Uszkodzenia gleby w drzewostanach sosnowych przy pozyskiwaniu drewna w praktyce leśnej.pdf

(185 KB) Pobierz
87_92_Suw.vp:CorelVentura 7.0
L EŒNE P RACE B ADAWCZE , 2004, 1: 87–101.
Marian S UWA£A *
USZKODZENIA GLEBY W DRZEWOSTANACH
SOSNOWYCH PRZY POZYSKIWANIU DREWNA
W PRAKTYCE LEŒNEJ
SOIL DISTURBANCES DURING WOOD HARVESTING IN PINE STANDS
IN FORESTRY PRACTICE
Abstract. Work includes research results on soil disturbances during wood
harvesting in thinnings and group clearcutting in forestry practice. Cut-to-
length (CTL) and long wood methods were taken into account in the research.
In each method two technological processes were distinguished, differing
mainly in technical means. Results indicate that in thinnings CTL method with a
chain saw and a forwarder or a farm tractor with a trailer and a crane and
whole-stem method with a chain saw and a horse are characterized by smallest
soil disturbances (synthetic index of disturbances: in early thinnings – 2.3 and
3.3% respectively; in late thinnings – 2.8 and 2.2%). Soil disturbances when
using a harvester and a forwarder turned out to be bigger (index 4.9 and 5.1%).
Presumably soil humidity (small disturbances in very dry soil during research
in late thinnings) had influence on big differences in soil disturbances when
using a chain saw and a farm tractor with a winch in early and late thinnings
(index – 9.1 and 1.4%). In group clearcutting – disturbances turned out to be the
smallest in CTL with a chain saw or harvester and a forwarder (index 0.7 and
1.9%) and the biggest in long wood method with a chain saw and a skidder
(index – 2.7).
Key words: pine stands, wood harvesting, soil disturbances.
* Instytut Badawczy Leœnictwa w Warszawie, Zak³ad U¿ytkowania Lasu, Sêkocin Las,05-090 Raszyn,
e-mail: m.suwala@ibles.waw.pl.
434462226.001.png
 
88
M. Suwa³a
1. WPROWADZENIE
Uszkodzenia gleby, obok uszkodzeñ drzew, s¹ najczêœciej brane pod uwagê w
ocenach oddzia³ywania pozyskiwania drewna na œrodowisko leœne. Inne zagro-
¿enia, jak np. oleje przedostaj¹ce siê do gleby oraz emisja spalin i ha³asu, wydaj¹
siê mieæ coraz mniejsze znaczenie, w zwi¹zku z mo¿liwoœci¹ stosowania bioolei
oraz zabezpieczeniami w budowie maszyn (zabezpieczenia przed awaryjnym wy-
ciekiem oleju, uk³ady zmniejszaj¹ce jego zu¿ycie do smarowania urz¹dzeñ
tn¹cych, katalizatory spalin, t³umiki drgañ i ha³asu).
W badaniach nad wp³ywem technologii i œrodków pozyskiwania drewna na
glebê leœn¹ istnieje wiele niejasnoœci. Kontrowersje wystêpuj¹ ju¿ przy ustalaniu
faktu, czy wynikiem oddzia³ywania maszyn na glebê jest jej trwa³e uszkodzenie,
czy jedynie przejœciowa zmiana (Weixler 1994). Zdaniem Furuberg-Gjedtjernet
(1995) uszkodzenia gleby powodowane przez operacje leœne s¹ powa¿nym proble-
mem, w zwi¹zku z nasilaj¹cym siê stosowaniem maszyn. Bardzo trudno jest jednak
ustaliæ bezwzglêdne wielkoœci graniczne, zarówno w odniesieniu do maszyn jak i
uszkodzeñ. W tej chwili musimy wiêc kierowaæ siê wielkoœciami porównawczymi
uszkodzeñ. Matthis (1994), Schack-Kirchner, Hildebrand (1994), Wästerlund
(1991) stwierdzaj¹, ¿e uszkodzenie gleby mo¿e byæ ró¿nie interpretowane, a pyta-
nie o jego mierniki i wskaŸniki pozostaje ci¹gle otwarte. Najczêœciej okreœla siê je
przez ustalenie udzia³u powierzchniowego i g³êbokoœci uszkodzeñ gleby.
W literaturze krajowej wyniki badañ uszkodzeñ gleby odnosz¹ siê w prze-
wa¿aj¹cej czêœci do zrywki. Zagadnienia te przedstawi³ ogólnie Kamiñski (1988).
Kubiak i in. (1990) podaj¹, ¿e przy pozyskiwaniu drewna w drzewostanach
podczas trzebie¿y wczesnych, z u¿yciem do zrywki konia i ci¹gnika rolniczego,
udzia³ powierzchni zranionej lub ubitej gleby wynosi od 20 do 45%. Jak wykazuje
Porter (1997), udzia³ powierzchni uszkodzonej gleby wynosi przy zrywce drewna:
koniem – 3,1%, ci¹gnikiem rolniczym od 3,1 do 3,8%, a skiderem – 4,2%.
Jako miarê uszkodzeñ gleby przez maszyny podaje siê równie¿ g³êbokoœæ
kolein. W warunkach glebowych w Szwecji g³êbokoœæ koleiny wynios³a 3–6 cm, w
zale¿noœci od ró¿nych maszyn (Fröding 1992). Wästerlund (1990) podaje
g³êbokoœæ koleiny 2,5 cm przy nacisku 90 kPa (ok. 0,88 kG/cm 2 ). Przy pozyski-
waniu drewna w Finlandii Siren (1991) okreœla przeciêtn¹ g³êbokoœæ koleiny po
przejazdach harwestera i forwardera na 5 cm. W warunkach krajowych, jak podaj¹
np. Paschalis i Porter (1994), g³êbokoœæ koleiny w drzewostanach sosnowych wy-
nios³a po zrywce ci¹gnikiem rolniczym – 5,8 cm, a skiderem (LKT) – 4,4 cm.
Wyniki badañ Portera (1997) wskazuj¹, ¿e przeciêtna g³êbokoœæ kolein osi¹gnê³a w
przypadku zrywki ci¹gnikiem rolniczym – 7,0 cm, skiderem (LKT) – 6,0 cm, a for-
warderem (FMG) – 6,6 cm.
Przedstawione uszkodzenia gleby nale¿y uznaæ za istotne, bior¹c m.in. pod
uwagê, ¿e 80–90% masy korzeni drzew iglastych znajduje siê w jej wierzchniej
warstwie gruboœci 30 cm, a oko³o 90% wa¿nych korzeni przewodz¹cych o œrednicy
do 0,3 mm po³o¿ona jest na g³êbokoœci do 10 cm (Demko 1990). Wästerlund (1989)
1. WPROWADZENIE
Uszkodzenia gleby, obok uszkodzeñ drzew, s¹ najczêœciej brane pod uwagê w
ocenach oddzia³ywania pozyskiwania drewna na œrodowisko leœne. Inne zagro-
¿enia, jak np. oleje przedostaj¹ce siê do gleby oraz emisja spalin i ha³asu, wydaj¹
siê mieæ coraz mniejsze znaczenie, w zwi¹zku z mo¿liwoœci¹ stosowania bioolei
oraz zabezpieczeniami w budowie maszyn (zabezpieczenia przed awaryjnym wy-
ciekiem oleju, uk³ady zmniejszaj¹ce jego zu¿ycie do smarowania urz¹dzeñ
tn¹cych, katalizatory spalin, t³umiki drgañ i ha³asu).
W badaniach nad wp³ywem technologii i œrodków pozyskiwania drewna na
glebê leœn¹ istnieje wiele niejasnoœci. Kontrowersje wystêpuj¹ ju¿ przy ustalaniu
faktu, czy wynikiem oddzia³ywania maszyn na glebê jest jej trwa³e uszkodzenie,
czy jedynie przejœciowa zmiana (Weixler 1994). Zdaniem Furuberg-Gjedtjernet
(1995) uszkodzenia gleby powodowane przez operacje leœne s¹ powa¿nym proble-
mem, w zwi¹zku z nasilaj¹cym siê stosowaniem maszyn. Bardzo trudno jest jednak
ustaliæ bezwzglêdne wielkoœci graniczne, zarówno w odniesieniu do maszyn jak i
uszkodzeñ. W tej chwili musimy wiêc kierowaæ siê wielkoœciami porównawczymi
uszkodzeñ. Matthis (1994), Schack-Kirchner, Hildebrand (1994), Wästerlund
(1991) stwierdzaj¹, ¿e uszkodzenie gleby mo¿e byæ ró¿nie interpretowane, a pyta-
nie o jego mierniki i wskaŸniki pozostaje ci¹gle otwarte. Najczêœciej okreœla siê je
przez ustalenie udzia³u powierzchniowego i g³êbokoœci uszkodzeñ gleby.
W literaturze krajowej wyniki badañ uszkodzeñ gleby odnosz¹ siê w prze-
wa¿aj¹cej czêœci do zrywki. Zagadnienia te przedstawi³ ogólnie Kamiñski (1988).
Kubiak i in. (1990) podaj¹, ¿e przy pozyskiwaniu drewna w drzewostanach
podczas trzebie¿y wczesnych, z u¿yciem do zrywki konia i ci¹gnika rolniczego,
udzia³ powierzchni zranionej lub ubitej gleby wynosi od 20 do 45%. Jak wykazuje
Porter (1997), udzia³ powierzchni uszkodzonej gleby wynosi przy zrywce drewna:
koniem – 3,1%, ci¹gnikiem rolniczym od 3,1 do 3,8%, a skiderem – 4,2%.
Jako miarê uszkodzeñ gleby przez maszyny podaje siê równie¿ g³êbokoœæ
kolein. W warunkach glebowych w Szwecji g³êbokoœæ koleiny wynios³a 3–6 cm, w
zale¿noœci od ró¿nych maszyn (Fröding 1992). Wästerlund (1990) podaje
g³êbokoœæ koleiny 2,5 cm przy nacisku 90 kPa (ok. 0,88 kG/cm 2 ). Przy pozyski-
waniu drewna w Finlandii Siren (1991) okreœla przeciêtn¹ g³êbokoœæ koleiny po
przejazdach harwestera i forwardera na 5 cm. W warunkach krajowych, jak podaj¹
np. Paschalis i Porter (1994), g³êbokoœæ koleiny w drzewostanach sosnowych wy-
nios³a po zrywce ci¹gnikiem rolniczym – 5,8 cm, a skiderem (LKT) – 4,4 cm.
Wyniki badañ Portera (1997) wskazuj¹, ¿e przeciêtna g³êbokoœæ kolein osi¹gnê³a w
przypadku zrywki ci¹gnikiem rolniczym – 7,0 cm, skiderem (LKT) – 6,0 cm, a for-
warderem (FMG) – 6,6 cm.
Przedstawione uszkodzenia gleby nale¿y uznaæ za istotne, bior¹c m.in. pod
uwagê, ¿e 80–90% masy korzeni drzew iglastych znajduje siê w jej wierzchniej
warstwie gruboœci 30 cm, a oko³o 90% wa¿nych korzeni przewodz¹cych o œrednicy
do 0,3 mm po³o¿ona jest na g³êbokoœci do 10 cm (Demko 1990). Wästerlund (1989)
Uszkodzenia gleby w drzewostanach sosnowych przy pozyskiwaniu drewna
89
podaje, ¿e w drzewostanach w okresie trzebie¿y oko³o 70% korzeni po³o¿onych
jest w górnej warstwie gleby od 3 do 10 cm. Zimmermann i Brown (1981)
stwierdzaj¹ ogólnie, ¿e wiêkszoœæ spoœród mniejszych korzeni absorpcyjnych le¿y
w obrêbie górnych 15 cm gleby leœnej. Zdaniem Putkisto (1986), uszkodzenia
korzeni drzew w koleinach w drzewostanach sosnowych mog¹ byæ mniejsze ni¿ w
œwierkowych.
Dotychczasowe wyniki badañ krajowych, wykonanych podczas póŸnych trze-
bie¿y w drzewostanach sosnowych, przemawiaj¹ za rozró¿nieniem dwóch przy-
padków uszkodzeñ korzeni i gleby:
– uszkodzenia korzeni drzew s¹ stosunkowo ma³e w koleinach, œladach kopyt i
p³ytkich bruzdach, powstaj¹cych pod ³adunkiem przy zrywce pojedynczych sztuk,
w warunkach stosunkowo suchych gleb, wytworzonych z piasków. Udzia³ silnych
uszkodzeñ odcinków korzeni, a wiêc z ranami tkanki drzewnej, ogranicza siê w
przedstawionych uszkodzeniach gleby do oko³o 2%;
– w g³êbszych bruzdach, wy¿³obionych czo³ami przemieszczanego drewna,
korzenie s¹ silnie uszkadzane, w du¿ej czêœci przerywane. W tych uszkodzeniach
mo¿na przyj¹æ, ¿e wszystkie korzenie o ³¹cznej d³ugoœci oko³o 10 cm w 100 cm 3
wierzchniej warstwy gleby s¹ niszczone (Dobrowolska i in. 1996).
W pierwszym z przedstawionych przypadków nastêpuj¹ wprawdzie zmiany
w³asnoœci fizycznych gleby (ciê¿ar objêtoœciowy, porowatoœæ ogólna, kapilarna
pojemnoϾ wodna, przepuszczalnoϾ), jednak ich wielkoϾ nie wskazuje na
powa¿ne zak³ócenia w bilansie wodno–pokarmowym gleby (Olejarski, Walendzik
1996). W drugim przypadku trudno jest obiektywnie oceniæ zmiany w³asnoœci
fizycznych gleby, kiedy jest ona wyrywana czo³ami przemieszczanych strza³.
W przypadku wskaŸników cz¹stkowych bardzo trudno jest porównywaæ roz-
miary uszkodzeñ gleby. Maj¹c to na uwadze, Sowa (1997) przedstawia mo¿liwoœæ
zbudowania wielowymiarowego modelu uszkodzeñ. Giefing (1999) oblicza synte-
tyczny wskaŸnik jako œredni¹ wa¿on¹ klas uszkodzeñ gleby (od 1 do 6) i liczb ich
wyst¹pienia w przeciêciach siatki kwadratów, na powierzchni ciêæ. Inn¹ propo-
zycj¹ jest zastosowanie wskaŸnika syntetycznego, okreœlaj¹cego udzia³ procen-
towy sumy objêtoœci ró¿nych uszkodzeñ gleby w objêtoœci jej wierzchniej warstwy
gruboœci 10 cm, w której znajduje siê przewa¿aj¹ca czêœæ korzeni przewodz¹cych.
WskaŸnik ten w drzewostanach sosnowych w póŸnych trzebie¿ach waha³ siê od 2,4
do 6,7%, w zale¿noœci od procesu technologicznego pozyskiwania drewna i od-
stêpu miêdzy szlakami (Suwa³a 1999).
Przedstawione wyniki oceny uszkodzeñ gleby by³y uzyskane, kiedy
prowadz¹cy badania zwykle kierowali przebiegiem procesów technologicznych
pozyskiwania drewna. Badania przeprowadzone przez Instytut Badawczy
Leœnictwa (w drzewostanach nizinnych), we wspó³pracy z Akademi¹ Rolnicz¹ w
Krakowie (w drzewostanach górskich), obejmowa³y ocenê uszkodzeñ warstwy
drzew, podrostu, podszytu i nalotu oraz gleby przy pozyskiwaniu drewna w
praktyce leœnej. Niniejszy artyku³ dotyczy uszkodzeñ gleby w drzewostanach na
terenach nizinnych.
90
M. Suwa³a
2. CEL I ZAKRES BADAÑ
Celem poznawczym badañ by³o okreœlenie uszkodzeñ gleby w drzewostanach
przy zastosowaniu wybranych procesów technologicznych pozyskiwania drewna
w praktyce leœnej (bez ingerencji autorów w realizacjê procesów). Celem aplikacyj-
nym by³o wskazanie racjonalnych procesów technologicznych.
Badania przeprowadzono na terenach nizinnych w drzewostanach sosnowych,
po pozyskaniu drewna podczas trzebie¿y (wczesnych i póŸnych) oraz pierwszego
etapu rêbni gniazdowej zupe³nej.
Do badañ wybrano ni¿ej przedstawione procesy technologiczne pozyskiwania
drewna.
1. Proces C s -PK (tylko w trzebie¿ach, w ramach metody ca³ej strza³y C s , przy
odstêpie miêdzy szlakami zrywkowymi 15–0 m):
– œcinka i okrzesywanie drzew pilark¹ P;
– zrywka okrzesanych strza³ koniem K.
2. Proces C s -PC w (w trzebie¿ach metoda ca³ej strza³y C s , przy odstêpie miêdzy
szlakami 15–40 m) lub D s -PC w (w rêbni zupe³nej gniazdowej – metoda d³u¿ycowa
D s ):
– œcinka i okrzesywanie drzew oraz ewentualna przerzynka pilark¹ P w przy-
padku metody d³u¿ycowej;
– zrywka drewna ci¹gnikiem z wci¹gark¹ C w (skider lub ci¹gnik rolniczy albo
skider – zrywka d³u¿yc oraz ci¹gnik rolniczy – zrywka czêœci wierzcho³kowych).
3. Proces K r -PC n (w ramach metody drewna krótkiego K r , przy odstêpie
miêdzy szlakami operacyjnymi w trzebie¿ach 20–30 m):
– œcinka, okrzesywanie i wyróbka pilark¹ P (drewno z czêœci odziomkowej w
k³odach, a z czêœci wierzcho³kowej w wa³kach b¹dŸ w przypadku trzebie¿y
wczesnych wyróbka ca³oœci drewna w wa³kach, z ich rêcznym sk³adaniem po kilka
sztuk przy szlaku);
– zrywka drewna œrodkiem nasiêbiernym C n (forwarder lub ci¹gnik rolniczy z
przyczep¹).
4. Proces K r -HF (w ramach metody drewna krótkiego K r , przy odstêpie miêdzy
szlakami operacyjnymi w trzebie¿ach ok. 20 m):
– œcinka, okrzesywanie i wyróbka drewna harwesterem – H (jak w procesie K r -
PC n );
– zrywka drewna forwarderem F.
Wy¿ej podane wielkoœci odstêpów miêdzy szlakami podano na podstawie po-
miarów wykonanych podczas badañ.
Uszkodzenia gleby w drzewostanach sosnowych przy pozyskiwaniu drewna
91
3. METODYKA I PRZEBIEG PRACY
3.1. WskaŸnik oceny uszkodzeñ
Do oceny zastosowano syntetyczny wskaŸnik uszkodzeñ wierzchniej warstwy
gleby U G , obliczany zgodnie z poni¿sz¹ formu³¹ (Suwa³a 1999):
U G = G ko + G bp +2 G bg + G kp
[%]
gdzie:
G ko – udzia³ procentowy objêtoœci kolein w warstwie gleby o gruboœci 10 cm,
G bp – udzia³ procentowy objêtoœci p³ytkich bruzd (g³ównie ugnieceñ gleby)
o œredniej g³êbokoœci do 5 cm, w warstwie gleby o gruboœci 10 cm,
G bg – udzia³ procentowy objêtoœci g³êbokich bruzd (w du¿ej czêœci wy¿³obio-
nych czo³ami przemieszczanego drewna) o œredniej g³êbokoœci powy¿ej 5 cm, w
warstwie gleby o gruboœci 10 cm.
G kp – udzia³ procentowy objêtoœci odcisków (œladów) kopyt w warstwie gleby
o gruboœci 10 cm,
Objêtoœæ œladów kopyt szacowano na podstawie wzoru:
2
Vg
v
gdzie:
V – mi¹¿szoœæ drewna zerwana z powierzchni badawczej (m 3 );
v – œrednia mi¹¿szoœæ ³adunku (m 3 );
g – œrednia g³êbokoœæ gleby naruszonej w œladzie kopyta (m).
Œredni¹ sumê powierzchni œladów kopyt przypadaj¹c¹ na jeden nawrót zrywki
(3 m 2 ), podan¹ we wzorze, ustalono na podstawie wyników wczeœniejszych badañ
(Suwa³a 1999).
3.2. Charakterystyka drzewostanów i prace terenowe
Powierzchnie ciêæ (drzewostany) wybierano losowo, na podstawie zbieranych
w nadleœnictwach informacji o wykonaniu pozyskania drewna przy zastosowaniu
procesów technologicznych, za³o¿onych w zakresie badañ.
Badania przeprowadzono w nadleœnictwach: Bydgoszcz, D¹browa, Osie
(RDLP Toruñ), Czarne Cz³uchowskie (RDLP Szczecinek), Gidle (RDLP Ka-
towice), Kwidzyn (RDLP Gdañsk), Lubsko (RDLP Zielona Góra). Badaniami ob-
jêto 46 drzewostanów sosnowych (w niektórych drzewostanach z domieszk¹, np.
Brz, Md, Œw), rosn¹cych na siedliskach: Bœw, BMœw, Lœw, LMœw; w tym 13 po-
zycji po trzebie¿ach wczesnych, 18 – po trzebie¿ach póŸnych i 15 – po wykonaniu
ciêæ rêbni¹ zupe³n¹ gniazdow¹.
3m
434462226.002.png
 

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin