Harvestorové technologie a poškození stromů
Jiří Dvořák
Harvestorové technologie (HT) se stávají v LH ČR stále významnějším těžebně-dopravním postupem, který se na výši těžeb podílí v současnosti téměř 15 %. Tato mechanizace je nasazována v ČR (podle dotazníkového průzkumu trhu) především v předmýtních těžbách, kde představuje jejich využitelnost 64 % (vlastníci strojů plánují využití harvestorů ve výchovných zásazích až ze 75 %). V provozu jsou při těžebních a dopravních činnostech prioritou především náklady a výkonnost vyjadřované finanční hodnotou. Způsobené škody jsou často opomíjeny, přestože poškozené dřeviny a případné znehodnocení dřeva hnilobou jsou ekonomickou ztrátou do budoucnosti. Respektováním výrobních podmínek je lze minimalizovat. Důsledným plánováním výrobních technologií při těžbě a soustřeďování dříví lze omezovat degradaci lesních dřevin po poraněních. U HT vázaných na sortimentní metodu je dokazován nejnižší podíl škod. Navíc s rostoucími zkušenostmi v provozu a zvyšováním počtu vyškolených operátorů lze podíl škod stále redukovat.
Obecné informace o HT
K počátku roku 2005 bylo možné vykázat v LH ČR 112 harvestorů a 197 vyvážecích traktorů (z toho 75 malovýkonových VT Vimek a Terri). Největší význam sehrávají v provozu harvestory a vyvážecí traktory středních výkonových tříd (71–140 kW), které se stávají atraktivními pro možné použití při výchovných zásazích od nejnižšího 4. věkového stupně, od něhož jsou stroje nasazovány, až do mýtních těžeb pro jednotné rozčlenění porostu po dobu všech těžebních zásahů. Vývoj počtu strojů v LH ČR do jisté míry kopíruje rychlý vývoj v západoevropských státech.
Výhody nasazení HT
-Úspora mzdových nákladů a s nimi spojených pracovních sil.
Př.: Již v polovině devadesátých let vykazovala akciová společnost Lesy Vyšší Brod ve své veřejné zprávě při nasazení malo- a středněvýkonového harvestoru úsporu 29 pracovních sil (těžařů). Dalších nepřímých úspor pracovních sil je dosaženo na manipulačních skladech, na nichž tak není dříví zpracované harvestorem.
-V palubním počítači je registrovaná operátorem odvedená výkonnost (s ohledem k dřevině a vyráběným sortimentům), která usnadňuje kontrolu práce, její odměňování. Není nutné provádět měření objemu vyrobených sortimentů na OM.
-Ergonomie a hygiena práce operátorů. Snižuje fyzickou náročnost práce a zvyšuje bezpečnost při nasazení v nepříznivých podmínkách (především klimatických). Pro tuto výhodu jsou stroje nasazovány i v kalamitních těžbách, ať již s předkacováním a odřezáváním stromů od pařezu (harvestor poté nahrazuje práci procesoru), nebo v celém kontinuálním výrobním procesu, včetně kácení resp. odřezávání.
-Rychlá reakce na požadavky odběratele při sortimentaci. V palubním počítači jsou zadány parametry sortimentů a tím následné provádění automatického návrhu sortimentace zpracovávaného stromu. Tuto sortimentaci je možno provádět i mechanicky po rozhodnutí operátora. Software harvestoru umožňuje i tzv. „cenovou“ sortimentaci podle výše ceny za sortiment.
-Zachování čistoty dřevní suroviny pro další zpracování v dřevozpracujícím průmyslu.
-Omezením škod na lesních dřevinách je při většině zásahů dodržena „ekologická“ čistota práce (podíl poškozených stromů pod 5 % - DVOŘÁK 2002, 2004).
Nevýhody nasazení HT
-Náročná organizace práce pro nepřetržitý provoz stroje a zajištění návratnosti vložených investic. Vložené prostředky do mechanizace se pohybují ve výši cca 18 mil. korun. Pro jejich návratnost je běžně zajišťován dvousměnný provoz strojů při délce směny 8-10 hodin.
-Dlouhodobé a nákladné zaškolování operátorů. V současné době není výroba podmíněna vlastnictvím certifikátu opravňujícího k ovládání stroje. Jedinou podmínkou je řidičský průkaz typu T, práce s JMP je legislativně náročnější než práce s harvestorem nebo vyvážecím traktorem. Většina společností zajišťuje školení svých pracovníků v zahraničí nebo zahraničními pracovníky v ČR.
-Náročnost na vzdělání v technických oborech (strojírenství, elektrotechnika a lesnictví) na operátory a případně i na technicko-hospodářské pracovníky.
Podmínky pro nasazení HT
-HT jsou nasazovány do jehličnatých (SM, BO) porostů s individuální příměsí modřínu nebo dalších listnatých dřevin. Nasazení v listnatých porostech je doporučováno pouze v bukových porostech nižší věkové třídy, které jsou zárukou menší křivosti a větevnatosti, popř. v porostech březových.
-Příčný sklon svahu by neměl převyšoval 35 %. Stroje nelze nasazovat na podmáčená neúnosná stanoviště.
Kvantitativní poškození
Počet poškozených stromů v zůstávajících porostech je primárním a nejdůležitějším ukazatelem vyjadřujícím dopad HT v lesním porostu. Je vyjadřován podílem na zůstávajících stromech.
Do šetření jsou zahrnuty harvestory a vyvážecí traktory Timberjack 1070, Timberjack 810B, Gremo 950 HPV a Gremo 950
Škody byly podchyceny ve věkových třídách 3–5 (Timberjack) a 4–6 (Gremo).
V případě šetřeného použití HT Timberjack bylo v jednotlivých věkových třídách poškozeno 2 až 3,5 % stromů zůstávajících v porostech (3. věková třída 2 % zůstávajících stromů, 4. věk. tř. 2,4 %, 5. věk. tř. 3,5 %). V případě HT šlo o 2,1–3,6 % poškozených stromů v porostu (nejnižší podíl ve 4. věkové třídě – 2,1 %, 5. věk. tř. 3,6 %, 6. věk. tř. 2,8 %).
V lesních porostech je vyšší počet škod než počet poškozených stromů, a to vícečetným poraněním jednotlivých dřevin, dané např. frekventovaným průjezdem po vyvážecí lince. Častým výstupem jsou dvě a více poranění na jednom stromu, která byla dána jednorázovými přejezdy strojů po stejné lince a manipulací s hydraulickými jeřáby harvestorů nebo vyvážecích traktorů při manipulaci se stromy, kmeny a výřezy. Na kratších linkách se s intenzitou přejezdů vícenásobná poranění sdružovala ve větší plošné oděry. Počty škod byly vykazovány na jednotce 1 ha.
Ve věkové tř. 3 při použití strojů Timberjack dosahovala maxima 39 škod/ha. To je dáno nejvyšším počtem stromů na jednom hektaru (1385 ks/ha) ve srovnání s následujícími dvěma věkovými třídami, kde byl počet zůstávajících stromů 963 ks/ha (4. věková tř.) a 701 ks/ha (5. věk. tř.). Druhým faktorem byla největší délka linek (537 m/ha) ve 3. věkové tř. při nasazení HT. V následujících věkových třídách 4 a 5 počet škod stagnoval na 30 a 33 ks/ha. To bylo dáno vyšším sponem (nad tři metry), který sám o sobě byl pro průjezd strojů dostačující. Šíře vytyčovaných vyvážecích linek se pohybovala v intervalu 3–4 metry a riziko poškození se snižovalo. Délka vyvážecích linek se navíc v těchto věkových třídách snižovala na 481 m/ha (4. v.t.) a 421 m/ha (5. v.t.). Při intenzivnějším průjezdu po linkách tak nehrozilo nebezpečí navyšování škod, jako spíše zvětšování plošné velikosti již vytvořených škod po opakovaném průjezdu.
Při nasazení strojů Gremo byl nejvyšší počet škod ve věkové třídě 5 (graf 4) – 28 ks/ha. Ve 4. a 5. věkové třídě byl počet škod stejný (20 ks/ha). Nízký počet škod ve 4. věkové třídě byl podmíněn nízkou frekvencí pojezdu při hustotě vyvážecích linek 670 m/ha. V 5. v. t. klesala hustota linek na 572 m/ha a s jejím poklesem rostl počet škod. V 6. v. t. byla délka vyvážecích linek 606 m/ha. Rozestup stromů (4,2 m) překračoval požadovaný technologický parametr, kterým je minimální šíře linek (3,5–4 m). Tím se snižovalo riziko poranění stromů při manipulaci s pokácenými stromy a výřezy.
Kvalitativní poškození
Škody jsou analyzovány podle jejich rozložení na jednotlivých stromových partiích – kořen (do vzdálenosti jeden metr od stromu), náběh a kmen. S umístěním poranění na stromě se mění riziko napadení stromů hnilobou a rychlost jejího následného šíření, která je dána měrnou hmotností dřeva v jednotlivých partiích. Průměrná rychlost šíření hniloby se pohybuje kolem 20 cm za rok (ČERNÝ 1979). Poškozený kmen je navíc vystaven nebezpečí šíření infekce dvěma směry v nejcennější partii stromu na rozdíl od kořene a náběhu, kde dochází k narušení hospodářsky cenného dřeva pouze směrem k vrcholové části.
Podíl zastoupených škod na kořenových systémech se pohyboval u Timberjacku na 26,5 % z celkového počtu způsobených škod; u Gremo na hranici 30 % z celkového počtu škod. Podíl škod zde byl rozložen po nasazení obou technologických postupů rovnoměrně (pojezdem trakčního ústrojí). K daleko větší variabilitě podílu celkových škod docházelo na náběhové partii, která byla nejvíce narušována, a to především od trakčního ústrojí nasazených strojů, popř. nevhodným ukládáním výřezů u vyvážecích linek. Podíl škod na této partii byl u Timberjacku 56 % z celkových škod, u Grema 31,3 %. Větší počet škod u Timberjacku byl způsoben větším počtem stromů a užšími vyvážecími linkami, jež se pohybovaly v šíři 3–3,5 (4) m. V porostech zpracovávaných stroji Gremo byl spon stromů 3,9 m a tím byla dodržena doporučovaná šíře vyvážecích linek přirozenou strukturou porostu. Ke kolísání podílu škod docházelo i na kmenech dřevin. Při nasazení Timberjacku činil podíl škod na kmenové partii 17,5 % (ve srovnání s Gremo o 20,8 % méně). Navíc tyto stroje byly využívány v porostech s vyšší hmotnatostí stromů a tím se snižovala možnost usměrňování pádu pokáceného stromu (při nasazení strojů Gremo dosahovala průměrná hmotnatost těžených stromů v porostech až 0,89 m3). V porostech, kde byly nasazeny stroje Timberjack, byl průměrný počet za všechny věkové třídy stromů na ha 1063 (bez ohledu na věkovou třídu), se stroji Gremo 670 stromů/ha.
Plošná velikost škod
Průměrná plošná velikost oděrů na stromových partiích je shrnuta v gr. 8 podle strojového osazení harvestorové technologie. Z vykázané průměrné velikosti poranění je zřejmé, že největší počty oděrů spadají - s ohledem ke stromové partii - do intervalu 51–200 cm2. Z grafu 6 je patrné podrobné rozdělení celkových škod podle umístění na stromových partiích a do plošných intervalů. Timberjack vykazoval vyšší podíl plošných škod, ať už se jednalo o jakoukoli partii stromu, v plošném intervalu 51–200 cm2. Na kořenech bylo v tomto plošném intervalu zastoupeno 13,5 %, na nábězích 21,2 % a na kmenech 7,8 % z celkového počtu škod. Celkový podíl škod v tomto intervalu činil bez ohledu na stromovou partii 42,4 %.
Porovnáme-li podíly škod mezi oběma značkami strojů, vidíme zajímavý vývojový trend v intervalech 11–50 cm2 a 51–200 cm2. Zatímco u uzlu Timberjack převažoval podíl škod na nábězích, tak na stejných plošných intervalech při nasazení strojů Gremo převažovaly škody na kmenových partiích (11–50 cm2 - 16,6 %, 51–200 cm2 – 15,2 %). To lze odůvodnit horším usměrňováním pádů stromů s vyšší hmotnatostí, tj. v porostech 6. věkové třídy a menší šíři vyvážecích linek u harvestoru a vyvážecího traktoru Timberjack - 3–3,5 (4,0) m v neprospěch kořenových náběhů.
Riziko napadení hnilobou je podle GRAMMELA (1988) do 10 cm2 0%, v intervalu 11–50 cm2 33%, při 51–200 cm2 44–100% a nad 201 cm2 je riziko napadení stromu hnilobou 100%.
Harvestory stále nejšetrnější
Harvestorovou technologii můžeme považovat za ekologicky šetrnou, neboť podíl poškozených stromů spadal při experimentálních měřeních pod hranici 5 % jak při nasazení harvestorové technologie s osazením Timberjack (dnes John Deere), tak při osazení stroji Gremo. Důvody takto nízkého podílu poraněných stromů:
-kontrolovatelná manipulace zpracovávaného a transportovaného dříví;
-vyvážení dříví na ložné ploše vyvážecího traktoru.
Z výsledků vyplývá nárůst podílu poškozených stromů od 3. věkové třídy až po 5 v. t. Ta je považována za zlom v navyšování podílu škod a s další věkovou třídou dochází k jejich poklesu. Nižší podíly škod v nižších věkových třídách lze zdůvodnit:
-nevyvinutými kořenovými náběhy;
-vyšším zavětvením stromů;
-lepší kontrolovatelností pádu stromů při jejich těžbě.
V 6. věkové třídě přibývají jiné výhody, které vedou ke stagnaci a poklesu škod s rostoucím věkem, a to:
-silnější borka;
-přirozený rozestup stromů překračující 4 m a zabraňující přirozené nevoli vytyčovat linky o šíři 3,5–4 m.
Zohledňováním pouze vybraných výše uváděných faktorů lze snižovat škody, neměly by však být zanedbávány další priority:
-technická příprava prací a pracoviště;
-předpokládaná opatření a dodržení technologie během těžebně-dopravních zásahů;
-zvyšování kvalifikace a motivační opatření.
Těžebně–dopravních technologií existuje celá řada. Žádnou nelze považovat za tak dokonalou, aby při její realizaci nezůstaly žádné škody. Stejně tak nemůžeme volit ani takové technologie, při nichž je výše škod nejmenší, protože nemusejí být v konkrétních podmínkách použitelné pro neúměrně vysoké výrobní náklady nebo nedostatečné technické zázemí (vozový park) společnosti. HT zůstává přesto perspektivní výhled do budoucnosti, neboť při srovnání této sortimentní metody s kmenovou jsou potvrzovány nižší škody – motorová pila, kůň, LKT – 22 % (ULRICH 2001); lze je tak považovat za šetrné.
S minimalizací škod se snižují jak přímé náklady na asanaci, tak ztráty do budoucnosti, neboť se zvyšujícími škodami vzniká nebezpečí napadení stromů houbovými infekcemi, a tím poškozování a znehodnocování dřevní suroviny a snižování přírůstů.
Pozn. red.: Značka John Deere nahradila Timberjack od 1. 6. 2005.
Adresa autora: Ing. Jiří Dvořák, Ph.D.
FLE ČZU Praha, katedra lesní těžby, e-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.