Myrskytuhopuun hakkuun ajanmenekki ja tuottavuus Kalle Kärhä & Pekka T. Rajala, Stora Enso Oyj Metsä Tuomas Anttonen & Teijo Palander, Itä-Suomen yliopisto Asko Poikela & Sirkka Keskinen, Metsäteho Oy Ari Laurén & Yrjö Nuutinen, Luonnonvarakeskus Luke
Tutkimuksen tausta Myrskyt ovat kaataneet yli 25 miljoonaa kiintokuutiometriä puuta 2000-luvulla Suomessa. Myrskytuhojen on ennustettu yleistyvän Pohjois-Euroopassa tulevina vuosikymmeninä (esim. Gregow 2013). Myrskytuhopuun hakkuuta ei ole tutkittu Suomessa. On esitetty arvio, että myrskytuhopuun korjuu on 30 70 % kalliimpaa kuin normaalin pystypuun korjuu. Valokuvat: Tuomas Anttonen 2
Myrskyt 1 kaataneet yli 25 Mm 3 2000-luvulla Myrskyjen kaatama puumäärä, Mm 3 /v 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Pyry Janika Asta Veera Lahja Sylvi Tapani Hannu Eino Oskari Seija 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Lähteet: Metsäntutkimuslaitos, Suomen metsäkeskus 1 Kuvassa esitetty vain tuhoisimpien myrskyjen aiheuttamat metsätuhot 2000-luvulla Suomessa. 3
Tutkimuksen tavoitteet Stora Enso Metsän, Itä-Suomen yliopiston, Metsäteho Oy:n ja Luonnonvarakeskuksen tutkimuksessa: 1) Selvitettiin myrskypuun hakkuun ajanmenekki ja tuottavuus Eino- ja Seija-myrskytuhopuun korjuussa avohakkuulla. 2) Laskettiin myrskytuhopuun hakkuu- ja korjuukustannukset. 4
Aineisto ja menetelmät (1/2) Aikatutkimusaineisto kerättiin joulukuussa 2013. Tutkimus oli vertaileva aikatutkimus: Kolme hakkuukonetta (John Deere 1270D/H414, Logset 8H/TH 75X ja Ponsse Ergo/H73) ja kolme hakkuukoneen kuljettajaa. Myrskytuhopuun lisäksi kuljettajat hakkasivat pystypuuta normaalilla avohakkuulla. Yhdeksän aikatutkimusleimikkoa, joissa yhteensä 23 aikatutkimuskoealaa. Muutamalla koealalla tehtiin myös myrskytuhopuiden harvennushakkuuta, eli vain tuhopuiden keräilyä. 5
Aineisto ja menetelmät (2/2) Hakkuutyö videoitiin ja aikatutkimus tehtiin analysoimalla videomateriaali Ari Laurénin kehittämällä excel-työkalulla. Jokaiselle hakatulle puulle annettiin tuhokoodi: 0) Pystypuu 1A) Juurineen kaatunut puu 1B) Konkelopuu 1C) Kaatunut, katkennut puu 1D) Katkennut puun osa (joko latva- tai tyviosa) 2) Juurineen kaatunut puu, josta kanto katkaistu. Aikatutkimuksessa oli yhteensä 1 751 puuta, joista 80 % oli kuusta. Aineistossa, josta tehtiin rungon käsittelyajanmallinnus, oli yhteensä 1 088 puuta. 6
Aikatutkimuksessa yhteensä 1 751 puuta Hakattuja puita, kpl 600 500 400 300 200 100 (2) Juurineen kaatunut puu, josta kanto katkaistu (1D) Katkennut puun osa (1C) Kaatunut, katkennut puu (1B) Konkelopuu (1A) Juurineen kaatunut puu (0) Pystypuu 0 Myrskytuhoharvennus Myrskytuhoharvennus Myrskytuhoharvennus Kuljettaja 1 Kuljettaja 2 Kuljettaja 3 7
Hakattujen puiden tuhokooditus (2) Juurineen kaatunut puu, josta kanto katkaistu 600 (2) Juurineen kaatunut puu, josta kanto katkaistu (1D) Katkennut puun osa 400 (1C) Kaatunut, katkennut puu 300 (1A) Juurineen kaatunut puu 100 Kuljettaja 1 Kuljettaja 2 Myrskytuhoharvennus Myrskytuhoharvennus Myrskytuhoharvennus (0) Pystypuu 0 (1C) Kaatunut, katkennut puu / (1D) Katkennut puun osa (1B) Konkelopuu 200 Hakattuja puita, kpl 500 (1B) Konkelopuu Kuljettaja 3 Puupiirrokset: Laura Noponen (0) Pystypuu (1A) Juurineen kaatunut puu 8
Tuhokooditus & rungon käsittelyajan mallinnus Normaalilla avohakkuulla rungon käsittelyajan mallinnuksessa: (2) Juurineen kaatunut puu, josta kanto katkaistu 600 (2) Juurineen kaatunut puu, josta kanto katkaistu (1D) Katkennut puun osa 400 (1C) Kaatunut, katkennut puu 300 (1A) Juurineen kaatunut puu 100 Kuljettaja 1 Kuljettaja 2 Myrskytuhoharvennus Myrskytuhoharvennus Myrskytuhoharvennus (0) Pystypuu 0 (1C) Kaatunut, katkennut puu / (1D) Katkennut puun osa (1B) Konkelopuu 200 Hakattuja puita, kpl 500 (1B) Konkelopuu Kuljettaja 3 Puupiirrokset: Laura Noponen (0) Pystypuu (1A) Juurineen kaatunut puu 9
Tuhokooditus & rungon käsittelyajan mallinnus lla rungon käsittelyajan mallinnuksessa: (2) Juurineen kaatunut puu, josta kanto katkaistu 600 (2) Juurineen kaatunut puu, josta kanto katkaistu (1D) Katkennut puun osa 400 (1C) Kaatunut, katkennut puu 300 (1A) Juurineen kaatunut puu 100 Kuljettaja 1 Kuljettaja 2 Myrskytuhoharvennus Myrskytuhoharvennus Myrskytuhoharvennus (0) Pystypuu 0 (1C) Kaatunut, katkennut puu / (1D) Katkennut puun osa (1B) Konkelopuu 200 Hakattuja puita, kpl 500 (1B) Konkelopuu Kuljettaja 3 Puupiirrokset: Laura Noponen (0) Pystypuu (1A) Juurineen kaatunut puu 10
Rungon käsittelyajan mallinnusaineisto (1 088 puuta) 14 Osuus hakatuista puista, % 12 10 8 6 4 2 0 <100 100-199 200-299 300-399 400-499 500-599 600-699 700-799 800-899 900-999 1000-1099 1100-1199 1200-1299 1300-1399 1400-1499 >1499 Rungon koko, dm 3 : 864 dm 3 : 764 dm 3 11
Ajanmenekki kasvoi myrskytuhopuulla Työpistesiirtymisten ajanmenekki yli kaksinkertaistui, kun poistuman tiheys 450 r/ha. Rungon käsittelyajanmenekki kasvoi kuljettajittain keskimäärin 4 15 s/r myrskytuhoavohakkuulla. Erityisesti hakkuulaitteen vienti ja runkoon tarttuminen hidastuivat. Myös hakkuun apuajanmenekki lisääntyi merkittävästi (1,5 3,7 s/r). Hakkuun kokonaistehoajanmenekki oli 24 53 % korkeampi myrskytuhoavohakkuulla kuin normaalilla avohakkuulla, kun poistuman järeys 300 1500 dm 3. 12
Työpistesiirtymisten ajanmenekki tuplaantui myrskytuhopuun hakkuussa 70 60 Työpistesiirtyminen, s/r 50 40 30 20 11,9 s/r 5,6 s/r + 114 % Myrskytuhoharvennus Myrskytuhohakkuu 10 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Poistuman tiheys, r/ha 13
Rungon käsittelyajanmenekki kuljettajalla 1 vs. 200 180 Rungon käsittelyajanmenekki, s/r 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 Rungon koko, dm 3 Ero: 14,8 s/r 14
Rungon käsittelyajanmenekki kuljettajalla 2 vs. 200 180 Rungon käsittelyajanmenekki, s/r 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 Rungon koko, dm 3 Ero: 4,0 s/r 15
Rungon käsittelyajanmenekki kuljettajalla 3 vs. 200 180 Rungon käsittelyajanmenekki, s/r 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 Rungon koko, dm 3 Ero: 10,1 s/r 16
Suhteellinen rungon käsittelyajanmenekki myrskytuhoavohakkuulla 180 + 14 36 % 2 Suhteellinen rungon käsittelyajanmenekki, % 170 160 150 140 130 120 110 Kuljettaja 1 Kuljettaja 2 Kuljettaja 3 Keskimäärin 100 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 Rungon koko, dm 3 100 =. 2 Ajanmenekkieroa tarkasteltu rungon koolla 300 1500 dm 3 (vrt. diat 14 16). 17
Suhteellinen kokonaistehoajanmenekki myrskytuhoavohakkuulla 180 + 24 53 % Suhteellinen kokonaistehoajanmenekki, % 170 160 150 140 130 120 110 Kuljettaja 1 Kuljettaja 2 Kuljettaja 3 Keskimäärin 100 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 Rungon koko, dm 3 100 =. 18
Hakkuun tuottavuus laski myrskytuhopuulla Hakkuun tehotuntituottavuus laski 20 35 % myrskytuhoavohakkuulla, kun poistuman järeys 300 1500 dm 3. Hakkuukustannukset nousivat 37 69 % (300 1500 dm 3 ). Oletettiin, että hakkuukoneen käyttötuntikustannukset ovat 10 % korkeammat kuin normaalilla avohakkuulla. Korjuukustannukset olivat 14 41 % korkeammat myrskytuhoavohakkuulla kuin normaalilla avohakkuulla. Oletus: Metsäkuljetuksessa tuottavuus ja käyttötuntikustannukset ovat samalla tasolla myrskytuhoavohakkuulla ja normaalilla avohakkuulla (vrt. Bergkvist 2005). 19
Suhteellinen hakkuun tehotuntituottavuus myrskytuhoavohakkuulla 100 100 =. - 20 35 % Suhteellinen hakkuun tehotuntituottavuus, % 95 90 85 80 75 70 65 60 55 Kuljettaja 1 Kuljettaja 2 Kuljettaja 3 Keskimäärin 50 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 Rungon koko, dm 3 20
Suhteelliset hakkuukustannukset 3 myrskytuhoavohakkuulla 180 + 37 69 % Suhteelliset hakkuukustannukset, % 170 160 150 140 130 120 110 Kuljettaja 1 Kuljettaja 2 Kuljettaja 3 Keskimäärin 100 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 100 =. Rungon koko, dm 3 3 Oletettu, että hakkuukoneen käyttötuntikustannukset ovat 10 % korkeammat myrskytuhoavohakkuulla. 21
Suhteelliset korjuukustannukset 4 myrskytuhoavohakkuulla 180 + 14 41 % Suhteelliset korjuukustannukset, % 170 160 150 140 130 120 110 Kuljettaja 1 Kuljettaja 2 Kuljettaja 3 Keskimäärin 100 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 100 =. Rungon koko, dm 3 4 Oletettu, että metsäkuljetuksessa tuottavuus ja käyttötuntikustannukset ovat samalla tasolla myrskytuhopuulla ja normaalilla avohakkuupuulla (vrt. Bergkvist 2005). 22
puu vs. Normaali avohakkuupuu -yhteenveto Ero myrskytuhoavohakkuupuulla verrattuna normaaliin avohakkuupuuhun, % Työpistesiirtymisten ajanmenekki hakkuussa + 114 (450 r/ha) Rungon käsittelyn ajanmenekki hakkuussa + 14 36 (300 1500 dm 3 ) Apuaikojen ajanmenekki hakkuussa (esim. työn + 147 suunnittelu, hakkuuta haittaavan alikasvoksen raivaus, juurakon kaataminen, kannon lyhentäminen) Kokonaistehoajanmenekki hakkuussa + 24 53 (300 1500 dm 3 ) Tehotuntituottavuus hakkuussa - 20 35 (300 1500 dm 3 ) Ajanmenekki, tuottavuus ja käyttötuntikustannukset Ei tutkittu tässä tutkimuksessa. metsäkuljetuksessa Oletus: 0 (vrt. Bergkvist 2005) Hakkuukustannukset (Oletus: Hakkuukoneen käyttötuntikustannukset 10 % korkeammat myrskytuhoavohakkuulla.) + 37 69 (300 1500 dm 3 ) Korjuukustannukset + 14 41 (300 1500 dm 3 ) 23
Tutkimuksessa selvitettiin puunkorjuuta voimakkaan matalapainemyrskyn jäljiltä Marras-joulukuussa 2013 voimakkaat Eino- ja Seija-matalapainemyrskyt kaatoivat yhteensä 2,5 Mm 3 metsää. Valtaosin Eino- ja Seija-myrskyjen kaatamat puut olivat juurineen ja samaan suuntaan kaatuneita; vähän katkenneita runkoja (ks. viereinen kuva ja dia 7). Tutkimuksessa myrskytuhopuulla hakkuun tuottavuus laski 20 35 %. Kesällä voimakkaat ukkosmyrskyt syöksyvirtauksineen (esim. Asta vuonna 2010) tekevät pahoja metsätuhoja: paljon katkenneita runkoja ja lisäksi puut kaatuvat osin ristiin rastiin. 24
Lisätutkimuksia erilaisilla tuhoalueilla tarvitaan Kuljettajalla iso vaikutus myrskytuhopuun hakkuun tuottavuuteen (vrt. dia 20). Eino- ja Seija-myrskyjen jäljiltä korjatun puun laskennalliset korjuukustannukset kasvoivat 14 41 %, mikä on selvästi vähemmät kuin aiemmin on arvioitu. Lisätutkimuksia erilaisilla myrskytuhoalueilla (esim. voimakas ukkosmyrsky) tarvitaan. Olisiko tarvetta koulutusvideolle tai oppaalle koneelliseen hakkuuseen myrskytuhopuun korjuussa? 25
Myrskypuun korjuun konekustannuslaskelmien läpikäynti on tehtävä Tutkimuksessa oletettiin, että hakkuukoneen käyttötuntikustannukset nousevat 10 % myrskytuhoavohakkuupuun korjuussa, kun hakkuukoneen korjaus- ja huoltokustannukset kasvavat. Tarkkaa, julkaistua tietoa ei ole olemassa käyttötuntikustannusten noususta myrskypuun korjuussa. Myrskytuhopuun korjuun konekustannuslaskelmat olisi käytävä huolella läpi. 26
Käytetty viitemateriaali Asta, Veera, Lahja ja Sylvi tekivät pahaa jälkeä: Metsien myrskytuhot yli 8 miljoonaa kuutiometriä. 2010. Metsäntutkimuslaitos. Tiedote 21.12.2010. http://www.metla.fi/tiedotteet/2010/2010-12-21-metsienmyrskytuhot.htm. Bergkvist, I. 2005. Upparbetning av stormskadad skog Beskrivning och analys av de dominerande maskinsystemen. Arbetsrapport från Skogforsk 598. Gregow, H. 2013. Impacts of strong winds, heavy snow loads and soil frost conditions on the risks to forests in Northern Europe. Finnish Meteorological Institute, Contributions 94. Heino, E. & Pouttu, A. (toim.). 2013. Metsätuhot vuonna 2012. Metlan työraportteja 269. Heino, E. & Pouttu, A. (toim.). 2014. Metsätuhot vuonna 2013. Metlan työraportteja 295. Heino, E. & Pouttu, A. (toim.). 2015. Metsätuhot vuonna 2014. Luonnonvarakeskus, Luonnonvara- ja biotalouden tutkimus 39/2015. Ihalainen, A. & Ahola, A. 2003. Pyry- ja Janika-myrskyjen aiheuttamat puuston tuhot. Metsätieteen aikakauskirja 3/2003: 385 401. Jaakkola, S. 2012. Myrskytuhojen korjuu on kallista. Koneyrittäjien Liitto ry. Tiedote 3.1.2012. http://www.koneyrittajat.fi/?action=news&news_id=276. 27