Turvemaaharvennusten kantavuusluokitus Tore Högnäs, Metsähallitus Kalle Kärhä, Metsäteho Oy Harri Lindeman & Teijo Palander, Joensuun yliopisto 17/2009
Tausta I Turvemaasavotat on perinteisesti suunniteltu maaston heikon kantavuuden vuoksi pääasiallisesti talvileimikoiksi. Tiedetään, että osa talvileimikoista on korjattavissa sulan maan aikana työnjälkivaatimukset täyttäen ja että puunkorjuukaluston suokelpoisuudessa on eroja. Turvemaiden kantavuutta ja kaluston suokelpoisuutta yhdistävän luokituksen avulla saadaan tietoa, missä talvileimikoissa puuta voidaan korjata sulan maan aikana ja millä kalustolla. Toimiva kalusto- ja korjuukohdeluokitus tuo lisää turvemaaleimikoita kesäkorjuun piiriin ja tehostaa konekaluston ympärivuotista käyttöä. 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 2
Tausta II Puunkorjuukaluston suokelpoisuusluokituksen ja turvemaiden kantavuusluokituksen kehittäminen on nähty välttämättömänä suometsien hakkuupotentiaalin hyödyntämisessä. Vuonna 2007 Metsähallituksen, Ponsse Oyj:n ja Metsäntutkimuslaitoksen Nykykalustolla turvemaiden puunkorjuuseen -yhteisprojektissa taivutettiin puunkorjuukaluston suokelpoisuus- ja turvemaiden kantavuusluokitusten rautalankamallit (Högnäs 2007, Airavaara ym. 2008). Tavoitteena oli konkretisoida luokitusongelma käytännön tarpeita palvelevan luokituksen kehittämiseksi. 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 3
Tausta III Puunkorjuukaluston luokituksessa metsäkonekalusto jaetaan pintapaineen perusteella neljään suokelpoisuustasoon. Turvemaaleimikoiden luokituksessa kantavuusluokka kuvaa korjuuolosuhdetta, jossa tiettyä suokelpoisuutta omaavalla metsäkoneella talvileimikko voidaan korjata sulan maan aikana. Turvemaaleimikon kantavuusluokka määritellään leimikon kokonaispuuston avulla. Lisämääreinä kantavuusluokituksessa on mm. pintavetisyys, ojien kunto ja varpuisuus korjuukohteella. 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 4
Turvemaiden kantavuusluokitus 2007 Kantavuusluokka Turvemaakuvion ohjeellinen kokonaispuuston määrä, m 3 /ha Vaadittava korjuukaluston suokelpoisuustaso 0 000 220 Vakio (max. pintapaine >50 kpa) 1 220 170 Parannettu ( 50 kpa) 2 170 120 Kantava ( 40 kpa) 3 120 000 Superkantava ( 30 kpa) Korjaukset/huomioitavaa: Mikäli esiintyy huomattavaa pintavetisyyttä tai märkyyttä (pohjavesi enintään 25 cm suon pinnasta), käytetään yhtä luokkaa heikompaa kantavuutta. Myös muut tekijät, joiden voidaan arvioida vaikuttavan kantavuuteen, voidaan luokituksessa ottaa huomioon (esim. ojien kunto, puulajisuhteet, varpuisuus/ruohoisuus). Uudistushakkuissa puuston määrärajoja käytetään soveltaen. Jos korjuuta on edeltänyt vähintään 1,5 kk kestänyt kuiva kausi, suunnittelutietojen kantavuus nousee toteutuksessa yhdellä luokalla. Luokitus olettaa, että raskaasti kuormitetut ja/tai pienialaiset upottavat ajouran kohdat vahvistetaan (havutus, kuitupuutela, pitkospuut, kevytsillat tms.) tarpeen mukaan tai että kriittiset kohdat pystytään hyvällä suunnittelulla tai ajotekniikalla muuten hallitsemaan. Lähde: Högnäs 2007 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 5
Turvemaiden kantavuusluokituksen päivitys I Puunkorjuukaluston suokelpoisuus- ja turvemaiden kantavuusluokitukset ovat saaneet hyvän vastaanoton. Luokituksia lähdettiin testaamaan ja edelleen kehittämään Metsäteho Oy:n johdolla alkuvuodesta 2008: Luokitukset kommenttikierroksella toimijoilla helmi-huhtikuussa 2008 (Kärhä 2008). Toteutettujen turvemaaleimikoiden korjuujäljen inventointitutkimus kesä-lokakuussa 2008: Harri Lindemanin pro gradu työ (JoY). 40 turvemaaharvennusleimikkoa. Yli 1 300 ajourapainumamittauspistettä. Leimikoiden korjuu tehty erityyppisellä kalustolla kesällä 2008. 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 6
Turvemaiden kantavuusluokituksen päivitys II Luokituksen päivityksessä käytetyt aineistot: Harri Lindemanin turvemaaharvennusten korjuujälkiinventointidata. Metsähallituksen vuosien 2007 ja 2008 kalustotestien aineistot (Högnäs 2007, Airavaara ym. 2008, Saarimäki & Kumpare 2009). Kokemukset vuoden 2007 kantavuusluokituksesta ja muut käytännön havainnot (mm. Kärhä 2008). Luokittelutekijöiden valinta & luokkien sovitus: Monimuuttuja-analyysit. Sovellusmahdollisuudet käytäntöön. Luokkien jakaumatarkastelut. Hyvän korjuujäljen tavoite. 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 7
Turvemaaharvennusten kantavuusluokitus 2009 Korjattavan kuvion kokonaispuusto, m 3 /ha Korjuukohteen varastojärjestelyjen, muodon ja koon perusteella arvioitu kuormitus ajouraverkostolle * ) Pieni Kohtalainen Suuri Kantavuusluokka ** ) >170 1 2 3 170 120 2 3 TALVI <120 3 TALVI TALVI Korjaukset kantavuusluokkiin: Pohjaveden syvyys: Kohteissa, joissa pohjavesi on alle 25 cm:n syvyydellä suon pinnasta, käytetään yhtä luokkaa heikompaa kantavuutta. Jos korjuuta on edeltänyt yli 4 viikkoa kestänyt kuiva kausi, suunnittelutietojen kantavuus paranee toteutuksessa yhdellä luokalla. Turpeen paksuus: Kohteella, jossa turvekerroksen paksuus on alle 75 cm, kantavuus paranee yhdellä luokalla. * ) Suuntaa-antava kokoojaurien määrä turvemaalla: pieni <75 m/ha, kohtalainen 75 150 m/ha ja suuri >150 m/ha. ** ) Edellytetään, että hakkuutähteet hakataan ajouralle ja pienialaiset ja ajouraverkoston kriittiset kohdat vahvistetaan hakkuutähteillä tai muulla tavalla. Päätehakkuilla luokitusta käytetään sovelletusti. Energiapuuhakkuilla luokitusta käytetään myös harkiten. 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 8
Turvemaiden kantavuusluokituksen päivitys III Tehdyt muutokset luokitukseen (vrt. kalvot 5 ja 8): Kantavuusluokkia ja puunkorjuukaluston suokelpoisuusluokkia on yksi vähemmän (Kantavuusluokka 0 poistettiin). Kantavuusluokka 1 = kuormatraktorin max. pintapaine 50 kpa * ) Kantavuusluokka 2 = kuormatraktorin max. pintapaine 40 kpa Kantavuusluokka 3 = kuormatraktorin max. pintapaine 30 kpa. Ei turvemaille yli 50 kpa:n maksimipintapaineilla. Uutena tekijänä Korjuukohteen varastojärjestelyjen, muodon ja koon perusteella arvioitu kuormitus ajouraverkostolle. Korjuuta edeltävän kuivan kauden pituus lyhennettiin (1,5 kk 4 viikkoa). Luokituksessa edellytetään, että hakkuutähteet hakataan ajouralle! * ) Pintapaine laskettu Metsätehon raportissa 23 (s. 13 14) esitetyillä kaavoilla. Kuorma 8 tonnia. 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 9
Ajouraverkoston kuormitus I Leimikon ajouraverkoston kuormitustason ennakointi voi tuottaa hiukan päänvaivaa. Tiedetään, että ajouraverkoston kuormitukseen vaikuttavat erityisesti varastojärjestelyt (eli puutavaran varastointimahdollisuudet) sekä kohteen muoto ja koko. Mahdollisuus tie- ja varasto-olosuhteiden puolesta sijoittaa varastopinot hajautetusti pienentää selvästi ajouraverkoston kuormitusta (esim. Suutari ym. 2008). Pitkulainen tai monihaarainen kohde, jossa leimikon reuna-alueita kovalla maalla ei pystytä hyödyntämään, tuo mukanaan raskaan kuormituksen ajouraverkostolle. Laajoilla, yhtenäisillä turvemaa-alueilla ajourien kuormitus on väkisin suuri heikkojen varastointimahdollisuuksien ja pitkien metsäkuljetusmatkojen vuoksi. Tekijät ovat tiedossa jo leimikon suunnitteluvaiheessa. Luokitus tehdään parhaan ajourien sijoitusvaihtoehdon mukaan. Vrt. raskaasti kuormitetut urat mahdollisuuksien mukaan kovalle maalle. 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 10
Ajouraverkoston kuormitus II Se, kuinka paljon raskaasti kuormitettuja ajouria eli kokoojauria on turvemaalla, kuvaa erityisesti ajouraverkoston tulevaa kuormitusta. Päivitetyn kantavuusluokituksen tueksi annettiin suuntaaantavia lukuja kokoojaurien määrälle turvemaalla eri kantavuusluokissa. Kokoojauralla tarkoitetaan ajouraverkoston rungon muodostavaa uraa, johon yhtyy vähintään 2 3 keruu-uraa. Kokoojauralla kuljetetaan siten käytännössä vähintään 4 kuormaa. Kokoojauriin luetaan myös yhteinen varastolle johtava varastoura siltä osin kuin se sijaitsee turvemaalla. Kuormitustasojen vakiointi vaatii koulutusta ja käytännön havaintoesimerkkejä. 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 11
Ajouraverkoston kuormitus III Kovalla maalla sijaitsevia ajouria ei lueta mukaan, kun turvemaaharvennusleimikon kantavuusluokkaa määritetään. Piirros: Juha Varhi, Metsäteho Oy 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 12
Päivitetyn luokituksen toimivuuden testaus tuoreella korjuujälkiinventointitutkimusaineistolla Högnäs, Kärhä, Högnäs Lindeman & Palander 13
Mitatut ajourapainumahavainnot korjuukohteittain Raiteen syvyys, cm 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940 Inventoidun korjuukohteen järjestysnumero Punainen viiva = Keskiarvo inventointiaineistossa (Lindemanin aineisto). 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 14
Kuormatraktorin max. pintapaineiden * ) vaikutus Raiteen syvyys, cm 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Max. pintapaine (8 t kuorma), kpa * ) Punainen viiva = Keskiarvo inventointiaineistossa. Siniset viivat = Max. pintapainetasot kalustoluokituksessa. * ) Pintapaineet laskettu Metsätehon raportissa 23 (s. 13 14) esitetyillä kaavoilla. 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 15
Kokonaispuuston vaikutus Raiteen syvyys, cm 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 Kokonaispuusto, m 3 /ha Punainen viiva = Keskiarvo inventointiaineistossa. Siniset viivat = Luokkarajat uudessa kantavuusluokituksessa. 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 16
Kokoojaurien määrän vaikutus Raiteen syvyys, cm 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Kokoojaurien määrä, m/ha Punainen viiva = Keskiarvo inventointiaineistossa. Siniset viivat = Luokkarajat uudessa kantavuusluokituksessa. 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 17
Pohjaveden syvyyden vaikutus Raiteen syvyys, cm 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Pohjaveden syvyys, cm Punainen viiva = Keskiarvo inventointiaineistossa. Sininen viiva = Raja-arvo uudessa kantavuusluokituksessa. 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 18
Sadannan (4 viikkoa ennen korjuuta) vaikutus Raiteen syvyys, cm 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 120 140 Sadanta (4 vkoa ennen korjuuta), mm Punainen viiva = Keskiarvo inventointiaineistossa. Sininen viiva = Raja-arvo uudessa kantavuusluokituksessa. 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 19
Turvekerroksen paksuuden vaikutus Raiteen syvyys, cm 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Turvekerroksen paksuus, cm Punainen viiva = Keskiarvo inventointiaineistossa. Sininen viiva = Raja-arvo uudessa kantavuusluokituksessa. 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 20
Havutuksen määrän/laadun vaikutus Raiteen syvyys, cm 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 2 3 Havutus runsas. Havutus kohtalainen. Havutus vähäinen / Ei lainkaan havutusta. Havutuksen määrä/laatu Punainen viiva = Keskiarvo inventointiaineistossa. Sininen viiva = Vähimmäistaso uudessa kantavuusluokituksessa. 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 21
Lindemanin korjuujälki-inventointikohteiden jakautuminen päivitettyyn turvemaaharvennusten kantavuusluokitukseen * ) Korjattavan kuvion kokonaispuusto, m 3 /ha Korjuukohteen varastojärjestelyjen, muodon ja koon perusteella arvioitu kuormitus ajouraverkostolle Pieni Kohtalainen Suuri Osuus inventoiduista kohteista, % >170 12,5 10,0 7,5 170 120 17,5 22,5 12,5 <120 10,0 7,5 0 * ) Kokonaispuuston ja kokoojaurien määrän suhteen. 17/2009 1.9.2009 Högnäs, Kärhä, Lindeman & Palander 22
Viitekirjallisuus Airavaara, H., Ala-Ilomäki, J., Högnäs, T. & Sirén, M. 2008. Nykykalustolla turvemaiden puunkorjuuseen. Metlan työraportteja 80. Högnäs, T. 2007. Nykykalustolla turvemaiden puunkorjuuseen. Metsähallitus, Tulosraportti 25.11.2007. Kärhä, K. 2008. Suokelpoisuus- ja kantavuusluokitusten testaus ja jatkokehittäminen: Toimijoiden kommentit luokituksiin. Metsäteho Oy, Kalvosarja 4.6.2008. Rieppo, K. 1997. Metsäkoneiden telin liikedynamiikasta ja pintapaineiden määrittämisestä. Metsätehon raportti 23. Saarimäki, A. & Kumpare, T. 2009. Metsätraktorin pehmeän maan ominaisuuksia parantavan telaratkaisun testaus. Metsähallitus, Kalvosarja 12.1.2009. Suutari, V., Kariniemi, A., Keränen, J., Punttila, T., Siponen, K., Teittinen, A. & Valtonen, J. 2008. Heikosti kantavan maan puunkorjuu - sulan maan aikana. 11/2008. Högnäs, Kärhä, Högnäs Lindeman & Palander 23
Toivomme, että päivitetyn kantavuusluokituksen työstöllä on otettu yksi askel eteenpäin turvemaaharvennuspuun kesäkorjuun edistämisessä ja tehostamisessa. Lisäksi toivomme, ettei kehitystyö jää tähän, vaan sitä jatketaan aktiivisesti! On Isänmaan etu, että suometsiin tehdyt investoinnit saadaan tuottamaan euroja tulevaisuudessa. Tekijät 24