Puunkorjuu poimintahakkuissa. Eri-ikäisrakenteisen metsän kasvatus seminaarisarja Matti Sirén, Metsäntutkimuslaitos

Transkriptio

1 Puunkorjuu poimintahakkuissa Eri-ikäisrakenteisen metsän kasvatus seminaarisarja Matti Sirén, Metsäntutkimuslaitos

2 Korjuuolot ratkaisevat tuottavuuden, korjuutyön laadulla suuri vaikutus tulevaisuuden korjuuoloihin Tiedämme hyvin vähän poimintahakkuiden korjuuoloista ja -jäljestä Poimintahakkuukohteiden rakenteessa paljon vaihtelua niin kohteiden välillä kuin sisälläkin; siirtymähakkuut, joissa vasta haetaan siirtymää kohti eri-ikäisrakennetta <> aidosti eri-ikäisrakenteiset <> siirretyt päätehakkuut. Lisäksi pienaukkohakkuut, kaistalehakkuut Tutkimus- ja kehitystyö hieman samanlaisessa haasteessa kuin kannonnostossa työtapojen ja vaikutusten tutkimuksessa noustaan liikkuvaan junaan - ennakkotietoja junan nopeudesta saadaan ensi vuonna Toistaiseksi poimintahakkuiden määrät vähäisiä korkeintaan muutama tuhat ha/vuosi? Puutteellinen tieto korjuuoloista ja määristä johtaa helposti erilaisiin tulkintoihin korjuukustannuksista ja vaikutuksista puunhankintaan Muistin virkistämiseksi 1980-luvun alkupuolen keskustelun ja tutkimuksen kestoaihe: onnistuuko poistettavien puiden valinta hakkuukoneen kuljettajalta harvennushakkuissa - onnistuuhan se! Suomen Metsäkeskus ja Metsäntutkimuslaitos tekevät yhteistyötä poimintahakkuiden määrän, korjuuolojen ja jäljen selvittämisessä

3 Oletukset työn tuottavuudesta/kustannuksista hyvin erilaisia Vesa Imponen (Metsäteho, pohjana mm. Monta-kokeet, pääosin siirtymähakkuita) Poimintahakkuissa runkokohtainen ajanmenekki reilun viidenneksen suurempi kuin avohakkuussa vastaavan kokoisella puulla - syynä jäävän puuston varominen, suunnittelu, siirtymiset Poimintahakkuiden hakkuukustannus vain hieman korkeampi (< 10 %) kuin päätehakkuussa Kustannuksia on vertailtava kiertoajan tasolla - tällöin vaaka saattaa kallistua toisinpäinkin - edellytyksenä on kuitenkin poimintahakkuiden korjuuolojen säilyminen hyvinä - pysyvätkö ne? Eri-ikäisen metsän kasvatus/puunkorjuu Timo Tolppa (Metsäkonepalvelu), vuoden 2012 metsäpäivillä: Kustannusten muodostuminen vain vähän pienemmiksi kuin päätehakkuissa vailla todellisuuspohjaa Miinusmerkkisiä asioita: suunnittelu, työmaan koko, alikasvos, kausiluontoisuus, opettelu, hinnoittelu? Positiivisia asioita: poimintahakkuissa tarvitaan järeää kalustoa, joka on mieluisaa yrittäjille Millä kustannukset tasataan: kantohinnalla 3

4 Millä tasolla tietämyksemme on? Poimintahakkuut eivät ole yksittäinen saareke, vaan aiempaa tietämystä voidaan soveltaa Metlassa toteutettu/meneillään hankkeita, joiden tuottamaa tietämystä voidaan soveltaa myös poimintahakkuuympäristössä: Metsiköiden puuntuotoskyky, kasvatus ja puunkorjuu muuttuvissa ilmastoolosuhteissa (Harri Mäkinen ym.) kokeet kuusikoiden kesäkorjuusta, kestokoealat vaikutusten seurantaan (tuotos, laho, juurikääpä) Pitkällinen työ suometsien korjuun kehittämisessä tietämys maaperän kantavuudesta ja korjuun toteutuksesta Kausivaihtelun vaikutukset ja vähentäminen (mm. Less is more/metsäklusteri Oy, sittemmin FIBIC) FIBICin EffFibren ( ) WP3: Kuljettajaopastuksen tarpeet, nykytila ja mahdollisuudet. Kaksi tuoretta työraporttia > tutkimuksen kohdentaminen kahteen pääteemaan: metsäkuljetuksen tehostaminen (harvesterin tuottama kulkukelpoisuuskartta, puutavaralajeittaisen paikkatiedon hyödyntäminen/reititys) sekä suunnittelun ja kuljettajan opastus (LoggingMap)

5 Kuusikoiden kesäkorjuu/juurikääpäriski Kuusikoiden kesäkorjuusta/työmenetelmän vaikutuksista tuoretta tietoa Kuusikkoharvennuksissa urille saadaan runsas havutus, kg/m 2 Jos poimintahakkuiden määrä kasvaa, pelkkä kevättalven suojajakso ei riitä - sulan maan aikana juurikääpäriski Poimintahakkuissa poistuma vaihtelee, samoin urille saatavan havutuksen määrä Käytetäänkö pysyvää uraverkostoa (Silva Skog, Ruotsi), levennetäänkö uria suometsien tapaan? Joka tapauksessa urat avattava riittävän leveinä Selvää on kuitenkin, että mennään vain sinne, missä on tarvetta > ennakkotieto tarpeen hakkuukoneen kuljettajalle

6 Raiteenmuodostus suhteessa ylimenneeseen massaan (koneen + kuorman paino). Method 1= normaali työtapa, Method 2 = kaikki hakkuutähteet uralle Lähde: Sirén et al. 2013/IFJE

7 Poimintahakkuiden olemassa olevaa tietoa koostettu, taimien vaurioitumista tutkittu Kooste puunkorjuun tuottavuus ja korjuujälki -tietämyksestä osoitteessa: 7/ff pdf Kooste taimien vaurioitumistutkimuksesta osoitteessa: tent~db=all~content=a ~frm=tit lelink Tulokset taimien vaurioitumisesta samansuuntaisia norjalaisten tulosten kanssa Vaurioitumisen selittäjät (Surakka et al. 2011): Etäisyys ajourasta Lähimpien poistettujen puiden ppa (25 m säteellä koealan keskeltä) Etäisyys lähimpään jäävään puuhun Taimen pituus Eri-ikäisen metsän kasvatus/puunkorjuu 7

8 Välikoon puut ovat lähitulevaisuuden hakkuumahdollisuuksien perusta Alempien latvuskerrosten puita (läpimitat 5-20 cm) vähän verrattuna taimiin Näiden puiden selviytyminen tärkeää Hakkuussa ongelmina latvusvauriot ja karsiutuminen Norjalaisten tutkimusten mukaan % taimikokoa suuremmista puista vaurioituu koneellisessa korjuussa Juha Hyvönen ym Suonenjoen aineisto: 21,5 % yli 2,5 m pituisista puista vaurioitunut (mukana myös vakava karsiutuminen). Tapion luokituksella 17,0 % Vauriopuiden osuus pituusluokittain 2,5-10 m: 28 % (Tapio 22 %) m: 19 % (Tapio 14 %) Eri-ikäisen metsän kasvatus/puunkorjuu 8 > 20 m: 12 % (Tapio 11 %)

9 Taimikokoa suurempien puiden vaurioituminen (Kalvo: Juha Hyvönen/Metla)

10 Metsänomistajan tavoitteet ja niiden välittäminen koneenkuljettajille keskeisiä kysymyksiä Mitkä ovat metsänomistajan tavoitteet kaikki vaikuttaa kaikkeen Mieltääkö poimintahakkuuta haluava kaupunkilaismetsänomistaja, miltä näyttää pohjapinta-alassa 10 m 2? Visualisoinnin mahdollisuudet? Metsätaloudessa ja puunkorjuussa hyväksyttävyys yksi keskeisistä teemoista Puunostajalla/puunkorjuun toteuttajalla huoli siitä, vastaako korjuun toteutus odotuksia. Se haluttu 10 m 2 saattaakin olla metsänomistajalle kauhistus välillä luotiin jopa mielikuvaa siitä, että eri-ikäismetsätalous mahdollistaa aarniometsän ja samalla hyvän taloustuloksen; näinhän asia ei ole Metsänomistajan tavoitteet, leimikon rakenne ja rakenteen mukaiset toimintaohjeet tavoitetilan saavuttamiseksi on kyettävä välittämään hakkuukoneen kuljettajalle selväkielisessä muodossa Tasaikäisen metsän harvennuksessa toiminta on systemaattista pidetään määrätty uraväli, harvennetaan työpiste ohjetiheyteen Poimintahakkuissa pitäisi nähdä kulman taakse, mennä sinne, missä hakattavaa on; hyödyntää tulevaa ajosuuntaa puiden kaadossa ja käsittelyssä

11 Hakkuupoistuma vaihtelee leimikon sisällä (Lähde Surakka et al. 2011)

12 Intelligent forest machine Opertor assistant systems Tutoring and feedback on work cycles Economic driving Driver drowsiness Cooperative systems Sensing of trees, soil Obstacle, power line, hiker warning Location based systems Tree map generation Machine to machine communication (location of timber, soil trafficability) Kalvo: Antti Asikainen

13 Olosuhteita kuvaava tieto puunhankinnassa Metsätehon tuloskalvosarja 9/ Tapio Räsänen ym. Eri-ikäisen metsän kasvatus/puunkorjuu 13

14 Tulevaisuudessa harvesteri voi tehdä puukartan Kuvat: Metsäteho Eri-ikäisen metsän kasvatus/puunkorjuu 14 Kuvat: Argone Ltd

15 Odotellessa voitaisiin käyttää karvalakkimallia 5 11 m säteiselle puoliympyrälle jäävien puiden edustamat pohjapinta-alat - Lukujen summana saadaan tiheys, m 2 /ha (kuva Pentti Niemistö/Metla) 4 Kuva: Metsäteho , Eri-ikäisen metsän kasvatus/puunkorjuu 15

16 Metsä-Groupin mallikohde Äänekoskella: mallileimaus ppa 13 m 2, sen jälkeen tavoitteet alueittain 16, 13 ja 10 m 2. Alalaidan mallileimausalue ppa:han 13 m 2 : Lähtöpuusto 350,5 Poistuma 218,9 Jäävä 131,6 m 3 /ha Miten ppa-tavoite toteutui: 16 > 15,9 m 2 13 > 13,9 m 2 10 > 12,5 m 2 Poimintahakkuun tutkimusteemoja/sirén 16

17 Esimerkki harvesterista mitattujen tunnusten ja suon pinnan lujuuden riippuvuudesta (kalvo: Jari Ala-Ilomäki) Sovellus: leimikon puutavaran maastokuljetuksen optimointi kulkukelpoisuuden mukaan # # #

18 Miten harvesterin raide selittää ajokoneen raidetta yhdessä ylimenneen kokonaismassan kanssa. Kohde 1 kivennäismaa (Rautavaara leimikko 2, EffFibre WP3), kohde 2 turvemaa (Taivaljärvi integroitu korjuu) 1. Raiteen syvyys = -7, ,172 * harvesterin raide + 0,00011 * ylimennyt kokonaismassa, R 2 = 0,9. Kohteella harvesterin raide k-a 1,75 cm (0,0-5,0 cm) 2. Raiteen syvyys = -1, ,013 * harvesterin raide + 0, * ylimennyt kokonaismassa, R 2 = 0,77. Kohteella harvesterin raide k-a 4,65 cm (0,0-14,5 cm) Metsänhoitosuositukset: yli 10 cm raidetta alle 4 % urien kokonaispituudesta (kivennäismaa), 10 % (rämeet) Harvesterin raiteen perusteella 10 cm raiteen syvyys saavutetaan seuraavasti: Kun harvesterin raide on 2 cm, sallittu kokonaismassa on kg (kohde 1) ja kg (kohde 2) Kun harvesterin raide on 5 cm, sallittu kokonaismassa on kg (kohde 1) ja kg (kohde 2) Harvesterin raidetta voidaan käyttää sallittavan kuormituksen ennustamisessa ja ajon suunnittelussa 18

19 Sami Lamminen, Kari Väätäinen, Jari Ala-Ilomäki, Matti Sirén ja Antti Asikainen LoggingMap-demonstraatiot Rautavaara Marraskuu 2012

20 Demokohteet Rautavaaralla (Metla, Metsähallitus, Motoajo)

21 LoggingMap hakkuukoneen ohjaamossa (Kuva: Jari Ala-Ilomäki/Metla)

22 Kuljettajalle voidaan esittää erilaista informaatiota tälle voisi olla käyttöä poimintahakkuissa Pohjapinta-alat ennen hakkuuta Tavoitepohjapinta-alat hakkuun jälkeen

23 Kohteella toteutunut ajouraverkosto

24 Metsäkuljetuksessa puutavaralajien määrä- ja sijaintitietoa hyödyntämällä ja ajotekniikkaa suunnittelemalla säästetään maaperää, kustannuksia ja polttoainetta ja vähennetään päästöjä (Kalvo: Kari Väätäinen ym. /Metla) Eri-ikäisen metsän kasvatus/puunkorjuu Olisikohan ennakkotiedosta/opastuksesta apua?

25 Kuormausajon määrää minimoiva ajotekniikka. Enemmän sekakuormia, peruuttaessa vähemmistöpuulajeja kerroksittain kyytiin. 4. kuorma 3. kuorma 1. kuorma 2. kuorma B. A. C. D.

26 Tehokkaan ajotavan hyödyt (Lähde: Kari Väätäinen ym.) Ajallinen säästö 3,7% Polttoaineen säästö 6,8% Etu bruttotonnikilometreissä 12,2% Etu ajomatkassa 480m 14,0% Säästö ajoajassa 10,1min 15,2% Purkuajan kasvu 4,0min 15,5%

27 Ennakkotuloksia poimintahakkuukohteiden rakenteesta (9 kohdetta) Runkoluku, kpl/ha Ppa, m 2 /ha Tilavuus, m 3 /ha Rungon keski-. tilavuus, dm 3 Rungon mediaanitilavuus, dm 3 Jäävä puusto 814,8 13,4 126,3 204,7 448,1 Poistuma 401,8 14,2 138,9 420,2 644,7 Vaihtelu suurta: jäävän puuston ppa 6,5-22,2 m 2 /ha Kehityskelpoisia taimia keskimäärin 897/ha ( /ha) Kuva: Erkki Salo/Metla

28 Esimerkkikohteen jäävä puusto ja poistuma (kuvat Esko Oksa/Metla) Eri-ikäisen metsän kasvatus/puunkorjuu 28

29 Mikä on korjuujäljen laatukriteeristö poimintahakkuissa. Miten laatua mitataan? Käyvätkö tasaikäisten harvennusten laatumittarit? Kevään yrittäjäpäivillä esiin tulleita kysymyksiä: Siirrytäänkö liian helposti huomautettavaa-luokkaan; mitä merkitsee metsälle 5 % pieniä pintavaurioita männikössä? Onko suometsien kesäkorjuu mahdollista hyvällä jäljellä nykykriteereillä? Miten tuloksia käsitellään julkisuudessa: hyvä uutinen ei ole uutinen

30 Vaihtoehdot ovat mahdollisuus Metsätalouden toiminta ollut järjestelmällistä mutta samalla kaavamaista Keskustelu vaihtoehdoista joko/tai -tyyppistä Monilla oletuksena totaalinen siirtymä jostakin johonkin - tästähän ei ole kyse Virallisen metsätahon rooli on ollut argumentoida, mitä kaikkea pahaa tästä seuraa. Vaihtoehtoisten menetelmien kannattajat taas näkevät usein vain auvoiset puolet Osin samat tahot vaativat poimintahakkuita ja metsäenergiaa - miten nämä soveltuvat yhteen? Vaihtoehtoisten metsänkasvatusmenetelmien kehitystyö on haaste, mutta samalla suuri mahdollisuus Miten tosissamme me tässä asiassa olemme? Mikä on panostus verrattuna perinteiseen tyyliin? Tieto ja taito syntyy vain tekemisen kautta

31 Kirjallisuutta Ala-Ilomäki, J., Lamminen, S., Sirén, M., Väätäinen, K. & Asikainen, A Using harvester CAN-bus data for mobility mapping. In: Special issue. Abstracts for international conferences organized by LSFRI Silava in cooperation with SNS and IUFRO. Mezzinatne 25(58): Granhus, A. & Fjeld, D. (2001). Spatial distribution of injuries to Norway spruce advance growth after selection harvesting. Canadian Journal of Forest Research, 31, Räsänen, T., Hämäläinen, J., Lamminen, S., Lindeman, H., Salmi, M. & Väätäinen, K Uudet informaatiolähteet puunhankinnan tukena. Metsätehon raportti 279: 28. Sirén, M., Ala-Ilomäki, J., Mäkinen H., Lamminen, S. & Mikkola, T Harvesting damage caused by thinning of Norway spruce in unfrozen soil. International Journal of Forest Engineering 24(1): Surakka, H. & Sirén, M Poimintahakkuiden puunkorjuun nykytietämys ja tutkimustarpeet. Metsätieteen aikakauskirja 4/2007: Surakka, H., Sirén, M., Heikkinen, J. & Valkonen, S Damage to saplings in mechanized selection cutting in uneven-aged Norway spruce stands. Scandinavian Journal of Forest Research 26(3): Väätäinen, K., Ikonen, T., Ala-Ilomäki, J., Sirén, M., Lamminen, S. & Asikainen, A Kuljettajaa opastavat älykkäät järjestelmät ja niiden käyttö koneellisessa puunkorjuussa. Metlan työraportteja / Working Papers of the Finnish Forest Research Institute s. Väätäinen, K., Lamminen, S., Ala-Ilomäki, J., Sirén, M. & Asikainen, A Kuljettajaa opastavat järjestelmät koneellisessa puunkorjuussa - kooste hankkeen avaintuloksista. Metlan työraportteja / Working Papers of the Finnish Forest Research Institute s. Ylimäki, R., Väätäinen, K., Lamminen, S., Sirén, M., Ala-Ilomäki, J., Ovaskainen, H. & Asikainen, A Kuljettajaa opastavien järjestelmien tarve ja hyötypotentiaali koneellisessa puunkorjuussa. Metlan työraportteja / Working Papers of the Finnish Forest Research Institute s.

32 Kiitos