Kehittynyt katkonnan ohjaus ja ennakkosuunnittelutiedon tarkkuus Metsätehon tuloskalvosarja 6/2015

Transkriptio

1 Kehittynyt katkonnan ohjaus ja ennakkosuunnittelutiedon tarkkuus Kalle Kärhä, Jari Ronkainen & Pekka T. Rajala, Stora Enso Oyj Metsä Joonas Mutanen & Teijo Palander, Itä-Suomen yliopisto Tapio Räsänen & Juha-Antti Sorsa, Metsäteho Oy Tuomo Moilanen, Ponsse Oyj

2 Tausta (1/2) Tukin katkontaa ohjataan nykyään suhteellisen jäykästi Suomessa. Onko järkevää käyttää samaa katkonnan ohjaustiedostoa kuusitukkileimikoissa, joissa tukkirunkopoistuman keskijäreys on esimerkiksi 450 ja 900 dm 3? Voitaisiinko tukkileimikoiden katkontaa tehostaa ja jalostusarvoa nostaa, jos katkonnan ohjaustiedostot muodostettaisiin korjuukohde- tai tyyppileimikkokohtaisesti? 2

3 Tausta (2/2) Leimikoita voidaan luokitella, tyypitellä esimerkiksi seuraavilla leimikkoa ja sen puustoa kuvaavilla muuttujilla: Sijainti / maantiede Kasvupaikkaluokka Ikä Hakkuutapa Puulaji & -suhteet Poistuman keskijäreys Poistuman keskipituus Laatu (esim. laho, oksaisuus). Myös sahan tuoteportfolio voi olla yksi tyyppileimikointiperuste. 3

4 Esimerkki: Kuusi tyyppileimikkoluokkaa, jotka muodostettu poistuman keskijäreyden suhteen TL 1 TL 2 TL 3 TL 4 TL 5 TL 6 4

5 Tutkimuksen tavoitteet 1) Selvittää, tuottaako tyyppileimikointi hyötyjä kuusisahatukin katkonnan ohjaukseen. 2) Kartoittaa, mikä on ennakkosuunnittelutiedon tarkkuuden vaikutus tyyppileimikointiin ja tukin katkonnan ohjaukseen. 5

6 Kuusitukin katkonnan simulointitutkimus Tutkimus toteutettiin simulointitutkimuksena (Mutanen 2015). Ponsse Opti Simu apteeraussimulaattoria käytettiin. Casesahana oli Stora Enso Wood Productsin Varkauden saha. Tutkimusajanjakso oli Katkontasimulointeja varten elokuussa 2014 kerättiin stm- ja ap1-tiedostot 11 Ponsse-hakkuukoneelta, joilla oli hakattu eniten kuusitukkia Varkauden ostotiimiltä Varkauden sahalle tutkimusajanjaksolla. Valokuva: Satu Natunen, Stora Enso Oyj. 6

7 Simuloitavana yli 200 kuusitukkileimikkoa Lopullisessa simuloitavassa tutkimusaineistossa oli yhteensä 216 kuusitukkileimikkoa (ks. kartta). Tehdyssä alkuperäisessä korjuussa leimikoista oli hakattu yhteensä vajaa m 3 kuusitukkia tarkasteluajanjaksolla. Tarkasteluajanjaksolla oli käytössä kuusi eri katkonnan ohjaustiedostoa seuraavina ajanjaksoina: Pohjakartta: Esri. 7

8 Referenssi ja kaksi tyyppileimikointia Tutkimuksessa tehtiin ensiksi referenssisimulointi (simulointi alkuperäisillä ohjaustiedostoilla) ja kaksi tyyppileimikointia (TL1 & TL2): TL1: tyyppileimikoinnissa käytettiin metsäasiantuntijan tekemää tukkirunkopoistuman keskijäreysarviota. TL2: tyyppileimikointi tehtiin toteutuneen (=tarkan) tukkirunkopoistuman keskijäreyden mukaan. Kummassakin tyyppileimikoinnissa käytetyt järeysluokkarajat olivat: < 650 dm 3 ( Pienirunkoinen ) dm 3 ( Keskimääräinen ) > 860 dm 3 ( Järeärunkoinen ). 8

9 Myös jalostusarvotaulukolla simuloitiin Tyyppileimikoinneissa 1 ja 2 kaikkiin kolmeen järeysluokkaan muodostettiin omat jakaumatavoitteet (a, b ja c). Neljännessä simulointitarkastelussa muissa simuloinneissa käytetty (tasa)hintalista korvattiin sahalta saadulla jalostusarvotaulukolla. Tehtyjen katkontasimulointien hyvyyttä arvioitiin: 1) Katkotun kuusitukkimäärän kokonaisjalostusarvolla 2) Keskimääräisellä kuutiometripohjaisella ( /m 3 ) jalostusarvolla. 9

10 Arvioidut ja toteutuneet poistuman keskijäreydet: Arvioitu järeystieto ei kaikilta osin tarkkaa! Toteutunut tukkirunkopoistuman keskijäreys, dm Osuus kuusitukkikertymästä, % < > 860 Arvioitu Toteutunut Arvioitu tukkirunkopoistuman keskijäreys, dm 3 Tukkirunkopoistuman keskijäreys, dm 3 10

11 Simuloinneissa käytetyt jakaumatavoitteet ja hintalistat Jakaumatavoitteet: Voimassaoloaika Referenssi *) Tyyppileimikointi 1 (Arvioitu) Jakaumatavoite Jakaumatavoite 2 Kolme eri jakaumatavoitetta Jakaumatavoite 3 (a, b & c) Jakaumatavoite 4 riippuen poistuman Jakaumatavoite 5 keskijäreydestä Jakaumatavoite 6 *) Ei suurta eroa käytetyissä jakaumatavoitteissa. Hintalistat: Voimassaoloaika Referenssi **) Tyyppileimikointi 1 (Arvioitu) Hintalista Hintalista Hintalista Hintalista Hintalista Hintalista 6 **) Ei suurta eroa käytetyissä hintalistoissa. Tyyppileimikointi 2 (Toteutunut) Kolme eri jakaumatavoitetta (a, b & c) riippuen poistuman keskijäreydestä Tyyppileimikointi 2 (Toteutunut) Jalostusarvo Jakaumatavoite 6 Jalostusarvo Hintalista 7 Hintalista 7 Sahan jalostusarvotaulukko 11

12 Jakaumatavoitteet a ja c tyyppileimikoinneissa 1 ja 2 Jakaumatavoite a: (Pienirunkoinen) Pituus, cm Läpimitta, mm Osuus, % Jakaumatavoite c: (Järeärunkoinen) Pituus, cm Läpimitta, mm Osuus, %

13 Vaikutukset katkottuun kuusitukkikertymään , ,5 Kuusitukkikertymä, m ,0-0,5-1,0 Muutos, % Kuusitukkikertymä Muutos-% , Referenssi Tyyppileimikointi 1 (Arvioitu) Tyyppileimikointi 2 (Toteutunut) Jalostusarvo -2,0 Katkontasimuloinneissa, joissa tyyppileimikointi perustui toteutuneisiin (=tarkkoihin) järeyksiin (TL2), kuusitukkikertymä kasvoi hieman (0,5 %) verrattuna referenssisimulointeihin. Kun perinteinen tasahintalista korvattiin jalostusarvotaulukolla, tukkikertymä oli 1,6 % pienempi kuin referenssisimuloinneissa. 13

14 Vaikutukset katkottujen tukkien lukumäärään Kuusitukkeja, kpl Muutos, % Kuusitukkeja Muutos-% Referenssi Tyyppileimikointi 1 (Arvioitu) Tyyppileimikointi 2 (Toteutunut) Jalostusarvo -7 Sekä tyyppileimikointi 1 että 2 katkontasimuloinneissa (TL1 ja TL2) katkottujen kuusitukkien lukumäärä supistui hieman (noin 1 %) verrattuna referenssisimulointeihin. Jalostusarvotaulukkosimuloinneissa katkottujen tukkien kappalemäärä oli 6,1 % pienempi kuin referenssisimulointiajoissa. 14

15 Vaikutukset tukkiprosenttiin 86,0 0,2 85,5 0,0-0,2 85,0-0,4 Tukkiprosentti, % 84,5 84,0-0,6-0,8-1,0-1,2 Muutos, %-yks. Tukkiprosentti Muutos-%-yks. 83,5-1,4 83,0-1,6-1,8 82,5 Referenssi Tyyppileimikointi 1 (Arvioitu) Tyyppileimikointi 2 (Toteutunut) Jalostusarvo -2,0 Kummassakin tyyppileimikoinnissa (TL1 ja TL2) tukkiprosentit olivat samalla tasolla referenssisimulointiajojen kanssa. Jalostusarvotaulukkosimuloinneissa tukkiprosentti oli 1,7 prosenttiyksikköä pienempi kuin referenssisimuloinneissa. 15

16 Vaikutukset katkotun kuusitukin keskijäreyteen Kuusitukin järeys, dm Muutos, % Kuusitukin järeys Muutos-% Referenssi Tyyppileimikointi 1 (Arvioitu) Tyyppileimikointi 2 (Toteutunut) Jalostusarvo 0 Tyyppileimikointi 1 ja 2 katkontasimuloinneissa (TL1 ja TL2) katkottujen kuusitukkien keskijäreys kasvoi hieman (1,2 1,4 %) verrattuna referenssisimulointeihin. Jalostusarvotaulukkosimuloinneissa katkottujen kuusitukkien keskijäreys kasvoi selvästi (4,9 %) verrattaessa referenssisimulointiajoihin. 16

17 Vaikutukset jalostusarvoon (1/2) 5,23 0,9 5,22 0,8 0,7 Jalostusarvo, M 5,21 5,20 5,19 5,18 0,6 0,5 0,4 0,3 Muutos, % Jalostusarvo Muutos-% 0,2 5,17 0,1 5,16 Referenssi Tyyppileimikointi 1 (Arvioitu) Tyyppileimikointi 2 (Toteutunut) Jalostusarvo Kun tehtiin katkontasimulointiajoja, joissa tyyppileimikointi perustui toteutuneisiin (=absoluuttisen tarkkoihin) keskijäreyksiin (TL2), katkottujen kuusitukkien yhteenlaskettu jalostusarvo kasvoi lähes yhden prosentin verrattuna referenssisimulointeihin. Vastaavasti tehtäessä katkontasimulointeja, jotka perustuivat arvioituihin (=ei täysin tarkkoihin) keskijäreyksiin (TL1), kuusitukkisuman yhteenlaskettu jalostusarvo oli 0,5 % korkeampi. 0,0 17

18 Vaikutukset jalostusarvoon (2/2) 80,6 1,8 80,4 1,6 Jalostusarvo, /m 3 80,2 80,0 79,8 79,6 79,4 79,2 79,0 78,8 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 Muutos, % Jalostusarvo Muutos-% 78,6 0,2 78,4 Referenssi Tyyppileimikointi 1 (Arvioitu) Tyyppileimikointi 2 (Toteutunut) Jalostusarvo 0,0 Korkein kuutiometripohjainen jalostusarvo saavutettiin jalostusarvopohjaisissa katkontasimuloinneissa. Tehtäessä tyyppileimikointi 1 ja 2 katkontasimulointiajoja (TL1 ja TL2) katkottujen kuusitukkien /m 3 -jalostusarvo kasvoi vain hieman (0,2 0,3 %) verrattuna referenssisimulointeihin. 18

19 Tarkastelu ja johtopäätökset (1/3) Tulevaisuudessa tukin katkontaa tullaan ohjaamaan ja tekemään nykyistä edistyksellisemmin ja dynaamisemmin (esim. Räsänen 2014). Simulointitulokset osoittivat, että jos katkontaa ohjataan nykyistä kehittyneemmin ja käytetty ennakkosuunnittelutieto on tarkkaa, katkotun tukkisuman jalostusarvoa pystyttäisiin nostamaan nykytilanteesta, jossa ennakkosuunnittelutieto ei ole kaikilta osin tarkkaa. Puunhankinnan suunnittelun ja operatiivisen toteutuksen tueksi tarvitaan nykyistä tarkempaa metsävaratietoa (puuston runkolukujakaumat ja laatu puulajeittain) (vrt. Vauhkonen ym. 2013, Rajala ym. 2015). 19

20 Tarkastelu ja johtopäätökset (2/3) Tutkimuksessa tyyppileimikointi tehtiin perustuen tukkirunkopoistumien keskijäreyksiin. Poistuman keskijäreys ei todennäköisesti ole parhain ei ainakaan yksinään tyyppileimikointiperuste. Toimiva/tehokas tyyppileimikointi kuusella: poistuman keskijäreys ja -pituus & asiakassahan tuoteportfolio? Jotta katkonnan ohjausta voidaan tulevina vuosina tehdä tehokkaasti ja joustavasti, on T&K-työtä tehtävä toimivien tyyppileimikointiperusteiden löytämiseksi. 20

21 Tarkastelu ja johtopäätökset (3/3) Katkontatarkasteluissa jalostusarvotaulukon käyttö hintalistana simuloiduissa tutkimusleimikoissa: Vähensi tilavuudeltaan pienten tukkien, joiden jalostusarvo on matala, katkontaa Alensi tukkiprosenttia Nosti katkotun tukin keskijäreyttä ja Lisäsi katkotun tukin kuutiometripohjaista jalostusarvoa. Jatkossa tukin jalostusarvoon perustuvaa katkontaa tullaan tekemään enemmän varsinkin, jos runko- ja rungonosahinnoittelu tulee yleistymään (vrt. Rajala ym. 2015). 21

22 Käytetty viitemateriaali Mutanen, J Katkonnan ohjaus ja tyyppileimikointi kuusitukkileimikoissa. Pro gradu. Itä- Suomen yliopisto, Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunta. Rajala, P.T., Kääriäinen, H., Laitinen, O., Niemelä, T., Väkevä, J., Pajuoja, H. & Hämäläinen, J Tehokas puuhuolto Metsäteho Oy. Räsänen, T Advanced Cross Cutting Planning Service. Esitelmä. Forest Big Data Seminar, , Heureka, Vantaa. Vauhkonen, J., Kankare, V., Tanhuanpää, T., Holopainen, M. & Vastaranta, M Puuston runkolukusarjan ja laatutunnusten mittaus kaukokartoituksella: Esiselvitys ja käytännön testi. Metsätehon raportti