy, přípustná délka kolejí do 10 % přes 25 cm značně velké, obnažení minerálního podloží, značné erozivní nepřiměřené ohrožení, vznik velkých odvalů vytlačením bláta, linka je značně deformována, voda stojí v kolejích a podmáčí půdu. Další jízdy s nákladem se nedoporučují
Dále byl pro kadžý kód poškození změřen penetrační odpor půdy, a to vždy alespoň na třech místech v porostu pro každý kód poškození. Pokud bylo v daném porostu méně plošek s příslušným kódem, bylo měření provedeno jen na těchto ploškách. Měření penetračních odporů bylo navíc rozděleno podle toho, zda v koleji byla dostatečná vrstva klestu či nikoliv. Za dostatečnou vrstvu je považováno alespoň 35 cm v ujetém stavu (Ulrich, Neruda 2006). Penetrační odpor byl měřen pomocí penetrometru se záznamem průběhu penetračního odporu. Hodnoty a průběh odporu byly následně vyhodnoceny za použití tabulky pro odečítání hodnot penetračního odporu vytištěné na průhledné folii. Na každé zkoumané plošce bylo provedeno několik vpichů penetrometrem, přičemž byly z měření vyloučeny extrémní hodnoty způsobené nahodilými vlivy, jako například kořeny, kameny apod. V každém z těchto míst byla také změřena vlhkost svrchní vrstvy půdy pomocí elektronického vlhkoměru. Pro orientační zhodnocení struktury půdy bylo v každém porostu provedeno několik půdních sond pomocí kovové sondýrky a zejména pak zrnitostní struktura a půdní typ.
24
následně vyhodnoceny vlastnosti půdy,
4.3 Zjištění limitních podmínek pro použití HT v kalmitních těžbách Základními limitujícími faktory při nasazování harvestorových technologií jsou Dřevina, Sklon svahu a únosnost půdy, případně soustředěnost těžeb. Budeme-li předpokládat, že jsou porosty pro těžbu harvestorem vhodně zpřístupněny, je potom zpracování jakéhokoliv množství kalamitního dříví už jen ekonomickou otázkou. Ve své práci se touto otázkou nebudu zabývat a zaměřím se spíše na technickou stránku věci s tím, že budu předpokládat pouze zpracovávání soustředěných kalamitních těžeb o objemu cca 300 m3 a více na jedné ploše. Na základě informací, které byly zjištěnyl při venkovních měřeních a na základě vlastních zkušeností bylo navrženo schema rozhodování, kterým se dá orientačně určit vhodnost konkrétní technologie pro zpracování kalamity.
25
5. Výsledky a jejich hodnocení 5.1 Zhodnocení kalamity z 25.06.2008 dle přírodních podmínek Jedním z cílů této práce bylo zhodnotit objem kalamitního dříví v závislosti na přírodních podmínkách. Za nejvýstižnější hodnocení přírodních podmínek z hlediska vlastností půdy jsou v lesnické praxi považovány SLT, proto byl objem zpracované nahodilé těžby vztažen právě na tuto jednotku diferenciace přírodních podmínek. Hodnocení bylo prováděno u smrkových porostů starších čtyřiceti let a to proto, že smrk je na obou revírech dřevinou naprosto převažující. Ostatní dřeviny nebyly kalamitou téměř zasaženy a to jednak díky jejich větší stabilitě, ale i minimálnímu objemovému zastoupení, viz. tabulka č.5 a č.8. Největším problémem bylo rozdělení kalamitní těžby na jednotlivé SLT. V tomto případě nebylo možné použít LHE z toho důvodu, že se v této evidenci těžby přiřazují k jednotlivým porostům, ve kterých se může objevit několik SLT. Bylo tedy nutné zvolit postup jak přiřadit tyto těžby na jednotlivé SLT. V porostech, kde byl zastoupen pouze jeden SLT byla použita LHE. V porostech kde bylo zastoupeno více SLT byla použita typologická mapa a objem těžeb vypočítán dle velikosti vzniklé holiny a hektarové zásoby daných porostů. V případech, kdy byl porost pouze proředěn byly spočítány pařezy v jednotlivých SLT daného porostu a objem těžby vypočítán dle objemu středního kmene. Získané výsledky byly zpracovány do podoby grafů pro oba sledované revíry. Z těchto grafů vyplývá, že nejvíce kalamitní těžby připadá na SLT ovlivněné vodou (6P, 6V, 7G). Poměrně velké množství kalamitní těžby připadlo také na SLT 6I, 6K a 6N, což nejsou soubory obecně považované za za výrazně ohrožené. Dle mého názoru zde hrál důležitou roli fakt, že se jednalo o plochy s vysokým obsahem drobnějšího skeletu (místy až 90 %) ve kterém neměly stromy dostatečnou oporu a docházelo tedy k jejich snadnému vyvracení. Hodnoty v níže uvedených grafech jsou hodnotami absolutními, tzn. že jsem zde nejsou brány v úvahu plochy jednotlivých SLT na celém revíru. Výši kalamitní těžby dle jednotlivých SLT je možné srovnat s plochami SLT zastoupenými na obou revírech dle tabulek č.4 a č.7.
26
Graf závislosti celkového objemu kalamitní těžby na SLT (revír Devět skal) 3500 3117,62 3000 2500
m
3
2000 1500 1072,28
1045,26 1000
792,68
650,44
704,16
598,81
500 12,45
6,71
0 6I
6K
6N
6O
6P
6S
6V
6Y
7G
Soubor lesních typů
Graf č.3 Z výše uvedeného grafu vyplývá, že nejvíce kalamitní těžby na revíru Devět skal připadá na SLT 6P, což je obecně nejvíce ohrožený SLT z hlediska potenciálních škod větrem. Následuje SLT 7G a 6V, tyto soubory jsou také považovány za vysoce ohrožené v případě větrné kalamity. Výše případných škod na těchto SLT také závisí na aktuálním stavu půdy, zejména její vlhkosti.
Graf závislosti celkového objemu kalamitní těžby na SLT (revír Milovy) 2500 2076,68 2000
m3
1500 1000 500
304,59 32,57
85,78
3,55
6I
6K
6N
19,86
16,77
63,43
1,1
6V
6Y
7G
0 6P
6R
6S
Soubor lesních typů
Graf č.4 Na revíru Milovy je objem kalamitní těžby připadající na SLT 6P ještě výraznější, než na revíru Devět skal. Naopak v souborech 6V a 7G není toto množství nijak výrazné.
27
5.2 Zhodnocení stavu porostů po provedené těžbě Tato kapitola pojednává o výsledcích měření poškození půdního povrchu v porostech, které byly zpracovány harvestorovou technologií. Jedná se celkem o šest porostů na dvou revírech, ve kterých byla naplněna podmínka soustředěnosti těžby. Všechny porosty byly zpracovány stejnou technikou, a to šestikolovým harvestorem John Deere 1070 a osmikolovým vyvážecím traktorem John Deere 1010. Cílém této části práce bylo zhodnotit poškození porostů dle upravené Mc Mahonovy metody a slovní zhodnocení porostů s návrhem případné nápravy. 5.2.1 Porost 213D8 Jedná se o porost se stoprocentním zastoupením smrku, lesní typ na ploše porostu poškozeného kalamitou je 6P1, celková plocha porostu 19,04 ha, plocha kalamitní holiny 1,30 ha, část porostu byla pouze proředěna. Vytěženo bylo 923, 32 m3 . Sklon svahu se pohybuje do 10 % proti směru přibližování. Půda se vyznačuje horizonty O o mocnosti 13 cm, A 15 cm, B 35 cm s příměsí skeletu do 10 %, půdotvorný substrát nastupuje v hloubce cca 63 cm. Tab.13 Základní údaje o porostu 213D8 Revír Porost Lesní typ Plocha porostu Plocha porostu, na které byla prováděna těžba Rozestup transektů Kategorie porostů
Devět skal 213D8 6P1 19,04 ha 2,40 ha 62 m A
28
Tab.14 Naměřené údaje v porostu 213D8 Třída poškození půdy (hloubka kolejí) počet zkusných plošek poměr k celkovému počtu plošek (%) vlhkost svrchní vrstvy půdy (%) průměrný odpor penetrometru v hloubce 10 cm (MPa) bez klestu průměrný odpor penetrometru v hloubce 10 cm (MPa) s klestem průměrný odpor penetrometru v hloubce 30 cm (MPa) bez klestu průměrný odpor penetrometru v hloubce 30 cm (MPa) s klestem
Porost A
B
C
D
345 89,61 16,9 1,8
3 0,77 39,5 1,9
6 1,56 42,4 1,9
14 3,64 48,8 2,1
17 4,42 51,2 2,3
-
1,9
-
1,9
2,1
2,9
3,2
3,2
3,4
3,5
-
3,1
3,2
3,2
3,3
Zhodnocení poškození porostu 213D8 V porostu 213D8 došlo k poměrně výraznému poškození hlavní přibližovací linky z důvodu opakovaných přejezdů vyvážecího traktoru. Jedná se o linku vedoucí středem porostu, na kterou se napojují všechny ostatní přibližovací linky. Veškeré vytěžené dříví z tohoto porostu bylo tedy odvezeno po této lince. Nejzávažnější poškození s kódy C a D bylo zaznamenáno na této lokalitě. Na ostatních přibližovacích liniích vedoucích porostem byly zaznamenány pouze lehčí poškození tříd A a B a to navíc v omezeném rozsahu. Z výše uvedené tabulky je zřejmé, že se vzrůstající hloubkou kolejí roste i vlhkost a penetrační odpor půdy, což jsou další negativní jevy působení kol vyvážecích prostředků. Návrh opatření Porost 213D8 náleží do lesního typu 6P1, který je obecně považován za málo únosný a nevhodný pro použití harvestorových technologií. Relativně malé škody na půdě byly způsobeny zřejmě díky nízké půdní vlhkosti, která byla v půdě v době zpracování kalamity a také obsahu skeletu v půdním horizontu B. Vzhledem k těmto aktuálním podmínkám by nasazení dané techniky za vzniku minimálních škod bylo možné, ovšem za předpokladu snížení objemu přepravovaného dříví na vyvážecím traktoru tak, aby nedocházelo k frézování půdy při prokluzu kol. Na hlavní přibližovací lince bude nutné provést asanaci vyjetých kolejí.
29
Obr.5 Jednoduchá půdní sonda odebraná v porostu 213D8 5.2.2 Porost 213E9a Porost 213E9a je taktéž smrková monokultura, lesní typ na kalamitní holině je 6V6, celková plocha porostu je 9,58 ha. Plocha kalamitní holiny 0,89 ha, část porostu bylo pouze proředěno. Celková výše kalamitní těžby v tomto porostu tedy činila 641,23 m3. Sklon terénu je 25 % proti směru přibližování. Půda v tomto porostu je silně skeletovitá až balvanitá s minimálním množstvím jemnozemě (do 10 %). Nadložní horizont O dosahuje mocnosti asi 7 cm. Tab.15 Základní údaje o porostu 213E9a Revír Devět skal Porost 213E9a Lesní typ 6V6 Plocha porostu 19,04 ha Plocha porostu, na které byla 1,23 ha prováděna těžba Rozestup transektů 32 m Kategorie porostů A
30
Tab.16 Údaje naměřené v porostu 213E9a Třída poškození půdy (hloubka kolejí) počet zkusných plošek poměr k celkovému počtu plošek (%) vlhkost svrchní vrstvy půdy (%) průměrný odpor penetrometru v hloubce 10 cm (MPa) bez klestu průměrný odpor penetrometru v hloubce 10 cm (MPa) s klestem průměrný odpor penetrometru v hloubce 30 cm (MPa) bez klestu průměrný odpor penetrometru v hloubce 30 cm (MPa) s klestem
Porost 377 98,00 14,8 skelet
A 8 2,00 28,9 skelet
B 0 -
C 0 -
D 0 -
-
skelet
-
-
-
skelet
skelet
-
-
-
-
skelet
-
-
-
Zhodnocení poškození porostu Vzhledem ke skeletovitosti půdy došlo k téměř bezeškodnému zpracování tohoto porostu. Po dokončení prací nebyly přibližovací linky v terénu prakticky vůbec patrné, pouze na několiky místech došlo k přeskupení balvanů vlivem prokluzu kol vyvážecího traktoru. Vlhkost půdy v porostu a ve stopě vyvážecího prostředku nebyla nějak výrazně odlišná, odpor půdy pomocí penetrometru nebylo možné změřit vzhledem k velké skeletovitosti půdy. Návrh opatření Porost 213E9a byl zpracován téměř bezeškodně, a to i navzdory lesnímu typu 6V6, který je obecně považován za nevhodný pro použití harvestorových technologií. Vzhledem k obsahu skeletu je ovšem vliv vody na únosnost půdy zanedbatelný. Technologie zpracování porostu byla tedy v tomto případě zvolena správně.
31
Obr.6 Porost 213E9a po provedeném těžebním zásahu 5.2.3 Porost 214C9 Tento porost má plochu 13,45 ha, dřevina smrk je zastoupena 99 %, buk 1 %. Plocha kalamitní holiny na lesním typu 6N1 je 1,28 ha. Vytěženo zde bylo 935,34 m3 kalamitního dříví. Sklon terénu je 20 % ve směru přibližování. Obsah skeletu v půdě je asi 50 %, ovšem půda v tomto porostu je z hlediska obsahu skeletu značně heterogenní. Místy vystupují balvany zcela na povrch, v některých částech je naopak půda zcela bez skeletu s vyšším obsahem vody. Tab.17 Základní údaje o porostu 214C9 Revír Porost Lesní typ Plocha porostu Plocha porostu, na prováděna těžba Rozestup transektů Kategorie porostů
které
Devět skal 214C9 6N1 13,45 ha byla 1,28 ha 33 m B
32
Tab. 18 Údaje naměřené v porostu 214C9 Třída poškození půdy (hloubka kolejí) počet zkusných plošek poměr k celkovému počtu plošek (%) vlhkost svrchní vrstvy půdy (%) průměrný odpor penetrometru v hloubce 10 cm (MPa) bez klestu průměrný odpor penetrometru v hloubce 10 cm (MPa) s klestem průměrný odpor penetrometru v hloubce 30 cm (MPa) bez klestu průměrný odpor penetrometru v hloubce 30 cm (MPa) s klestem
Porost 348 87,79 25,2 1,8
A 16 4,16 32,3 1,9
B 15 3,90 34,8 -
C 3 0,78 42,4 2,2
D 3 0,78 49,3 2,6
-
1,8
1,8
2,1
2,3
2,2
2,2
2,3
2,5
2,5
-
2,1
2,1
2,1
2,3
Zhodnocení poškození porostu Tento porost nebyl nijak výrazně poškozen harvestorovou těžbou, hlubší koleje vznikly na 1,56 % porostu na více zamokřených místech. V těchto kolejích došlo také k výraznějšímu zhutnění půdy díky vyššímu obsahu vody. Poměrně značné rozdíly ve zhutnění půdy s pokrývkou klestem a bez klestu jsou patrné v hloubce 10 cm. V hloubce 30 cm již tak velké rozdíly nejsou. Návrh opatření Porost 214C9 je poškozen hlubšími kolejemi na 1,56 % plochy porostu. Tato plocha není nijak veliká, ovšem vyžaduje již asanaci zahrnutím vyjetých kolejí. V tomto porostu doporučuji vzhledem k výskytu zamokřených míst použití kolopásů na zadní nápravu vyvážecího traktoru. Tím se při jízdě s nákladem sníží tlak na zadní nápravu o cca 40 % a k vytváření hlubších kolejí by již nemělo docházet. 5.2.4 Porost 225B8a Tento porost má plochu 12,24 ha, zastoupení smrku je 100 %, plocha kalamitní holiny je 2,03 ha, vytěženo zde bylo 1449,21 m3. Lesní typ 6P1, sklon svahu 5 % proti směru přibližování, na části porostu se nacházejí i rašelinové horizonty, které ovšem v typologické mapě nejsou vylišeny. Jejich mocnost se pohybuje až do 150 cm. Obsah skeletu v půdě je značně rozdílný od 0 % do 20 %. Půda je zde výrazně ovlivněna vodou, která místy vystupuje až na půdní povrch.
33
Obr.7 Půdní sonda odebraná v porostu 225B8a s rašelinovým a glejovým horizontem Tab.19 Základní údaje o porostu 225B8a Revír Devět skal Porost 225B8a Lesní typ 6P1 Plocha porostu 12,24 ha Plocha porostu, na které byla 2,03 ha prováděna těžba Rozestup transektů 53 m Kategorie porostů C
34
Tab.20 Údaje naměřené v porostu 225B8a Třída poškození půdy (hloubka kolejí) počet zkusných plošek poměr k celkovému počtu plošek (%) vlhkost svrchní vrstvy půdy (%) průměrný odpor penetrometru v hloubce 10 cm (MPa) bez klestu průměrný odpor penetrometru v hloubce 10 cm (MPa) s klestem průměrný odpor penetrometru v hloubce 30 cm (MPa) bez klestu průměrný odpor penetrometru v hloubce 30 cm (MPa) s klestem
Porost 326 84,68 24,1 0,8
A 13 3,39 59,1 0,8
B 9 2,34 62,6 0,9
C 14 3,64 67,7 1,1
D 23 5,97 74,0 1,3
-
0,8
-
1,0
1,1
1,5
2,2
2,4
2,4
3,0
-
1,9
2,0
2,2
2,6
Zhodnocení poškození porostu Porost 225B8a byl výrazně poškozen vyvážecím traktorem, a to na 9,61 % plochy porostu, což je nepřípustné a vyžaduje asanaci. V tomto porostu je největším problémem vyvinutí rašelinového horizontu v kombinaci s vysokou hladinou spodní vody a přibližováním do mírného protisvahu. Z výše uvedené tabulky je patrný nízký odpor penetrometru v hloubce 10 cm, který se v této hloubce výrazně nezvětšuje ani po přejezdech vyvážecích prostředků. V hloubce 30 cm je už odpor podstatně vyšší, a to díky glejovému horizontu, který je vyvinutý pod horizontem rašelinovým. Z tabulky je dále patrné, že se s hloubkou kolejí také podstatně zvětšuje vlhkost půdy. Návrh opatření V tomto porostu byla nevhodně zvolena technika k těžbě a přibližování dřeva. Vzhledem k nízké únosnosti půdy a vysokému obsahu vody je nutné použití kolopásů u harvestoru a využití vyvážecího traktoru s nízkým tlakem na půdu, nejlépe malého pásového, např. Terri, nebo Log Lander.
35
Obr.8 Výrazné koleje po vyvážecím traktoru vyžadující asanaci 5.2.5 Porost 251A8 V porostu 251A8 o celkové ploše 6,20 ha se vyskytují dřeviny smrk (60 %), olše (5 %), bříza (4 %) a borovice (31 %). V době kalamity zde bylo vytěženo 470 m3 dříví na ploše 0,67 ha. Lesní typ je zde 6P1, sklon svahu 10 % proti směru přibližování. Tento porost je půdními vlastnostmi velmi podobný porostu 225B8a. Zajímavé je, že na této ploše došlo i k poměrně rozsáhlým vývratům borovice, což je způsobeno rašelinovým horizontem v kombinaci s vysokou hladinou spodní vody. Tab. 21 Základní údaje o porostu 251A8 Revír Milovy Porost 251A8 Lesní typ 6P1 Plocha porostu 6,20 ha Plocha porostu, na které byla 0,67 ha prováděna těžba Rozestup transektů 17 m Kategorie porostů C
36
Tab.22 Údaje naměřené v porostu 251A8 Třída poškození půdy (hloubka kolejí) Počet zkusných plošek Poměr k celkovému počtu plošek (%) Vlhkost svrchní vrstvy půdy (%) Průměrný odpor penetrometru v hloubce 10 cm (MPa) bez klestu Průměrný odpor penetrometru v hloubce 10 cm (MPa) s klestem Průměrný odpor penetrometru v hloubce 30 cm (MPa) bez klestu Průměrný odpor penetrometru v hloubce 30 cm (MPa) s klestem
Porost A
B
C
D
325 84,42 22,3 0,7
13 3,38 58,6 0,8
11 2,86 63,0 0,9
7 1,82 68,2 1,0
29 7,53 70,9 1,3
-
0,8
0,8
1,0
1,1
1,3
2,1
2,3
2,4
2,9
-
2,0
2,1
2,2
2,5
Zhodnocení poškození porostu V tomto porostu byly zjištěny nepřiměřeně hluboké koleje na 9,35 % plochy, které bude nutné asanovat. Nepoškozeno bylo jen cca. 84 % plochy a výrazně nepříznivé je také zhutnění půdy zejména v hloubce 30 cm. Návrh opatření V tomto porostu byla stejně jako v porostu 225B8a nevhodně zvolena technika k těžbě a přibližování dřeva. Doporučení pro použití optimálních prostředků tedy zůstává stejné. 5.2.6 Porost 251C12 Plocha tohoto porostu je 3,63 ha se zastoupením smrku 97 % a borovice 3 %. Lesní typ je 6P1 s obsahem skeletu asi 30 %. Přestože se jedná o podmáčené stanoviště, nebyl obsah vody v půdě nijak vysoký (19 %). Velikost kalamitní holiny je 0,85 ha a vytěženo zde bylo 850 m3 dříví. Sklon svahu je 10 % proti směru přibližování. Na tomto porostu je dále zajímavé to, že naprostá většina poškozených stromů byly zlomy. Je to dáno zřejmě tím, že jílovitý horizont B byl v době kalamity značně proschlý a kořeny stromů v něm měly pevnou oporu.
37
Tab. 23 Základní údaje o porostu 251C12 Revír Milovy Porost 251C12 Lesní typ 6P1 Plocha porostu 3,63ha Plocha porostu, na které byla 1,12 ha prováděna těžba Rozestup transektů 29 m Kategorie porostů A Tab.24 Údaje naměřené v porostu 251C12 Třída poškození půdy (hloubka kolejí) Porost počet zkusných plošek 358 poměr k celkovému počtu plošek (%) 92,99 vlhkost svrchní vrstvy půdy (%) 19,0 průměrný odpor penetrometru v hloubce 2,3 10 cm (MPa) bez klestu průměrný odpor penetrometru v hloubce 10 cm (MPa) s klestem průměrný odpor penetrometru v hloubce 3,0 30 cm (MPa) bez klestu průměrný odpor penetrometru v hloubce 30 cm (MPa) s klestem
A 9 2,34 21,3 2,4
B 12 3,12 22,6 2,4
C 4 1,04 23,4 2,5
D 2 0,52 23,9 2,6
2,4
2,3
2,3
-
3,1
3,3
3,4
3,5
3,1
3,2
3,3
-
Zhodnocení poškození porostu V tomto porostu nenastaly nijak závažné škody na půdním povrchu, a to zejména díky nízkému okamžitému stavu vody v půdě. Hluboké koleje byly zjištěny na 1,56 % plochy, což je s ohledem na dané stanoviště poměrně dobrý výsledek. Vlhkost půdy se s prohlubováním kolejí nijak výrazně nezvětšovala. To samé platí i o penetračním odporu, který byl poměrně vysoký i v hloubce 10 cm. V tomto porostu neměl výrazný vliv na hutnění půdy ani pokryv kolejí klestem. Návrh opatření V tomto porostu byla daná technika zvolena správně, ovšem v méně únosných místech měl operátor vyvážecího traktoru volit menší náklady, aby nedocházelo k prohlubování kolejí. Za daných vlhkostních podmínek nebylo nutné ani použití kolopásů i když se jedná o podmáčené stanoviště.
38
5.3 Zjištění limitních podmínek pro použití HT v kalmitních těžbách 5.3.1 Dřevina Z hlediska potenciální možnosti těžby dřeva harvestorovými technologiemi je jednou z hlavních limitních podmínek druh dřeviny či skupina dřevin. Harvestorovými technologiemi lze zpracovávat bez větších problémů všechny jehličnaté dřeviny u nás rostoucí. Z listnatých dřevin se doporučují zpracovávat pouze bukové porosty v probírkovém věku. Ostatní listnaté dřeviny lze tímto způsobem těžit jen obtížně, nebo to nelze vůbec. Vzhledem k tomu, že v daném zájmovém území jsou porosty s prakticky stoprocentním zastoupením smrku, bude se tato práce dále zabývat pouze dřevinou smrk. 5.3.2 Sklon svahu Další důležitou limitní podmínkou pro použití harvestorových technologií je sklon svahu. Zde je limitující zejména dostupnost vyvážecího traktoru. Pro běžné kolové vyvážecí traktory se připouští limitní sklon svahu 40 %. Porosty se sklonem 40 % – 60 % mohou zpracovávat pouze speciální harvestorové uzly. V porostech se svahem větším než 60% je již nutno použít další technologii, která by dopravila odřízlé stormy na vhodné místo v dosahu harvestoru, bude se jednat o porosty kategorie C. 5.3.3 Únosnost půdy Únosnost půdy je limitním faktorem zejména pro pohyb plně naložených vyvážecích traktorů. Obecně se dá říct, že některé edafické kategorie jsou více únosné, např. J, X, Y, Z, C, N, A, F (Kábela 2008). Únosnost terénu je ovšem velmi závislá na okamžitém obsahu vody v půdě, na obsahu skeletu a charakteru a mocnosti jednotlivých půdních horizontů. Na rozsahu škod, které způsobují vyvážecí traktory na méně únosných půdách má vliv také sklon svahu. Pokud traktor jezdí proti svahu, hloubka kolejí bude při stejném počtu přejezdů vyšší z důvodu prokluzu kol, než při pohybu po svahu. Na základě měření a vlastních zkušeností jsem rozdělil půdy dle jejich únosnosti do následující tabulky.
39
Tab.25 Rozdělení půd dle únosnosti pro harvestorové technologie Obsah skeletu nad 50 %, obsah vody nerozhoduje Půdy únosné Ostatní půdy kromě rašelin s obsahem vody do 20 %, penetrační odpor (a) v hloubce 10 cm alespoň 1,8 MPa, a v hloubce 30 cm alespoň 2,9 MPa Obsah skeletu 10 % - 50 %, obsah vody ve svrchní vrstvě půdy Půdy do 40 % středně Půdy bez skeletu s obsahem vody do 35 %, odpor penetrometru únosné (b) v hloubce 10 cm alespoň 1,2 MPa, ve 30 cm alespoň 1,6 MPa Rašeliny Půdy Půdy bez skeletu s obsahem vody nad 35 %, odpor neúnosné (c) penetrometru v 10 cm do 1,2 MPa, ve 30 cm do 1,6 MPa. 5.4 Rozhodovací schema pro použití harvestorových technologií v kalamitních těžbách Tato část práce se zabývá vytvořením určité pomůcky při rozhodování o nasazení harvestorových technologií v konkrétních podmínkách na základě předem zjištěných objektivních kritérií. Níže uvedené rozhodovací schema se zabývá základními limitními kriterii pro použití harvestorových technologií jako je dřevina, sklon svahu a únosnost půdy. Hodnocení kritéria únosnosti půdy je popsáno v tabulce č. 19. Sklon svahu se měří přímo v terénu, přičemž se jedná o podélný sklon maximální. V daném rozhodovacím schematu jsou jako jehličnaté porosty brány všechny porosty se zastoupením jehličnanů více než 98 %. Při hodnocení konkrétních porostů je navíc třeba brát zřetel na množství a velikost překážek v terénu, příčný sklon přibližovacích linií, soustředěnost těžeb a další aspekty, které by mohly mít vliv na bezpečné použití konkrétního prostředku. V případě potřeby je dále možno porost určený k těžbě přeřadit do nižší kategorie (B, nebo C), nebo před započetím prací provést nezbytné terénní úpravy. Při hodnocení porostů se postupuje tak, že se zjistí základní údaje o porostu, a to: dřevina, maximální podélný sklon svahu a únosnost půdy dle tabulky č. 19. Vyřazovacím způsobem se potom zjistí třída porostu, pro kterou jsou navrženy vhodné technologie. Vhodné technologie přiřazené ke konkrétním skupinám porostů jsou uvedeny v následující tabulce.
40
Tab. 26 Rozdělení porostů na třídy dle přírodních podmínek a základní technologická doporučení Základní doporučení vhodných technologií
Třída porostů
A B C
Při dodržení základních technologických postupů je možno použít standardní kolové harvestory a vyvážecí traktory bez vzniku nepřiměřených škod K zamezení vzniku škod na půdním povrchu je nutno použít vyvážecí traktory s kolopásy, případně ještě snížit velikost nákladu. V obtížnějších podmínkách použít kolopásy i na harvestory Nutnost použití kolopásů i na harvestorech, Dříví vyvážet pouze malými pásovými vyvážecími traktory, případně použít jinou než harvestorovou technologii
Konkrétní hodnocení porostů dle jejich možnosti zpracování je uvedeno v kapitolách 5.2.1 – 5.2.6 v tabulkách základní údaje o porostu. Při hodnocení bylo vycházeno z níže uvedeného rozhodovacího schematu a s tím souvisejícími tabulkami.
41
Dřevina
jehličnaté
listnaté
jiné technologie
svah
do 40 %
40 % – 60 %
únosnost půdy
únosnost půdy
nad 60 %
a
b
c
b
c
A
B
C
B
C
Obr.9 Rozhodovací schema pro použití HT v kalamitních těžbách
42
C
6. Diskuse Z výsledků této práce je patrné, že na výši kalamitní těžby mají velký vliv SLT, potažmo edafické kategorie. Potvrzují to grafy č.3 a č.4, ze kterých je patrné že nejvíce poškozených stromů bylo zpracováno na SLT 6P, 6V a 7G, což jsou SLT považované za velmi náchylné k větrným kalamitám a zároveň málo únosné (KÁBELA 2008). SLT 6I, 6K, 6N jsou považovány za poměrně odolné proti škodám působeným abiotickými faktory, přesto zde ale došlo k poměrně výraznému poškození smrkových porostů, a to hlavně na revíru Devět skal. To může být způsobeno velkou skeletovitostí půdy, ve které nemají stromy dostatečnou oporu a dochází tak ke snadnému vyvracení. Další část práce je věnována hodnocení poškození porostů, ve kterých byla kalamita zpracována pomocí harvestorové technologie. Hodnoceno bylo pouze poškození povrchu půdy dle upravené Mc Mahonovy metody (Mc MAHON, 1995), přičemž bylo sledováno i zhutnění půdy a půdní vlhkost. Z výsledků měření jednoznačně vyplývá, že v trasách, kde se pohyboval harvestor a vyvážecí traktor docházelo k prohlubování kolejí, zhutňování půdy a zároveň ke zvyšování půdní vlhkosti. ULRICH (2009) uvádí, že reálný rozsah poškození půdního povrchu vyvážecími traktory je 2 – 5 %, naproti tomu speciálními lesními kolovými traktory až 23 % plochy porostu, kde byla provedena těžba. Dle výsledků uvedených v této práci se podíl poškozené půdy pohybuje od 7 % do 16 % což více odpovídá výsledkům měření provedených v rámci výzkumného záměru č. MSM 434100005 (NERUDA a VALENTA 2004), kteří uvádějí poškození až 20 % porostní půdy na méně únosných stanovištích, v průměru potom poškození 84,5 % půdy v porostech kde byl prováděn těžební zásah harvestorovými technologiemi. Velký vliv na nadměrné poškození povrchu půdy u porostů zkoumaných v této práci měl charakter pracoviště v kombinaci s méně únosným podložím a nevhodně zvoleným typem harvestoru a vyvážecího traktoru. V podobných případech je proto nutné snížit tlak na půdu, čehož lze nejlépe dosáhnout použitím kolopásů případně v kombinaci se snížením hmotnosti nákladu. V extrémních případech potom použití jiné technologie.
43
7. Závěr Tato práce se zabývá možností využití harvestorových technologií v kalamitních těžbách, což je aktuální lesnické téma. Z výsledků této práce, ale i odborných výzkumů vyplývá, že největší množství kalamitní těžby ve smrkových porostech lze očekávat na edafických kategoriích ovlivněných vodou. V těchto podmínkách zároveň nastává problém se zpracováním poškozeného dříví z důvodů snížené únosnosti půdy, výskytu překážek, případně sklonu svahu. Z hodnocení konkrétních porostů po kalamitní těžbě v zájmovém území vyplývá, že téměř všechny sledované porosty byly nepřiměřeně poškozeny pojezdem harvestoru a vyvážecího traktoru. Tyto výsledky ovšem neznamenají, že jsou harvestorové technologie v takovýchto těžbách nepoužitelné. Je ovšem třeba důkladně promyslet nasazení konkrétního stroje v daných podmínkách na základě objektivních kritérií. Z výsledků této práce, ale i jiných výzkumů je patrné, že je možné naprostou většinu těžeb zpracovat za použití vysoce mechanizovaných technologií a to bez vzniku nepřiměřených škod na lesních ekosystémech. To vše ale za předpokladu znalosti základních technických parametrů současných strojů používaných k těžbě dřeva a ochoy obětovat v některých případech vyšší finanční prostředky na šetrnější těžbu a přiblížení dřeva.
44
8. Souhrn Tato diplomová práce se zabývá použitím harvestorových technologií v kalamitních těžbách, jako byla například ta z 25.06.2008. Jednalo se o větrnou kalamitu, která postihla dva revíry v oblasti Českomoravské vrchoviny (revír Devět skal a Milovy). Poškozeno zde bylo asi 10 500 metrů krychlových dřeva, které bylo třeba včas zpracovat. Část kalamity byla zpracována standardními technologiemi a část technologiemi harvestorovými, kterými se ve své práci zabývám především. Právě harvestorové technologie jsou dle mého názoru velice perspektivní, a to hlavně v těžbách kalamitních, kdy je třeba poškozené dřevo včas zpracovat z důvodů předcházení následným škodám podkorním a dřevokazným hmyzem, ale také z důvodů zabránění znehodnocení dřeva. Velice pozitivní stránkou harvestorových technologií je také snížení rizika vzniku úrazů pro operátory ve srovnání s technologiemi standardními. Hlavním cílem této práce bylo zjistit kvalitu provedených prací a zhodnotit vhodnost nasazení konkrétního stroje, který byl ke zpracování kalamity použit. Z tohoto důvodu bylo nutné zvolit vhodnou metodiku ke zjišťení poškození půdy po provedeném těžebním zásahu. Pro tento účel byla použita upravená Mc Mahonova metoda (Mc Mahon, 1995). Základem metodiky bylo měření hloubky kolejí na kruhových zkusných ploškách o průměru 30 cm v transektech vedených kolmo na přibližovací linky. Při venkovním šetření byla věnována pozornost také dalším negativním faktorům pojezdu těžkých těžebních strojů porostem, jako je zhutňování půdy a s tím související zvýšení její vlhkosti a to v závislosti na tom, zda byla přibližovací linka dostatečně pokryta klestem či nikoliv. Zhutňování půdy bylo měřeno pomocí penetrometru se záznamovým zařízením o průběhu penetračního odporu. Tento odpor byl odečítán ve dvou hloubkách, a to v 10 a 30 centimetrech. Vlhkost svrchní vrstvy půdy bylo prováděno pomocí elektrického vlhkoměru. Na několika místech v porostu byla provedena jednoduchá půdní sonda pro zjištění základních vlastností půdy, zejména obsahu skeletu. Výsledkem práce je zhodnocení výše uvedených faktorů u konkrétních porostů nejvíce poškozených větrnou kalamitou, které byly zpracovány harvestorovými technologiemi a návrh optimálního stroje či potvrzení skutečně použitého stroje jako toho správného. Dále bylo na základě takto zjištěných informací, vlastních zkušeností a studia odborné literatury navrženo rozhodovací schema, na základě kterého jsou porosty
45
rozděleny do tří skupin dle terénních poměrů a aktuálních vlastností půdy. Pro každou skupinu je potom navržen optimální typ stroje, který je zde schopen pracovat.
46
9. Summary The thesis deals with harvester technology utilization in a calamity wood cutting, as for example from the day 25th jun 2008. That was windy calamity that striked the two forest areas in Českomoravská vrchovina (Děvět skal and Milovy). There was damaged 10500 m3 of wood that was needed process soon. One part was processed by standard procedure, other part by harvester technologies which the thesis is dealing about. Harvester technology seems to be quite perspective especially in calamity wood cutting where is needed fast process wood cause bark beatle attacking or also wood devaluation. There is also much smaller injury danger for operators in using harvester technology in comparison with standard technologies. The main aim was to find out quality of the realized work and evaluate the suitability of concrete machine utilization which was used for process wood. That’s the reason why was necessary to find optimal methodology for detection of soil damage after cutting. For this purpose was used Mc Mahon method (Mc Mahon 1995). The base of methodology was measuring of rut depth on the circular sample plots with diameter 30 cm oriented perpendicular to a dragging lines. During outdoor investigation there were finding other negativ factors of massive harvester machines travel like is soil compacting related on raising moisture depends on a layer of brushwood. The soil compacting was measured by penetrometer with recording. That was measured in the depth 10 and 30 cm. The soil moisture of upper soil layer was measured by moisture meter. There was analysed several soil samples for detection of basic soil properties. The aim of the thesis is the evaluation of given factors in concrete most windthrow disaster stands which were processed by harvester technologies and proposal for optimal machine or confirmation correctly used machine. On grounds found out informations, own practice and studies research works was propose the decision-making scheme. The scheme divides stands to the three groups depend terrain shapes and actual soil properties. For every group was proposed optimal type of machine.
47
10. Seznam literatury Kábela, M., 2008. Rozbor konstrukčních a funkčních parametrů harvestorových uzlů a posouzení jejich uplatnitelnosti v lesní těžbě v oblasti Znojemska: bakalářská práce. Brno, MZLU LDF, 70 s. Mc Mahon, S., 1995. Survey methood for assessing site diturbance. New Zealand Logging Industry Research Organization, P.R. 54,4/1995, s. 1-16, New Zealand. Neruda, J., Valenta, J., 2004. Determinace poškození lesních porostů těžebními technologiemi. Brno, ediční středisko MZLU v Brně, 61 s. Ulrich, R. a kol., 2009. Harvestorové technologie v podmínkách lesního hospodářství ČR. Brno, Tribun EU, 46 s. Ulrich, R. a kol., 2006. Harvestorové technologie a jejich optimální užití v praxi. Brno, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 324 s. Vicena, I., Vítek, F., 1989. Vliv hniloby na odolnost stromu proti zlomení větrem. Lesnictví, roč. 35, č.2, s. 577 – 590.
48
11. Přílohy Příloha č.1 Naviják na vyvážecím traktoru umožňující zvýšit svahovou dostupnost
Příloha č.2 Kolopás typu Eco Baltic vhodný do méně únosných terénů
49
Příloha č.3 Kolopás typu Eco Track vhodný do svahů
Příloha č.4 Poškozené dříví v porostu 251A8
50
Příloha č.5 Vývraty v porostu 214C9
Příloha č.6 Porost 213E9a poškozený kalamitou
51
Příloha č.7 Poškozený porost 251C12
52
