Jori Uusitalo, profesor leśnictwa na Uniwersytecie Helsińskim, Finlandia
Wyrąb precyzyjny to przyszłość zrywki. W ramach tej metody zarządzanie obszarem leśnym odbywa się według uprzednio zdefiniowanego wirtualnego modelu. Operacje planuje się przy tym drzewo po drzewie, z równoczesnym poszanowaniem wartości środowiskowych.
Gospodarka leśna w Finlandii od dawna bazuje na planowaniu na poziomie obszaru i drzewostanu. Przesłanką do tego jest fakt, że rodzaj lasu i stopień rozwoju drzewostanu w obrębie danej działki są względnie jednorodne, w związku z czym także metoda wyróbki wybrana dla działki może być ta sama w całej jej skali. "Tak jednak nie jest zawsze, ponieważ w obrębie działki może występować pewna zmienność, którą też trzeba mieć na uwadze w gospodarce leśnej" mówi Jori Uusitalo, profesor leśnictwa na Uniwersytecie Helsińskim, Finlandia.
W istocie, profesor Uusitalo przewiduje, że obok planowania na poziomie działki mógłby upowszechnić się nowy, wielokierunkowy model wyrębu, nazwany przez niego „wyrębem precyzyjnym”. We współpracy ze swoim zespołem badawczym Uusitalo skonstruował taki model. U jego podstaw leży zdolność obejrzenia wszystkich drzew w lesie i zaplanowania oraz przeprowadzenia wyrębu według przestrzennie realistycznej geoinformacji. "Tworzy się wirtualny model lasu, który następnie służy do planowania wyrębu na poziomie pojedynczych drzew, z równoczesnym poszanowaniem wartości środowiskowych" — tłumaczy profesor.
Model bazujący na przejezdności, zasobach drzewostanów i sieci szlaków zrębowych
Na wirtualny model lasu składają się model przejezdności, inwentarz drzewostanu i sieć szlaków przewozowych, zestawione razem w możliwie jak najprecyzyjniejszy zbiór danych. Przejezdność opisuje nośność gleby, uzależnioną od typu gleby oraz zawartości w niej wilgoci. Obliczenia wymagają modelowania wód gruntowych na podstawie danych topograficznych. Uzyskanie miarodajnego obrazu wymaga od zespołu badawczego prof. Uusitali zbierania danych z wielu różnych źródeł. "Przewidywanie przejezdności to niemałe wyzwanie. Dla porównania, łatwiej jest prognozować drzewostan."
Dane źródłowe wykorzystywane w inwentarzu drzewostanu pochodzą z laserowego skanowania lotniczego. Na mapie drzew dane o rozmieszczeniu drzewostanu łączą się z kluczowymi wskaźnikami dotyczącymi pni, obejmującymi gatunek, średnicę, długość, a w miarę możliwości także współczynniki jakościowe. "Laserowe skany o wysokiej rozdzielczości są prowadzone od 2020 roku i dostarczają dziesięciokrotnie dokładniejszych chmur punktów niż w przypadku poprzednio wykorzystywanej metody. Wykorzystanie takich danych jest interesujące i stwarza konkretne możliwości."
Zdaniem profesora Uusitali, jednym z najciekawszych wyzwań dla badań w zakresie technologii leśnictwa jest optymalizacja sieci szlaków przewozowych. "Optymalizowanie tras powinno się odbywać według danych dotyczących właściwości gleby, a także danych o przebiegu dawniejszych szlaków przewozu. W styczniu nasz zespół badawczy opublikował badanie, w którym stare szlaki, trudno wykrywalne, udało się odtworzyć dzięki laserowym skanom w wysokiej rozdzielczości."
Maksymalne wykorzystanie pozyskiwanego drewna dzięki wyrębowi precyzyjnemu
Ukończony wirtualny model znajduje szereg zastosowań. Przed wyrębem właściciel obszaru leśnego może na przykład sprawdzić, jak w zależności od metody gospodarki leśnej zmieni się struktura pozostawianego drzewostanu oraz jak wybrana metoda wpłynie na wyrąb drzew lub na ekologiczną wartość lasu. Nabywca natomiast może być zainteresowany tym, jak poprzez symulację inwentarza drzewostanu i komercjalizację zmaksymalizować wartość drzewostanu i zminimalizować koszty oraz emisję spalin w transporcie.
Uusitalo widzi w wyrębie precyzyjnym odpowiedź na rozbieżne i jednocześnie rosnące oczekiwania, jakie się obecnie wysuwa względem lasów i leśnictwa. Choć w Finlandii zasoby leśne od dawna rosną, samo ich utrzymanie już przestaje być wystarczającym dowodem na zrównoważenie leśnictwa. Leśnictwo zrównoważone bierze bowiem pod uwagę także wymagania dotyczące poszczególnych gatunków, użytek rekreacyjny oraz rolę lasów w regulowaniu równowagi węglowej atmosfery.
Coraz ważniejsze jest również, by drewno pozyskiwane z lasów było wykorzystywane gospodarczo na możliwie jak najszerszą skalę. Użytek końcowy to nie tylko drewno i papierówka, ale też — przykładowo — wyrafinowane biowyroby, tekstylia czy surowce dla farmaceutyki i przemysłu chemicznego.
Automatyka i robotyka w zastosowaniach leśnych
Profesor Uusitalo zauważa, że wyrąb precyzyjny otwiera też nową drogę przed automatyką i robotyką. "Las to dla automatyki niezwykle wymagające środowisko. Przemieszczenia maszyny leśnej są wielowymiarowe, a dane z satelity nieprzesadnie ułatwiają zlokalizowanie maszyny w otoczeniu skrytym pod koronami drzew. Ponadto maszyna leśna powinna brać pod uwagę zmiany w nośności gleby oraz ewentualne przepaście."
Pomimo trudności prace trwają i rozwijane jest odpowiednie narzędzie do planowania. Uusitalo wierzy, że kolejna dekada przyniesie znaczące postępy na polu automatyzacji maszyn leśnych. "Jednak nim ujrzymy w pełni zautomatyzowaną maszynę leśną, która sprawdzałaby się w użytku komercyjnym, zapewne minie jeszcze 20–30 lat."
Tekst: Maria Latokartano / Fot: Laura Vesa / In The Forest 1/2022
Rozwiązania John Deere w zakresie precyzyjnego pozyskiwania drewna wprowadzają na rynek zaawansowaną technologię, która pomaga przedsiębiorcom leśnym w prowadzeniu produktywnej i wydajnej, zrównoważonej gospodarki leśnej. TimberMatic MapsTM and TimberManagerTM rozszerzają możliwości operacyjne każdej z maszyn aby uwolnić, potężny zestaw możliwości. Usprawniają pracę w lesie i biurze.