Transcript
Technická univerzita vo Zvolene Lesnícka fakulta
Katedra lesnej ťažby a mechanizácie Katedra hospodárskej úpravy lesov a geodézie
pod záštitou prezidenta Slovenskej republiky Ivana Gašparoviča
Ministerstvo pôdohospodárstvo SR, Sekcia lesného hospodárstva a spracovania dreva, Bratislava
Vojenské lesy a majetky, š.p. Pliešovce Lesy SR, š.p., Banská Bystrica
Vysokoškolský lesnícky podnik TU vo Zvolene
Zborník príspevkov z medzinárodnej vedeckej konferencie
PROGRESÍVNE POSTUPY
SPRACOVANIA NÁHODNÝCH ŤAŽIEB
Zvolen, 2011
PROGRESÍVNE POSTUPY SPRACOVANIA NÁHODNÝCH ŤAŽIEB PROGRESSIVE METHODS FOR PROCESSING OF INCIDENTAL FELLINGS Zborník príspevkov z medzinárodnej vedeckej konferencie Recenzenti:
- prof. dr.sc. dr.h.c. Vlado Goglia - prof. Ing. Jindřich Neruda, CSc. - prof. Igor Potočnik, PhD - prof. Ing. Ján Tuček, CSc. - doc. Ing. Alois Skoupý, CSc. - doc. Ing. Jozef Suchomel, CSc.
Editori:
- prof. Ing. Ján Tuček, CSc. - doc. Ing. Jozef Suchomel, CSc. - Ing. Miloš Gejdoš, CSc. - Ing. Ján Jurica
Grafická úprava:
- Ing. Martin Slančík, PhD. - Ing. Miloš Gejdoš, PhD. - Figová Helena
Počet strán: 275 Náklad: 200 Rok vydania: 2011 © Technická univerzita vo Zvolene Lesnícka fakulta Katedra lesnej ťažby a mechanizácie ISBN 978-80-28-2286-2
OBSAH
VPLYV NÁHODNÝCH ŤAŢIEB NA LESNÍCTVO SLOVENSKA
INFLUENCE OF INCIDENTAL FELLINGS ON SLOVAK FORESTRY
JOZEF SUCHOMEL, MILOŠ GEJDOŠ......................................................................................................... 7
ZMENY ENVIROPODMIENOK LESOV SR V KOTEXTE NÁHODNÝCH ŤAŢIEB
CHANGES OF ENVIRONMENTAL CONDITIONS OF SLOVAK FORESTS CONNECTED
WITH INCIDENTAL FELLING
JAROSLAV ŠKVARENINA ........................................................................................................................22
VÝVOJ NÁHODNÝCH ŤAŢIEB ZA OBDOBIE ROKOV 2006 – 2011 V PODMIENKACH
VLM SR – Š.P., PLIEŠOVCE – VYŢIADANÁ PREDNÁŠKA
DEVELOPMENT OF INCIDENTAL FELLINGS DURING 2006 - 2011 YEARS IN VLM SR
STATE ENTERPRISE PLIEŠOVCE
JÁN JURICA..............................................................................................................................................24
PROGRESÍVNE METÓDY SPRACOVANIA KALAMITY A INTEGROVANEJ OCHRANY
LESA V PODMIENKACH LESY SR, š.p. OZ NÁMESTOVO
PROGRESIVE METHODS FOR PROCESSING OF INCIDENTAL FELLINGS AND
INTEGRATED PROTECTION OF FORESTS IN CONDITIONS OF LESY SR STATE
ENTERPRISE, OZ NÁMESTOVO
JOZEF HERUD, JOZEF BRUNČÁK, FRANTIŠEK POLETA...........................................................................30
MODERNÉ METÓDY USKLADŇOVANIA DREVA Z NÁHODNÝCH ŤAŢIEB
MODERN METHODS FOR STORING OF WOOD FROM INCIDENTAL FELLINGS MILOŠ GEJDOŠ, JOZEF SUCHOMEL, VLADO GOGLIA..............................................................................42
ANALÝZA NÁHODNÝCH ŤAŢIEB OD ROKU 1996
ANALYSIS OF INCIDENTAL FELLINGS FROM 1996 YEAR
ANDREJ KUNCA, MILAN ZÚBRIK............................................................................................................54
ŤAŢBOVÉ TECHNOLOGICKÉ POSTUPY PRI SPRACOVÁVANÍ NÁHODNÝCH ŤAŢIEB
A KVANTITATÍVNE UKAZOVATELE V PODMIENKACH VLM SR – Š.P., PLIEŠOVCE,
LHC SKLENÉ
LOGGING PROCEDURES FOR PROCESSING OF SALVAGE CUTTINGS AND
QUANTITATIVE INDICATORS IN THE CONDITIONS OF VLM SR – Š.P., PLIEŠOVCE,
UNIT SKLENNÉ
JOZEF KRÁL............................................................................................................................................59
POTENCIÁL A PERSPEKTÍVY PRECÍZNEHO LESNÍCTVA
POTENTIAL AND PERSPECTIVES OF PRECIOUS FORESTRY
JÁN TUČEK..............................................................................................................................................64
NÁVRH VYUŢITÍ GIS PRO MULTIKRITERIÁLNÍ HODNOCENÍ ŠETRNÝCH
PŘIBLIŢOVACÍCH TECHNOLOGIÍ V LESNICTVÍ
DESIGN OF GIS USE FOR MULTICRITERIONAL EVALUATION OF SENSITIVE
LOGGING TECHNOLOGIES IN FORESTRY
MARTIN KLIMÁNEK, MICHAL SYNEK, TOMÁŠ MIKITA………………………………………………..72
LESNÍCKY GIS – LESNÍCKY INFORMAČNÝ SYSTÉM NOVEJ GENERÁCIE
FORESTRY GIS: NEW GENERATION INFORMATION SYSTEM ON FORESTS
JAROSLAV JANKOVIČ, RÓBERT CIBULA, IVAN PÔBIŠ, MATÚŠ KAJBA...................................................79
LOKALIZÁCIA A GRAFICKÁ EVIDENCIA NÁHODNÝCH ŤAŢIEB
PROSTREDNÍCTVOM GPS VO VLM SR, Š.P. PLIEŠOVCE
LOCATION AND GRAFICAL EVIDENCE OF INCIDENTAL FELLING WITH USE OF GPS
IN VLM STATE ENTERPRISE PLIEŠOVCE)
MIROSLAV ČONGRÁDY...........................................................................................................................86
VLIV NASTAVENÍ GPS PŘIJÍMAČŦ NA PŘESNOST MĚŘENÍ A JEJICH PRAKTICKÁ
VYUŢITELNOST V LESNICTVÍ
INFLUENCE OF GPS RECIEVER SETTING ON ACCURACY OF MEASUREMENTS AND
ITS PRACTICAL EFFICIENCY IN FORESTRY
PŘEMYSL JANATA, MARTIN KLIMÁNEK…………………………………………………………...…..93
VYUŢITÍ DAT LETECKÉHO LASEROVÉHO SKENOVÁNÍ PRO DIGITÁLNÍ
MODELOVÁNÍ TERÉNU V LESNÍCH POROSTECH
USING OF DATA FROM AEREIAL LASER SCANNING FOR DIGITAL TERRAIN
MODELING IN FOREST STANDS
MILOŠ CIBULKA, TOMÁŠ MIKITA………………………………………………………………….....100
POSÚDENIE PRESNOSTI MERANIA HRÚBKY STROMU POMOCOU POZEMNÉHO
LASEROVÉHO SKENOVANIA
EVALUATION OF ACCURACY DURING THE MEASUREMENT OF TREE DIAMETERS
WITH USE GROUND BASED SCANNING
RÓBERT SMREČEK, JÁN TUČEK............................................................................................................109
AUTOMATIZÁCIA ŤAŢOBNEJ ČINNOSTI NA BÁZE DELTASTATU
AUTOMATION OF TIMBER MINING ACTIVITIES ON THE BASIS OF DELTASTAT
PAVOL BOŢEK, VLADIMÍR ŠTOLLMANN...............................................................................................113
ROZDELENIE PRAVDEPODOBNOSTI VÝSKYTU EXTRÉMNYCH OBJEMOV
NÁHODNÝCH ŤAŢIEB DREVA NA ÚZEMÍ SLOVENSKA
THE PROBABILITY DISTRIBUTION OF EXTREME TIMBER INCIDENTAL FELLINGS
OCCURRENCE IN THE TERRITORY OF SLOVAKIA
JÁN HOLÉCY..........................................................................................................................................124
STRUČNÁ CHARAKTERISTIKA A MOŢNOSTI PRIESTOROVÝCH DATABÁZOVÝCH
SYSTÉMOV
BRIEF DESCRIPTION AND POSSIBILITIES OF SPATIAL DATABASES SYSTEMS
MATÚŠ KAJBA, IVAN PÔBIŠ, JÁN TUČEK.............................................................................................130
VZNIK NÁHODNEJ ŤAŢBY AKO DÔSLEDOK PASÍVNEJ OCHRANY LESA
SANITARY FELLING AS A RESULT OF A PASSIVE MANAGEMENT OF FORESTS
ANDREJ KUNCA, CHRISTO NIKOLOV, JOZEF VAKULA, JURAJ GALKO, ROMAN LEONTOVYČ, ANDREJ
GUBKA, MILAN ZÚBRIK........................................................................................................................136
ACCIDENT RISK DURING SALVAGE CUT
RIZIKO ÚRAZOV PRI NÁHODNÝCH ŤAŢBÁCH
ANTON POJE, IGOR POTOČNIK ………………………………………………………………………142
PROGRESÍVNE POSTUPY UMELEJ OBNOVY HOLÍN PO NÁHODNÝCH ŤAŢBÁCH
PROGRESSIVE REFORESTATION TECHNIQUES AFTER INCIDENTAL FELLINGS
ANNA TUČEKOVÁ................................................................................................................................149
VPLYV NÁHODNÝCH ŤAŢIEB NA INVESTIČNÝ ROZVOJ
DREVOSPRACUJÚCEHO PRIEMYSLU SR
INFLUENCE OF INCIDENTAL FELLINGS ON CAPITAL DEVELOPMENT OF
WOODPROCESSING SECTOR IN SLOVAKIA
JOSEF DRÁBEK – MARTINA MERKOVÁ..............................................................................................157
MOŢNOSTI UPLATNENIA HARVESTROV V KOMBINOVANÝCH TECHNOLÓGIÁCH
POSSIBILITIES OF USING THE HARVESTERS IN COMBINED LOGGING
TECHNOLOGIES
MICHAL ALLMAN...........................................................................................................................166
NÁVRH KRITÉRIÍ PRE OPTIMALIZÁCIU VÝROBY ENERGETICKÝCH ŠTIEPOK
Z NÁHODNÝCH ŤAŢIEB
THE CRITERIA PROPOSAL FOR OPTIMIZATION THE ENERGY CHIPS PRODUCTION
FROM INCIDENTAL FELLING
KATARÍNA BELANOVÁ, MÁRIA VLČKOVÁ, ĽUBOMÍR IVAN, MOJMÍR IVAN.......................................171
ZHODNOTENIE ZMIEN NIEKTORÝCH VLASTNOSTÍ LESNEJ PÔDY V DÔSLEDKU
SPRACOVANIA VETROVEJ KALAMITY V BUKOVÝCH PORASTOCH
HARVESTEROVOU TECHNOLÓGIOU
EVALUATION OF SELECTED CHANGES OF FOREST SOIL PROPERTIES CAUSED BY
CTL TECHNOLOGY AFTER PROCESSING A WINDFALL IN BEECH STANDS MICHAL FERENČÍK...............................................................................................................................176
POROVNANIE KVALITATÍVNYCH PARAMETROV LESNÝCH ŠTIEPOK
Z NÁHODNÝCH A ÚMYSELNÝCH ŤAŢIEB
THE COMPARISON OF QUALITATIVE PARAMETERS OF WOOD CHIPS FROM
INCIDENTAL AND PLANNED FELLING.
LIESKOVSKÝ MARTIN, BELANOVÁ KATARÍNA....................................................................................183
KLASIFIKÁCIA NÁSTROJOV PRE PODPORU PRIESTOROVÉHO ROZHODOVANIA
SLÚŢIACICH AKO PODPORA EURÓPSKEHO LESNÉHO HOSPODÁRSKEHO
PLÁNOVANIA
CLASSIFICATION OF DSS TOOLS TO SUPPORT THE EUROPEAN FORESTRY
MANAGEMENT PLANNING
ANDREA MAJLINGOVÁ, MAROŠ SEDLIAK..........................................................................................191
ŤAHOVÉ VLASTNOSTI ŠPECIÁLNEHO LESNÉHO KOLESOVÉHO TRAKTORA
V LESNOM TERÉNE
TRACTION PROPERTIES OF SPECIAL FOREST WHEELED TRACTOR IN THE
TERRAIN
JURAJ MIKLEŠ, MILAN MIKLEŠ..............................................................................................................198
VYBRANÉ POSTUPY SPRACOVANIA NÁHODNÝCH ŤAŢIEB
SELECTED PROCEDURES FOR PROCESSING OF INCIDENTAL FELLING
MAREK PAZDERA ,VLADO GOGLIA, PETER POLAKOVIČ......................................................................206
HODNOTENIE KOMBINOVANEJ TECHNOLÓGIE NA BÁZE HARVESTERA KAISER S2
NASADENEJ PRI ODSTRAŇOVANÍ PODKÔRNIKOVEJ KALAMITY
EVALUATION OF COMBINED TECHNOLOGY BASED ON THE KAISER S2
HARVESTER DURING SANITATION OF BARK BEETLE CAUSED SALVAGE FELLING JOZEF SLUGEŇ.......................................................................................................................................211
MOŢNOSTI VYUŢITIA LETECKÉHO LASEROVÉHO SKENOVANIA PRE POTREBY
PRECÍZNEHO LESNÍCTVA
USING POSSIBILITIES OF AEREIAL LASER SCANNING FOR PRECISE FORESTRY
RÓBERT SMREČEK................................................................................................................................218
PROJEKT NA SPRACOVANIE KALAMITY NA PRÍKLADE VYSOKÝCH TATIER
PROJECT FOR PROCESSING OF WOOD FROM WINDFALL BASED ON VYSOKÉ
TATRY
JOZEF SUCHOMEL, MILOŠ GEJDOŠ.......................................................................................................224
ŠKODLIVÉ ÚČINKY SPAĽOVACÍCH MOTOROV
HARMFUL EFFECTS OF COMBUSTION ENGINES
VLADIMÍR ŠTOLLMANN, MICHAL ALLMAN…………………………………………………….........233
TECHNOLÓGIA FFI A JEJ VPLYV NA ENVIRONMENT
TECHNOLOGY FFI AND ITS INFLUENCE ON ENVIRONMENT
VLADIMÍR ŠTOLLMANN, ŠTEFAN ILČÍK................................................................................................240
ZMENY V ŠTRUKTÚRE PORASTOV VYSOKÝCH TATIER PO KALAMITE Z ROKU
2004 A PRIEBEH ICH REKONŠTRUKCIE
STRUCTURAL CHANGES OF FOREST STAND INVYSOKÉ TATRY AFTER THE
WINDFALL IN 2004 YEAR AND THEIR RECONSTRUCTION PROCESS
JOZEF TAJBOŠ, JOZEF SUCHOMEL........................................................................................................246
VÝVOJ CIEN A ODBYTU VLÁKNINOVÉHO DREVA V SR ZA OBDOBIE ROKOV 1999-
2011
DEVELOPMENT OF PRICES AND OUTLET OF PULPWOOD IN SLOVAKIA DURING
THE YEARS OF 1999 - 2011
JOZEF TAJBOŠ, MÁRIA BREZINOVÁ…………………………………………………………………..252
NAVIGAČNÉ SYSTÉMY V LESNÍCTVE
NAVIGATION SYSTEMS IN FORESTRY
JOZEF SUCHOMEL, MARTIN SLANČÍK, VLADO GOGLIA.......................................................................258
POROVNANIE PRÁCE HARVESTEROVÉHO UZLA PRI SPRACOVANÍ NÁHODNEJ
A ÚMYSELNEJ ŤAŢBY
THE COMPARISON OF HARVESTER NODE WORK IN THE PROCESSING OF AN
INCIDENTAL AND PLANNED FELLING
JOZEF SUCHOMEL, MARTIN SLANČÍK, KATARÍNA BELANOVÁ, MATÚŠ TOMAN.................................266
7
VPLYV NÁHODNÝCH ŤAŢIEB NA LESNÍCTVO SLOVENSKA
INFLUENCE OF INCIDENTAL FELLINGS ON SLOVAK FORESTRY
JOZEF SUCHOMEL, MILOŠ GEJDOŠ
Abstract
The paper deals with analysis of the development of accidental fellings in the European area. It also details the
development of this in the Slovak Republic. Described are the specific problems of forestry and wood processing
industry in connection with the increasing intensity of this phenomenon, including problems arising with the
different legislative approaches. Part of the issue paper is devoted to the impact of accidental fellings on the
timber market and the resulting problems. In this paper we have established the basic proposition that should
determine the direction of Forest Economy in view of the increasing intensity of accidental fellings.
Keywords: accidental felling, value of wood, harmful factors, processing of accidental felling
1. ÚVOD
V období posledných 20 rokov je čoraz viac, v radoch laickej aj odbornej verejnosti,
frekventovaný problém zvyšujúcej sa intenzity a frekvencie náhodných ťaţieb. Z dlhodobého
pohľadu sú najviac zastúpené náhodné ťaţby spôsobené veternými smršťami, ktoré sa
predtým objavovali pribliţne raz za 50 aţ 100 rokov v pravidelných intervaloch. V súčasnosti
sa tento interval výrazne skrátil a rozsiahle vetrové kalamity postihujú európsky priestor v 10
ročných (v niektorých prípadoch aj kratších) intervaloch. V nadväznosti na rozsiahle objemy
poškodeného dreva pôsobili okrem škodlivých činiteľov ďalšie faktory (nevhodné drevinové
zloţenie, nesprávna aplikácia postupov ochrany lesa, legislatívne rozpory a rozdielne pohľady
orgánov štátnej správy na úseku lesného hospodárstva a ţivotného prostredia atď.). Aj
vplyvom týchto skutočností škodlivé činitele spôsobili dramatický nárast náhodných ťaţieb.
Vzhľadom na tieto skutočnosti môţeme konštatovať, ţe do určitého obdobia vývoja
ľudskej spoločnosti bolo moţné náhodné ťaţby skutočne charakterizovať len ako určitý
selekčný tlak prírody, s dostatočnou frekvenciou na to, aby mohol prispieť k selekcii ţivých
organizmov, s ich dostatočnou adaptívnou odpoveďou. Dnes má väčšina náhodných ťaţieb
taktieţ prirodzený prírodný pôvod, avšak pod vplyvom prostredia, ktoré vo veľkej miere
ovplyvnil, resp. zmenil človek a jeho činnosť. Na Slovensku je podiel náhodných ťaţieb
dlhodobo na vysokej úrovni, pričom za posledných 5 rokov náhodné ťaţby predstavujú viac
ako 60 % podielu zo všetkých ťaţieb dreva. Kritická situácia je v ihličnatých, najmä v
smrekových porastoch (monokultúrach), kde objem náhodnej ťaţby predstavuje viac ako 84
% z celkovej ťaţby (za rok 2009) (ZELENÁ SPRÁVA 2010).
V našom príspevku prezentujeme vybrané výsledky analýzy vývoja náhodných ťaţieb.
Zároveň upozorňujeme na aktuálne problémy v súvislosti s problematikou náhodných ťaţieb
a na potrebu diferencovaných prístupov pre ich vyriešenie. Uvádzame rozhodujúce vplyvy
náhodných ťaţieb na lesnícky sektor a drevospracujúci priemysel v SR. Navrhujeme zmeny
doterajších zásadných prístupov, ktoré bude v blízkej budúcnosti nevyhnutné uplatniť.
2. FENOMÉN NÁHODNÝCH ŤAŢIEB
Hospodárska úprava lesov definuje náhodnú ťaţbu ako mnoţstvo dreva vyťaţeného v
dôsledku zničenia alebo poškodenia lesných ekosystémov škodlivými činiteľmi. V závislosti
od veku porastu, v ktorom vznikla ju (MARUŠÁK, 2002) rozdeľuje na:
– náhodnú ťaţbu v rubných porastoch (RN), ak sa vek porastu rovná alebo je vyšší ako vek
začatia obnovy.
V opačnom prípade ide o náhodnú ťaţbu v predrubných porastoch, ktorá sa vzhľadom
na vznik skutočnej alebo redukovanej holiny, vyţadujúcej si zalesnenie, ďalej delí na:
8
– náhodnú ťaţbu v predrubných porastoch, po ktorej nevznikla zalesňovacia povinnosť (PN),
– náhodnú ťaţbu v predrubných porastoch, po ktorej vznikla zalesňovacia povinnosť (RNP).
Z uvedenej definície je zrejmé, ţe náhodné ťaţby vznikajú v dôsledku zničenia alebo
poškodenia lesných porastov rôznymi škodlivými činiteľmi. Prvotnou príčinou vzniku je teda
škodlivý činiteľ a jeho vplyv na lesný porast. Pre poškodenia lesných porastov rozsiahleho
charakteru sa z pohľadu terminológie lesnej ťaţby zauţíval pojem „kalamitná ťaţba“.
2.1 Vývoj náhodných ťaţieb v Európe
Zvýšená intenzita náhodných ťaţieb je celosvetový problém. V Európskom meradle
sme sa zamerali najmä na dve geograficky blízke a lesnícky vyspelé krajiny Rakúsko
a Nemecko. Historický vývoj objemu celkovej a náhodnej ťaţby v Rakúsku je vyhodnotený
v tabuľke 1.
Z tabuľky je zrejmé, ţe okrem postupného nárastu objemu náhodnej ťaţby (maximum
za posledných takmer 40 rokov dosiahla práve v roku 2008) sa intervaly, kedy sa vyskytuje
rozsiahlejší podiel náhodných ťaţieb, zmenšujú (roky 1990, 2003, 2007, 2008). Údaje za
posledné tri roky, ktoré sú k dispozícii jasne poukazujú na zvyšujúcu sa intenzitu podielu
náhodných ťaţieb, keď od roku 2007 do roku 2009 neklesol podiel náhodných ťaţieb pod 40
%. Za posledných 10 rokov bol podiel náhodných ťaţieb v Rakúsku niţší ako 20 % len
v rokoch 2001 a 2002.
Tabuľka 1 Historický vývoj objemov celkovej a náhodnej ťaţby v Rakúsku
Rok celková ťaţba náhodná ťaţba % podiel NŤ
1974 10 024 014 2 090 980 20,9
1980 12 732 507 4 361 119 34,3
1990 15 732 545 8 254 243 52,5
2000 13 276 255 3 705 522 27,9
2001 13 466 525 2 475 486 18,4
2002 14 845 440 2 897 579 19,5
2003 17 055 236 8 240 103 48,3
2004 16 483 387 5 555 515 33,7
2005 16 470 661 4 582 557 27,8
2006 19 134 863 6 329 551 33,1
2007 21 317 341 10 507 714 49,3
2008 21 795 428 13 853 739 63,6
2009 16 727 438 7 124 145 42,6
Podobný vývoj náhodných ťaţieb môţeme konštatovať aj v Nemecku (tabuľka 2),
s tým rozdielom, ţe podiel náhodných ťaţieb je s výnimkou určitých rokov pomerne nízky
(pod 5 %). Vysoký podiel dosiahli náhodné ťaţby v rokoch 1990, 1999 (orkány Lothar a
Martin) a 2007 (orkán Kyrill). Rozsiahlejšie náhodné ťaţby sa tak v Nemecku za posledné
obdobie vyskytujú spravidla v intervale kaţdých 10 rokov. Údaje za roky 2008 a 2009 neboli
k dispozícii. Aj tu je však badateľný postupný trend stúpajúcej intenzity a rozsahu náhodných
ťaţieb najmä v posledných rokoch.
V tabuľke 3 je uvedený stručný prehľad najväčších škôd na lesných porastoch, ktoré
boli spôsobené vetrovými kalamitami v Európe za posledných 20 rokov. Z tohto prehľadu je
zrejmé, ţe hlavne v období posledných 10 rokov sa frekvencia výskytu veterných smrští
v Európe výrazne zvýšila. Taktieţ objem dreva poškodeného týmito náhodnými ťaţbami
stúpa. Na základe uţ uvedených skutočností však v blízkej budúcnosti nemoţno očakávať
výrazné zlepšenie tejto situácie, skôr naopak.
9
Tabuľka 2 Historický vývoj objemov celkovej a náhodnej ťaţby v Nemecku
Rok celková ťaţba náhodná ťaţba % podiel NŤ
1990 76 308 000 73 680 000 96,6
1995 39 342 000 1 847 000 4,7
1999 37 637 000 33 890 000 90,0
2000 53 710 000 2 076 000 3,9
2001 39 482 000 4 174 000 10,6
2002 42 379 000 1 817 000 4,3
2003 51 182 000 1 490 000 2,9
2004 54 505 000 919 000 1,7
2005 56 946 000 914 000 1,6
2006 62 290 000 757 000 1,2
2007 76 728 000 31 300 000 40,8
2008 55 367 000 - -
2009 48 073 000 - -
Tabuľka 3 Najväčšie škody spôsobené vetrovými kalamitami v Európe od roku 1990 (SUCHOMEL, GEJDOŠ,
2010)
Rok Meno Región Objem
1990 Vivian, Wiebke Stredná Európa >100 mil. m3
1999 Lothar Francúzsko, Nemecko, Švajčiarsko 180 mil. m3
2002 Uschi Rakúsko, Česká republika 6 mil. m3
2004 Silvio Slovensko 8 mil. m3
2005 Erwin, Gudrun Škandinávia, Pobaltie 85 mil. m3
2007 Per Švédsko 12 mil. m3
2007 Kyrill, Olli Stredná Európa >55 mil. m3
2008 Paula Rakúsko 6,3 mil. m3
2008 Emma Stredná Európa 9,5 mil. m3
2008 Annette Švédsko > 1,2 mil. m3
2009 Klaus Francúzsko, Španielsko > 40 mil. m3
2010 Xynthia Francúzsko, Nemecko > 4,7 mil. m3
2.2 Vývoj náhodných ťaţieb na Slovensku
Na Slovensku začala problematika náhodných ťaţieb výraznejšie rezonovať aţ po
rozsiahlej vetrovej kalamite vo Vysokých Tatrách z roku 2004. Ich dynamický vývoj a nárast
však nastal uţ oveľa skôr.
Vývoj výšky ťaţieb v SR, vrátane náhodných ťaţieb, za posledných 10 rokov
uvádzame v tabuľke 4. V roku 1990 bola výška ťaţby dreva v SR cca 5 276 000 m3, v roku
2000 6 167 914 m3 a v roku 2009 9 248 147 m
3.
Najmarkantnejšie je prekračovanie plánovaného etátu v ihličnatých porastoch. Kým
v roku 2000 bol plánovaný etát v týchto porastoch prekračovaný pribliţne o 30 %, v roku
2009 to uţ bolo o viac ako 68 %.
Z analýzy vývoja náhodných ťaţieb od roku 2000 je zrejmý postupný nárast objemu
náhodných ťaţieb (s výnimkou roku 2009, kde došlo k minimálnemu poklesu) s väčšou
intenzitou, najmä v porastoch s ihličnatými drevinami, pričom nárast od roku 2000 po rok
2009 predstavoval pribliţne +157 %. Miernejší nárast objemu náhodných ťaţieb je badateľný
pri porastoch listnatých drevín. S výnimkou rokov 2000 aţ 2002 vzrástol objem náhodných
ťaţieb v listnatých porastoch od roku 2003 pribliţne o 35 % (tabuľka 4).
Z uvedených údajov je zrejmé, ţe objemy náhodných ťaţieb v súčasnosti dosahujú aj
trojnásobok v porovnaní so situáciou v 50-tych rokoch minulého storočia. Kritická situácia je
v ihličnatých, najmä v smrekových porastoch (monokultúrach), kde objem náhodnej ťaţby
v roku 2009 predstavoval viac ako 84 % z celkovej ťaţby (SUCHOMEL, GEJDOŠ, 2010).
10
Tabuľka 4 Vývoj objemov ťaţieb v SR v rokoch 2000 – 2009 v m3
Rok
ťaţba plánovaná ťaţba realizovaná z toho ťaţba náhodná
ihličnatá listnatá spolu ihličnatá listnatá spolu ihličnatá listnatá spolu
2000 2 393 484 2 932 302 5 325 786 3 203 160 2 964 754 6 167 914 2 012 000 1 009 000 3 021 000
2001 2 517 251 3 101 059 5 618 310 3 037 450 3 146 907 6 184 357 1 581 000 861 400 2 442 400
2002 2 629 194 3 284 942 5 914 136 3 209 465 3 038 714 6 248 179 1 727 400 430 400 2 157 800
2003 2 723 524 3 473 918 6 197 442 3 508 522 3 143 380 6 651 902 2 375 800 300 900 2 676 700
2004 2 931 904 3 607 364 6 539 268 4 000 728 3 267 416 7 268 144 2 555 000 361 000 2 916 000
2005 3 088 908 3 732 952 6 821 860 6 927 449 3 263 088 10 190 537 6 152 700 380 300 6 533 000
2006 3 247 485 3 793 625 7 041 110 5 150 052 3 207 202 8 357 254 3 831 000 435 000 4 266 000
2007 3 341 664 3 886 615 7 228 279 5 435 466 3 149 347 8 584 814 4 271 800 429 000 4 700 800
2008 3 494 055 4 028 449 7 522 504 6 354 438 3 112 637 9 467 076 5 559 400 555 800 6 115 200
2009 3 672 407 4 158 063 7 830 470 6 183 485 3 064 662 9 248 147 5 178 800 406 900 5 585 700
Pri hodnotení a interpretácii jednotlivých štatistických údajov o celkovom rozsahu
kalamity netreba zabúdať, ţe tieto údaje o objeme spracovaného kalamitného dreva môţu byť
od reálnej skutočnosti odlišné. Potvrdzuje to skutočnosť, ţe vykazovaný objem náhodnej
ťaţby sa odvíja predovšetkým od objemu spracovanej náhodnej ťaţby.
V tabuľkách 5 aţ 7 uvádzame vývoje výšok náhodných ťaţieb, v závislosti od jednotlivých
typov škodlivých činiteľov, ktoré ich spôsobili.
Z tabuľky 5 je zrejmé, ţe za posledných 18 rokov zapríčinili tri hlavné abiotické
škodlivé činitele náhodné ťaţby v rozsahu viac ako 30 miliónov m3, čo predstavuje
v priemere viac ako 1,6 mil. m3 objemu náhodnej ťaţby na rok. Viac ako 90 % z tohto objemu
spôsobil vietor. Škody snehom z týchto troch škodlivých činiteľov predstavovali pribliţne 6,7
% objemu náhodných ťaţieb a škody spôsobené námrazou pribliţne 2,8 % (KUNCA a kol.,
2010).
V tabuľke 6 uvádzame vývoj objemu náhodných ťaţieb a škôd zapríčinených
hlavnými biotickými škodlivými činiteľmi. Na prvý pohľad je zrejmé, ţe výraznú gradáciu
v tomto smere za posledných 9 rokov zaznamenáva najmä podkôrny a drevokazný hmyz, kde
objem napadnutej drevnej hmoty týmto škodlivým činiteľom zaznamenal za posledných 9
rokov viac ako 1000 %-tný nárast.
Objem škôd v dôsledku pôsobenia listoţravého a cicavého hmyzu boli najvyššie
najmä v období rokov 2004 a 2005, pričom v období posledných dvoch rokov boli títo
škodcovia v štádiu latencie a ich gradácia sa očakáva v roku 2013. Mierne stúpajúcu úroveň
má aj objem náhodných ťaţieb spôsobených fytopatogénmi a ochoreniami (ZELENÁ SPRÁVA).
V tabuľke 7 uvádzame vývoj výšky objemov napadnutých porastov antropogénnymi
škodlivými činiteľmi od roku 2001 podľa údajov ZELENEJ SPRÁVY. V niektorých rokoch
neboli evidované objemy škôd spôsobené niektorými škodlivými činiteľmi (boli uvedené len
finančné, resp. plošné škody), preto nie sú údaje v tabuľke úplne kompletné.
Z vývoja poškodenia je zjavné, ţe postupne klesá podiel napadnutej hmoty imisiami, najmä
v dôsledku ekologizácie, resp. radikálnej redukcie priemyselnej výroby. O klesajúcom trende
sa dá hovoriť aj pri škodách spôsobených poţiarmi, kde za rok 2009 boli zaznamenané
najniţšie škody od roku 2001. Celkovo môţeme konštatovať, ţe vo všeobecnosti rozsah škôd
spôsobených antropogénnymi škodlivými činiteľmi postupne mierne klesá. Zároveň je však
potrebné uvedomiť si, ţe dlhodobé pôsobenie imisnej záťaţe výrazne ovplyvnilo chemizmus
lesných pôd. Táto skutočnosť môţe v kombinácii s ďalšími faktormi, napr. suchom, vyvolať
ďalšie rozsiahle škody a problémy.
V podmienkach Slovenska sú z hľadiska rozhodujúceho vplyvu na výšku objemov
náhodných ťaţieb dominantné predovšetkým dva škodlivé činitele (vietor, podkôrny
a drevokazný hmyz). V dôsledku ich vplyvu sa v podmienkach Slovenska nedarí zníţiť podiel
11
náhodných ťaţieb). Prognózy vývoja týchto škodlivých činiteľov do budúcnosti prezrádzajú,
ţe nemoţno očakávať postupné zvyšovanie ich intenzity. Naďalej treba počítať s tým, ţe
náhodné ťaţby budú naďalej tvoriť významný podiel z celkovej ťaţby dreva v SR.
Tabuľka 5 Vývoj objemu náhodných ťaţieb (v m
3 spracovaného dreva) zapríčinených mechanicky pôsobiacimi
abiotickými škodlivými činiteľmi za posledných 18 rokov
Rok Vietor Sneh Námraza Spolu
(m3)
1992 826 932 105 872 12 491 945 295
1993 666 491 70 061 6 259 742 811
1994 793 908 510 885 969 1 305 762
1995 822 899 239 558 21 376 1 083 833
1996 1 122 026 125 590 117 843 1 365 459
1997 1 815 592 51 245 64 857 1 931 694
1998 954 270 30 538 29 161 1 013 969
1999 1 472 253 43 456 6 611 1 522 320
2000 2 143 483 74 807 6 413 2 224 703
2001 933 670 31 242 466 743 1 431 655
2002 1 115 861 42 514 54 306 1 212 681
2003 1 607 474 16 004 20 338 1 643 816
2004 1 096 220 15 786 25 866 1 137 872
2005 5 177 337 33 059 3 931 5 214 327
2006 1 684 124 460 414 4 702 2 149 240
2007 1 943 505 92 973 4 084 2 040 562
2008 2 330 586 19 557 6 606 2 356 749
2009 1 075 995 73 625 1 375 1 150 995
Spolu 27 582 626 2 037 186 853 931 30 473 743
Tabuľka 6 Vývoj objemu náhodných ťaţieb (v m
3) a škôd zapríčinených biotickými škodlivými činiteľmi za
posledných 9 rokov
Rok
Podkôrny a drevokazný hmyz
Listoţravý a cicavý hmyz
Fytopatogény a choroby Zver
napadnuté spracované napadnuté spracované red. plocha škoda
m3 m3 ha m3 m3 ha tis. €
2001 390 845 353 527 7 899 84 620 75 236 811,49 276,624
2002 372 782 331 559 3 546 102 289 94 527 978,40 291,575
2003 522 788 428 536 10 967 184 766 148 336 939,25 295,736
2004 986 905 857 837 31 647 367 867 300 961 795,73 307,550
2005 1 010 976 874 566 16 431 274 127 247 926 981,96 408,580
2006 1 344 224 1 185 100 9 441 388 484 344 994 891,00 301,965
2007 2 506 847 2 024 629 - 251 057 235 640 - 411,605
2008 3 644 936 2 827 153 587 308 668 274 927 771,38 486,033
2009 4 174 407 3 191 158 583 386 573 338 591 1211,10 987,70
Tabuľka 7 Štruktúra poškodenia porastov antropogénnymi škodlivými činiteľmi v rokoch 2001 – 2009 v m
3
(zdroj: ZELENÁ SPRÁVA)
Škodlivý činiteľ 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Imisie 342 339 349 000 250 000 293 000 - 214 093 200 021 103 696 62 201
Poţiare 9 000 7 000 3 600 - - 4 707 7 654 2 137 1 101
Krádeţe dreva 9 000 8 000 30 000 - 11 029 11 842 8 032 5 127 6 786
Iné antropogénne činitele 0 0 0 - - 6 721 0 3 478 437
Spolu 360 339 364 000 283 600 293 000 - 237 563 215 707 114 438 70 525
12
3. NÁHODNÉ ŤAŢBY A ICH VPLYV NA TRH S DREVOM
Náhodné ťaţby sú jedným z hlavných faktorov, ktorý môţe výrazne ovplyvniť
stabilitu a trhu s drevom a reálne speňaţenie dreva, a to na základe dvoch prístupov:
- Deformácia rovnováhy ponuky a dopytu (nárazový prebytok dreva na trhu, ktorý nie sú
spracovatelia v krátkom čase kapacitne schopní spracovať).
- Poškodenie stojacich potenciálnych nositeľov najkvalitnejších sortimentov pôsobením
škodlivého činiteľa – zásadné zníţenie kvality surového dreva (zlomy, rozštiepenia, sucháre
atď.). Zhoršenie kvality vyrobených sortimentov surového dreva v dôsledku dlhej doby
uskladnenia.
V tabuľke 8 uvádzame vývoj dodávok jednotlivých sortimentov surového dreva v SR
za obdobie posledných 4 rokov.
Z tabuľky je zrejmé, ţe objem dodávok najkvalitnejších akostných tried postupne klesá
a naopak podiel vlákninového a palivového dreva stúpa. Veľký vplyv na tomto vývoji majú
rozhodne aj náhodné ťaţby. Reálne zhodnotenie sortimentov surového dreva negatívne
ovplyvnila aj globálna ekonomická kríza, ktorá bola charakteristická krátkodobou prevahou
ponuky nad dopytom sortimentov surového dreva. Spracovatelia dreva a obchodné subjekty
to vyuţili a boli náročnejšie pri výbere a kvalitatívnom zatrieďovaní sortimentov surového
dreva. Ďalším podstatným faktorom bola zmena technických podmienok v hlavných normách
STN 48 0055, 48 0056 v roku 2007. Ich zavedenie v praxi potvrdilo, ţe je prakticky nemoţné
vyrobiť niektoré sortimenty surového dreva vo vyšších akostných triedach. Ďalej tieţ platí
konštatovanie, ţe najmä v prípade dreviny buk, chýbajú na Slovensku spracovateľské
kapacity orientované na dopyt po kvalitnejších akostných triedach tejto dreviny čo spôsobuje
jeho horšie zhodnotenie.
Klesajúci podiel dodávok najkvalitnejších akostných tried je tak dôsledkom celého
komplexu príčin, pričom náhodné ťaţby patria medzi príčiny s rozhodujúcim vplyvom.
Ekonomický dopad náhodných ťaţieb na reálne speňaţenie dreva môţe je spravidla veľký
a v prípade rozsiahlych náhodných ťaţieb môţe ovplyvniť ceny dreva aj v niekoľkých
krajinách súčasne. Známe sú prípady vplyvu na trh s drevom a výrobkami z dreva (kalamity
Lothar a Martin z roku 1999).
Pre analýzu vplyvu náhodných ťaţieb na realizačné ceny dreva sme si ako príklad
vybrali piliarsku guľatinu drevín smrek a jedľa, pretoţe práve tieto porasty sú v poslednom
desaťročí najviac postihované náhodnými ťaţbami v dôsledku abiotických a biotických
škodlivých činiteľov. Tu je dôleţité uviesť, ţe ceny v Rakúsku sú uvádzané na obchodnej
parite lesná cesta, resp. lesný sklad, čo znamená, ţe k týmto cenám by bolo potrebné ešte
pripočítať prepravné náklady vo výške cca 6 €.m-3
, aby sa dostali na zrovnateľnú obchodnú
paritu, aká sa pouţíva v SR, alebo ČR. Informácie o vývoji cien boli získané z Holzkurieru,
Informačného listu NLC, EUWID-Holzu a Českého statistického úřadu. Pre úplnosť je
potrebné uviesť, ţe analyzované časové rady sme zámerne štatisticky nevyrovnávali, aby sme
poukázali na vplyv konkrétneho obdobia. Ceny z obdobia keď ešte neplatila jednotná
európska mena Euro boli prepočítané v SR a ČR priemerným kurzom za daný mesiac
a v ostatných krajinách platným prepočítavacím koeficientom. Rovnako je dôleţité uviesť, ţe
sledované ceny neboli upravené deflátormi, ktoré by zohľadňovali vývoj inflácie
v jednotlivých rokoch a jednotlivých krajinách.
13
Tabuľka 8 Vývoj objemu dodávok sortimentov surového dreva v SR v rokoch 2006-2009 (zdroj: ZELENÁ
SPRÁVA)
2006 2007 2008 2009
Ihličnaté drevo tis. m3 % tis. m
3 % tis. m
3 % tis. m
3 %
Výrezy I. triedy akosti 0,307 0,01 0,525 0,01 0,246 0,004 0 0,000
Výrezy II. triedy akosti 8,941 0,19 11,553 0,23 7,639 0,12 8,679 0,14
Výrezy III. triedy akosti 2922,762 61,08 3135,597 62,4 3603,331 57,89 3295,465 52,51
Stĺpy 0,558 0,01 - 0 8,61 0,14 7,236 0,12
Banské drevo 14,519 0,30 4,698 0,09 20,403 0,33 6,944 0,11
Ţrde 13,072 0,27 17,938 0,36 18,373 0,30 11,097 0,18
Vlákninové drevo 1017,480 21,26 1133,918 22,6 1402,199 22,53 1804,060 28,75
Lesné štiepky 69,277 1,45 10,291 0,2 61,94 1,00 80,529 1,28
Palivové drevo 142,462 2,98 207,499 4,1 213,099 3,42 224,091 3,57
Drevo na pni 308,872 6,45 139,946 2,78 205,979 3,31 488,126 7,78
Surové kmene 287,177 6,00 163,176 7,23 682,725 10,97 349,438 5,57
Spolu Ihličnaté 4785,427 100,00 5025,140 100 6224,544 100,000 6275,665 100,000
Listnaté drevo
Výrezy I. triedy akosti 5,445 0,18 5,948 0,19 2,371 0,08 0,886 0,03
Výrezy II. triedy akosti 34,422 1,12 35,876 1,15 25,249 0,83 12,850 0,46
Výrezy III. triedy akosti 1129,882 36,65 1293,230 41,63 1152,551 37,86 897,373 31,92
Banské drevo 5,016 0,16 3,121 0,1 0,296 0,01 2,072 0,07
Listnaté ţrde 0,639 0,02 0,180 0,01 0,120 0,00 4,119 0,15
Vlákninové drevo 1505,667 48,84 1520,724 48,96 1590,131 52,24 1602,114 56,99
Lesné štiepky 83,861 2,72 50,791 1,64 36,174 1,19 35,542 1,26
Palivové drevo 164,613 5,34 131,344 4,23 194,200 6,38 193,798 6,89
Drevo na pni 119,158 3,86 33,341 1,07 29,947 0,98 48,490 1,72
Surové kmene 34,379 1,12 31,791 1,02 12,974 0,43 14,082 0,50
Spolu listnaté 3083,082 100,00 3106,347 100 3044,013 100,00 2811,326 100,00
Spolu 7868,509 - 8131,487 - 9268,557 - 9086,991 -
Na obrázku 1 je vyhodnotený vývoj cien piliarskej guľatiny smreka a jedle vo
vybraných Spolkových krajinách Rakúska, Nemecku, ČR a SR s prehľadom veľkých
vetrových kalamít v jednotlivých obdobiach. Pri sortimente A/B/C 2b (hrúbkový stupeň 2b je
hrúbkový interval hrúbky 25-29 cm meranej v strede výrezu) v Burgenlande si ceny
zachovali stúpajúci trend aţ do II/2007 – cena 86,5 €.m-3
(celkový nárast o 25 %). V júni cena
poklesla na 80,5 €.m-3
, ale v októbri 2007 opäť začala stúpať aţ na úroveň 81,5 €.m-3
.
Začiatkom roka 2008 však v dôsledku vplyvu vetrových kalamít klesla na svoje minimum
spred 4 rokov 65 €.m-3
. Vývoj cien guľatiny, zo začiatku roka 2009, je poznačený recesiou,
pričom cena, okolo 73 €.m-3
, bola podľa vyjadrení lesníckych subjektov v Rakúsku tesne na
hranici rentabilnosti. V Burgenlande a východnom Štajersku ceny klesli dokonca aţ na úroveň
65 €.m-3
a v druhom štvrťroku 2009 mierne stúpli na 68 resp. 71, 72 €.m-3
. V mesiacoch
marec a apríl 2011 zostali ceny sortimentov piliarskej guľatiny vo všetkých sledovaných
Spolkových krajinách Rakúska uţ na rovnakej úrovni. V Burgenlande tak cena zmiešaného
sortimentu A/B/C, 2b dosahovala v apríli úroveň 89 €.m-3
. Rovnaký sortiment sa v Dolnom
Rakúsku predával za 99 €.m-3
a vo Východnom Štajersku to bolo za 87 €.m-3
. Vývoj cien
v Nemecku bol veľmi podobný vývoju rakúskych cien.
14
Obrázok 1 Vývoj cien piliarskej guľatiny drevín smrek a jedľa vo vybraných Spolkových krajinách Rakúska,
Nemecka, ČR a SR v €.m-3
V druhej polovici roka 2007 začal Český statistický úřad uvádzať ceny za zmiešaný
sortiment III.A/B, ktorý zaznamenal výrazný pokles v druhom štvrťroku 2008 na úroveň 58,5
€.m-3
, čím sa aj napriek posilňujúcej mene prejavil negatívny vývoj na trhu s drevom. Od
tohto obdobia (podobne ako v Rakúsku) nastal výraznejší pokles cien všetkých sortimentov
piliarskej guľatiny. Vývoj cien počas druhého a tretieho štvrťroka 2009 poukazuje na
čiastočnú stabilizáciu cien sortimentov surového dreva (podobne ako v Rakúsku) u všetkých
sortimentov piliarskej guľatiny. V ČR v druhom štvrťroku 2010 zaznamenali ceny piliarskej
guľatiny nárast pribliţne o 5 €.m-3
a v treťom štvrťroku vzrástli pribliţne o ďalších 6,5 €.m-3
,
vo všetkých kvalitatívnych triedach. Celkovo tak ceny piliarskej guľatiny v ČR vzrástli od
začiatku roka 2010 o pribliţne o 13 €.m-3
(75,7 €.m-3
za zmiešaný sortiment III.A/B
v IX/2010), v porovnaní s koncom roka 2009. V priebehu prvého štvrťroka 2011 stúpli ceny
sortimentu A/B drevín smrek a jedľa o pribliţne 5 €.m-3
a v marci 2011 tak dosiahla cena
tohto sortimentu 82,7 €.m-3
.
V SR zaznamenávali ceny piliarskej guľatiny drevín smrek a jedľa trvalý nárast aţ do
konca roku 2008, kedy cena kvalitatívnej triedy III.A dosiahla úroveň 74,8 €.m-3
. Takýto
vývojový trend vznikol však aj v dôsledku pozitívneho kurzového vývoji Slovenskej koruny
voči Euru a následným prechodom na jednotnú európsku menu. Aj napriek takémuto
kurzovému vplyvu došlo začiatkom roku 2009 a následne aj v druhom štvrťroku k poklesu
cien najkvalitnejšej triedy III.A celkovo o 18,1 €.m-3
(pokles o 24 %). Cena v SR u štátnych
subjektov pri sortimente III.A, za prvé tri mesiace roka 2010 vzrástla o 3,6 €.m-3
, v druhom
štvrťroku 2010 zostávajú ceny prakticky nezmenené. Ceny v SR naďalej pokračovali
v kontinuálnom raste a v priebehu prvého štvrťroka 2011 vzrástli takmer o 10 €.m-3
a v marci
2011 dosiahli tak pri sortimente III.A úrovne 75,9 €.m-3
v štátnych lesníckych subjektoch
a 70,43 €.m-3
pri neštátnych lesníckych subjektoch. Z analýzy vývoja cien sortimentov surového dreva od roku 200 vyplýva, ţe veľké
vetrové kalamity, môţu mať rôzny vplyv na vývoj cien sortimentov surového dreva. Veľké
vetrové kalamity Lothar a Martin z roku 1999 spôsobili značný prebytok, najmä ihličnatého
dreva na trhu a následne značný pokles cien, napr. v Rakúsku (obrázok 1). Kalamita z konca
roka 2004, ktorá postihla najmä Slovensko, spôsobila prevaţne prudký nárast cien (najmä
v dôsledku zvýšeného dopytu v tom období a vybudovania nových spracovateľských kapacít,
15
napr. na Morave v ČR). Veterná smršť Kyrill z 19.1. 2007 (cca 55 mil. m3) vyvolala úplne
opačný efekt, čo malo niekoľko príčin (podhodnotený stav, špekulatívna atmosféra,
drevospracovatelia neoznámili rozsah dohodnutých nákupných zmlúv, umelé rozširovanie
kalamitných plôch pre lepšie vyuţitie harvesterových technológií). V Nemecku, ktoré bolo
kalamitou postihnuté najviac, neurobili všetky opatrenia, preto, aby stabilizovali trh, čo bolo
nanajvýš kontraproduktívne. Situáciu čiastočne zachránilo niekoľko faktorov: 1) Zníţenie
cien sa uskutočnilo neskôr, ako po veľkých kalamitách v minulosti, 2) 2 mil. m3 kalamitného
dreva sa mohlo obchodne realizovať za staré ceny. 8 mesiacov po kalamite sa situácia
postupne stabilizovala a v strede 3. štvrťroku vtedajšia depresia dosiahla najniţšiu úroveň
(SUCHOMEL, GEJDOŠ, 2007).
Tieto faktory rozhodujúcou mierou ovplyvnili to, ţe napriek nárastu spracovateľských
kapacít, došlo k poklesu cien a trţieb za drevo. K chvíľkovému oţiveniu došlo začiatkom
roku 2008, ale ďalší vývoj uţ naplno poznačila globálna ekonomická kríza. Na vývoj cien mal
vplyv výskyt ďalších vetrových kalamít (Paula, Emma, Annette, Klaus, Xynthia – tabuľka
3).Uvedené skutočnosti s výrazným spolupôsobením globálnej ekonomickej krízy
rozhodujúcou mierou spôsobili výrazný pokles cien sortimentov surového dreva. Takýto
vývoj trval pribliţne do polovice roka 2010. Aj napriek tomu, ţe objem dodávok sortimentov
surového dreva na trh v druhej polovici roka 2010 bol pribliţne rovnaký ako v roku 2008,
alebo 2005, prudko stúpol dopyt najmä po ihličnatých sortimentoch piliarskej guľatiny, čo
malo za následok ich výrazný cenový nárast.
Obrázok 2 Porovnanie vývoja cien piliarskej guľatiny a cien ihličnatého reziva v Rakúsku (zdroj:
Landwirtschaftskammer ʼnsterreich)
Z uvedeného je zjavné, ţe v niektorých prípadoch môţu mať náhodné ťaţby pomerne
značný vplyv na cenový vývoj, čím môţu do značnej miery priamo ovplyvniť vývoj trţieb
a celkovú ekonomiku nielen jednotlivých lesníckych subjektov, ale často aj producentov
drevnej hmoty na celoštátnej resp. európskej úrovni. Vývoj cien ihličnatého reziva a výrobkov
z dreva do značnej miery ovplyvňuje stratégia drevospracovateľov, ktorí často účelovo
interpretujú a premietajú (často aj neopodstatnene) do cien svojich produktov vývoj cien
sortimentov surového dreva. Ako príklad odlišného prístupu uvádzame graf, ktorý hodnotí
vývoj cien guľatiny a reziva v Rakúsku za obdobie 10 rokov od roku 1995 po rok 2005
(obrázok 2).
16
4. VYBRANÉ PROBLÉMY A VÝCHODISKÁ PRE LESNÉ HOSPODÁRSTVO SR
V KONTEXTE VÝVOJA NÁHODNÝCH ŤAŢIEB
Vzhľadom na fakty uvedené v predchádzajúcich častiach nášho príspevku
formulujeme základné problémy lesného hospodárstva vo vzťahu k náhodným ťaţbám a na to
nadväzujúcim činnostiam.
K zásadným problémom v súčasnosti patrí najmä:
- Nesúlad legislatívy SR a organizácií štátnej správy, ktoré rozhodujú v procese ťaţby
a spracovania dreva.
V roku 1994, ale najmä v roku 2002, prijatím legislatívnych predpisov o ochrane
prírody a krajiny, sa prerušil kontinuálny mnohoročný, praxou overený prístup k
zabezpečovaniu úloh ochrany lesa na Slovensku. Toto je pravdepodobne hlavná príčina
súčasného nepriaznivého zdravotného stavu lesov, najmä hynutia smrečín v dôsledku
napadnutia podkôrnym a drevokazným hmyzom na Slovensku. Do „Programového
vyhlásenia vlády SR z roku 2006“ sa zakotvila úloha „Zosúladenie všeobecne záväzných
právnych predpisov ovplyvňujúcich trvalo udrţateľné hospodárenie v lesoch – zákona o
lesoch, zákona o poľovníctve a zákona o ochrane prírody a krajiny“. Toto opatrenie
vyplývajúce z Programového vyhlásenia vlády SR z roku 2006 sa nesplnilo. (KONÔPKA,
KONÔPKA, 2010).
Práve v súvislosti so spracovaním kalamity z roku 2004 sa naplno prejavili tieto
nedostatky a práve v ich dôsledku došlo k celému radu chýb, ktoré spôsobili deštrukciu
smrekových porastov podkôrnym hmyzom.
Je zrejmé, ţe počet a výmera chránených území v SR narastá a spolu s chránenými
vtáčími územiami je ich výmera 54,91 % plochy lesov. Táto výmera je výrazne nad úrovňou
lesnícky a najmä ekonomicky vyspelejších krajín. Prax navyše ukazuje, ţe slovenská
koncepcia stupňov ochrany nie je kompatibilná s európskou legislatívou. Legislatívne a ani
finančne nie je doriešené kompenzovanie obmedzení hospodárenia na týchto chránených
územiach, ktorých majiteľmi sú súkromní vlastníci, ešte horší je stav v tejto oblasti v lesoch,
ktorých majiteľom je štát (štát za ujmy a obmedzenia neplatí štátu).
Lesnícke subjekty bez rozdielu vlastníctva majú veľmi malý vplyv a moţnosti pri riešení
kľúčových problémov slovenského lesníctva.
Odborné a kvalitfikované rozhodnutia, ktorými disponuje manaţment lesníckych
subjektov sa často nahrádzajú politickými rozhodnutiami, resp. tlakom lobby z oblasti
chémie, spracovania dreva, resp. obchodu. Tieto javy sú najvypuklejšie v Lesoch SR, š.p.
Tento stav často ovplyvňujú aj postoje Štátnej ochrany prírody, v kombinácii s organizáciami
tretieho sektora, ale samozrejme aj súkromné záujmy, ktoré v náhodných ťaţbách vidia
moţnosť presadenia svojho biznisu (napr. chemická lobby). Práve v dôsledku uvedených
obmedzení nie je moţné vykonávať lesnícku činnosť správne a najmä preto naďalej stúpa
zásoba dreva napadnutého podkôrnym hmyzom na lokalite peň – porast, za čo budú lesnícke
subjekty v budúcnosti niesť zodpovednosť. Súčasne je potrebné opätovne zaviesť záväzné
ukazovatele v oblasti
Návrhy na riešenie problémov v oblasti legislatívy
Do budúcnosti bude potrebné prehodnotiť celkové postavenie legislatívy ochrany
prírody verzus legislatíva obhospodarovania lesov (najmä zákony 543/2002 Z.z. a 326/2005
Z.z.). Všeobecne je potrebné pristupovať ku kalamitám ako k mimoriadnym udalostiam, resp.
ţivelným pohromám. V dôsledku takejto výnimočnej udalosti je potrebný status „stavu
núdze“, ktorý je potrebné formulovať aj legislatívne s náleţitosťami, ktoré k nemu patria.
Ak chceme zabrániť úplnému rozpadu smrekových porastov bude nevyhnutné prehodnotenie
stupňov ochrany a prípustnosti opatrení v nich. Samozrejme dôleţité je aj nastavenie
17
mechanizmov kontroly a účinnosti vykonaných opatrení v takýchto extrémnych prípadoch
s podrobným hodnotením jednotlivých pracovísk.
Dôleţitá je kooperácia a dohoda jednotlivých zloţiek štátnej správy a lesníckych
subjektov v prípade takýchto mimoriadnych udalostí. Tomu však musí predchádzať súlad
legislatívy. Z uvedeného vyplýva potreba spoločného uplatňovania princípu jednoty a práva
k zodpovednosti.
Súčasne je potrebné opätovne zaviesť záväzné ukazovatele v oblasti výchovy lesných
porastov, ktoré tvoria základ pre ich stabilitu a kvalitu. V súčasnosti niektoré lesnícke
subjekty z dôvodu nedostatku finančných prostriedkov tieto činnosti nerealizujú.
Pri riešení týchto komplexných problémov je potrebné viac vyuţívať lesnícke subjekty
v oblasti vedy a výskumu. Na druhej strane práve by práve Technická univerzita a jej súčasti
mohli byť aktívnejšie pri riešení problémov – napr. nového zákona 543/2002 Z.z. v znení
neskorších predpisov.
- Výrobno-technické podmienky Slovenska, štruktúra technických prostriedkov
Pribliţne 40,4 % všetkých porastov Slovenska sa nachádza na svahoch so sklonom 40
% a viac (18° a viac), čo sú tzv. lanovkové terény. Z hľadiska zásob dreva je viac ako 50 %
všetkých zásob na svahoch so sklonom vyšším ako 40 %. Ťaţba v týchto výrobno-
technických podmienkach kladie vysoké poţiadavky na technológie, čo môţe ťaţbu dreva
v týchto terénoch posunúť nad hranicu rentabilnosti. V budúcnosti musíme počítať so zmenou
drevinového zloţenia, s dominanciou dreviny buk. Čoraz väčší bude objem v štruktúre
výchovných ťaţieb, a teda ťaţieb v dimenziách tenkého dreva. Bude potrebné zvládnuť
správnu realizáciu týchto ťaţieb technicky a technologicky na čo by mali nadväzovať aj
systémové zmeny v štruktúre spracovateľov.
Súčasný stav ukazuje priam na veľmi nízky podiel harvesterových technológií
v porovnaní podmienok Slovenska s okolitými krajinami (ČR, Rakúsko, Švajčiarsko).
Hlavnou príčinou, okrem rozdielnych výrobno-technických podmienok (ktorých vplyv sa
s rozvojom technológií postupne zniţuje), je hlavne spôsob realizácie hlavných lesníckych
činností a zadávanie prác v podmienkach lesníctva SR. Prevládajú skôr jednoročné kontrakty,
výberové konania atď., ktoré sú z pohľadu podmienok pre kúpu a prevádzkovanie týchto
technológií neprijateľné z hľadiska moţnosti čerpania úverových prostriedkov a pod. Súčasný
stav je taký, ţe ťaţbové spoločnosti, ktoré by kúpili harvesterový uzol na Slovensku sú skôr
výnimočné a v podstate len kalamita z r. 2004 spôsobila, ţe na jej spracovaní krátkodobo
pôsobilo 56 harvesterových uzlov, z ktorých väčšina sa po spracovaní kalamity zo Slovenska
odišla. Toto sa podpisuje na technickej zaostalosti v štruktúre prostriedkov (veková, druhová
a typová štruktúra je chudobná). V dôsledku toho sa v ťaţbovom procese pouţívajú stroje
a zariadenia, ktoré sú často odpísané, repasované. Prevádzkovanie takýchto strojov
nepriaznivo ovplyvňuje environment.
Z hľadiska výrobno-technických podmienok, sklonu svahu, drevinového zloţenia
atď., sa postupne zniţuje vplyv týchto faktorov. Potvrdzujú to poznatky z ČR alebo Rakúska
(vývoj nových typov harvesterových hlavíc pre spracovanie listnatých drevín, nových typov
podvozkov s vysokou svahovou dostupnosťou atď.). Vývoj týchto nových prostriedkov
podnietili práve rozsiahle vetrové kalamity z konca 90-tych rokov v Nemecku a Francúzsku.
Úspešné overenie takýchto technologických variantov sa uskutočnilo aj v podmienkach
Slovenska.
Pre obhospodarovanie lesov a ťaţbu dreva je nevyhnutné aj zodpovedajúce
sprístupnenie lesov lesnou cestnou sieťou. Za posledných 10 rokov nenastalo v tejto oblasti
takmer ţiadne zlepšenie. V roku 2002 bolo na Slovensku vybudovaných 40 276 km (hustota
20,16 m/ha) a v roku 2009 to bolo 40 392 km (hustota 20,1 m/ha). Lesnícke subjekty, ktoré
spolu vyuţívajú lesnú cestnú sieť nemajú dostatok prostriedkov na jej údrţbu, obnovu
18
a budovanie, pretoţe prostriedky z EÚ v tejto oblasti sú veľmi obmedzené a ich čerpanie na
tento účel je úradne aj evidenčne veľmi náročný proces. O 3 aţ 5 rokov bude lesná cestná sieť
v takom stave, ţe nebude prakticky moţné realizovať dopravu dreva, čo vyvolá potrebu
obrovských investícií, ktoré lesnícke subjekty nebudú mať. Mimoriadne kritická situácia
v tejto oblasti je u väčšiny neštátnych lesníckych subjektov na Slovensku.
Návrhy na riešenie problémov v oblasti moderných technológií
Lesnícke subjekty by mali pristupovať k realizácii lesníckych činností. Je potrebné
prehodnotiť a upraviť podmienky – napr. zmluvy na 5 a 10 ročné obdobie, tak, aby vznikla
moţnosť rentability a relatívnej istoty pre firmy, ktoré sa rozhodnú čerpať úver alebo leasing
na nové technologické uzly. Z tohto pohľadu je potrebné prehodnotiť zmenu legislatívy
z pohľadu vyznačovania ťaţby a evidencie dreva (Vyhláška č. 232/2006) pre harvesterové
uzly. Dôleţité bude zvládnutie zmien v štruktúre ťaţieb na technickej a technologickej úrovni.
Existuje reálna moţnosť nasadenia úplne nových technológií a princípov, napr. deltastatov,
rekuperačných lanových zariadení atď. Bude potrebné nájsť prístupy a finančné riešenia
údrţby, opravy a budovania lesnej cestnej siete.
Zmenu drevinového zloţenia a štruktúru sortimentov bude musieť akceptovať aj
spracovateľský priemysel.
Pestrosti výrobno-technických podmienok musí zodpovedať aj adekvátna štruktúra
techniky a technológie.
Všeobecne sa zhodneme na skutočnosti, ţe univerzálny a optimálny variant techniky
a technológie neexistuje. Napriek tomu v podmienkach Slovenska prevláda kmeňová metóda
ťaţby dreva na báze LKT.
- Dodávky dreva pre drevospracovateľský priemysel a globálna ekonomická kríza
V nedávnej minulosti, čiastočne podmienenej aj kalamitou z roka 2004, výrazne
narástol počet spracovateľských kapacít (najmä na ihličnaté sortimenty surového dreva) bez
akéhokoľvek prieskumu trhu a reálneho odhadu krytia objemov dodávok. Po rokoch
rozsiahlych náhodných ťaţieb sa slovenské lesnícke subjekty dostávajú do situácie, kedy
výrazne obmedzujú plánované ťaţby, a tým výrazne zniţujú objem drevnej suroviny na trh.
Uţ súčasné dodávky nedokáţu uspokojiť dopyt domácich spracovateľov, najmä pri
ihličnatom dreve. Do budúcna sa tento nedostatok ešte viac zvýrazní.
Štruktúra spracovateľského priemyslu je nevyhovujúca, pričom chýbajú spracovatelia
kvalitnejších sortimentov najmä dreviny buk, čo sa prejavuje v prevahe ponuky nad dopytom.
Jednotlivé spracovateľské a obchodné subjekty to v dôsledku tohto stavu vyuţívajú a vyvíjajú
tlak na ceny a kvalitu sortimentov buka. Pre ilustráciu uvádzame vývoj cien bukovej piliarskej
guľatiny v Rakúsku, ČR a SR (obrázok 3).
19
Obrázok 3 Vývoj cien piliarskej guľatiny dreviny buk
vo vybraných Spolkových krajinách Rakúska, ČR a SR v €.m-3
Štruktúru spracovateľov dreva a úroveň cien sortimentov surového dreva dlhodobo
a výrazne ovplyvňuje aj realizácia obchodnej politiky zo strany majoritného subjektu Lesy
SR, š.p.
Do tejto situácie pravdepodobne zasiahne ďalšia vlna globálnej recesie, ktorá bude
mať vplyv nielen na štruktúru drevospracujúceho priemyslu. Zásadný vplyv bude mať aj na
vývoj cien sortimentov surového dreva.
Návrhy na riešenie problémov v oblasti spracovania dreva
Bude potrebná zásadná zmena štruktúry spracovateľov dreva, čo vyvolá redukciu
spracovateľských kapacít, čo následne ovplyvní zamestnanosť. Návrhy na riešenia formou
obmedzovania voľného obchodu a hospodárskej súťaţe v obchodnom priestore Európskej
únie nemajú miesto, a treba hľadať riešenie práve v diverzifikácii a orientácii na sortimenty,
ktoré v súčasnosti na Slovensku nemajú významné spracovateľské kapacity (napr. buková
piliarska guľatina). Z tohto pohľadu by bolo zaujímavé v podmienkach Slovenska vybudovať
kombinát na spracovanie buka za podmienok zrovnateľných pre výstavbu automobiliek PSA,
resp. KIA.
Ministerstvo pôdohospodárstva a rozvoja vidieka by malo zmeniť prístup a zamyslieť
sa nad moţnosťami podpory menších špecializovaných spracovateľov dreva, a tým
podporovať ich činnosť v regiónoch Slovenska. Mimoriadne dôleţitý je aj fakt výšky štátnej
podpory na lesnícku činnosť. V roku 1990 predstavovala 1 007 tis. € a v roku 2009 to bolo uţ
len 577 tis. €. Z tohto titulu sú často zanedbávané základné lesnícke činnosti a úlohy
vyplývajúce zo zákona.
Nové prístupy Vlády SR, ale aj lesníckych subjektov budú potrebné aj v oblasti
spracovania menej kvalitných sortimentov surového dreva, pretoţe dnes si navzájom
konkurujú vlákninové a energetické drevo. Z palivového dreva a ťaţbového odpadu prevaţuje
preferovanie výroby biomasy na energetické účely čo nie je vyváţený a správny prístup.
V budúcnosti bude zaujímavá orientácia na nové účely vyuţitia týchto sortimentov, napr.
biopalivo, bioetanol a podobne, ktorých význam bude s úbytkom fosílnych palív narastať.
20
5. ZÁVER
V najbliţších rokoch moţno predpokladať vzostup objemu náhodných ťaţieb.
K tomuto konštatovaniu prispievajú jednak globálne klimatické zmeny, v dôsledku ktorých
moţno odôvodnene predpokladať, ţe intenzita a frekvencia veterných smrští môţe ďalej
narastať a ušetrené tak nebudú ani porasty, ktoré boli doposiaľ povaţované za stabilné.
Postupne bude treba ozrejmovať vo verejnej mienke aj iné funkcie lesa, ktoré je potrebné
oceniť a nájsť reálne zdroje na platby za verejnoprospešné funkcie lesov. Lesné hospodárstvo
na Slovensku je dlhodobo finančne poddimenzované, čo sa prejavuje a v budúcnosti ešte
výraznejšie ovplyvní aj zdravotný stav lesov. Pokiaľ nie sú zabezpečené základné úlohy
ochrany, pestovania a hospodárskej úpravy lesa, tak je náchylnosť lesných porastov
podľahnúť škodlivým činiteľom ešte výraznejšia. Rozsiahle poškodenia lesných porastov
môţu mať veľmi negatívne dôsledky hľadiska environmentu, vodnej bilancie, ale aj mnohých
ďalších funkcií lesa, ktoré môţu mať za následok aj ohrozenie ţivota a majetkov občanov.
Z doposiaľ uvedených skutočností je zrejmé, ţe nás čaká obdobie, v ktorom budú náhodné
ťaţby na Slovensku postupne gradovať. Na všetky uvedené problémy je potrebné pripraviť sa.
Parciálne, neúplné a nekoncepčné riešenia však danému stavu nepomôţu, skôr uškodia (tak
ako sa uţ viackrát potvrdilo aj v minulosti). Je potrebné pripraviť dlhodobú koncepciu najmä
úprave existujúcej legislatívy, financovania lesníckych činností, zabezpečovania
mimoprodukčných funkcií lesa a trhovej politiky, pre postupné zniţovanie dodávok dreva na
trh. Lesnícke a spracovateľské subjekty by mali vypracovať dlhodobé stratégie rozvoja
a plánovania činností vo väzbe na predpokladaný objem dodávok dreva na trh, ktorý by sa
mal postupne zniţovať. Mal by sa vypracovať návrh postupnej redukcie spracovateľských
kapacít a pripraviť sa na ďalší vzostup cien sortimentov surového dreva. Lesnícke subjekty by
mali vypracovať koncepciu a postup zvládnutia náhodnej ťaţby zapríčinenej podkôrnym
hmyzom. V neposlednom rade správne, včas a dôsledne vykonávať opatrenia ochrany,
pestovania, hospodárskej úpravy lesa a lesnej ťaţby vo väzbe na odolnostný a zdravotný
potenciál lesov SR.
Cieľom príspevku bolo prezentovať nové prístupy progresívneho spracovania
náhodných ťaţieb, ale aj nové prístupy z pohľadu informačných technológií a realizácie
prístupov precízneho lesníctva. Hlásime sa k zodpovednosti za stav slovenského lesníctva, ale
túto zodpovednosť vnímame ako jednotu práva a zodpovednosti. Poţadujeme teda aj právo
spolurozhodovať a formovať vývoj slovenského lesníctva.
POĎAKOVANIE: Príspevok vznikol na základe výsledkov výskumu riešeného v projektoch VEGA 1/0764/10
Výskum princípov a metód precízneho lesníctva. APVV LPP-0420-09 Analýza bezpečnostných, zdravotných a
hygienických rizík pri spracovaní lesnej biomasy na energetické vyuţitie. COST Action FP 0902 “Development
and harmonization of new operational research and assessment procedures for sustainable forest biomass
supply.
LITERATÚRA BREZINOVÁ, M. 2007, 2008, 2009. Vývoj priemerných cien sortimentov a dodávok surového
dreva za štvrťroky 2007, 2008, 2009 In: Informačný list Národného lesníckeho centra,
Zvolen 9 s.
HOLZKURIER, ročník 2006, 2007, 2008, 2009
KONÔPKA, J., KONÔPKA, B. 2010. Legislatívne a spoločenské pomery vplývajúce na
zvládnutie kalamitnej situácie z novembra 2004, In: Výskum smrečín destabilizovaných
21
škodlivými činiteľmi, Vedecký recenzovaný zborník, Národné lesnícke centrum vo
Zvolene, ISBN 978-80-8093-124-7, s. 11- 20
KUNCA, A., a kol. 2010. Výskyt škodlivých činiteľov v lesoch Slovenska za rok 2009 a ich
prognóza na rok 2010. Národné lesnícke centrum, Lesnícky výskumný ústav Banská
Štiavnica, 160 s.
MARUŠÁK, R. 2002. Hospodárska úprava lesov – Návody na cvičenia. Zvolen : Technická
univerzita vo Zvolene, 2002. 171 s.
SUCHOMEL, J., GEJDOŠ, M. 2007. Vývoj trhu a cien dreva v stredoeurópskom priestore. In:
Financovanie 2007 Lesy- Drevo, Zvolen, 2007, ISBN 978-80-228-1795-0
SUCHOMEL, J., GEJDOŠ, M. 2010. Analýza vplyvu náhodných ťaţieb na finančné zdroje
lesníckych subjektov. Zborník MVK: Financovanie 2010 Lesy – drevo, Technická
univerzita vo Zvolene, 25. 11. 2010. ISBN 978-80-228-2176-6
ŠTOLLMANN, V., BELANOVÁ, K., 2007. Niekonwencjonalne systemy linowe. In: Uzytkowanie
maszyn rolniczych i lesnych, Krakow, ISSN 1733-5183: 185-192
ŠTOLLMANN, V., BELANOVÁ, K., 2007. Calamity processing by forest cableway. In: Logging
and wood processing in central Europe, Kostelec nad Černými lesy, 20-21.6.2007,
ISBN 978-80-213-1652-2:101-104
ZELENÁ SPRÁVA, roč. 2001 – 2010, kolektív autorov, Národné lesnícke centrum, Zvolen.
www.cnb.cz
www.nbs.sk
www.czso.cz
Adresa autorov:
doc. Ing. Jozef Suchomel, CSc., Ing.Miloš Gejdoš, PhD.
Technická univerzita vo Zvolene, Lesnícka fakulta, Katedra lesnej ťaţby a mechanizácie
T. G. Masaryka 24, Zvolen 960 53
gejdos@vsld.tuzvo.sk, suchomel@vsld.tuzvo.sk
22
ZMENY ENVIRONMENTÁLNYCH PODMIENOK LESNÝCH
EKOSYSTÉMOV V KONTEXTE NÁHODNÝCH ŤAŢIEB NA
SLOVENSKU
CHANGES OF ENVIRONMENTAL CONDITIONS OF SLOVAK
FORESTS CONNECTED WITH INCIDENTAL FELLING
JAROSLAV ŠKVARENINA
Abstract: Natural forest conditions SR from the late 20th century is characterized by the global environmental
change. By many specialists, the increasing number and degree of the natural hazards and disasters as
temperature extremes, risk of frost, drought, forest fires, heavy precipitation, hail, floods, landslides and block
falls, avalanches, winter storms, air pollution, wind throw, outbreak of the bark beetle (Ips typographus) is
unmistakable indication of the human stored up global climate change.
Key words: climate change, emissions, air pollution, natural hazards, wind, drought, heavy precipitation,
outbreak of the bark beetle, Unregulated felling
Prírodné podmienky lesov SR od konca 20. storočia sa vyznačujú z globálnymi
zmenami prostredia. Na pozadí vysokej a nadlimitnej imisnej záťaţe koncom 80-tych rokov
minulého storočia sme sa stali svedkami nastupujúcej globálnej zmeny klímy. Rastúce
prírodné riziká a katastrofy, ako napríklad: teplotné extrémy, riziko skorých a neskorých
mrazov, sucho, lesné poţiare, prívalové lejaky, krupobitie - ľadovec, povodne, zosuvy pôdy a
jej erózia, lavíny, zimné búrky, ale aj imisné, veterné kalamity a kalamity podkôrneho hmyzu,
sú podľa mnohých vedcov neklamnými znakmi človekom podmienenej globálnej zmeny
klímy. Za obdobie 1881-2008 sa na Slovensku pozoroval rast priemernej ročnej teploty
vzduchu asi o 1,6°C a pokles ročných úhrnov atmosferických zráţok asi o 3,4 % v priemere
(na juhu SR bol pokles aj viac ako 10%, na severe a severovýchode ojedinele je rast do 3%).
Zaznamenaný bol aj výrazný pokles relatívnej vlhkosti vzduchu (na juhu SR od roku 1900
okolo 5 %, inde v SR menej) a pokles snehovej pokrývky do výšky 1000 m takmer na celom
území (vo väčšej nadmorskej výške rast). Aj charakteristiky potenciálneho a aktuálneho
výparu, vlhkosti pôdy, globálneho ţiarenia a radiačnej bilancie potvrdzujú, ţe najmä juh
Slovenska sa postupne vysušuje (rastie potenciálna evapotranspirácia a klesá vlhkosť pôdy),
no v charakteristikách slnečného ţiarenia nenastali podstatné zmeny (okrem prechodného
zníţenia v období rokov 1965-1985). Zvýšenie teploty vzduchu v čase výskytu cyklonálneho
počasia vyvolá významné zvýšenie tlaku vodnej pary (aj mnoţstva vodnej pary pripravenej na
kondenzáciu v atmosfére), čo zapríčiní dramatický rast mimoriadne vysokých úhrnov zráţok
počas silných búrok v teplom polroku a aj niekoľkodenných cyklonálnych situácií celoročne.
Dá sa predpokladať, ţe prípady mimoriadne vysokých úhrnov zráţok (opakujúcich sa
zriedkavejšie ako raz za 50 rokov) budú o 25 aţ 50% vyššie ako v predchádzajúcich
desaťročiach. Pravdepodobne najvyššie denné úhrny prekročia 150 mm takmer kaţdý rok a
raz za 50 rokov aj 400 mm v niektorej lokalite na Slovensku. Tento predpoklad vyplýva
priamo z fyzikálnej teórie atmosférických zráţok (Škvarenina, Szolgay, Šiška, Lapin 2010). Z
ďalších extrémov budú zaujímavé predovšetkým vlny letných horúčav. Vlny horúčav budú
spojené aj s vysokou frekvenciou výskytu sucha a následných lesných poţiarov. Potreba
závlah sa v intenzívnej lesníckej škôlkarskej činnosti stane pravdepodobne nevyhnutnosťou.
Dramatická zmena zimných podmienok umoţní preţitie celého radu teplomilných
organizmov, vrátane škodcov. Napriek tomu významne vzrastie riziko poškodenia stromov a
vegetácie neskorými jarnými mrazmi, pretoţe sa posunie začiatok vegetačného obdobia do
polovice februára, keď astronomické podmienky dovoľujú výrazný krátkodobý pokles teploty
23
vzduchu (na niekoľko hodín nadránom) pri občasných vpádoch studeného vzduchu. Moţné
zmeny odtokových pomerov, spôsobené zmenenými klimatickými podmienkami, vyvolajú
celospoločenský tlak na posilnenie hydrických a vodohospodárskych funkcii lesov SR v
oblastiach hospodárenia s vodnými zdrojmi.
POĎAKOVANIE: Časť prezentovaných výsledkov bolo získaných z výsledkov projektov: APVV 0423-10 Analýza
prírodných rizík vývoja krajinných ekosystémov v podmienkach klimatickej zmeny Slovenska a projektov VEGA
MŠ SR No. 1/0642/10 a 1/0281/11
Adresa autora:
prof. Ing. Jaroslav Škvarenina, CSc.,
Katedra prírodného prostredia, Lesnícka fakulta, Technická univerzita vo Zvolene,
Masarykova 24, 960 53 Zvolen, Slovenská republika,
e-mail: jarosk@vsld.tuzvo.sk
24
VÝVOJ NÁHODNÝCH ŤAŢIEB ZA OBDOBIE ROKOV 2006 – 2011
V PODMIENKACH VLM SR – Š.P., PLIEŠOVCE – VYŢIADANÁ
PREDNÁŠKA
DEVELOPMENT OF INCIDENTAL FELLINGS DURING 2006 - 2011
YEARS IN VLM SR STATE ENTERPRISE PLIEŠOVCE
JÁN JURICA
Abstract: Predloţený príspevok sa zaoberá rozborom vývoja náhodných ťaţieb v podmienkach VLM SR š.p.,
ako i opisom postupu realizácie obranných opatrení pri spracovávaní napadnutých porastov. Výkonu opatrení na
LHC Sklené predchádzal monitoring zdravotného stavu. Vzhľadom na masívny priebeh poškodzovania porastov
bol v októbri 2008 vykonaný aj letecký monitoring zdravotného stavu porastov, ktorého výstupom boli RGB
a CIR snímky. Prednostne boli spracovávané náhodné ťaţby s aplikáciou chemickej asanácie vyťaţeného deva,
v roku 2009 i letecká aplikácia prípravku Vaztak 10EC. Výrazne bola skrátená doba uloţenia vyťaţeného
napadnutého dreva na odvozných miestach spolu so zabezpečením jeho prednostnej expedície. Pri spracovávaní
boli vyuţité viacoperačné harvestorové technológie pri súčinnosti operovania vývozných súprav. Je moţné
konštatovať ţe bolo dosiahnuté výrazné zníţenie šírenia podkôrnikovej kalamity, za predpokladu, ţe porasty
nebudú opäť atakované abiotickými škodlivými činiteľmi.
Key words: unregulated felling, abiotic factor, logging costs, defensive measures, bark beetle
Ihličnaté porasty s dominantným zastúpením smreka sú v prostredí štátneho podniku
Vojenské lesy a majetky SR situované len v rámci dvoch organizačných jednotiek. Jednou
z nich je prostredie Odštepného závodu Keţmarok rozprestierajúce sa v Levočskom pohorí –
dnes uţ zrušený Vojenský obvod Javorina. Druhou organizačnou jednotkou je Správa lesov
Pliešovce, Lesný hospodársky celok (LHC) Sklené, nachádzajúci sa v okrese Turčianske
Teplice v Kremnických vrchoch. Vplyvom pôsobenia abiotických a nadväzne na to
biotických škodcov došlo k masívnemu rozpadu týchto smrekových porastov a teda
k úplnému narušeniu plnenia nielen produkčnej funkcie lesov, ale aj ostatných
mimoprodukčných funkcií.
1. VÝVOJ NÁHODNÝCH ŤAŢIEB ZA OBDOBIE ROKOV 2006 – 2011
V PODMIENKACH VLM SR – Š.P., PLIEŠOVCE, LHC SKLENÉ
Lesné pozemky obhospodarované, štátnym podnikom Vojenské lesy a majetky SR,
v LHC Sklené zastávajú výmeru 2 283 ha, z čoho 437 ha pokrýva výmera tzv. satelitných
objektov, teda lesných pozemkov vzdialených od LHC Sklené. Dominantnou drevinou týchto
ihličnatých porastov je smrek so zastúpením 60%.
Nadpriemerné snehové zráţky a pôsobenie silného vetra v roku 2006 na LHC Sklené,
mali za následok vznik rozsiahlych snehových a veterných polomov (Obr. 1). V zimných
mesiacoch roku 2006 bolo snehom poškodených takmer 2 700 m3 drevnej hmoty a vetrom
viac ako 3 900 m3 drevnej hmoty. V roku 2007, ako dôsledok silného vetra, vznikli na tomto
LHC rozsiahle plochy s vetrovými polomami a vývratmi, ktoré obsiahli viac neţ 9 000 m3
dreva. V takto abiotickými činiteľmi poškodených porastoch pri súčasnom vplyve
priaznivých poveternostných podmienok došlo k mimoriadnemu rozšíreniu sekundárnych
biotických škodcov, najmä však lykoţrúta smrekového.
25
Obr. č. 1: Percentuálny podiel náhodných ťaţieb podľa vplyvu škodlivých činiteľov
Mimoriadne teplé obdobia rokov 2007 a 2008 umoţnili podkôrnemu hmyzu vytvoriť
v období rojenia viacero generácií neţ je obvyklé. V roku 2008 bolo evidovaných aţ 52 801
m3 vyťaţenej drevnej hmoty napadnutej a poškodenej podkôrnym hmyzom. Rýchly progres
jeho početnosti v priaznivom prostredí spôsobil značné rozšírenie potravinovej základne,
najmä na smrekové porasty vo veku nad 50 rokov (Obr. 2). V roku 2009 promptnou
realizáciou ťaţby napadnutých jedincov a asanácie vyťaţenej drevnej hmoty v súčinnosti
s ďalšími obrannými opatreniami je zaznamenaný pokles početnosti lykoţrúta a teda aj pokles
náhodných ťaţieb o viac ako o polovicu v porovnaní s rokom 2008. V roku 2010 bol
zaznamenaný rovnaký trend, kedy podiel náhodnej ťaţby v dôsledku poškodenia podkôrnym
hmyzom zastáva pribliţne tretinové mnoţstvo roku 2009. Avšak v nasledujúcom roku 2011
dochádza k opätovnému nárastu podkôrnym hmyzom poškodenej drevnej hmoty na viac ako
9 000 m3, čo je bezprostredným dôsledkom vzniku ďalších vetrových polomov a vývratov
v roku 2010 (pribliţne 4 900 m3).
Obr. č. 2: Vývoj náhodných ťaţieb v rámci LHC Sklené v porastoch nad 50 rokov veku
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
2006 2007 2008 2009 2010 2011
Podkôrny hmyz Vietor Sneh Vojenská prevádzka
0
10
20
30
40
50
60
2006 2007 2008 2009 2010 2011
tis.
m3
ťažba úmyselná
ťažba náhodná
26
2. MANAŢMENT POSTUPU PRI SPRACOVÁVANÍ PORASTOV POŠKODENÝCH
BIOTICKÝMI A ABIOTICKÝMI ŠKODLIVÝMI ČINITEĽMI
Vplyv abiotických a následne sekundárnych biotických škodlivých činiteľov vo
zvýšenej miere má za následok vznik kalamít. Negatívny vplyv týchto škodlivých činiteľov
zintenzívnený pôsobením vhodných poveternostných podmienok prostredia v krátkom
časovom intervale, v rozpätí niekoľkých mesiacov aţ jedného roka, je moţné eliminovať
prostredníctvom zmeny reţimu hospodárenia v takto postihnutých a poškodených porastoch.
Výkonu opatrení na LHC Sklené predchádzal monitoring zdravotného stavu resp.,
poškodenia smrekových porastov. Monitoring na jar roku 2008 bol realizovaný v dvoch
líniách. Jednou z nich bolo zisťovanie stavu početnosti podkôrneho hmyzu prostredníctvom
feromónových lapačov a odparníkov rôzneho druhu. Rovnako bolo vykonávané
monitorovanie zdravotného stavu porastov pochôdzkami v teréne, so zameraním na
lokalizáciu ohnísk a rozšírenia podkôrneho hmyzu (aktívne chrobačiare) s určením intenzity
poškodenia porastov. Monitoring stavu kalamity spôsobenej podkôrnym hmyzom na LHC
Sklené, ktorý je tvorený dvoma územne oddelenými časťami – Lesnými obvodmi (LO), bol
vykonaný v spolupráci s LOS Banská Štiavnica. LO Rovná Hora zaberá asi 28% výmery
celého LHC. Plocha poškodených porastov vo veku nad 50 rokov činila 27% výmery
všetkých smrekových porastov nad 50 rokov veku s poškodením v rozsahu 5 – 10% celkovej
výmery. V druhej časti tvorenej LO Langrund a LO Rovná Dolina činila plocha porastov nad
50 rokov veku, poškodená podkôrnym hmyzom, 25% celkovej výmery s poškodením
v rozmedzí 20 – 45%, so zaznamenaním menších areálov s poškodením veľmi silnej
intenzity. Vzhľadom na rýchly a masívny priebeh poškodzovania porastov bol v októbri 2008
vykonaný aj letecký monitoring zdravotného stavu porastov, ktorého výstupom boli RGB
snímky a CIR snímky.
Vzhľadom k zistenému stavu bolo nevyhnutným opatrením prednostné vykonávanie
náhodných ťaţieb s výkonom chemickej asanácie vyťaţeného deva, najmä u aktívnych
chrobačiarov, ručným postrekom prípravkom Vaztak 10EC s pridaním farbiva Scolycid.
V roku 2007 bolo takto vyťaţených pribliţne 24 000 m3 drevnej hmoty, kedy priame náklady
na ťaţbu dreva predstavovali 221 499 €, t.j. pribliţne 10 € na technickú jednotku m3
vyťaţeného dreva. V nasledujúcom roku, kedy bola zaznamenaná kulminácia stavu početnosti
podkôrneho hmyzu, bolo z napadnutých porastov vyťaţených takmer 59 000 m3 drevnej
hmoty, čo malo bezprostredný vplyv na nárast priamych nákladov na ťaţbu dreva o takmer
štvornásobok objemu priamych nákladov v porovnaní s rokom 2007. Taktieţ priamy náklad
na technickú jednotku m3 vyťaţeného dreva stúpol o 8 €. V nasledujúcich rokoch je
v závislosti od mnoţstva vyťaţenej drevnej hmoty evidovaná klesajúca tendencia priamych
nákladov na ťaţbu dreva v roku 2009 pribliţne o tretinu v porovnaní s rokom 2008, ako aj
klesajúca tendencia v priamych nákladoch na ťaţbu dreva na technickú jednotku m3
vyťaţeného dreva. V roku 2009 klesol priamy náklad na technickú jednotku dreva o 5 €
v porovnaní s rokom 2008, avšak v rokoch 2010 a 2011 je tendencia kolísania priamych
nákladov na ťaţbu podstatne vyrovnanejšia (Obr. 3).
Ďalším z prijatých a vykonávaných opatrení bola výrazne skrátená doba uloţenia
vyťaţeného dreva na odvozných miestach a zabezpečenie prednostnej expedície dreva
pochádzajúceho z porastov napadnutých podkôrnym hmyzom. Progres v početnosti
a rozšírení podkôrneho hmyzu mal za následok napadnutie značnej plochy smrekových
porastov, v ktorých bolo pre zabezpečenie obranných opatrení nutné pristúpiť k rozsiahlej
údrţbe, oprave a budovaniu lesných ciest a zváţnic. Najvyššie náklady pre údrţbu
a budovanie lesnej cestnej siete boli vynaloţené v roku 2008, čo činilo takmer 255 000 €, čím
bolo zabezpečené najrozsiahlejšie sprístupnenie napadnutých porastov. V rokoch 2009 a 2010
bolo pre dosiahnutie úplného sprístupnenia vynaloţených pribliţne 35 000 €, v roku 2011 uţ
27
len tretina spomínaných nákladov. Hodnota priamych nákladov na odvoz dreva kulminovala
v roku 2007, čo činilo takmer 11 300 €, no v nasledujúcich rokoch je zaznamenaná klesajúca
tendencia. V roku 2011 predstavujú priame náklady na odvoz dreva 1 100 €.
Celkové priame náklady na ťaţbu dreva predstavovali v roku 2007 viac ako 256 000 €,
v roku 2008 viac ako 1 067 000 €, v roku 2009 pribliţne 350 000 €, roku 2010 takmer
213 000 € a v roku 2011 viac ako 160 000 €.
Zvýšené priame náklady na ťaţbu boli dôsledkom nie len vysokého objemu
spracovaných náhodných ťaţieb, ale aj dôsledkom vyuţitých nových technológií, kedy
tradičné technológie v spracovávaní ťaţieb nedosahovali poţadovaný efekt (LKT, UKT).
V podmienkach takto poškodených porastov s tendenciou rýchlo narastajúceho poškodenia
bolo nutné vyuţiť účinnejšie viacoperačné harvestorové technológie pri súčinnosti operovania
dvoch vývozných súprav, čo priamo ovplyvnilo výšku nákladov na ťaţbu.
Obr. č. 3: Štruktúra priamych nákladov na ťaţbu dreva
V priebehu trvania kalamitného stavu prebiehal neustály monitoring stavu početnosti
podkôrneho hmyzu prostredníctvom kontrol feromónových lapačov v intervale 3 dní
a pochôdzok porastov. V roku 2009 bol vzhľadom na rozsah napadnutia porastov ďalším
prijatým opatrením letecký postrek s aplikovaným prípravkom Vaztak 10 EC, stojacich
smrekových porastov s náznakmi napadnutia podkôrnikom, na výmere pribliţne 100 ha. Pre
dosiahnutie poţadovanej účinnosti bol letecký postrek vykonávaný v súčinnosti s ďalšími
obrannými opatreniami a to, drvením konárov a haluziny po vykonanej náhodnej ťaţbe
frézou, uhadzovanie a spaľovanie haluziny a taktieţ pozemná aplikácia biopreparátu Bo Veril
na báze Beauveria bassiana.
-
200
400
600
800
1 000
1 200
2007 2008 2009 2010 2011
tis.
€
Odvoz dreva
Údržby lesných ceiest azvážnic
Ťažba dreva
28
Obr. č. 4: Štruktúra priamych nákladov na pestovnú činnosť
Výkon týchto obranných opatrení mal za následok navýšenie priamych nákladov na
pestovnú činnosť najmä v roku 2009, kedy spomínané náklady predstavovali viac ako
193 000 € (Obr. 4). Najvýraznejšiu poloţku z priamych nákladov na pestovnú činnosť
predstavujú vo všetkých porovnávaných rokoch náklady na zabezpečenie umelej obnovy lesa.
Od roku 2007 vykazujú náklady na zalesňovanie stúpajúcu tendenciu, čo je od roku 2008
ovplyvnené vznikom holín po výkone náhodných ťaţieb. Kým v roku 2007 bolo na umelú
obnovu vynaloţených pribliţne 37 000 €, v roku 2008 tieto náklady vzrástli o 2 500 €.
Markantný nárast nákladov, aţ o viac ako 30 500 € na zalesňovanie je evidovaný v roku 2009
a v nasledujúcom roku 2010 priame náklady vzrástli o ďalších 5 000€. V súčasnosti je
evidovaný pokles priamych nákladov na pestovnú činnosť o takmer 17 500 € (Tab. 1).
Tab. 1: Prehľad priamych nákladov a trţieb v sledovanom období
(€) 2007 2008 2009 2010 2011
Náklady na pestovnú činnosť 81346 123242 193289 179482 138211
Náklady na ťaţbovú činnosť 256293 1067137 354921 212094 161622
Náklady celkom 337639 1190379 548210 391576 299833
Trţby 901136 2246956 854515 595400 730246
Z údajov uvedených v tabuľke 1 je moţné pozorovať, ţe najvyššie trţby boli dosiahnuté
v roku 2008 – takmer 2 247 tis. €, čo je priamo úmerné objemu vyťaţenej drevnej hmoty
z náhodných ťaţieb. Zároveň je však moţné konštatovať, ţe aj objem celkových priamych
nákladov je v porovnávanom období najvyšší, čo je spôsobené vysokými priamymi nákladmi
na ťaţbovú činnosť, keďţe zvýšené priame náklady na pestovnú činnosť sa prejavia aţ
v neskoršom období, a to v roku 2009 – vznik holín po realizácii náhodných ťaţieb.
3. ZHRNUTIE
Ročná priemerná bilancovaná ťaţba dreva na začiatku decénia 2005 – 2014 pre LHC
Sklené činila 20 288 m3. V rokoch 2010 a 2011 bola dosiahnutá istá vyrovnanosť
v objeme ťaţby, kedy je vyťaţených pribliţne 14 000 m3 drevnej hmoty. Preto je moţné
konštatovať, ţe realizáciou náhodných ťaţieb v súčinnosti so všetkými obrannými
opatreniami bol dosiahnutý poţadovaný efekt na zabránenie šírenia podkôrnikom spôsobenej
0,00
25,00
50,00
75,00
100,00
125,00
150,00
175,00
200,00
2007 2008 2009 2010 2011
tis.
€
Ostatné pestovné práce
Ochrana lesa
Prerezávky
Ochrana mladých lesnýchporastov
Odstraňovanie haluziny
Obnova lesa umelá
29
kalamity resp., výrazné zníţenie jej šírenia, za predpokladu, ţe porasty nebudú opäť
atakované abiotickými škodlivými činiteľmi. Avšak spomínanú priemernú ročnú bilancovanú
ťaţbu dreva, pri tak masívnom rozvrátení porastov vplyvom abiotických a biotických
škodlivých činiteľov, nezvratne nemoţno dosiahnuť. Spôsobený stav si vyţiadal predčasnú
obnovu Plánu starostlivosti o les s platnosťou od 1. januára 2012.
LITERATÚRA Jurica, J. (2011). Ochrana lesov a realizácia obranných opatrení vo VLM SR š.p. Aktuálne
problémy v ochrane lesa 2011, Zborník referátov z medzinárodnej konferncie (s. 11). Nový
Smokovec: Národné lesnícke centrum.
Adresa autora
Ing. Ján Jurica, Lesnícka č. 23 962 63 Pliešovce,
e-mail: jurica@vlm.sk
30
PROGRESÍVNE METÓDY SPRACOVANIA KALAMITY
A INTEGROVANEJ OCHRANY LESA V PODMIENKACH LESY SR,
š.p. OZ NÁMESTOVO
PROGRESIVE METHODS FOR PROCESSING OF INCIDENTAL
FELLINGS AND INTEGRATED PROTECTION OF FORESTS IN
CONDITIONS OF LESY SR STATE ENTERPRISE, OZ NÁMESTOVO
JOZEF HERUD, JOZEF BRUNČÁK, FRANTIŠEK POLETA
Abstract
The paper is aimed to problems connected with using of progressive methods for performing of incidental felling
and for integrated forest protection. The area of aim for this study was Námestovo Forest District. Processing of
timber from incidental felling has started in December 2004. The biggest part of total timber volume has been
processed until June 2005 (65 %). It was mainly due to using the harvester and forwarder technology, which
processed 11,5 % from total volume of felled timber. Incidental felling which occurred in 2004 – 2007 years,
were caused by abiotic factors and they caused gradation of insect pests. The insect pests caused next incidental
felling consequently in years 2007 – 2009. The most important thing for realization of integrated forest
protection was harmonization of timber processing with steps aimed to decreasing rate of the bark
beetles. Timely processing of wood with smooth removal of wood debris is the most important way of fight
with the bark beetle
METÓDY A TECHNOLÓGIE SPRACOVANIA KALAMITY Z 19.11.2004
Lesy na Orave od 80-tich rokov nie sú v najlepšej kondícií. Zhoršovanie zdravotného
stavu bolo zapríčinené vplyvom imisií, rozšírením huby Armillaria ostoye a v neposlednom
rade globálnym otepľovaním, najmä prudkými výkyvmi počasia. Preto vetrová kalamita
z 19.11.2004, ktorá neobišla ani lesy Oravy, bola o to nebezpečnejšia. Na rýchlosti jej
spracovania a zabezpečenia hygieny porastov závisel zdravotný stav ostatných porastov.
Špecifickosť tejto kalamity bola v tom, ţe postihla po spracovaní kalamity všetky
porasty nad 50 rokov, aj keď rôznou intenzitou a zasiahla aj porasty na hornej hranici lesa. Aj
s odstupom času môţeme preto konštatovať, ţe rozhodnutie o výpomoci pracovníkmi OZ
Prievidza a OZ Ţilina bolo správne. Išlo o manaţovanie spracovania kalamity a obchodu na
ucelených kalamitných celkoch.
Bol vypracovaný harmonogram spracovania, ktorý predpokladal spracovať kalamitu
do konca roku 2005.
Harmonogram bol vypracovaný na odhadnutú kalamitu 192 tis. m3 a skutočnosť bola
242 tis. m3. Veľmi dôleţité bolo, ţe 65% z celkovej kalamity sa spracovalo do júna 2005.
Bolo to najmä rýchlym nasadením harvesterovej technológie. Tretí deň po kalamite sme
začali okrem klasických metód spracovávať kalamitu harvestermi. Boli zriadené vysunuté ES
odkiaľ sa priamo dodávalo drevo odberateľom.
31
Obr. 1 Harmonogram spracovania kalamity z 19.11.2004 a jeho plnenie narastajúcim spôsobom podľa
mesiacov v OZ Námestovo
Obr. 2 Podiel technológií na spracovaní kalamity z 19.11.2004 u OZ Námestovo
Harvesterovou technológiou bolo spracované 11,5% kalamitnej hmoty. Treba
zdôrazniť, ţe s touto technológiou sme sa začali iba v praxi „zoznamovať“ a ani operátori
nemali ešte skúsenosti s flyšovým podloţím. Ďalšou výhodou tejto technológie bolo, ţe prvé
kalamitné holiny, ktoré sa dali zalesniť boli plochy po spracovaní harvestermi. Bolo to hlavne
z dôvodu rýchleho vyčistenia plôch – vyvezenie biomasy vývozkami. Dôleţité je, ţe z týchto
plôch sa nešíril podkôrny hmyz, lebo sa nemal na čom premnoţiť.
SPRACOVANIE NÁSLEDNÝCH KALAMÍT PO ROKU 2005
Veľmi dôleţitá bola skutočnosť, ţe na konci roka 2005 sme evidovali iba 8600 m3
kalamity, z čoho necelá polovica bola na území s 5. stupňom ochrany. Optimistický výhľad
do roku 2006 – vyčistiť kalamitné plochy a zamerať sa na boj s podkôrnikmi – bol
skomplikovaný hneď v marci. Porasty do 50 rokov boli poškodené rozsiahlou snehovou
kalamitou – miestami do takej miery, ţe sme v začiatkoch jej spracovania uvaţovali nad
likvidáciou celých porastov (zakmenenie sa zníţilo na 0,20 – 0,3). Aj keď sa nám podarilo
väčšinu tejto kalamity spracovať, prejavilo sa to v náraste zostatku kalamity na konci roka
25710 41903
54496 65258
88196
123937
157418
182114 197626
212085
229433 232011
11820 26407
39309 54606
74806
97306
118806
135306
150806 164306
173306 182306
191306
0
50000
100000
150000
200000
250000
12/04 1/05 2/05 3/05 4/05 5/05 6/05 7/05 8/05 9/05 10/05 11/05 12/05
m3
mesiac
Skutočnosť…Harmonogra…
11,49% 3,93%
84,04%
0,54%
Harvester
Lanovky
Klasické technologie
Samovýroba
32
2006 (cca 19 tis.m3). Tento stav pokračoval aj v roku 2007, kedy bol zostatok na konci roka
51 tis. m3, ale z toho 23 tis. m
3 bolo na území s 5. stupňom ochrany.
Rok 2007 bol poznačený ďalšou vetrovou kalamitou a prudkým nárastom
podkôrnikov a tým aj podkôrnikovej kalamity.
Obr. 3 Podiel spracovanej kalamity podľa rokov a škodlivých činiteľov u OZ Námestovo
Z obrázku 3 vidíme, ţe kalamity v rokoch 2004-2007, ktoré boli zapríčinené
abiotickými škodlivými činiteľmi spôsobili premnoţenie biotických škodlivých činiteľov a
nárast kalamít v rokoch 2007-2009.
Spracovanie kalamity spôsobenej biotickými škodlivými činiteľmi je o to náročnejší,
ţe sa nedá vopred odhadnúť jej mnoţstvo, ani sa nedá vypracovať harmonogram jej
spracovania a najhoršie je to, ţe sú obmedzené moţnosti pouţitia progresívnych ťaţbových
technológií.
Napriek tejto skutočnosti sa nám podarilo zniţovať podiel kalamity na konci
sledovaného obdobia v hospodárskych lesoch.
Z obrázka 5 vidíme postupné zniţovanie zostatku nespracovanej kalamity
v hospodárskych lesoch (rok 2007 – 28 tis. m3 a rok 2010 7 tis. m
3) napriek zvyšovaniu
kalamity vplyvom nekontrolovaného premnoţenia podkôrneho hmyzu na území s 5. stupňom
ochrany (rok 2007 – 28 tis. m3 a rok 2010 – 82 tis. m
3).
0
20
40
60
80
100
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
%
rok PH HU VT SN
33
Obr. 4 Podiel harvesterovej a lanovkovej technológie za roky 2006-2011 v OZ Námestovo
Obr. 5 Stav kalamity na konci sledovaného obdobia celkom a z toho na území s 5. Stupňom
ochrany v OZ Námestovo za roky 2004-2011
VYUŢITIE METÓD INTEGROVANEJ OCHRANY V PODMIENKACH OZ
NÁMESTOVO
Vzhľadom na rozširujúci sa stav podkôrnikov OZ Námestovo uplatňoval zásady
integrovanej ochrany lesa. Ako najdôleţitejšie sa ukázalo zladenie spracovania náhodných
ťaţieb a ochranárskych opatrení s cieľom predchádzať výskytu a nárastu početnosti populácie
hmyzových škodcov.
V zásade najatakovanejším územím boli porasty na LS Oravská Polhora a LS Mútne
susediace s územiami, kde sa nekontrolovateľne rozmnoţoval podkôrny hmyz (územia s 5.
stupňom ochrany a neštátne subjekty). Intenzívne spracovávanie vetrovej kalamity v zónach
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
2006 2007 2008 2009 2010 2011
celkom
lanovka
harvester
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
180000
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
kalamita celkom z toho kal. 5 SOP
34
B, C, D všetkými dostupnými technológiami umoţnilo postupne zvládať a kontrolovať
situáciu v populácií podkôrnikov.
B-zóne CHKO Horná Orava bola venovaná mimoriadna pozornosť vzhľadom na
špecifickosť legislatívy ŠOP a obhospodarovateľa. V roku 2011 bolo v B zóne poloţených
714 klasických lapákov a inštalovaných 350 lapačov.
Aplikovali sa v praxi klasické ochranárske opatrenia a najnovšie postupy:
Meranie maximálnych teplôt podľa metodiky TANAPu na sledovanie aktivity a rojenia
lykoţrúta smrekového.
Bolo zakúpených 15 teplomerov, po 3 ks na kaţdej LS, kde sa od 1. januára merali
maximálne teploty a ich súčet nás upozorňoval na prvé výlety, príp. rojenie.
Pre objektívnosť a presnosť kontroly populácie podkôrnikov sa zbierali odchytené imága
a sústreďovali sa na LS.
Obr. 6 Likvidácia odchytených podkôrnikov
Obr. 7 Navnadené a otrávené skupiny lapákov
Pre boj s podkôrnym hmyzom sa nám osvedčili otrávené a navnadené lapáky - v skupinách.
Týmto spôsobom sme sa priblíţili k počtu klasických lapákov vypočítaných
z kalamitného základu. Jeden otrávený a navnadený lapák nám nahradil cca 20 klasických
lapákov.
35
Obr. 8 Kontrola účinnosti otrávených a navnadených lapákov na geotextílii
Ošetrovanie porastových stien – pozemná aplikácia
Obr. 9 Chemické ošetrovanie porastových stien FURY 10EW pred rojením podkôrnikov
Dôleţité bolo chemické ošetrenie biomasy napadnutej podkôrnym hmyzom, lebo štiepkovanie
sa nedalo vţdy zosúladiť s agrotechnickým termínom.
Obr. 10 Ošetrenie biomasy FURY 10EW
Zbytky po asanačnej ťaţbe boli uhodené a v maximálnej miere spálené.
36
Obr. 11 Uhadzovanie zbytkov po asanačnej ťaţbe a pálenie
Pouţitie BoVerilu lapačovou metódou a aplikáciou na navnadené lapáky. Táto metóda bola
pouţitá hlavne v B-zóne.
Obr. 12 Lapáky ošetrené prípravkom BoVeril a účinnosť prípravku na odobratom poţerku
Obr. 13 Rez upraveným lapačom s prípravkom BoVeril
Vyuţitie metódy stojatých otrávených a navnadených stromov
37
Obr. 14 Skupina stromov a trojnoţka s aplikovaným chemickým prípravkom FURY 10EW
a návnadou Pheroprax A
Odkôrňovanie lapákov a aktívnych chrobačiarov
Obr. 15 Odkôrňovanie aktívnych chrobačiarov na plachty a pálenie kôry
Pouţitie insekticídnych sieti Trinet a Woodnet
38
Obr. 16 Inštalovaná sieť Trinet s kontrolou účinnosti na podloţenej geotextílii
Zdravotný stav okrem lesníkov monitorujú aj podkôrnikoví pozorovatelia. Títo
vyhľadávajú aktívne chrobačiare, vyznačia ich a avizujú naliehavosť spracovania.
Odštepný závod úzko spolupracuje s LOS a vykonáva kaţdoročne interné audity
a kontrolné dni okolo území s najvyšším stupňom ochrany za prítomnosti zástupcov GR,
LOS, ŠOP, OLÚ a Správy CHKO Horná Orava.
39
Obr. 17 Odchyt podkôrnikov za roky 2008-2011 podľa druhu a spolu za OZ Námestovo
FAKTORY OBMEDZUJÚCE ÚČINNÚ OCHRANU PROTI PODKÔRNIKOM
Aj keď pouţívame najširšiu škálu spôsobov na elimináciu podkôrnikov, nerealizujeme
všetky spôsoby celoplošne. Najväčším obmedzením je legislatíva, nakoľko 70 % územia, na
ktorom hospodárime je zaradené do tretieho a vyššieho stupňa ochrany.
Mapa Štátne lesy Oravy Mapa CHKO Horná Orava
Obr. 18 Mapa ŠL Hornej Oravy a Mapa CHKO Orava s vyznačením zón ochrany
Zo známych metód ochrany proti podkôrnikom sa nám s vyšším stupňom ochrany ich
počet obmedzuje.
Lykožrút smrekový Lykožrút lesklý Drevokaz čiarkovaný
Rok 2011 10853066 6475372 113231
Rok 2010 8798091 9064275 94143
Rok 2009 19842019 11746620 236075
Rok 2008 23637948 9673731 177668
0
5000000
10000000
15000000
20000000
25000000
40
Obr. 19 Legislatívne obmedzenia a vplyv na pouţitie metód ochrany
Ďalším faktorom je nečinnosť niektorých subjektov obhospodarujúcich lesy a šírenie
podkôrnikov zo stromov rastúcich mimo les (tzv. biele plochy).
Posledným, ale najdôleţitejším faktorom je dostatok finančných prostriedkov pre
všetkých obhospodarovateľov a vlastníkov lesa na ochranné opatrenia proti podkôrnikom.
ZÁVER
Realizované opatrenia a zásady pri spracovaní kalamít väčšieho rozsahu jasne
poukazujú na ich opodstatnenosť. Najdôleţitejšou zásadou hlavne pri drevine smrek je včasné
spracovanie kalamity a následná asanácia zbytkov po ťaţbe. Táto zásada je aj
v odporúčaniach LOS vţdy na prvom mieste, ale v praxi z vyššie uvedených dôvodov nie
vţdy realizovaná.
Dovolíme si upozorniť na pár zásad, ktorými by sme sa mali riadiť, aby sme zníţili
v budúcnosti ohrozenie smrečín najmä podkôrnym hmyzom.
zásada: V územiach s 5. stupňom ochrany vylúčiť bezzásahovosť v prípade opatrení na
elimináciu podkôrneho hmyzu.
zásada : Zabezpečiť zníţenie ohrozenia lesných porastov celoplošnými opatreniami
u všetkých subjektov obhospodarujúcich lesy (zákaz prepravy neasanovanej
hmoty).
zásada : Prednostne zabezpečiť dopravné sprístupnenie smrekových porastov
zodpovedajúce moderným ťaţbovým technológiám.
41
zásada : Zalesňovaním vzniknutých holín a výchovou vytvárať porasty s drevinovou
skladbou zabezpečujúcou staticky a ekologicky stabilnejšie porasty.
zásada : V prípade väčších kalamít spôsobených abiotickými činiteľmi (vietor, sneh,
námraza, zosuvy pôdy) spolu so spracovaním realizovať ochranné opatrenia proti
premnoţeniu podkôrnikov.
Nech sú nám príkladom a výzvou kalamity veľkého rozsahu v minulosti, pri ktorých
nikdy nedošlo k takému nárastu následných kalamít ako v súčasnosti.
Adresa autorarov:
Herud Jozef, Ing., Brunčák Jozef, Ing., Poleta František, Ing.
LESY SR, š.p. Odštepný závod Námestovo
Miestneho priemyslu 569, 029 01 Námestovo
E-mail: jozef.herud@lesy.sk, jozef.bruncak@lesy.sk, františek.poleta@lesy.sk
42
MODERNÉ METÓDY USKLADŇOVANIA DREVA Z NÁHODNÝCH
ŤAŢIEB
MODERN METHODS FOR STORING OF WOOD FROM INCIDENTAL
FELLINGS
MILOŠ GEJDOŠ, JOZEF SUCHOMEL, VLADO GOGLIA
Abstract
The paper deals with the description of classical, but also new - a progressive storage methods of raw wood
assortments from accidental felling. Described are the basic principles, approaches and economic criteria for
selected storage methods which are suitable for storage of timber from accidental felling. They are also the
working and technological processes in the use of different methods of storage and potential to achieve the
economic benefits. In this work, we focused mainly on usability in the Slovakia and the principle of choosing a
suitable method of logs conservation.
Keywords: the storage methods of wood, accidental felling, wood quality, value of wood
1. ÚVOD
Súčasné technologické riešenia vo vyspelom lesnom hospodárstve umoţňujú pomerne
rýchle a kvalitné spracovanie rozsiahlych náhodných ťaţieb tak, aby nedošlo k znehodnoteniu
drevnej suroviny. Toto konštatovanie platí za predpokladu dostatku kapacít vhodných strojov
a zariadení. V niektorých prípadoch však prevádzkové podmienky neumoţňujú rýchle a
efektívne spracovanie veľkého mnoţstva kalamitného dreva a jeho okamţité umiestnenie na
trh, resp. priame dodanie spracovateľom.
Uţ samotné pôsobenie škodlivých činiteľov zapríčiňujúcich náhodnú ťaţbu môţe byť
natoľko deštrukčné, ţe kvalita dreva vyťaţeného z porastov postihnutých kalamitou výrazne
klesne. Aj naďalej je však, v závislosti od viacerých faktorov (poveternostné podmienky,
podmienky na rozmnoţovanie a vývoj biotických škodcov, podmienky a dĺţka skladovania),
vystavená riziku ďalšieho zniţovania jej kvality (znehodnotenie hnilobou alebo hmyzom).
Druhým faktorom je tá skutočnosť, ţe skutočne rozsiahle náhodné ťaţby môţu v určitej miere
ovplyvniť rovnováhu na trhu s drevom, pretoţe sa vyznačujú zvýšenou koncentráciou objemu
drevnej hmoty na relatívne malom priestore (trhu) v pomerne krátkom časovom úseku.
Moderné metódy uskladňovania dreva pochádzajúceho z náhodných ťaţieb sú účinným
nástrojom na elimináciu týchto nevýhod. Dokáţu účinne uchovať kvalitu vyťaţeného dreva aj
dlhší čas a zároveň sú efektívnym nástrojom pre kontinuálne rozloţenie dodávok väčšieho
mnoţstva dreva.
V príspevku podrobne popíšeme niektoré moderné spôsoby uskladňovania
sortimentov surového dreva, ktoré spĺňajú všetky parametre na elimináciu uvedených
nevýhod.
2. PROBLEMATIKA
Hlavným dôvodom prečo boli rozvíjané metódy dlhodobého uskladnenia sortimentov
surového dreva, je udrţanie ich kvalitatívnych vlastností na rovnakej úrovni akú vykazovali
v čase ich ťaţby. Hlavným zámerom je tak udrţať ich kvalitu na úrovni, ktorá je stále
atraktívna pre potenciálneho kupujúceho. Navyše sa dlhodobým uskladnením guľatiny dá
ovplyvniť aj situácia na trhu s drevom, z hľadiska kontinuálneho rozloţenia objemov
dodávaného dreva na trh.
V závislosti od časového obdobia môţeme skladovanie guľatiny rozdeliť do dvoch
skupín:
43
Krátkodobé uskladnenie guľatiny v lese, hneď po ťaţbe stromov (spravidla od niekoľkých
dní aţ do niekoľkých týţdňov).
Dlhodobé uskladnenie guľatiny (nasleduje po kalamitách, t.j. od niekoľkých mesiacov aţ
po niekoľko rokov).
S dlhodobejším uskladnením guľatiny sú spojené riziká: tvorba trhlín po rýchlom
sušení prúdením vzduchu v exteriéroch (hraničná je hodnota vlhkosti dreva pri bode nasýtenia
vlákien cca 30 %); strata farby, resp. farebné zmeny dreva; napadnutie hmyzom (podkôrny
hmyz alebo technický škodcovia dreva); znehodnotenie dreva hnilobou (pôsobením húb).
Prejavy týchto rizík sú dôsledkom nevhodného skladovania a starostlivosti o vyťaţené drevo.
Spôsobujú čiastočné alebo výrazné zníţenie jeho kvality a hodnoty. V extrémnych prípadoch
môţe dôjsť k úplnému znehodnoteniu dreva. Práve rozsiahle náhodné ťaţby sú jedným
z faktorov, ktoré zvyšujú náročnosť na logistické zabezpečenie spracovania a následného
odbytu veľkého mnoţstva dreva. Dobrou voľbou uskladňovacej metódy môţeme účinne
ovplyvniť to, ţe sa drevo nebude ďalej kvalitatívne znehodnocovať. Zároveň toto riešenie
umoţňuje aj plynulé dodávky surového dreva na trh. Takto je moţné udrţať rovnováhu medzi
ponukou a dopytom. V závislosti od dĺţky skladovania môţe k zníţeniu kvality drevnej
suroviny prispieť mnoţstvo faktorov, ktoré vyţadujú rôzne druhy stratégií uskladnenia.
Hlavným cieľom po spílení stromu, resp. spracovaní polomu by malo byť zabránenie
strate relatívnej vlhkosti dreva pod úroveň 120 % aţ 100 % pre ihličnaté stromy a pod úroveň
80 % pre listnaté stromy. V dôsledku tohto odporúčania by sa guľatina nemala odkôrňovať.
Kôra je povaţovaná za najlepší ochranný materiál výrezov a mala by byť odstránená len
vtedy, ak existuje riziko napadnutia vyťaţeného dreva podkôrnym hmyzom. Kôra chráni
nielen proti strate vlhkosti, ale tieţ chráni drevo pred poškodením pri manipulácii s ním.
Navyše sa kôra často vyuţíva aj pri hodnotení kvality drevnej suroviny, resp. jej vlastností,
kde je často indikátorom výskytu pomiestneho kvalitatívneho znaku (napr. zarastenej hrče).
Pokiaľ sa drevo uskladňuje na dlhšie časové obdobie existujú dve stratégie zamerané na
relatívnu vlhkosť dreva:
- Zabezpečiť, aby surové drevo bolo uskladnené v podmienkach vysokej relatívnej vlhkosti
(cca 100 % alebo 80 % k hmotnosti sušiny).
- Zníţenie prírodného obsahu vlhkosti v dreve na bod nasýtenia vlákien, tak rýchlo, ako je to
moţné (cca 20 - 30 % obsah vlhkosti k hmotnosti sušiny).
Riziko znehodnotenia drevnej suroviny je najvyššie počas leta: cca od mája do októbra
v prípade listnatých drevín a od marca do októbra v prípade ihličnatých drevín (PISCHEDDA
a kol., 2004).
3. VOĽBA METÓDY USKLADNENIA
Správna voľba metódy uskladnenia závisí najmä od:
- typu náhodnej ťaţby (rozsah a druh škodlivého činiteľa),
- druhu drevín, ktoré je potrebné uskladniť,
- spôsobu poškodenia stromov (leţiaci, naklonený, visiaci, nalomený, zlomený a pod.),
- predpokladanej potrebnej dĺţky uskladnenia (1 vegetačná perióda aţ niekoľko rokov),
- organizácie a rýchlosti práce,
- dostupnosti skladovacích miest a ich manipulačnej kapacity v záujmovom území,
- potreby finančného a personálneho zabezpečenia,
- právnych aspektov (potreba povolení, výnimiek, stupeň ochrany lesa atď.),
- ochrany a bezpečnosti pri práci,
- aktuálnej situácie na trhu s drevom a výrobkami z dreva.
Prioritou pri kaţdom uskladnení dreva je udrţanie jeho hodnoty tým, ţe sa chráni jeho
kvalita. Okrem toho je potrebné organizovať marketingovú stratégiu tak, aby sa
kontrolovaným predajom sortimentov surového dreva zabránilo prepadu ich cien. Dôleţité sú
44
tieţ celkové náklady na konkrétnu metódu (vrátane dopravy, náradia, údrţby, atď.), ktoré
môţu byť rovnako ako hodnota dreva viazané na dlhšiu dobu, čo predstavuje pomerne vysokú
finančnú záťaţ.
Náchylnosť na poškodenie je veľmi variabilná v závislosti od druhu dreviny. Pravé jadrové
dreviny (napr. duby) majú dobré predpoklady pre dlhodobé udrţanie kvality a nie je pri nich
nevyhnutné prijať všetky opatrenia, zatiaľ čo beľové dreviny (napr. javory) vyţadujú
okamţité opatrenia, aby sa predišlo ich ďalšiemu znehodnocovaniu. V závislosti od
špecifických vlastností jednotlivých druhov drevín sa musí vyberať optimálna stratégia
uskladnenia (PISCHEDDA a kol., 2004). Tab. 1 Systematika metód konzervácie dreva
Skupina (Princíp) Metóda Popis
Uskladnenie In Situ
Kmene sa ponechávajú nespracované na
mieste v poraste
„Ţivá“ konzervácia poškodených
stromov
In –situ skladovanie ţivých, vyvrátených
stromov s dostatočným kontaktom koreňov
s pôdou
Prirodzené vysušovanie
transpiráciou
In-situ skladovanie celých stromov (s
korunou) s priečnym prerezaním na báze
kmeňa (ťaţba stromov na tabak)
Mokré uskladnenie
Uskladnenie pod (kontrolovanými)
vlhkostnými podmienkami, ktoré udrţujú
drevo nasýtené vlhkosťou
Kompaktné postrekovanie
hromád vodou
Kompaktné postrekovanie hromád s vodou
(výrezy s kôrou)
Bazénovanie (ponáranie do vody) Uskladnenie výrezov je v stojacej alebo
tečúcej vode (výrezy s kôrou)
Uskladňovanie pomocou
ľadového krytu
Uskladnenie výrezou pod umelo
vytvorenou vrstvou ľadu (výrezy s kôrou).
Skladovanie s za podmienok sušenia
Skladovanie za pôsobenia
(nekontrolovaného) podmienok sušenia,
s rýchlym alebo pomalým sušením
výrezov
Presušenie výrezov v krytých
hromadách
Presušenie výrezov v krytých hromadách
(výrezy odkôrnené)
Rýchle presušenie výrezov na
otvorených hromadách
Rýchle presušenie výrezov na otvorených
hromadách (výrezy odkôrnené)
Skladovanie v atmosférických
podmienkach vlhkosti
Skladovanie (nekontrolované) počas
meniacich sa podmienok
Kompaktné hromady Kompaktné hromady (výrezy s kôrou/bez
kôry)
Kompaktné hromady kryté
plastovými fóliami
Kompaktné hromady kryté plastovými
fóliami (výrezy s kôrou/bez kôry)
„Špeciálne“ metódy Uskladnenie výrezov s vylúčením
kyslíka, kompaktné hromady
zabalené v plastových fóliách
Kompaktné hromady zabalené a zapečatené
v plastových fóliách. Výsledkom je
konzervácia v atmosfére bez kyslíka
(výrezy s kôrou)
Kompaktné hromady kryté
geotextílnou tkaninou
Kompaktné hromady kryté geotextílnou
tkaninou (výrezy s kôrou)
Kompaktné hromady kryté
s minerálnou suspenziou
Kompaktné hromady kryté s tenkou vrstvou
minerálnej suspenzie (ochrana proti hmyzu)
Skládky v štrkoviskách Kompaktné hromady uloţené v diere
v zemi, alebo na rovnej zemi pokryté
hrubou vrstvou hliny/pôdy
Skládky v baniach Uskladnenie v nepotrebných banských
tuneloch a štôlniach
Kompaktné hromady nad hornou
hranicou lesa
Kompaktné hromady nad hornou hranicou
lesa (výrezy s kôrou)
Skládky v snehu Kompaktné hromady zakryté vrstvou snehu
Kompaktné hromady zakryté
organickým materiálom
Kompaktné hromady zakryté s drevnými,
kôrovými štiepkami, pilinami atď...
Doplnkové skladovacie opatrenia
Doplnkové opatrenia k hlavným
metódam („integrované metódy“)
Chemická ochrana Ochrana dreva chemickými prostriedkami
Biologická ochrana Ochrana dreva biologickými prostriedkami
Fyzikálna ochrana Ochrana dreva fyzikálnymi prostriedkami
(napr. zapečatenie koncov výrezov a pod.
Škodlivé činitele na uskladnenom dreve potrebujú pre svoj vývoj hlavne vlhkosť,
kyslík a správnu teplotu. Ako hraničnú moţno povaţovať relatívnu vlhkosť dreva na úrovni
25 %. Pod touto hranicou sa vývoj húb, plesní a hýf zastaví. Teplota pod 10°C značne
spomaľuje vývoj plesní, pričom teplotné optimum pre ich vývoj nastáva pri teplotách nad
18°C. Obmedzenie prístupu kyslíka zastaví nielen vývoj húb ale aj ostatných biologických
škodcov. V tabuľke 1 uvádzame kompletnú systematiku metód uskladňovania dreva
z náhodných ťaţieb. Vzhľadom na obmedzený rozsah príspevku popíšeme len
45
najpouţívanejšie moderné metódy uskladňovania guľatiny. Väčšina z nich vznikla
v Nemecku a ich vývoj urýchlili hlavne rozsiahle vetrové kalamity z konca 90-tych rokov.
3.1 Uskladnenie „In Situ“
Ide o takzvanú „ţivú“ konzerváciu stromov, ktorá sa vyuţíva hlavne pri náhodných
ťaţbách spôsobených veternými smršťami pri stromoch, ktoré nie sú úplne vyvrátené a ich
koreňový koláč má stále dostatočný kontakt s pôdou. Vyuţíva sa tak prirodzené hospodárenie
s vodou v bunkách a obranyschopnosť stromov, ktorá spomaľuje vysychanie stromov. Táto
metóda bola overená na buku (obrázok 1), duglaske, smreku, borovici a borovici sosne. Pre
uplatnenie tejto metódy je potrebné splnenie týchto aspektov:
- Koreňový koláč je len nadvihnutý a nie je úplne
oddelený od pôdy;
- Korene potrebujú dostatočný kontakt s pôdou
(existujúci kontakt medzi koreňovým
systémom/pôdou by mal byť v rozpätí od min. 20 do
25 % objemu koreňov);
- Poškodenie kmeňa a koruny nesmie byť veľkého
rozsahu;
- Prípustné je iba nepriame slnečné ţiarenie na kmeň
a koreňový koláč (prirodzené alebo umelé tienenie);
- Nehrozí riziko napadnutia podkôrnym hmyzom;
- Súčinnosť so zákonmi 543/2002 Z.z a 326/2005
Z.z.
Obr. 1 Konzervácia buka in situ (zdroj: www.stodafor.org)
Ďalšie faktory, ktoré je nevyhnutné brať do úvahy pri zvaţovaní pouţitia tejto metódy
sú najmä: sklonové pomery (svahy veľmi mierne aţ mierne, kde nehrozí riziko odtrhnutia
koreňového koláča od pôdy a samovoľný pohyb stromu), expozícia (vyslovene nevyhovujúce
sú najmä juţná, juhovýchodná, juhozápadná expozícia z hľadiska rizika nadmerného
slnečného ţiarenia), synúzia podrastu (pri dostatočnej synúzii existuje predpoklad uzatvorenia
jej zápoja nad kmeňom poškodeného stromu, ktorý v takýchto podmienkach moţno skladovať
aj 1 rok).
Výhodami sú okamţité skladovanie bez predchádzajúceho spracovania stromov (spiľovanie,
manipulácia, odkôrňovanie, doprava výrezov) a nie je potrebné budovanie skladovacieho
priestoru. Nie je potrebné ţiadne technické vybavenie a na celú metódu sú nízke náklady (len
na kontrolu kvality dreva). Táto metóda môţe byť povaţovaná za lacnú alternatívu iných
spôsobov ochrany, ale len na obmedzený čas. Pre dreviny s rozvinutým a bohatým
koreňovým systémom je moţné s touto metódou uvaţovať po určitý čas na uchovanie
hodnoty dreva, pokiaľ sa vyriešia naliehavejšie škody.
Nevýhodami sú hlavne: závislosť na klimatických podmienkach, nekontrolovateľný
vývoj obsahu relatívnej vlhkosti v dreve, skladovací čas je limitovaný a riziko vzniku
neakceptovateľných sekundárnych poškodení drevnej hmoty (poškodenie podkôrnym a
drevokazným hmyzom). Často tieţ dochádza k spáleniu kôry slnečným ţiarením
a následnému zapareniu v povrchových vrstvách dreva. Rozhodnutie o tom, či stromy majú
byť uskladnené touto metódou závisí od osobných skúseností a individuálneho posúdenia
lesníckymi pracovníkmi.
Všeobecne úspešnosť tejto metódy závisí na troch hlavných faktoroch:
46
a) Náchylnosť jednotlivých druhov drevín. Veľmi náchylné (1 vegetačné obdobie – riziko
zamodrania) sú borovica, smrek, javor, hrab, jaseň, topoľ; Náchylné (1 vegetačné
obdobie) sú borovica sosna, buk, brest, jelša, čerešňa, orech; Rezistentné (2 vegetačné
obdobia) sú duglaska, smrekovec, tis, dub, gaštan, agát.
b) Typ poškodenia stromov/koreňov: čo najväčší kontakt medzi koreňovým systémom
a pôdou, minimálne poškodenia kmeňa a koruny pre zabránenie rýchlemu vysychaniu.
c) Stupeň plošného poškodenia (rozptýlené alebo nie) stromov: buď sú poškodené stromy
chránené pred priamymi slnečnými lúčmi alebo sú vystavené priamemu slnečnému
ţiareniu. Čím väčšia je miera priameho slnečného ţiarenia, tým horšia je účinnosť
ochrany z dôvodu rýchlejšieho poklesu obsahu vlhkosti v dreve.
Táto metóda umoţňuje sledovanie kvality dreva po celý čas uskladnenia v poraste.
Môţu sa pri tom zohľadňovať nasledujúce ukazovatele vitality: klíčivosť, schopnosť
vrcholcov narovnať sa, výron ţivice, výskyt ďalších organizmov (kôra pokrytá machmi alebo
koreňový koláč pokrytý rastlinami), zmeny v obsahu vlhkosti.
3.2 Mokré uskladnenie
Princíp tejto metódy spočíva hlavne v udrţiavaní vysokého obsahu vlhkosti v dreve čo
má za následok obmedzený obsah kyslíka, čím sa zabráni moţnému ataku hmyzích škodcov
a výrazne sa zníţi riziko poškodenia dreva hubami (najmä zaparením a hnilobou), keďţe príliš
vysoká vlhkosť dreva neumoţňuje ich vývoj a rozvoj. V lesníckej praxi je moţné udrţiavanie
vysokého obsahu vlhkosti dosiahnuť viacerými spôsobmi. Najpouţívanejšie sú však metódy
postrekovaním vodou, bazénovaním („kúpaním“) dreva vo vodnej nádrţi a najmä v zimnom
období ochrana hromád dreva ľadovou bariérou, resp. uskladnenie výrezov vo vlhkých
pilinách. Z praktických dôvodov sa niekedy na tento účel vyuţívajú aj prírodné vodné toky,
ktoré sa prehradia a v zhromaţdenej vode sa
uskladňujú výrezy.Uskladňovanie guľatiny
z náhodných ťaţieb pod vodnými postrekmi
(obrázok 2) patrí medzi najpouţívanejšie metódy
uskladnenia. Pouţitím postrekovačov vody sa
udrţiava vlhkosť dreva na maximálnej úrovni.
Hlavným cieľom je udrţať vysokú koncentráciu
povrchovej vody v dreve, ktorá pôsobí ako
kyslíková bariéra proti pôsobeniu húb a iných
biotických škodcov. Metóda bola úspešne
overená na drevinách buk, smrek, borovica, jedľa
a dub. Obrázok 2 Uskladňovanie dreva pod vodným postrekom (zdroj: www.stodafor.org)
Faktory, ktoré je potrebné brať do úvahy pred rozhodnutím pouţiť túto metódu sú:
- Lokalita uskladňovacieho miesta (preferované sú záveterné lokality);
- Pôdne a terénne podmienky skladovacieho miesta (prejazdy vozidiel, drenáţe atď.);
- Povolenia na zriadenie úloţiska (predpisy a zákony);
- Dostupnosť vodného zdroja;
- Dostupnosť elektrickej energie;
- Vzdialenosť k spracovateľskému závodu;
- Moţnosti dohľadu/kontroly.
Výhodami tejto metódy sú hlavne: moţnosť skladovania na dlhšie obdobie. Metóda je
relatívne bezpečná čo sa týka rizika ďalšieho znehodnotenia dreva v porovnaní s inými
metódami. Je moţné skladovať pomerne veľké objemy drevnej hmoty (od desiatok do tisícov
m3 guľatiny). Metóda je dobre prepracovaná a k dispozícii je veľa informácií o technike
skladovania a kvalite dreva. Drevo uskladnené týmto spôsobom bez problémov spracúvajú
47
a akceptujú vo väčšine spracovateľských prevádzok a rez takto uskladneným drevom je hladší
a plynulejší. Monitoring kvality dreva je moţný správnym manaţmentom postrekovania
vodou. V porovnaní s bazénovaním výrezov je manipulácia s výrezmi oveľa jednoduchšia.
Hlavné nevýhody tejto metódy sú: Pomerne veľké investície, ktoré sú potrebné pred
samotným uskladnením na vybudovanie úloţiska so zavlaţovacím systémom, čiastočné
farebné zmeny na uskladnenom dreve a po čase horšie impregnačné vlastnosti dreva. Pri
spracovaní dreva je potrebné počítať s potrebou dlhšieho času sušenia výrobkov z dreva.
V porovnaní s bazénovaním dreva sa spotrebuje väčšie mnoţstvo vody a v obdobiach
s vysokou teplotou vzduchu sú potrebné častejšie kontroly uskladneného dreva (2 x denne).
Pre dosiahnutie dobrých výsledkov pri tejto metóde sa z praktických skúseností
odporúča dodrţať 9 základných bodov:
1. Časový interval medzi spílením dreva a uskladnením pod postrekovačom by mal byť čo
najkratší. Najmä počas teplej periódy. Interval sa môţe pohybovať od niekoľkých dní do
2-3 týţdňov v závislosti od poveternostných podmienok.
2. Uskladňovať by sa mali iba čerstvo spílené alebo stromy čerstvo spracované z náhodnej
ťaţby.
3. Priečne prierezy výrezov by mali byť čisté, bez trhlín a príznakov infekcie hubami.
4. Výrezy sa neodkôrňujú, aby sa zabránilo ich zbytočnému vysúšaniu.
5. Pri ukladaní dreva na hromady sa drevo musí ukladať opatrne a starostlivo tak, aby boli
všetky výrezy v jednej rovine. Hromady by mali byť vysoké 4-5 m rozdelené podľa
druhov drevín a hrúbkových tried.
6. Samostatný postrekovač sa umiestňuje priamo na konci výrezov (hlavne na koncových
čelách/čapoch výrezov).
7. Denné kontroly sú potrebné kvôli riešeniu problémov potenciálneho poškodenia dreva,
v priebehu teplejších periód vykonávať kontrolu aj viackrát za deň.
8. Výrezy by mali byť spracované čo najskôr, ak je to moţné, hneď po skladovaní.
9. Rezivo z výrezov, ktoré boli skladované touto metódou musí byť sušené správnym
spôsobom (sušenie vzduchom alebo v sušiarni).
Prehľad nákladov na túto metódu uskladnenia je v tabuľke 2.
Tab. 2Náklady na konzerváciu výrezov postrekovaním vodou (zdroj: PISCHEDDA a kol., 2004).
Náklady Priemerné náklady
(€/m3)
Minimálne
náklady (€/m3)
Maximálne náklady
(€/m3)
Prípravné náklady 13 6 34
Náklady na rozvrstvenie 8,3
Prevádzkové náklady 1,8 €/m3/rok 1,4 €/m
3/rok 2,2 €/m
3/rok
Náklady po skončení skladovania 2,5 11
Priemerné náklady na túto metódu sa pohybujú pribliţne v rozpätí 10 – 20 €.m-3
.
Dĺţka skladovania touto metódou by nemala pri drevine smrek presiahnuť 3 aţ 6 rokov, pri
borovici najmenej 2 roky a pri buku maximálne 2 roky (SUCHOMEL, GEJDOŠ, 2009).
Druhou metódou pre zvýšenie obsahu vlhkosti v guľatine a zabránenie jej vysychaniu
je bazénovanie dreva (ponorenie dreva do stojatej vody – obrázok 3).
Podmienkou pre uplatnenie tejto metódy je dostupnosť umelých alebo prírodných
vodných nádrţí (rybníky, bazény a pod.). Pri vyuţívaní prírodných vodných nádrţí je
samozrejme nutný aj súhlas príslušných orgánov. Potrebné sú aj dostatočne kvalitné
prístupové cesty a vítaná je aj moţnosť vypustenia celého objemu vody z vodnej nádrţe.
Skladované výrezy musia byť čerstvé. Metóda sa úspešne uplatňuje pri drevinách buk, dub,
smrek, borovica a jedľa.
Výhody sú podobné ako pri postrekovaní dreva s tým rozdielom, ţe náklady na údrţbu sú pri
metóde bazénovania oveľa niţšie ako pri postrekovaní.
48
Okrem rovnakých nevýhod ako pri
postrekovaní dreva môţe bazénovanie
pri drevine buk spôsobiť farebné zmeny
dreva (ţltnutie, červeno-hnedé), ktoré
sú výraznejšie ako pri metóde
postrekovania. Ďalšou nevýhodou je
moţnosť uvoľňovania koloidných látok
z dreva do vodného zdroja, čo môţe
mať pri potenciálnych zdrojoch pitnej
vody nepriaznivé následky. Drevo by
malo byť po rezaní ošetrené pre
zabezpečenie farebnej jednotnosti. Obr. 3 Bazénovanie dreva (zdroj:www.stodafor.org)
Pri plánovaní nákladov prichádzajú do úvahy dve varianty:
- Vodná plocha uţ existuje, nie sú potrebné ţiadne výkopové práce, ale je potrebné štrkovanie
nájazdov, začlenenie zariadení na plnenie a vyprázdňovanie vody – náklady cca 15 €/m3 bez
DPH.
- Vodná plocha musí byť vybudovaná, poţadujú sa výkopové a iné práce, je potrebné
štrkovanie nájazdov – náklady cca 35 €/m3 bez DPH.
Aj napriek pomerne vysokým nákladom je potrebné zdôrazniť, ţe takto vyuţité
prírodné plochy sa môţu aj naďalej vyuţívať pre rybolov, turistiku, zásobáreň vody pre zver
atď. V prípade ďalšej rozsiahlej náhodnej ťaţby môţe byť vodná plocha opätovne pouţitá
takmer ihneď bez ďalších nákladov (PISCHEDDA a kol., 2004).
Ďalším variantom mokrého uskladnenia je uskladnenie v ľadovom mokrom sklade
(obrázok 4).
Zmysel ľadového mokrého skladu je v tom, ţe aj počas
zimných mesiacov je drevo vystavené teplejším
a suchším periódam, ktoré zapríčiňujú zniţovanie
vlhkosti dreva, v dôsledku vyparovania. Vytvorením
súvislej ľadovej prikrývky (panciera) zavlaţovaním pri
teplotách pod 0°C sa zabráni zniţovaniu vlhkosti dreva,
pričom ďalšie zavlaţovanie uţ nie je potrebné. Takto
ošetrené drevo je potom moţné spracovať najskôr na jar
po roztopení ľadu (SUCHOMEL, GEJDOŠ, 2009). Obr. 4 Ľadový mokrý sklad (zdroj: ODENTHAL, 2005)
Ďalším z moţných spôsobov mokrého uskladnenia je ochrana guľatiny pomocou
vlhkých pilín. Guľatina sa naukladá do tesných hromád a medzery medzi jednotlivými
výrezmi a hromadami sa následne vyplnia vlhkými pilinami. Piliny sa zavlaţujú priebeţne
v intervaloch alebo trvalo, s cieľom udrţať v nich, a tým aj v guľatine, vysokú vlhkosť.
Zvlhčovanie dobre uľahnutých pilín sa môţe vykonávať z kropiacich ţľabov s otvormi
priemeru od 3 do 5 mm, z potrubí, zo zberných striech, vyuţijúc zráţkovú vodu, ale aj inými
spôsobmi. Táto metóda sa v minulosti vyuţívala najmä na ochranu bukovej guľatiny, napr.
v kombinácii aj s postrekom (REINPRECHT, 2008).
3.3 Skladovanie za podmienok sušenia
Pri odkôrnení výrezov a ich správnom uloţení tak, aby medzi nimi mohol dostatočne
prúdiť vzduch (obrázok 5), sa dá pomerne rýchlo zníţiť vlhkosť dreva bez rizika poškodenia
biotickými škodlivými činiteľmi (25-30 % vlhkosť dreva). Metóda bola overená pre dreviny
duglaska, jedľa, smrek, smrekovec a borovica. Drevo sa uskladňuje odkôrnené.
49
Ako hlavné výhody tejto metódy je moţné uviesť:
- Hromady môţu byť udrţiavané v rámci beţných
lesníckych prác v lesných uţívateľských celkoch.
- Nie sú potrebné investičné náklady na
postrekovače.
- Nie sú potrebné špeciálne povolenia.
- Nehrozí riziko znečistenia ţivotného prostredia
v dôsledku vypúšťania úţitkovej vody.
- Obr. 5 Sušenie výrezov v hromadách s umelým krytom (zdroj:www.stodafor.org)
Prístup na hodnotenie kvality výrezov je jednoduchý a umoţňuje prakticky okamţitú
obchodovateľnosť uskladneného dreva.
Môţu sa vyuţívať veľké hromady aţ do 200 m3, v závislosti od dosahu hydraulických
ţeriavov vyuţívaných mechanizmov. V závislosti od objemu úloţiska sa môţe plánovať
objem odbytu.
Konzervácia dreva sa vykonáva s relatívnou vlhkosťou pod úrovňou bodu nasýtenia
vlákien, zvyčajne medzi 15 aţ 22 %, v závislosti od počasia. To umoţňuje dodávky
reziva, ktoré je suché, rozmerovo konzistentné, ľubovoľných prierezov, bez potreby
ďalšieho umelého sušenia.
Rezivo vyrobené z presušenej guľatiny je do značnej miery rozmerovo konzistentné.
Rezivo je moţné následne rýchlo sušiť v peciach, s ekonomickou efektívnosťou
a vysokou kapacitou sušenia.
Presušené drevo sa ľahšie prepravuje.
Nie je potrebná aplikácia insekticídov ak sa odkôrnenie vykoná včas.
Počas procesu uskladnenia je vysoká pravdepodobnosť výskytu trhlín a infekcií, ku
ktorým môţe dôjsť najmä v dôsledku odkôrnenia výrezov, hlavne v mieste priečnych rezov.
Doba uskladnenia by mala byť obmedzená na päť mesiacov a vo všeobecnosti je vhodnejšia
skôr pre rezivo ako pre guľatinu. Nevýhody metódy môţeme zhrnúť nasledovne:
V závislosti od počasia sa veľké trhliny môţu vytvoriť uţ v začiatku skladovacieho
obdobia.
Sušenie vzduchom na voľnom priestranstve je závislé na počasí, a preto je veľmi ťaţko
kontrolovateľné.
Ak je sušenie príliš pomalé, môţu drevo napadnúť plesne. Ak je sušenie príliš rýchle,
vzniká riziko nadmernej tvorby trhlín.
Piliarske spracovanie predsušeného dreva je energeticky náročnejšie ako pri čerstvom
dreve.
Sú potrebné náklady vynaloţené na ukladanie dreva do hromád a na ich údrţbu.
Uskladňovacie miesto by malo byť zriadené na vzdušnom a teplom mieste, ktoré nie je
vystavené priamemu prudkému slnečnému ţiareniu. Uskladnenie by sa malo vykonať
nanajvýš tri týţdne po odkôrnení výrezov.
Pri tejto metóde sa odporúča uskladnenie čerstvých výrezov, bez známok poškodenia
hmyzom alebo napadnutia plesňami. Náklady na príklade juţného Nemecka predstavujú
pribliţne 10 €/m3. V tom je zahrnutých 8 €/m
3 na prepravu guľatiny na skladovací priestor a 2
€/m3 na manipuláciu a údrţbu s hromadami výrezov. Predĺţenie doby uskladnenia má na
náklady malý vplyv (PISCHEDDA a kol., 2004).
50
3.4 Uskladnenie výrezov s vylúčením kyslíka
Princíp tejto uskladňovacej metódy je zaloţený na absolútnom vylúčení kyslíka,
v dôsledku čoho sa zabráni poškodeniu dreva hubami a hmyzom, ktoré na svoj vývoj kyslík
potrebujú. Metóda je vhodná pre viacero druhov drevín. Úspešne bola otestovaná na
ihličnatých drevinách (smrek, jedľa, duglaska a borovica) a na listnatých drevinách (buk
a javor horský).
Na úspešnú realizáciu metódy je potrebný rovný podkladový terén pre hromady,
plastové nepriepustné fólie (napr. z polyetylénového materiálu), plynotesne spojené (zvarené)
konce fólií, zdravé čerstvé drevo.
Uskladňovacie miesto sa volí pozdĺţne alebo priečne na lesných cestách. Dôleţité je
obojstranné balenie výrezov v plastových fóliách (obrázok 6). Vyčnievajúce konce listov fólií
je potrebné zvariť plynotesným spojom. Dôleţitá je aj kontrola stavu plastových fólií
a utesnenie prípadných únikov. Uţ tri dni po prekrytí klesá mnoţstvo kyslíka na 0 % a
mnoţstvo oxidu uhličitého stúpne na 25 %, postupne sa však počas dlhšieho obdobia
signifikantne zniţuje. Pre zaistenie kvality drevnej hmoty je tieţ dôleţité zaistenie vysokej
vlhkosti dreva. Drevo chráni niekoľko vrstiev špeciálnej fólie, ktorej vrstvy zabezpečujú stále
prostredie, ktoré nenarušia ani prípadne ďalší škodcovia (hlodavce, vtáctvo a pod.)
(SUCHOMEL, GEJDOŠ, 2009).
Obr. 6 Konzervácia guľatiny ochrannými fóliami (zdroj: www.stodafor.org)
Výhody tejto metódy môţeme zhrnúť nasledovne:
Kvalita dreva pri uskladnení touto metódou je pomerne dobrá aj počas dlhšieho obdobia
uskladnenia.
Je to jediná metóda vyuţiteľná pre uskladnenie dreva na dlhšie obdobie bez toho, aby
bolo drevo výraznejšie poškodené.
Metóda je účinná hlavne z hľadiska zabránenia znehodnotenia dreva vplyvom
fytopatogénov, podkôrneho a drevokazného hmyzu počas uskladnenia.
Náklady na údrţbu sú nízke a zniţujú tak celkové náklady.
Nevýhody tejto metódy sú:
Ochrannú atmosféru môţu narušiť hlodavce a následne ich predátori líšky a kuny,
v prípade, ţe plastová fólia nie je v poţadovanej kvalite a vrstvách.
Podklady hromád by mali byť rovinné a piesčité.
Nároky na pracovníkov pri „balení“ hromád sú vysoké, pretoţe musia byť zabalené
vzduchotesne.
Metóda je vyuţiteľná pre špecifické oblasti, kde nie je moţná ochrana dreva
postrekovaním.
Metóda je prácnejšia v porovnaní s tradičnými metódami.
51
Dôleţité je umiestnenie výstraţných tabúľ s výstrahou na nebezpečenstvo zadusenia
pri vnikaní do plastových fólií. Experimenty preukázali, ţe kvalita dreva môţe byť uchovaná
aj na dlhšie obdobie. V niektorých prípadoch boli spozorované na hromadách vrstvy bielych
húb po otvorení plastových obalov, ale bez akéhokoľvek vplyvu na kvalitu dreva. Rovnaký
typ sfarbenia sa vyskytuje aj pri skladovaní mokrou a suchou metódou. Tab. 3 Príklad nákladov pri konzervácii plastovými fóliami (zdroj: PISCHEDDA a kol., 2004).
Hromada Smrek/Jedľa, dĺţka:
18,5 m/ objem: 235 m3
Hromada, Bukové dyharenské výrezy,
dĺţka: 6,5 m/objem: 100 m3
Materiál /m3 2,80 € 3,27 €
Amortizačné náklady / m3 0,70 € 0,7 €
Náklady na personál / m3 3,32 € 6,14 €
Mimoriadne náklady / m3 Exkavátor 0,33 € /
Celkové náklady / m3 7,15 € 13,03 €
Táto metóda ponúka alternatívu dlhodobej ochrany proti poškodeniu dreva hubami
a hmyzom, bez závislosti na klíme, expozícii uskladňovacieho miesta a veľkosti hromád.
Kompletné náklady za prvý rok sú porovnateľné s nákladmi na bazénovanie dreva. Vstupné
náklady na monitoring a údrţbu sú nízke. Monitoring preverovania kompatibilnosti
a nepoškodenia plastových fólií musí byť však vykonávaný kontinuálne a periodicky.
Monitorovanie kvality guľatiny je moţné len po rozbalení hromady. Počas doby uskladnenia
je moţné monitorovať len vnútornú atmosféru (obsah kyslíka/oxidu uhličitého) s meracím
prístrojom, ktorý zostáva mimo hromady (PISCHEDDA a kol., 2004).
Údaje o vnútornej klíme sa zhromaţďujú v stanovených časových intervaloch. Príklad
nákladov je zhrnutý v tabuľke 3. Celkovo sa udávajú priemerné náklady pri mnoţstvách nad
5000 m3 okolo 9 €.m
-3, pri menších mnoţstvách pribliţne 15 €.m
-3, na celé obdobie
uskladnenia. Pozitívne výsledky sa dosahujú pri dĺţke skladovacej periódy pri ihličnatých
drevinách 4 roky a listnatých drevinách 2 roky (SUCHOMEL, GEJDOŠ, 2009).
3.5 Doplnkové skladovacie opatrenia
Tieto spôsoby ochrany uskladnenej guľatiny nazývame aj integrovanými metódami.
Patria sem hlavne prostriedky chemickej ochrany dreva, biologickej ochrany dreva
a fyzikálnej ochrany dreva.
Chemická ochrana dreva slúţi na zvýšenie prirodzenej trvanlivosti dreva, to
znamená jeho odolnosti proti biologickým škodcom a abiotickým činiteľom. Pouţíva k tomu
vhodné typy chemických látok – prostriedky na chemickú ochranu dreva (REINPRECHT,
2008).
Chemické ochranné prostriedky sú buď jednoduché zlúčeniny alebo ich zmesi organického,
alebo anorganického pôvodu pouţívané na ochranu dreva pred znehodnotením. Základnou
vlastnosťou týchto látok je ochranná účinnosť: proti drevokazným hubám (fungicídy), proti
drevokaznému hmyzu (insekticídy), proti ohňu (antipyrotické látky), inhibítory chemickej
korózie (zvyšujú odolnosť dreva voči atmosférickým vplyvom), odpudzujúce vodu,
neprepúšťajúce UV ţiarenie a pod., resp. proti ďalším znehodnocujúcim vplyvom
(SUCHOMEL, GEJDOŠ, 2009).
Hlavnou zásadou je ich skorá aplikácia, lebo po napadnutí dreva škodlivým činiteľom
uţ nemajú ţiadaný účinok. Najlepšia je aplikácia ešte v zimnom období alebo skoro na jar.
Dôleţité je, aby ošetrované výrezy boli dokonale odvetvené, priečny prierez bol na obidvoch
koncoch rovný a čistý a odstránili sa všetky nečistoty z oblého povrchu kmeňa (hlina, blato,
lišajníky a pod.). Aplikácia prípravku by sa nemala robiť počas daţďa.
Poţiadavky na chemický prípravok môţeme formulovať nasledovne:
- rozpustnosť vo vode, alebo iných rozpúšťadlách,
- čo najlepšia schopnosť ľahko prenikať do dreva (penetračná schopnosť),
- priľnavosť k drevu,
52
- trvanlivosť,
- zníţená vylúhovateľnosť z dreva,
- antikorozívnosť voči drevu (nezniţovanie jeho fyzikálno-mechanických vlastností, voči
impregnačnému zariadeniu a pouţívaným upevňovacím prvkom - kovy, plasty a pod.).
- čo najvyššia zdravotná nezávadnosť a ďalšie špeciálne vlastnosti podľa účelu pouţitia.
Spôsoby aplikácie môţu byť postrekom, natieraním, polievaním, ponáraním,
injektovaním alebo tlakovým spôsobom v špeciálnych kotloch (vákuovo-tlaková
impregnácia).
Na ochranu pred tvorbou výsušných trhlín sa pouţíva ochranný náter vápenným mliekom
(biela farba, ktorá odráţa svetelné lúče a zabraňuje tak prehrievaniu dreva a jeho rýchlemu
vysychaniu) alebo napr. v minulosti vyuţívaný LIGNOSAN. V súčasnosti sa vyuţíva na tieto
účely napr. Pellacol (SUCHOMEL a kol., 2011). Pre ochranu dreva v exteriéroch, vrátane
kontaktu s terénom sú na slovenskom trhu dostupné napr. prostriedky Bochemit Forte, Deron
Plus Profi, Wolmanit CX-S, Wolmanit CX-10, Korasit CK (REINPRECHT, 2008).
Univerzálnym prostriedkom je prípravok GORI UNIVERSAL, ktorý je vodný
drevoochranný podkladový prostriedok na báze alkydovej ţivice, slúţiaci na ochranu proti
hubám spôsobujúcim zmodranie dreva, pleseň a zaparenie. Ochrana týmto prostriedkom je
dočasná a nenahrádza prípadné neskoršie ošetrenie dreva. Nanáša sa ponáraním alebo
striekaním, pričom nanášané mnoţstvo by malo mať 0,6 g aktívnej látky na m2.
Spôsob ochrany dreva aplikáciou chemických ochranných prostriedkov patrí medzi
najdrahšie, pretoţe obstarávacia cena ochranných postrekov býva zvyčajne dosť vysoká,
pričom pri dlhšom skladovaní guľatiny je potrebné ochranné postreky často opakovať. Je to
však aj jeden z najúčinnejších spôsobov ochrany dreva pred poškodením škodcami
(SUCHOMEL, GEJDOŠ, 2009).
Biologická ochrana dreva je zaloţená na nasadení biologicky kontrolovateľného
činiteľa, ktorý rozkladá najmä huby a plesne. V súčasnosti nie je ešte dôkladné preskúmanie
moţností nasadenia takýchto činiteľov v lesnom hospodárstve. Základnou podmienkou však
je, ţe činiteľ musí mať schopnosť kolonizovať drevo bez jeho poškodenia takým spôsobom,
ktorý by ho znehodnotil, resp. zníţil jeho atraktivitu na trhu. Na účinnosť jednoznačne
vplývajú aj klimatické faktory, vrátane teploty zráţok a vlhkosti vzduchu. Výhodou oproti
tradičnej chemickej ochrane je najmä potenciálne niţšia záťaţ na ţivotné prostredie. Ak sa
však majú v lesnom hospodárstve výraznejšie uplatniť, tak by mali spĺňať podmienky ľahkej
kontrolovateľnosti a ovládateľnosti vývoja, jednoduchého nasadenia v prevádzke a mali by
byť ekonomicky výhodné.
Fyzikálna ochrana dreva je zaloţená najmä na zapečatení koncov výrezov. Známy je
spôsob ochrany bukovej guľatiny nátermi exponovaných častí výrezu tak, aby sa zamedzilo
priechodu vzduchu a vody. Dobré výsledky sa dosiahli napr. v Dánsku spájaním výrezov
v mieste priečnych prierezov a ich pečatením pomocou zmesi na báze asfaltu (Permaroof),
pričom ak bol zmesou pokrytý celý výrez došlo k zníţeniu podielu škôd aţ o 85 – 90 %.
K dispozícii sú aj tmely na báze vosku (napr. Anchorseal). V Nórsku bol na smrekovej
guľatine pouţitý prípravok Santobrite (Sodiumpentachlorophenát) + Borax + Lindán (HCH) +
DDT, prípadne bolo vyuţité potiahnutie plastom. Takáto aplikácia zabezpečila takmer 100 %
ochranu pred hmyzom, ale plastové zapečatenie malo u hniloby skôr akceleračný účinok
(napr. poškodenie pevníkom červenejúcim - Stereum sanguinolentum). Aj keď uţ nie je
moţné vyuţívať chlórované fenoly, môţeme očakávať, ţe bezpečná a ekologicky prijateľná
náhrada bude k dispozícii v blízkej budúcnosti (PISCHEDDA a kol., 2004).
4. ZÁVER
S rozsiahlymi náhodnými ťaţbami je takmer vţdy spojená koncentrácia vysokého
objemu drevnej hmoty v krátkom časovom úseku. Okrem správnej voľby postupov
53
a technológií jej spracovania je tieţ nevyhnutná vhodná marketingová stratégia a metóda
uskladnenia, tak aby sa kvalita dreva, ktoré uţ čiastočne znehodnotil škodlivý činiteľ, ďalej
nezniţovala. Práve v takýchto prípadoch nie je moţné dodrţať všeobecne platnú zásadu:
„drevo ťaţíme vtedy, keď je predané“.
Metódy, ktoré sme charakterizovali v našom príspevku sú v praxi overené
a v konkrétnych podmienkach účinné nástroje na zaistenie kvality dreva pre dlhšie časové
obdobie a majú slúţiť práve na rozloţenie vysokej koncentrácie objemu v podobe dodávok na
trh za dlhšie časové obdobie. Rovnako je nevyhnutné vhodne priestorovo a dimenzionálne
zvolené ukladanie dreva, výška šírka hromád atď. Pre predchádzanie poškodeniu hmyzom
a rozvoju hmyzích škodcov sa odporúča tieţ udrţiavanie čistoty v priestore skladov dreva
(asanácia zvyškov). Ochranné metódy uskladnenia majú aj niekoľko iných variant, ktoré sme
v príspevku neuviedli, spravidla však ide o metódy, ktoré sú zaloţené na rovnakých
princípoch, ale výsledky sa dosahujú iným postupom skladovania, resp. inými
technologickými a biologickými prvkami.
S predpokladaným stúpajúcim rozsahom náhodných ťaţieb v budúcnosti bude stúpať aj
význam týchto metód, ktoré sú zatiaľ v lesníckej prevádzke na Slovensku skôr ojedinelým
javom. Predaj dreva tvorí takmer 90 % trţieb lesníckych subjektov, preto záujem na
zachovaní jeho kvality, kým sa dostane k spracovateľovi, bude naberať na význame.
Rozvoj nových metód uskladňovania dreva nastal práve v dôsledku náhodných ťaţieb
veľkého rozsahu, ako aj v dôsledku špecifického prístupu vlád niektorých postihnutých krajín,
v ekonomicky silných krajinách ako napr. Nemecko, Francúzsko atď. Vlády týchto krajín po
veterných smrštiach Lothar a Martin z konca 90-tych rokov 2 roky dotovali náklady na
uskladňovanie a ošetrovanie sortimentov surového dreva pochádzajúceho z týchto kalamít. Aj
z tohto pohľadu je prístup v SR, kde v prípade takýchto udalostí leţia nákladové poloţky len
na strane lesníckeho sektora zrejmé, ţe v budúcnosti bude nutný k tejto problematike
pravdepodobne diferencovaný prístup na vládnej úrovni. POĎAKOVANIE: Príspevok vznikol na základe výsledkov výskumu riešeného v projektoch VEGA 1/0764/10
Výskum princípov a metód precízneho lesníctva. APVV LPP-0420-09 Analýza bezpečnostných, zdravotných a hygienických rizík pri spracovaní lesnej biomasy na energetické využitie
LITERATÚRA ODENTHAL-KAHABKA, J. 2005. Handreichung Sturmschadensbewältigung. Hrsg.
Landesforstverwaltung Baden-Württemberg und Landesforsten Rheinland-Pfalz.
PISCHEDDA, D. a kol. 2004. Technical Guide on harvesting and conservation of storm
damaged timber. Team of experts from the Concerted Action QLK5-CT2001-00645
STODAFOR, CTBA 2004, 103 s.
REINPRECHT, L. 2008. Ochrana dreva, TU Zvolen, Vysokoškolská učebnica, ISBN 978-80-
228-1863-6, 453 s.
SUCHOMEL, J., GEJDOŠ, M., 2009: Ťaţbovo-dopravné technológie. Sortimentácia dreva a
tovaroznalectvo v lesníctve. Vysokoškolská učebnica, TU Zvolen, ISBN 978-80-228-
2057-8: 292 pp.
SUCHOMEL, J., SLANČÍK, M., GEJDOŠ, M., LIESKOVSKÝ, M. 2011. Ťaţbovo-dopravné
technológie I. (časť Lesná ťaţba), vysokoškolské skriptá, Technická univerzita vo
Zvolene, ISBN 978 – 80 – 228 – 2282 – 4, 237 s.
www.stodafor.org
Adresa autorov:
Ing.Miloš Gejdoš, PhD., doc. Ing. Jozef Suchomel, CSc.
Technická univerzita vo Zvolene, Lesnícka fakulta, Katedra lesnej ťaţby a mechanizácie,T. G. Masaryka 24,
Zvolen 960 53, Slovakia, gejdos@vsld.tuzvo.sk, suchomel@vsld.tuzvo.sk
Goglia Vlado prof.,Department of Forest Harvesting; Forestry Faculty Zagreb, Svetošimunska 25, 10 000
ZAGREB, Croatia,goglia@hrast.sumfak.hr;
54
ANALÝZA NÁHODNÝCH ŤAŢIEB OD ROKU 1996
ANALYSIS OF INCIDENTAL FELLINGS FROM 1996 YEAR
ANDREJ KUNCA, MILAN ZÚBRIK
Abstract
Pest agents and damage caused by them are assessed by specialists from the Forest Protection Service. They
calculate all data annually from the whole Slovakia and estimate the development for next years. Out of those
data it is obvious that forest health is the worst within the last 15 years. The major pest agents are Spruce bark
beetle as well as wind. The most susceptible tree species is Norway spruce. Damage is occurring in northern and
central Slovakia. The source of bark beetle outbreaks are also nature protection areas as it is prohibited to control
pest agents as well as attractive wood inside these areas. The forest health and pest agents are also greatly
influenced by weather. If winters will not be much stronger and summer colder the bark beetle population
outbreak will last at least next 5 years.
Key words: pest agents, bark beetles, wind, calamity, sanitary felling
1. VÝVOJ NÁHODNÝCH ŤAŢIEB
Vysoká miera náhodných ťaţieb bola zaznamenaná v rokoch 1993 aţ 1997.
Nasledujúce obdobie aţ do roku 2004 bola situácia viac-menej stabilizovaná na úrovni okolo
40 %. Koncom roka 2004 sa vyskytla rozsiahla vetrová kalamita Alţbeta s rozsiahlymi
dôsledkami. Spracovaný objem tejto kalamitnej hmoty podstatne ovplyvnil objem vyťaţenej
hmoty v roku 2005 a čiastočne aj v roku 2006. Z mnohých dôvodov ponechávaná atraktívna
a kalamitná hmota mala zásadný význam pre vývoj sekundárnych škodlivých činiteľov,
predovšetkým podkôrnych druhov hmyzích škodcov v rokoch 2005 aţ 2010 (Obr. 1).
Obr. 1. Podiel náhodných ťaţieb (červená) na celkovom objeme ročných ťaţieb s prognózou (zelená) pre rok
2011
55
2. VÝSKYT ŠKODLIVÝCH ČINITEĽOV 1996 – 2010
Evidencia výskytu škodlivých činiteľov sa odlišuje od evidencie náhodnej ťaţby
v zmysle metodiky „Hlásení o výskyte škodlivých činiteľov L116“, keďţe na tej istej drevnej
hmote sa môţe vyskytovať aj niekoľko škodlivých činiteľov, napr. vetrom poškodený porast
môţe byť napadnutý hnilobou alebo podkôrnym hmyzom a teda táto hmota sa môţe
vyskytovať aj viackrát medzi jednotlivými škodlivými činiteľmi.
Za posledných 15 rokov najvýznamnejším škodlivým činiteľom boli abiotické činitele,
z nich vietor. Nasleduje ich podkôrny hmyz, antropogénne činitele a patogénne huby (Obr. 2).
Tieto škodlivé činitele sa vyskytovali spolu na 50,2 mil. m3 spracovanej drevnej hmoty.
Obr. 2. Objem spracovanej drevnej hmoty napadnutej hlavnými skupinami škodlivých činiteľov za obdobie
rokov 1996 – 2010
2.1. Abiotické škodlivé činitele
Abiotické škodlivé činitele sa zásadným spôsobom podieľali na náhodných ťaţbách.
Najvýznamnejším činiteľom bol vietor, ktorý poškodzoval listnáče ako aj ihličnany vývratmi
a zlomami najmä v rokoch 1996, 1999, 2002, 2004 a 2007 (Obr.3, Tabuľka 1). V niektorých
rokoch bolo zaznamenané zvýšené poškodenie drevnej hmoty ľadovicou (začiatok roka
2001), suchom (2003) alebo snehom (začiatok roka 2006).
Spracovávanie kalamít do roku 2002 bolo podstatne jednoduchšie z hľadiska
administratívnej zaťaţenosti. Po prijatí zákona č. 543/2002 Z. z. o ochrane prírody a krajiny
sa spracovávanie kalamitnej hmoty spomalilo a na mnohých miestach čerstvá kalamitná
hmota zostala bez asanácie. To bol impulz pre sekundárne biotické škodce, najmä lykoţrúta
smrekového v smrekových porastoch.
56
Obr.3. Vývoj objemu spracovanej drevnej hmoty poškodenej abiotickými škodlivými činiteľmi
Tabuľka 1. Zhrnutie údajov o najvýznamnejších kalamitách na Slovensku za 15 ročné obdobie (1996 aţ 2010)
Pôvodca a obdobie vzniku kalamity Objem kalamity Poškodené
dreviny Postihnutý región
Vetrová kalamita z 8. 7. 1996 1,5 mil. m3 SM (73 %) Horehronie
Vetrová kalamita v bučinách z júna 1999 1,0 mil. m3 BK (85 %) Horná Nitra
Ľadovica z 24. – 26. januára 2001 0,487 mil. m3 BK (58 %)
OLZ Krupina,
Kriváň, Hnúšťa
Vetrová kalamita z 27. – 28. 10. a 16. – 17.
11. 2002 1,5 mil. m
3 SM (80 %)
V. Tatry, Orava,
Spiš, Slovenské
rudohorie
Vetrová kalamita z 19. 11. 2004 5,3 mil. m3 SM (90 %) V. a N. Tatry
Snehová kalamita z januára 2006 0,46 mil. m3 SM (87 %) Orava, Nízke Tatry
Vetrová kalamita z 18. a 19. 1. 2007 0,4 mil. m3 SM (90 %) Nízke Tatry
Vetrová kalamita z 23. – 24. 8. 2007 1,0 mil. m3 SM (60 %) Gemer, Nízke Tatry
Vetrová kalamita zo 17.-19. 5. 2010 0,465 mil. m3 BK (80 %) Malé Karpaty
Kalamita podkôrneho hmyzu v smrečinách
2004 – 2010 9,5 mil. m
3 SM (100 %)
V. a N. Tatry,
Orava, Kysuce,
Spiš Gemer
Kalamita podpňovky smrekovej
v smrečinách 1996 – 2010 1,45 mil. m
3 SM (100 %) Kysuce, Spiš
Kalamita mníšky veľkohlavej 2003 – 2006 50 tis. ha DB (95 %) juţné časti
Slovenska
Kalamitné hynutie jaseňov 2004 – 2010 20 tis. ha JS (100 %) rozptýlené po
celom Slovensku
2.2. Podkôrny a drevokazný hmyz
Najvýznamnejším činiteľom je lykoţrút smrekový Ips typographus, najohrozenejšou
drevinou smrek obyčajný Picea abies. Nárast spracovanej kalamitnej hmoty napadnutej
podkôrnym a drevokazným hmyzom začal v roku 2003 a trvá do súčasného obdobia (Obr. 4).
Mierny pokles v roku 2010 súvisí s klimatickými podmienkami v roku 2010. V tomto roku
bol priemerný úhrn zráţok 1220 mm, čo je najviac za viac ako 100 rokov sledovania počasia
na Slovensku, dlhoročný priemer je 751,3 mm. Druhý najvyšší priemerný úhrn bol v roku
1937 a to cca 1010 mm. Tento vlhký priebeh počasia spomalil vývoj podkôrnych druhov
hmyzu pod kôrou.
57
Význam podkôrneho a drevokazného hmyzu sa zvýšil najmä po roku 2002, po schválení
zákona č. 543/2002 Z. z. o ochrane prírody a krajiny, ktorý zásadným spôsobom zhoršil
moţnosti spracovávanie kalamitnej hmoty.
Obr. 4. Vývoj objemu spracovanej drevnej hmoty napadnutej podkôrnym a drevokazným hmyzom
2.3. Patogénne huby
Z patogénnych húb má najväčší význam podpňovka smreková Armillaria ostoyae na
smreku obyčajnom Picea abies. Výraznejší nárast bol zaznamenaný v roku 1999, vysoký stav
sa drţí od roku 2003 (Obr. 5). Ohrozenými regiónmi sú najmä Kysuce, menej Orava a Spiš.
Obr. 5. Vývoj objemu spracovanej drevnej hmoty napadnutej patogénnymi hubami
2.4. Antropogénne činitele
Najvýznamnejším antropogénnym činiteľom poškodzujúcim lesy sú imisie. Ich
význam posledných 7 rokov klesá (Obr. 6). V posledných rokoch výrazne klesli imisie SOx,
narastá zaťaţenie NOx.
58
Obr. 6. Vývoj objemu spracovanej drevnej hmoty napadnutej antropogénnymi činiteľmi
ZÁVER
Zdravotný stav lesov je určovaný škodlivými činiteľmi najmä vetrom a lykoţrútom
smrekový. Najviac ohrozenou drevinou je smrek obyčajný a výskyt je lokalizovaný do
horských oblastí Slovenska. Len dôslednou hygienou porastov je moţné zabrániť šíreniu
škodcov.
Poďakovanie
Tento článok bol vytvorený realizáciou projektu „Progresívne technológie ochrany lesných drevín juvenilných
rastových štádií“ ITMS: 26220220120, na základe podpory operačného programu Výskum a vývoj
financovaného z Európskeho fondu regionálneho rozvoja.
LITERATÚRA
KUNCA, A., ZÚBRIK, M., 2006: Vetrová kalamita z 19. novembra 2004. Národné lesnícke
centrum, Zvolen, 40 s.
KUNCA, A., ZÚBRIK, M., NOVOTNÝ, J. ET AL., 2007: Škodlivé činitele lesných drevín a ochrana
pred nimi. Národné lesnícke centrum, Zvolen, 208 s.
NOVOTNÝ, J., ZÚBRIK, M. (EDS.), 2004: Biotickí škodcovia lesov Slovenska. Polnochem a.s.,
208 s.
ZÚBRIK, M. A KOL., 2006: Projekt ochrany lesa – realizačný projekt pre rok 2006. Národné
lesnícke centrum, Zvolen, 140 s.
ZÚBRIK, M., KUNCA, A., NOVOTNÝ, J., 2008: Hmyz a huby : atlas poškodení lesných drevín.
Národné lesnícke centrum – Lesnícky výskumný ústav Zvolen, Zvolen, 178 s.
ZÚBRIK, M., NOVOTNÝ, J. (EDS.), 2004: Kalendár ochrany lesa. Polnochem a.s., 94 s.
Adresa autorov:
Ing. Andrej Kunca, PhD., Ing. Milan Zúbrik, PhD.
Národné lesnícke centrum – Lesnícky výskumný ústav Zvolen, Stredisko lesníckej ochranárskej sluţby
Lesnícka 11, 969 23 Banská Štiavnica
kunca@nlcsk.org, zubrik@nlcsk.org
59
ŤAŢBOVÉ TECHNOLOGICKÉ POSTUPY PRI SPRACOVÁVANÍ
NÁHODNÝCH ŤAŢIEB A KVANTITATÍVNE UKAZOVATELE
V PODMIENKACH VLM SR – Š.P., PLIEŠOVCE, LHC SKLENÉ
LOGGING PROCEDURES FOR PROCESSING OF SALVAGE
CUTTINGS AND QUANTITATIVE INDICATORS IN THE
CONDITIONS OF VLM SR – Š.P., PLIEŠOVCE, UNIT SKLENNÉ
JOZEF KRÁL
Abstract: This paper deals with the applied logging technological procedures used in conditions of Military
Forests and Estates SR, State Enterprise, forest management unit Sklenné, during processing of the large-scale
calamity in the spruce stands. Following the development and extent of felling the paper also describes logging
machines that was used for improvement the effectivity and efficience of the salvage cutting. The paper also
describes the development of quantitative indicators for the period 2006 - 2007, when forest stand in given area
was considerably damaged due to biotic and abiotic factors.
Keywords: harvester, technological process, spruce stand
V podmienkach VLM SR – š.p. sa ihličnaté porasty s dominantným zastúpením
smreka nachádzajú v pôsobnosti Správy lesov Pliešovce, LHC Sklené. Výmera lesných
pozemkov v LHC Sklené zastáva výmeru 2 283 ha, z čoho 437 ha pokrýva výmera
odlúčených častí od LHC Sklené, tzv. satelitných objektov. 1/3 výmery LHC Sklené sa
nachádza v Turčianskej kotline v oblasti lesa 26 s miernymi svahmi s expozíciou severnou
a severozápadnou. Geologické podloţie tvoria pieskovce, štrky a íly. Vyskytujúce sa pôdy sú
oglejené aţ glejité, podzolované. Ostatné 2/3 výmery leţia na svahoch Kremnických vrchov
v oblasti lesa 27 B v nadmorskej výške 600 – 927 m. Prevládajú svahy s východnou
a západnou expozíciou. Geologické podloţie tvorí prevaţne andezit, a dacit. Vyskytujúce sa
pôdy sú hnedé lesné pôdy. Priemerná ročná teplota celého LHC je 5 – 8 °C, vo vegetačnom
období 14 – 15 °C. Priemerný ročný úhrn zráţok sa pohybuje vo výške 750 – 1000 mm, celý
LHC Sklené spadá do povodia Turca.
1. KVANTITATÍVNE UKAZOVATELE SPRACOVÁVANÝCH NÁHODNÝCH
ŤAŢIEB V PODMIENKACH VLM SR – Š.P. , LHC SKLENÉ
Vplyvom abiotických činiteľov, najmä pôsobením vetra a snehu v mesiaci december
roku 2006, vznikom polomov a vývratov bolo poškodených a následne vyťaţených 6 600 m3
drevnej hmoty. Účinky silného vetra sa prejavili taktieţ v roku 2007, kedy bolo vznikom
ďalších polomov a vývratov poškodených viac ako 9 000 m3, zároveň však bol evidovaný
zvýšený stav početnosti u podkôrneho hmyzu (silný stupeň odchytu), ktorého početnosť
v podmienkach priaznivého prostredia dosiahla v roku 2008 kulmináciu. Priamym dôsledkom
ataku biotického škodcu bol objem vyťaţenej drevnej hmoty, ktorý presahoval 52 000 m3
drevnej hmoty na ploche 118 ha. V roku 2009 predstavoval objem náhodnej ťaţby vplyvom
biotických a abiotických škodlivých činiteľov viac ako 23 000 m3
drevnej hmoty, z čoho
najvýraznejší podiel 20 000 m3 predstavovala náhodná ťaţba zapríčinená biotickými
činiteľmi. Realizáciou obranných opatrení bol v roku 2010 dosiahnutý pokles objemu
náhodnej ťaţby v dôsledku poškodenia podkôrnym hmyzom, avšak vplyv vetra spôsobil
60
nárast objemu náhodnej ťaţby a teda vytvorenie vhodných podmienok pre opätovné zvýšenie
početnosti podkôrneho hmyzu v roku 2011.
Tab. 1: Prehľad mnoţstva vyťaţenej drevnej hmoty v náhodných ťaţbách podľa vplyvu škodlivého činiteľa
v jednotlivých rokoch sledovaného obdobia
Škodlivý činiteľ Ťaţba náhodná v m3 Celkom
m3 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Podkôrny hmyz 590 7741 52801 20822 7181 9131 98266
Vietor 3972 9115 3395 2395 4948 4693 28518
Sneh 2668 156 0 320 36 0 3200
Vojenská prevádzka 0 100 0 0 10 0 110
Celkom 7230 17112 56196 23537 12175 13824 130094
V závislosti od pôsobenia škodlivých činiteľov sa vyvíjala štruktúra ťaţieb
v porastoch nad 50 rokov veku (Obr. 1). Kým v rokoch 2006 a 2007 bola ešte realizovaná
ťaţba úmyselná, hoci je v roku 2007 zaznamenaný značný pokles objemu úmyselnej ťaţby
o viac ako 9 000 m3 drevnej hmoty, tento trend vzhľadom na postup vývoja poškodení
porastov vplyvom biotických a abiotických činiteľov uţ v roku 2008 nebol moţný. Vplyvom
priaznivých podmienok prostredia početnosť podkôrneho hmyzu výrazne gradovala, čím bol
zaznamenaný zvýšený výskyt biotických škodcov a ich rýchle šírenie predovšetkým
u smrekových porastov vo veku nad 50 rokov. Početnosť podkôrnika v roku 2008
kulminovala a od toho sa odvíjalo aj mnoţstvo evidovaného objemu náhodnej ťaţby (viac ako
55 000 m3). V roku 2009 bol evidovaný pokles objemu náhodnej ťaţby o viac ako polovicu
v porovnaní s rokom 2008 (22 000 m3) na ploche 40 ha. V roku 2010 je opätovne
zaznamenaný pokles ako plochy tak objemu náhodnej ťaţby o polovicu (10 000 m3). Vznik
náhodných ťaţieb u listnatých drevín bol podmienený vplyvom abiotických škodlivých
činiteľov. V porovnaní s objemom náhodných ťaţieb u ihličnatých porastov je objem
náhodnej ťaţby u listnatých porastov zanedbateľný. V porastoch vo veku nad 50 rokov
predstavoval objem náhodnej ťaţby za sledované obdobie rokov 2006 – 2011 celkom 120 000
m3 drevnej hmoty. Keďţe jedným z prioritne prijatých opatrení bol prednostný výkon
náhodných ťaţieb, podiel ťaţieb úmyselných v porastoch nad 50 rokov predstavoval za
sledované obdobie 2006 – 2011 19 000 m3 drevnej hmoty.
Obr. 1: Percentuálny podiel objemu ťaţieb v porastoch nad 50 rokov veku
za sledované obdobie rokov 2006 – 2011
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
2006 2007 2008 2009 2010 2011
náhodná listnatá
náhodná ihličnatá
úmyselná listnatá
úmyselná ihličnatá
61
V porastoch do 50 rokov veku je evidovaný za sledované obdobie aj napriek
kalamitnému stavu v porastoch rubného veku, výkon úmyselných výchovných ťaţieb, v tých
porastoch, kde išlo o splnenie účelu výchovy, zlepšenie zdravotného stavu, zabezpečenie
hygieny porastu a zvýšenie stability porastu v celkovom objeme 9 000 m3 drevnej hmoty za
sledované obdobie. Avšak vplyvom abiotických škodlivých činiteľov je u porastov do 50
rokov veku evidovaný objem náhodných ťaţieb v celkovej výške 8 600 m3 za sledované
obdobie. Najmarkantnejší nárast bol evidovaný predovšetkým u ihličnatých porastov vo veku
do 50 rokov v roku 2007, kedy boli porasty poškodené účinkami silného vetra a snehu (Obr.
2)
Obr. 2: Štruktúra podielu objemu ťaţieb v porastoch do 50 rokov veku
za sledované obdobie rokov 2006 – 2011
2. ŤAŢBOVÉ TECHNOLOGICKÉ POSTUPY PRI SPRACOVÁVANÍ
NÁHODNÝCH ŤAŢIEB V PODMIENKACH VLM SR – Š.P. , LHC SKLENÉ
Po účinkoch biotických škodcov (sneh a vietor) v roku 2006 a 2007 bol začatý výkon
náhodných ťaţieb a vykonané čiastočné spracovanie kalamitnej hmoty. Zdravotný stav
porastov si vyţadoval pri spracovávaní náhodnej ťaţby okrem likvidácie suchárov aj
odstránenie aktívnych chrobačiarov v prechodnej zóne medzi napadnutými a zdravými
stromami. Zo začiatku platnosti LHP 2005 – 2007,boli na spracovanie náhodnej ťaţby volené
klasické technológie ťaţby a pribliţovania drevnej hmoty a klasické ťaţbové technické
prostriedky, teda lesné kolesové traktory a univerzálne kolesové traktory podľa
technologickej typizácie pracovísk. Prevaţne bola realizovaná stromová metóda, kedy surové
odvetvené kmene boli priblíţené na lokalitu odvozné miesto a následne bola vykonaná ich
manipulácia na určené sortimenty. Ťaţba bola vykonávaná ťaţbovými skupinami, pričom za
dennú zmenu pracovná skupina takto spracovala v priemere 40 m3 drevnej hmoty.
Vzhľadom na popisovaný priebeh – vznik a masívne šírenie resp. zvyšovanie plochy
poškodených smrekových porastov najmä vo veku nad 50 rokov, v období na prelome rokov
2007 a 2008, bolo nevyhnutné pristúpiť k vyuţitiu účinnejších a efektívnejších ťaţbových
technológií a uplatniť nové ťaţbovo – technologické postupy. Z tohto dôvodu boli vyuţité
moţnosti viac operačných technológií harvestorov ROTTNE v spojení s moţnosťami vyuţitia
vývoznej súpravy ROTTNE. V podmienkach kalamity boli do práce v roku 2008 nasadené
harvestory v počte dva kusy a dve vývozné kolesové súpravy (Obr. 3 a 4). Uplatňovaná bola
0
1
2
3
4
5
2006 2007 2008 2009 2010 2011
tis.
m3
náhodná listnatá
náhodná ihličnatá
úmyselná listnatá
úmyselná ihličnatá
62
sortimentová metóda s triedením drevnej hmoty na sortimenty so zohľadnením hrúbok
a kvality (III A/B, III C, agregát, vláknina). V priebehu jednej pracovnej zmeny bolo
harvestorom spracovaných pribliţne 180 – 200 m3 drevnej hmoty, čo výrazne urýchlilo
postup spracovávania náhodných ťaţieb – v roku 2008 bolo takýmto spôsobom spracovaných
pribliţne 9 000 m3 drevnej hmoty. Meranie hrúbok a zatrieďovanie do kvalitatívnych tried
prebiehalo na lokalite „PEŇ“, čo si vyţadovalo podstatné posilnenie početnosti
vykonávajúcich lesníkov a teda došlo k dočasnému preloţeniu zamestnancov z LHC Lešť na
LHC Sklené. Samotné odoberanie drevnej hmoty a jej označovanie štítkom a následné prijatie
do počítača LATS BACHER a neskôr NOMAD prebiehalo na lokalite „Odvozné miesto“.
Obr. 4: Vyuţitie vývozných súprav Obr. 3: Vyuţitie viacoperačných harvestorových
technológií
Za roky 2005 – 2010 bolo v náhodnej ťaţbe spracovaných 124 tis. m3 drevnej hmoty.
Ťaţba náhodná 124 tis. m3 z celkového rozsahu vykonanej ťaţby 170 tis. m
3 predstavuje 73
%, ťaţbová plocha z ŤN je 211 ha, čo z celkovej ťaţbovej plochy 315 ha predstavuje 67 %.
Za roky 2005 – 2010 sa na zloţení ťaţby náhodnej podieľal podkôrny hmyz v objeme 91 000
m3 drevnej hmoty, vietor v objeme 30 000 m
3 a sneh 3 000 m
3.
Výrobu štiepky sme realizovali v dvoch porastoch s vekom do 50 rokov, ktoré boli
kalamitou poškodené natoľko, ţe výroba sortimentov v polomami výrazne poškodených
porastoch nemala význam. Spracovanie bolo vykonané harvestorom a vývoznou súpravou,
samotné štiepkovanie bolo prevedené na lokalitene „Odvozné miesto“ s expedíciou
v kontajneroch. Takto bolo spracovaných 350 ton drevnej hmoty.
S ohľadom na vysoký rozsah, náhodných ťaţieb vznikli komplikácie pri odvoze dreva
cez vojensky vyuţívaný priestor s časovým obmedzením, čo vyvolalo potrebu rozsiahlej
úrravy, údrţby prípadne výstavby lesných ciest spájajúcich časti lesa mimo vojenský priestor.
Súbeţne s likvidáciou kalamity sme boli takto zrekonštruované a vybudované lesné cesty s
názvom „Nad 5. Bránou “ o dlţke 1,2 km, „ Janošíkova skala“ o dlţke 2,0 km a súčasne sa
vykonala generálna oprava lesnej cesty Langrud o celkovej dlţke 5,8 km, na ktorú sa obidve
predchádzajúce napájajú. Všetko bolo financované z prevádzkových nákladov Správy lesov
Pliešovce a budované vlastnými strojmi.
Úprava plôch po kalamitnej ťaţbe bola realizovaná uhadzovaním a pálením haluziny. Na
vhodných plochách bola pouţitá technológia frézy na drvenie konárov resp., likvidáciu
ťaţbových zvyškov na ploche 13 ha.
Umelá obnova lesa za roky 2005 – 2010 bola prevedená na ploche 244 ha z toho na 42 ha
bolo uplatnené vylepšovanie. Prirodzené zmladenie je evidované na ploche 9 ha. Kalamitná
situácia a jej rozsah si vyţiadali postupnú premenu drevinového zloţenia z monokultúr
smreka na zmiešané porasty. Pri umelej obnove bola začatá budova spevňovacích pásov
63
s vyuţitím buka o šírke cca 20 m s rozostupom 100 – 150 m. Vysadených bolo celkom 244
ha, z čoho najväčší podiel 65% predstavovala drevina smrek. Drevina buk bola vysadená
v podiele 18% (Tab. 2)
Tab. 2: Prehľad podielu pouţitého sadbového materiálu pre zabezpečenie umelej obnovy Druh dreviny Plocha v ha % podiel
Smrek 159 65
Buk 44 18
Borovica 14 6
Dub 11 5
Smrekovec 9 3
Jedľa 7 3
Počty sadeníc na 1 ha obnovovanej plochy boli pre drevinu smrek vysadené v počte
3,5 tis., buk 8 tis., borovica 7,5 tis., smrekovec 2,5 tis. a dub 10 tis.
Zvýšením rozsahu náhodných ťaţieb bolo potrebné venovať pozornosť monitoringu
vývoja početnosti podkôrneho hymzu, ktorý sa realizoval rozostavovaním lapačov v počte
200 kusov a pouţitými feromónmi v počte 1100 ks. Na realizácii monitoringu sa vo výraznej
miere ako zakladaním a sledovaním lapákov a lapačov, tak aj poradenskou činnosťou
podierľala LOS Banská Štiavnica. Svieţa hmota dočasne uloţená na lokalite „Odvozné
miesto“ bola chemicky ošetrovaná proti podkôrnikom nesenými postrekovačmi a prípravkom
Vastac 10 EC, pri dodrţaní všetkých pravidiel pre zabezpečenie ochrany ţivotného prostredia
hlavne pôdy a vodných tokov. V lokalite Rovná Hora tento spôsob nebol povolený z titulu
moţného presakovania do podzemých vôd. V rámci ochrany lesa bol v roku 2008
zrealizovaný letecký postrek proti podkôrnikom prostriedkom Vastac 10 EC na ploche 200
ha.
3. ZHODNOTENIE
Nakoľko za obdobie rokov 2005 – 2010 bolo ťaţbami na LHC Sklené vyťaţených
84% decenalného predpisu a ťaţby náhodné predstavujú 73% z celkových vykonaných
ťaţieb, VLM SR – š.p. poţiadali v súlade so zákonom o lesoch MPRV SR o povolenie
vykonať predčasnú obnovu Programu starostlivosti o lesy (PSoL). Obnova programu bola
povolená a v súčasnosti sa nachádza v záverečnej fáze spracovania.
Vzhľadom na spracovávanie kalamitnej hmoty z predchádzajúcich období – leţaniny,
k 1.1.2012, kedy začne platiť nový PSoL vypracovávaný v rámci predčasnej obnovy plánu,
LHC Sklené, nebude mať ţiadne zvyšky „starej“ kalamitnej hmoty.
Adresa autora:
Ing. Jozef Král
Lesnícka č. 23, 962 63 Pliešovce, e-mail: kral@vlm.sk
64
POTENCIÁL A PERSPEKTÍVY PRECÍZNEHO LESNÍCTVA
POTENTIAL AND PERSPECTIVES OF PRECIOUS FORESTRY
JÁN TUČEK
Abstract: Precision forestry uses high technology sensing and analytical tools to support site specific economic,
environmental and sustainable decision making for forestry sectors supporting the forestry value chain. This
tendency was understood mostly technologically with focus on data and information sources, tools application as
well as application fields choosing. Time depending approach to evaluation of ecosystem goods and services as
well as management targets correction, regarding their development, risk and negative factors influence are
introduced in adaptive forest management. Although these tendencies were understood as independent more or
less, it seems that is possible to append or integrate them one another. The tendency of precise forestry, would
found rationalization and content - object by accurate arrangement to the adaptive forest management. And the
adaptive forest management would acquire part of very important, vital and effective tools and specific research
and management objects employing the precision forestry, vice-versa.
Key words: precision forestry, adaptive forest management, geoinformatics, decision support system
1. ÚVOD
Prepojenie moderných informačných zdrojov s vysokou rozlišovacou schopnosťou
s metódami inventarizácie lesa, stromovými rastovými modelmi a informačnými systémami
predstavuje okrem moţností komplexnejšie a podstatne detailnešie chápať vzťahy medzi
stanovišťom a jedincami lesného porastu aj silný nástroj na riešenie doteraz ťaţko
riešiteľných komplexných problémov, ako sú napríklad dopady zmenenej klímy alebo
vplyvov človeka na vývoj lesných ekosystémov a krajiny. Geografická databáza
a informačné systémy sú schopné ukladať, štruktúrovať a vyuţívať všetky druhy údajov,
z nich odvodené informácie a znalosti. Posledný vývoj v informatike tieţ umoţňuje úplne
zmeniť prístup k publikovaniu a vyuţívaniu uvedených zdrojov prostredníctvom internetu
a mobilných aplikácií.
Tieto nové údaje, informácie, poznatky a znalosti o záujmovom území, stromoch,
porastoch a objektoch v záujmovom území získané pomocou uvádzaných technológií majú
veľkú informačnú hodnotu. Výhodou je aj vysoká miera automatizácie prác pri ich získavaní
a spracovávaní ako aj presnosť a výpovedná hodnota. Je moţné získať údaje a informácie,
ktoré neboli doteraz dostupné, pričom ich presnosť mnohokrát prevyšuje klasické metódy
zisťovania stavu lesa. Pritom tieto informácie sa netýkajú len porastov, ale aj jednotlivých
stromov alebo ich častí na jednej strane, resp, skupín porastov alebo rôzne geograficky
vymedzených častí krajiny na druhej strane. Priestorové a časové rámce je moţné meniť,
kombinovať a prekrývať. Zároveň je moţné a potrebné kombinovať a spájať ich s tradičnými
údajmi, informáciami a poznatkami.
Takéto integrované vyuţitie v lesníckej prevádzke umoţní oveľa lepšie plánovanie
zásahov, hospodárskych opatrení a vyuţívanie zdrojov. Presné informácie o reliéfe
a terénnych podmienkach nájde svoje uplatnenie pri plánovaní obhospodarovania lesa, jeho
sprístupňovania, optimalizácií ťaţbovo-dopravných technológií, návrhu protipoţiarnych
opatrení ako aj ďalšom vyuţívaní a ochrane krajiny. Posledný vývoj jednoznačne smeruje
k účelovému štrukturovaniu ale najmä vyuţívaniu takýchto rozsiahlych báz údajov
a informácií tak, aby bolo moţné odvodiť z nich a formalizovať poznatky a rozhodovacie
pravidlá a tieto vyuţiť pre budovanie systémov na podporu rozhodovania.
65
2. VÝVOJ A STAV ZDROJOVÝCH OBLASTÍ
Napriek zdaniu nemoţno problematiku precízneho lesníctva povaţovať za bytostne
lesnícku záleţitosť. Posledný vývoj naznačuje, ţe koncepcie adaptívneho obhospodarovania
lesov a precízneho lesníctva sa navzájom dopĺňajú a obidve predstavujú veľké výzvy
a perspektívne aplikačné oblasti geoinformatiky a geoinformačných technológií.
Posúdiť stručným a prehľadným spôsobom aktuálny stav o uvedených oblastiach iste
nie je jednoduché. Určite len syntézu poznatkov rozsiahlej rešerše publikačných výstupov
môţeme povaţovať za prijateľný výsledok. Našťastie vývoj pravidelne reflektujú viaceré
zdroje. Pokiaľ ide o genoinformatiku sledovaním a hodnotením vývoja sa zaoberá prof. Berry,
ktorý uţ viac rokov vedie rubriku Beyond mapping v časopise Geo World. V priebehu rokov
2006-2009 v nej bola uverejnená séria článkov zameraná na posúdenie vývoja v oblasti GIS
a geoinformatiky. V časti zameranej na súčasnosť autor dáva dôraz na multimediálne
a webové aplikácie, na mieru riešené zákaznícke aplikácie systémov, zdieľanie údajov
a štandardy interoperability, zohľadnenie dynamiky javov a integráciu geoinformačných
technológií.
Rozširujú sa aplikácie zamerané na zdôvodňovanie a hľadanie sociálne prijateľných
riešení a odstraňovanie konfliktov. Najdôleţitejšou celkovou tendenciou je prechod od popisu
(inventarizácií) k analytickým predpisom a podpore rozhodovania priestorových problémov.
Pre aplikácie geoinformatiky je typické riešenie rozporu medzi špecializáciami,
vedomosťami, prístupmi aj celkovou filozofiou expertov z oblasti technológie a aplikačnej
oblasti. Vo všeobecnosti sa uznáva, ţe pre úspešné riešenie, aplikácia vyţaduje komplexné
pôsobenie obidvoch skupín expertov. Len pri ich vyváţenej spolupráci je moţné zabezpečiť
potřebné nástroje, procesy a výsledky pod dohľadom drţiteľov zdrojov a verejnosti.
Pokiaľ ide o adaptívne obhospodarovanie ekosystémov takisto existuje mnoţstvo
prístupov a teórií. Problematika je široká a štrukturovaná s mnoţstvom vzťahov a súvislostí.
Podľa HEINIMANA (2010) je pri jej analýze potrebné vychádzať z histórie obhospodarovania
ekosystémov vrátane lesných. Táto zaznamenáva prechod od exploatačných prístupov
k aplikácii vedeckých prístupov v obhospodarovaní. Teóriu konštantného výnosu nahradili
poţiadavky na trvalú udrţateľnosť celého ekosystému. Od lesníckej vedy zaloţenej na
skúsenostiach o overovania praxou sa prešlo na uplatňovanie poznatkov neúplnosti
a neurčitosti v údajoch, znalostiach aj teórií. Vývoj vyústil do adaptívneho obhospodarovania
ekosystémov zohľadňujúceho dynamiku úţitkov a sluţieb ekosystémov spolu s analýzami
rizika.
Bohuţiaľ na uvedenú problematiku neexistujú jednotné názory, aj keď spoločným
menovateľom teórií podľa HEINIMANA (2010) môţe byť aplikácia biologických princípov do
zloţitých inţinierskych problémov. Za základy adaptívneho obhospodarovania lesov povaţuje
posledne citovaný autor 1. Dynamické chovanie ekosystémov, vyúsťujúce do „účelnej
zmeny“, 2. Priestorovo-časové problémy a súvislosti, 3. Hospodárske opatrenia zohľadňujúce
riziko.
3. PRECÍZNE LESNÍCTVO
Napriek intenzívnemu vývoju v literatúre stále nie je ukončená diskusia, či ide len
o frázu – slovné spojenie, termín alebo skutočný pojem. Pri hľadaní pôvodu sa zvyčajne
vychádza z precízneho poľnohospodárstva (precision agriculture). Podrobnejším štúdiom
však zistíme, ţe aj v prípade poľnohospodárstva existuje široká diverzita názorov, resp.
podrobnejších špecifikácií.
Voľnejšia interpretácia umoţňuje chápať precízne poľnohospodárstvo ako
„stanovištne závislú koncepciu pestovania plodín“ alebo „na informačných technológiách
66
zaloţený poľnohospodársky systém na identifikáciu, analýzu a obhospodarovanie pôdno -
stanovištnej priestorovej a časovej variability polí, s cieľom optimálnej produktivity, trvalej
udrţateľnosti a ochrany prostredia“ (ROBERT et al., 1995).
S odstupom času TAYLOR et al, 2002 definujú precízne poľnohospodárstvo ako
riadenie obhospodarovania poľnohospodárskych plodín, ich hnojenie, ošetrovanie herbicídmi
a pod. na stanovištne závislých princípoch za účelom zníţenia strát na produkcií, zvýšenia
výnosov a udrţania kvality ţivotného prostredia. Podľa RASHERA, 2001 je precízne
poľnohospodárstvo na informačných technológiách a podpore rozhodovania zaloţený
poľnohospodársky systém navrhnutý za účelom vylepšenia poľnohospodárskych procesov cez
presné manaţovanie kaţdého kroku (obhospodarovania) tak, aby sa zaistila maximálna
produkcia a súvislá trvalá udrţateľnosť prírodných zdrojov.
Prakticky nezmenené je chápanie pojmu pri aplikácii na lesné plantáţe, resp.
intenzívne obhospodarované porasty. Avšak FOX et al, (2006) zdôrazňujú vplyv priestorovej
a časovej variability stanovišťa na jeho komplexné ponímanie (od topografie cez geológiu,
pedológiu, klímu, atď.) vo vzťahu k fyziológii a nárokom jednotlivých druhov drevín.
TAYLOR, et al. (2002) tieţ predpokladá, ţe viacero aspektov precízneho poľnohospodárstva
môţe byť pouţitých pri obhospodarovaní lesa, ale kvôli rozdielom medzi odvetviami
navrhuje definíciu rozšíriť. Precízne lesníctvo je podľa týchto autorov „Plánovanie
a vykonávanie stanovištne závislých lesníckych hospodárskych opatrení a aktivít vedúcich
k zvýšeniu kvality a vyuţitia dreva, zníţeniu poškodenia prostredia a k zvýšeniu výnosov pri
zachovaní kvality prostredia“. Navrhuje chápanie pojmu v dvoch rovinách: 1. vyuţitie
geopriestorových informácií pre plánovanie a hospodárenie, 2. stanovištne závislé pestovanie
lesa. V prvej časti kladie dôraz na vyuţiteľnosť informácií na podporu rozhodovania,
v druhej na vplyv variability stanovíšť na veľkosť a kvalitu produkcie.
V jednej z neskorších prác - TAYLOR, et al. (2006) pridávajú tretiu rovinu k celkovému
pohľadu – moderné stanovištne závislé technológie na naplnenie trhových nárokov a vyššie
zhodnotenie produktov pričom má na mysli najmä vyuţitie informácií v procese ťaţby dreva.
V tejto práci sa tieţ taxatívne spomínajú kľúčové prvky pre aplikáciu precízneho lesníctva –
vyspelé technológie (GPS, GIS, DPZ, SDSS), - kvalitné informácie, - definovanie vhodnej
jednotky pre obhospodarovanie alebo riadenie. Za základný cieľ precízneho lesníctva
povaţujú zhromaţďovanie informácií o stanovišti pre rôznych uţívateľov, ktoré môţu byť
pouţité pre zvýšenie kvality rozhodovania pri obhospodarovaní, ochrane prostredia,
certifikácií a ďalších procesoch.
Vzhľadom na prirodzenejšiu povahu hospodárenia v lese je chápanie pojmu pre
lesníctvo obecnejšie skutočne širšie aj podľa ďalších autorov. Podľa BARE, (2003) „Precízne
lesníctvo vyuţíva hi-tech snímacie a analytické nástroje na podporu stanovištne závislých
taktických a operačných ekonomických, environmentálnych a trvale udrţateľných rozhodnutí.
Poskytuje často opakovateľné merania, činnosti a procesy pri pestovaní a ťaţbe stromov
rovnako ako pri ochrane a rozširovaní cenných stanovíšť. Poskytuje hodnotné informačné
prepojenie medzi manaţérmi zdrojov, environmentálnymi komunitami, spracovateľmi dreva
aj verejnosťou“. Spája tak prax udrţateľného lesníctva s ochranou prostredia a obchodom
v záujme najlepších ekonomických a environmentálnych výstupov. Dôleţité je aj u tohto
autora jednoznačné zdôraznenie inovatívnych technológií povaţovaných za kľúčové pre
precízne lesníctvo - GPS a GIS, DPZ, bezdrôtové komunikačné systémy, systémy pre
vyspelú vizualizáciu, systémy pre podporu rozhodovania.
Podľa WARKOTSCHA, 2006, precízne lesníctvo vyuţíva hi-tech snímacie a analytické
nástroje na podporu stanovištne závislých ekonomických, environmentálnych a trvale
udrţateľných rozhodnutí pre lesnícky sektor a podporu celého dodávateľského reťazca od
stromov aţ po výrobok. Precízne lesníctvo poskytuje prídavné kvalitné informácie o lese
a spracovaní lesných produktov, pomáha maximalizovať ekonomickú návratnosť
67
hospodárskych opatrení za akceptovania beţných obmedzení, poskytuje nástroje na tvorbu
dobrých rozhodnutí, jednoducho opakovateľné merania s vysokou presnosťou, podporuje
biodiverzitu a ostatné enviromentálne zdroje.
Podobne uvaţuje aj SOOD (2005), keď zdôrazňuje potrebu precíznych informácií pre
lepšie pochopenie komplexu – druh dreviny – genetický pôvod – pôda – geológia – topografia
terénu – nadmorská výška – zráţky – mikroklíma – atď. Moderné geoinformačné technológie
umoţňujú tieto informácie získať a spracovať v podstatne presnejších mierkach, ako doteraz.
Zároveň ich umoţňujú vyuţívať, kombinovať a odvodzovať z nich nové informácie. Ako
výzvy, či prínosy koncepcie precízneho lesníctva uvádza posledne citovaný autor moţnosť
zmeny myslenia lesných hospodárov, zmeny mierky (rozlišovacej úrovne rozhodovania pri
hospodárení) a zmeny kvality vyuţívanej informácie.
Precízne lesníctvo by nemalo znamenať, ţe kaţdá operácia je automatizovaná
a vykonávaná s pouţitím pomocou počítača. Mnoho stanovištne závislých pestovných
činností môţe byť samozrejme vykonaných efektívnym spôsobom bez automatizácie. To čo
by mal tento pojem znamenať je, ţe proces riadenia alebo operatívna činnosť je zameraná na
vykonávanie rozhodnutí pre čo najmenšiu jednotku hospodárenia alebo počet riadených
jednotiek obhospodarovaného územia (TAYLOR et al.,. 2006).
ZHENG, et al. 2009 v názoroch na obidve oblasti – precízne poľnohospodárstvo aj
precízne lesníctvo zdôrazňujú dôleţitosť multidisciplinárnych poznatkov, väzieb medzi
biologickými vedami a vyspelými technológiami v záujme trvalej udrţateľnosti a šetrenia
ţivotného prostredia. Za modernizáciu poľnohospodárskej a lesníckej produkcie povaţujú
vývoj integračnej počítačovej techniky ktorá spája oblasť automatizácie a oblasť informácie
do integrovaného prostredia pre získavanie, prenos a spracovanie informácie.
Cieľom precízneho poľnohospodárstva a lesníctva je realizovať minimálny vstup
zdrojov a minimálny vplyv na prostredie pri súčasnej maximálnej poľnohospodárskej
a lesníckej produkcií v ktorej sú poľnohospodárske a lesnícke aktivity integrované
systematicky tak, aby bola zaistená plynulá integrácia toku zdrojov a informácií v priestorovo
časovej škále. Na základe uvedeného navrhujú títo autori zavedenie pojmu
biomechinfotronické inţinierstvo.
Slovo biomechinfotronika navrhujú na označenie multidisciplinárnych aspektov
komplexných systémov precízneho poľnohospodárstva a lesníctva. K charakteristikám
biomechinfotroniky patrí synergická integrácia biologického inţinierstva, vrátane
poľnohospodárskeho a lesníckeho inţinierstva s mechatronikou, bioinformatikou,
bioelektornikou a inteligentnými počítačovými systémami na nvrhovanie a produkciu bio
produktov a procesov.
Pravdepodobne prvú komplexnú, vedeckú definíciu precízneho obhospodarovania
krajiny vrátane lesníctva uvádza HEINIMANN (2010). Precízne obhospodarovanie krajiny
koordinuje a riadi biofyzikálne, technické a administratívne procesy primárnej produkcie
pomocou semiautomatických a automatických riadiacich systémov, tak aby bola udrţaná
priestorovo časová variabilita produktov a sluţieb ekosystémov (výstupov), hospodárskych
opatrení (vstupov) a stanovišťa spolu s disturbančnými vplyvmi spôsobom, ktorý
maximalizuje biologickú a technickú efektivitu systému a minimalizuje jeho negatívne vplyvy
na prostredie.
Riadenie systému ovplyvňujú 4 kľúčové skutočnosti.: Cieľ (Čo?), Účel ( Prečo?),
Stratégia (Ako?), Implementácia (Akými prostriedkami?). Implementácia takýchto prístupov
vyţaduje senzory, technické prostriedky a systémy.
Od úplných začiatkov sprevádza precízne lesníctvo aj mnoţstvo pochybností a kritiky.
Viacerí autori spochybňujú jeho reálny obsah a sociálny, či vedecký zmysel (FARMUM, 2001).
Najčastejšie je predmetom kritiky chápanie, resp. nepochopenie termínu presné, precízne
68
(DYCK, 2003, WYK, 2004). Najdôleţitejšie sú však pravdepodobne výhrady kvôli prílišnej
technologickej orientácií a absencii skutočného obsahu.
Väčšinu z týchto výhrad odstraňuje uţ citovaný HEINIMANN (2010) podľa ktorého
precízne lesníctvo predstavuje inţiniersku perspektívu koncepcie adaptívneho
obhospodarovania ekosystémov. Aj keď obidve tendencie boli doteraz chápané ako viac, či
menej izolované, ako sme uţ uviedli, je moţné ich vzájomne dopĺňať a kombinovať.
Presnosť netreba chápať ako správnosť v malých mierkach (škálach) ale ako zladenú
koordináciu a riadenie procesov v rozdielnych priestorových škálach. Treba zdôrazniť, ţe aj
výrazne mimo tradičných, v lesníctve praxou overených a pouţívaných. Teda nielen porast
a jeho časť ale aj strom, resp. jeho časť a krajina, resp. jej rôzne geograficky definovaný
segment. Potenciálom je práve zmena, rozšírenie a prekrývanie priestorových a časových škál
aţ k dynamickému prístupu a prekrývaniu priestorových mierok.
Precízne lesníctvo nachádza správnym zaradením do adaptívneho obhospodarovania
svoj skutočný obsah, zmysel, odôvodnenie a náplň. Naopak adaptívne obhospodarovanie
získava cez precízne lesníctvo časť dôleţitých a mimoriadne ţivotaschopných zdrojov,
údajov, nástrojov realizácie aj zároveň špecifických predmetov záujmu. Z uvedeného
pravdepodobne implicitne vyplýva potreba komplexného uplatnenia geoinformatiky,
nehovoriac o jej explicitnom striktnom definovaní v doterajších definíciach precízneho
lesníctva.
4. POTENCIÁL A PERSPEKTÍVY ROZVOJA
V uvedenej oblasti je v súčasnosti viacero iniciatív vo vede a výskume. Dobrým
príkladom môţe byť integrovaný projekt 7FP MOTIVE (MOdels for adapTIVE Forest
Management) riešený širokým konzorciom 20 riešiteľských inštitúcií zo 14 Európskych krajín
pod koordináciou Forest Research Institute of Baden-Wurttemberg.
Projekt ako celok je zameraný na adaptívne obhospodarovanie lesov. Jeho riešenie sa
člení na 6 pracovných balíkov, pričom prinajmenšom WP3 Development of inproved models
for adaptive forest management a WP6 Improved decision support in adaptive forest
management prispievajú k rozvoju problematiky precízneho lesníctva a podpory
rozhodovania. Cieľom WP3 uvedeného projektu je prehĺbiť poznatky a overiť simulačné
modely ako základné nástroje na identifikáciu udrţateľných stratégií obhospodarovania lesov
na úrovniach porastov, regiónov (krajiny) ako aj celej Európy v rôznorodých regionálnych
súvislostiach. Cieľom WP6 je vyvinúť konceptuálne modely rozhodovacích procesov
v adaptívnom obhospodarovaní lesov, vývoj modelov ako aj architektúry a nástrojov
systémov na podporu rozhodovania, implementácia týchto nástrojov ako softwarových
balíkov spolu s overením týchto balíkov vo vybraných prípadových štúdiách v rozdielnych
bioklimatických zónach v Európe.
Veľký význam pre vytváranie sietí pracovísk, výmenu poznatkov a akceleráciu
výskumu vo vybratých oblastiach zohrávajú aktivity COST. V uvedenej oblasti sú
v súčasnosti aktívne dve aktivity. Cieľom aktivity COST FP 063 Forest Models for Research
and Decision Support in Sustainable Forest Management je napomôcť vývoju metód na
vylepšenie modelov lesa pouţiteľných pri udrţateľnom obhospodarovaní lesov. Činnosti
v rámci aktivity zvyšujú kvalitu a konzistenciu lesníckych rastových modelov na simuláciu
odozvy lesov na alternatívne hospodárske opatrenia a scenáre vývoja klímy. V rámci aktivity
sa tieţ preukazuje rôznorodosť regionálnych prístupov k tvorbe modelov, ktoré odráţajú
špecializáciu tvorcov modelov a potreby spoločnosti. Očakáva sa, ţe tieto činnosti výrazne
prispejú k rozvoju poznatkov a vylepšia trvalé udrţateľné hospodárenie v lesoch.
Aktivita COST FP 0804 Forest Management Decision Support Systems (FORSYS) je
zameraná na systémy na podporu rozhodovania v lesníctve. Pri definovaní cieľov aktivity sa
69
zdôrazňuje mnohoúčelovosť lesov a poţiadavky na plnenie viacerých často konfliktných
cieľov vlastníkov, obhospodarovateľov a verejnosti. Európske skúsenosti vo vývoji a aplikácií
systémov na podporu rozhodovania v lesníctve poskytujú solídny základ pre technologickú
inováciu a rozvoj spolupráce medzi výskumnými inštitúciami. Aktivita si kladie za cieľ
definovať Európske rámce pre základné procesy a informačné štandardy pre rozhodovanie
v prostredí trvaloudrţateľného multifunkčného obhospodarovania lesov. Chce tieţ definovať
poţiadavky na implementáciu a vytvorenie Európskych štandardov pre ich vytváranie.
V uţšom ponímaní existujú najmä dve pracoviská a výskumné iniciatívy zamerané na
problematiku precízneho lesníctva. Svetové prvenstvo pravdepodobne patrí Precision Forestry
Cooperative ktorá bola zaloţená v roku 1990 ako reakcia akademickej sféry na obecnejšie
výzvy štátnej administratívy USA hľadať nové technológie, ktoré umoţnia transformovať
tradičné sektory, resp. ako technológie môţu vytvárať dôleţité nové odvetvia. Pre takéto
prístupy sa určil názov Advanced Technology Initiative. Z úspešnejších z nich sa vyvinul
koncept expertise clusters. Na University of Washinghton sa okrem precízneho lesníctva takto
formovali aj iniciatívy zamerané na infekčné choroby, počítačové animácie a digitálne médiá,
či stavebníctvo. Tento proces dokonca vyústil do ich legislatívneho ustanovenia štátom
Washington v roku 1999.
Druhým aktívnym pracoviskom je Stellenboch University, Stellenboch Juţná Afrika. Od roku
2003 bola z iniciatívy Oddelenia lesníckych a drevárskych vied University v Stellenboschi v
Juţnej Afrike zorganizovaná séria uţ štyroch sympózií zameraných na precízne lesníctvo. Na
príprave podujatí sa podieľala aj Technická univerzita v Mníchove a Precision Forestry
Cooperative z University of Washington. Prvé sympózium v roku 2003 slúţilo na uvedenie
termínov a postupov precízneho lesníctva. Druhé sympózium v roku 2004 bolo zamerané na
prezentovanie stavu príprav lesníctva Juţnej Afriky na zavedenie precízneho lesníctva.
Séria kulminovala tretím sympóziom, spoluorganizovaným pod gesciou INFRO
v marci 2006 svojím obsahom aj počtom účastníkov. V záujme získania nových podnetov
organizátori zorganizovali zatiaľ posledné, štvrté sympózium v marci 2010, ktorého témou
bolo mapovať vývoj v oblasti od roku 2006. Okrem prizvaných kľúčových referátov
organizátori ponúkli záujemcom prezentovať príspevky v oblastiach – posudzovanie krajiny
a plánovanie, - diaľkový prieskum a meranie, - simulovanie rastu na úrovni jednotlivých
stromov a porastov, - nedeštruktívne metódy posudzovania kvality dreva a jej modelovanie, -
monitorovanie a manaţovanie zariadení, - simulácie lesníckych operácií, - optimalizácia
dodávateľských reťazcov.
Technická univerzita vo Zvolene sa pokúša zachytiť uvedené trendy. V minulosti
participovali jej pracoviská na viacerých projektoch 5FP. Vo väzbe na komentovanú oblasť je
moţné spomenúť vedecký projekt QLK5-CT-2000-01349 ITM Implementing Tree Models as
Forest Management Tooks a tieţ vedecký projekt EVGI-CT-2001-00044 WARM Wild-land
Urban Interface Fire Risk Management.
V súčasnom období pokračujeme v riešení projektov zameraných na priestorové
modelovanie, precízne lesníctvo a systémy na podporu priestorového rozhodovania. V roku
2010 sme získali dva projekty. Prvý z nich je projekt VEGA 1/0764/10 Výskum princípov
a metód Precízneho lesníctva. Hlavnou myšlienkou projektu je orientácia na princípy
precízneho lesníctva so zmeraním na čo najmenšiu úroveň detailu, podľa moţnosti
individuálny strom.
K vedeckým cieľom projektu patrí rozpracovanie princípov precízneho lesníctva na
podmienky Slovenska, vyuţitie progresívnych materiálov DPZ pre odvodenie charakteristík
stromov a porastov, aplikácie mobilných prostriedkov geoinformačncýh technológií
v lesníctve, obsah a štruktúra databáz pre účely precízneho lesníctva a aplikácie precízneho
lesníctva na príklade sprístupňovania lesov a optimalizácie technológií ako aj protipoţiarnej
ochrany lesov.
70
Druhý oveľa širšie koncipovaný projekt sme získali zo zdrojov operačného programu
Výskum a vývoj, Prioritná os 2., Opatrenie 2.1. Podpora sietí excelentných pracovísk
výskumu a vývoja ako pilierov rozvoja regiónu a nadregionálnej spolupráce. Ide o projekt
NFP 26220120120 Centrum excelentnosti pre podporu rozhodovania v lese a krajine, ktorého
riešiteľom je TU vo Zvolene a partnerom je NLC Zvolen. Strategickým cieľom projektu je
podporiť výskum na skvalitnenie rozhodovacích procesov pri manaţovaní lesa v krajine na
báze geoinformatiky.
Strategický cieľ sa má zabezpečiť splnením 4 špecifických cieľov – dobudovaním
technickej infraštruktúry centra, dátovou podporou činnosti centra, podporou excelentného
výskumu a podporou organizačných, inovačných a diseminačných aktivít. V oblasti výskumu
je projekt zameraný na experimentálnu a metodickú základňu precízneho lesníctva, metódy na
získavanie informácií o lese a krajine kombinovanými technológiami, progresívne prístupy
k výskumu zmien klímy a ich dopadov na les a krajinu, vývoj systému na hodnotenie,
prognózovanie a modelovanie meniacich sa podmienok na les, zdokonaľovanie
rozhodovacích procesov pre manaţment lesa a krajiny a charakteristiku zmien štruktúry
krajiny z hľadiska prírodných a antropických vplyvov.
Poďakovanie
Tento príspevok bol spracovaný ako súčasť riešenia grantového projektu VEGA 1/0764/10.
LITERATÚRA
BARE, B., B. 2003: Opening remarks and welcome to the first international precision forestry
symposium. In: Proceedings of the second international precision forestry symposium,
Seattle, Washington, 15 – 17 June 2003, str. 1 – 2.
DYCK, B. 2003: Precision Forestry – The Path to Increased Profitability! In: Proceedings of
the second international precision forestry symposium, Seattle, Washington, 15 – 17
June 2003, str. 3 – 8.
FOX, T., R., ALLEN, L., WYNNE, R., H., BLINN, CH., E.: 2008: Precision Silviculture in the 21st
Century: Linking GIS and Remote Sensing to Develop Site Specific Silvicultural
Regimes in Southern Pine Plantations, In: Proceedings of the 6th Southern Forestry and
Natural Resources GIS Konference, Bettinger, P., Merry, K., Frei, S., Drake, J.,
Nibbelink, and Heinstall, eds. Warner Schoul of Forestry and Natural Resources,
University of Georgia, Athens
HEINIMANN, H., R.: Präzision-Forstwirtschaft – was ist das?, Schweiz Z Forstwes 158 (2007)
8: 235 – 242 HEINIMANN, H., R.: Präzision-Forstwirtschaft – was ist das?, Schweiz
Z Forstwes 158 (2007) 8: 235 - 242
HEINIMANN, H., R.: A concept in adaptive ecosystem management – An engineering
perspective, Forest Ecology and Management 259 (2010) 848 - 856
RASHER, M. (2001). The use GPS and mobile mapping for decision-based precision
agriculture. Workshop on the use of GNSS jointly organized by UN/USA/Malaysia.
Kuala Lumpur.
www.gisdevelopment.net/application/agriculture/overview/agrio0011.htm
ROBERT, P. C., RUST, R. H., LARSON, W. E. (EDS.), 1994: Site-specific management for
agricultural systems, Proceedings of the Second International Conference on Site-
Specific Management for Agricultural Systems, Agronomy, Crop Science Society of
America, Madison, WI, 1995., ISBN 0-89118-X, 993 p.
SOOD, M. A. 2005: Precision forestry: A new approach, 2005. Internetový zdroj:
http://www.gisdevelopment.net/magazine/years/2005/nov/38_1.htm
71
TAYLOR, S., VEAL, M., GRIFT, T., MCDONALD, T., & CORLEY, F. (2002). Precision
Forestry: Operational tactics for today and tomorrow. 25th annual Meeting of the
council of Forest Engineers. www.eng.auburn.edu/files/file169.pdf
TAYLOR, E. S., MCDONALD, P. T., FULTON P. J., SHAW, N. J., CORLEY, W. F., BRODBECK, J. C.
2006: Precision forestry in the Southeast U. S. In: IUFRO precision forestry
symposium, Precision forestry in plantations, seminatural and natural forests,
Stellenbosch 2006. Internetový zdroj:
http://academic.sun.ac.za/forestry/precision/iufro2006.html
WARKOTSCH, W. 2006: Precision forestry today and tomorrow. In: Precision Forestry in
Plantations, Semi-Natural and Natural Forests. Power point presentation in the
International Precision Forestry Symposium, Stellenbosch University, South Africa.
March 5–10, 2006
ZHENG JIAQIANG, ZHOU HONGPING, XU YOULIN, XU LINYUN, 2009. From agricultural
engineering and forestry engineering to biomechinfotronic engineering. Int J Agric &
Biol Eng, 2009; 2(1): 72-78.
Adresa autora:
Prof. Ing. Ján Tuček, CSc.
Technická univerzita vo Zvolene, 960 53 Zvolen,
e-mail: tucek@vsld.tuzvo.sk
72
NÁVRH VYUŢITÍ GIS PRO MULTIKRITERIÁLNÍ HODNOCENÍ
ŠETRNÝCH PŘIBLIŢOVACÍCH TECHNOLOGIÍ V LESNICTVÍ
DESIGN OF GIS USE FOR MULTICRITERIONAL EVALUATION OF
SENSITIVE LOGGING TECHNOLOGIES IN FORESTRY
MARTIN KLIMÁNEK, MICHAL SYNEK, TOMÁŠ MIKITA
Abstract: The paper presents an application of geoinformation technologies (GITs) for multi-criteria evaluation
at skidding environment friendly timber haulage in forestry. GITs support modeling of timber haulage
technologies using software (GIS), mobile devices (GPS, PDA), digital spatial data (geodata) and spatial
decision support systems (SDSS; frequently included in GIS). Geodata are subsequently used for multi-criteria
or multi-objective evaluation to model access of forest stands or to find least-cost pathways (e.g. skidding
tracks). Factual criteria can be changed using its priority for one and considering forestry management for
another (e.g. economic or special purpose or protected forests). Particular models are tested at The Mendel
University Training Forest Enterprise, especially accuracy and precision of digital terrain modeling to derivate
morphometric characteristics of relief and friction modeling to find optimal forest skidding tracks.
Key words: applied geoinformatics, multi-criteria evaluation, fiction modeling, environment friendly timber
haulage skidding technologies, digital terrain model
1. MODELOVÁNÍ PŘIBLIŢOVACÍCH TECHNOLOGIÍ V LESNICTVÍ
Při modelování zpřístupnění lesů se historicky uplatňovaly dva přístupy. První přístup
je zaloţen na řešeních pro modelové podmínky, které jsou všeobecně platné pro všechny
situace, tedy jsou zaloţené na deduktivních nebo tzv. teoretických modelech. Postupy se snaţí
vytvořit model všeobecné platnosti, který je nezávislý na pozorovaných reálných podmínkách
jakéhokoliv území. Hledají všeobecně platné vztahy mezi určovaným parametrem systému
(hustota cest, rozestup cest) a proměnnými (kritérii), které ovlivňují tento parametr (operační
náklady, náklady na výstavbu cest, atd.). Modely jsou charakteristické zjednodušováním
reálných podmínek a platí jen pro zjednodušené předpoklady.
Druhý přístup prezentuje řešení, která vycházejí z reálných podmínek. Závěry jsou
uváděny pro skutečné podmínky definované vlastnostmi terénu. Rozvoj hardwarových a
softwarových prostředků, zdokonalování prostředků pro řízení báze dat, komerčních
geografických informačních systémů (GIS) a zavedení digitálních modelů terénu (DMT)
usnadnilo modelování reálných podmínek a tato řešení převládla (ARUGA ET AL. 2005).
Vyuţití nástrojů GIS bylo tedy dalším pokračováním vývoje v této oblasti. Standardní
moduly GIS často nedokáţou řešit specifické problémy spojené se zpřístupňováním porostu a
plánováním těţebně dopravního procesu, ale umoţňují začlenění nových modulů vytvořených
v běţných programovacích jazycích nebo ve vlastních vnitřních programovacích jazycích a
jejich pouţití pro řešení specifických problémů (viz např. PACOLA ET AL. 1997, TUČEK A
SUCHOMEL 2003).
Samostatnou skupinou metod a postupů jsou modely pro automatizovanou lokalizaci
lesních cest pro porosty dosud nezpřístupněné. Ty jsou většinou zaloţené na ekonomickém
vyhodnocení jejich návrhu. Nejčastěji pouţívané parametry posouzení vhodnosti jednotlivých
alternativních návrhů jsou: náklady, zisk, průměrná přibliţovací vzdálenost a exploatační
index. Hledání optimální sítě cest pro oblasti doposud nezpřístupněné patří k důleţitým
lesnickým otázkám a existuje mnoho přístupů a metod. Principiálně odlišným podtypem
těchto modelů jsou modely lokalizující cestu mezi dvěma body. Zde se nejčastěji vyuţívají
73
algoritmy teorie grafů a frikční analýzy pro vyhledání nejkratší cesty nebo trasy nejmenších
nákladů (CONTRERAS AND CHUNG 2006).
1.1. Digitální modely terénu
Základním podkladem pro optimalizaci procesu přibliţování dřevní hmoty v členitém
terénu jsou podrobné údaje o reliéfu území. V prostředí GIS je reliéf nejčastěji reprezentován
v podobě DMT, vzniklých pomocí interpolačních metod z různých datových zdrojů. DMT
představují interpretaci skutečného terénu určitého území v digitální podobě, v různých
datových reprezentacích a jsou zdrojem základních přesných numerických (morfometrických)
dat o území a vhodným nástrojem k jeho názornému představení (KLIMÁNEK 2006). Digitální
podstata dat DMT (zejména v rastrové podobě) pak umoţňuje nad deriváty DMT provádět
další rozmanité statistické analýzy (KOLEJKA ET AL. 2009).
Přesnost DMT je pro území ČR dána přesností pouţitých výškopisných dat.
V současnosti jsou stále dosti rozšířeným zdrojem dat vrstevnice Základní báze geografických
dat ČR (ZABAGED). Zcela nové moţnosti, především s ohledem na kvalitu a přesnost
zdrojových dat, poskytuje rychle se rozvíjející letecké laserové skenování (LLS). Metody LLS
jsou zaloţeny na určování geocentrických souřadnic bodů na zemském povrchu metodou
prostorového rajonu, kdy počátek rajonu je dán polohou „ohniska“ leteckého laserového
skeneru, určenou pomocí diferenciální GPS v daném souřadnicovém referenčním systému
(zpravidla WGS-84). Vzdálenost pozemního bodu od „ohniska“ skeneru je vypočítána z času
uplynulého mezi vysláním a přijetím odraţeného laserového paprsku (BRÁZDIL 2009).
S přihlédnutím k fyzikálním vlastnostem laserového paprsku, jeho odrazivost od
různých materiálů a s ohledem na poţadované kvalitativní parametry výsledných
výškopisných produktů, navrhuje se provádět LLS maximálně ze střední výšky 1500 m nad
terénem, kdy lze reálně dosáhnout hustoty měření aţ 1 bod na 1 m2. Dalším důleţitým
předpokladem pro dosaţení kvalitní zdrojové databáze výškových bodů je provádění LLS
převáţně v mimovegetačním období, aby laserové paprsky v maximální míře pronikaly
vegetací k zemskému povrchu (BRÁZDIL 2009).
Metoda LLS umoţňuje rychlé a zároveň přesné pořízení velkého objemu dat
v krátkém časovém intervalu a přináší oproti datům ZABAGED několikanásobně vyšší
přesnost ve výškopisu a zároveň zachycuje relativně podrobně a pravidelně detaily reliéfu i
v místech pod lesním porostem. Vlivem zapojení lesních porostů však přesto zůstává
mnoţství odraţených bodů reliéfu nedostatečné pro zachycení malých detailů, jako jsou
pařezy či skalní výchozy, jeţ jsou v některých lokalitách limitním faktorem pro vyuţití
některých těţebních technologií (CIBULKA A MIKITA 2010).
1.2. Metody hodnocení a terénní typizace
Pouţívané metody lze rozdělit na několik směrů:
práce zaměřené na problematiku nákladů na operace a jejich hodnocení,
práce analyzující vztahy podmínek, činnosti a výkonnosti různých technologií, stejně jako
i jednotlivých zařízení,
práce zaměřené na simulaci činností zařízení v různých podmínkách,
práce zaměřené na sbírání vstupních informací o prostředí a činnosti strojů,
práce zabývající se vztahem mezi umístěním cest a odvozních míst a efektivitou a
výkonností zařízení a technologií,
práce zaměřené na hodnocení a optimalizaci technologií v různých podmínkách.
Nedílnou součástí hodnocení je terénní typizace, protoţe terén jako neměnný činitel
má stálý vliv na výrobní podmínky a výrobní proces se mu musí přizpůsobit. Terénní
podmínky charakteristické pro určité výrobní postupy jsou vymezené technologickou typizací
porostů a pracovišť, stejně jako klasifikací lesních terénů (MODRÝ AND SIMANOV 2002).
74
Přirozeným vyústěním vývoje jsou pokusy o skloubení dosud uváděných přístupů do
uceleného řešení. Zatím nejkomplexnější řešení spojení problematiky zpřístupňování lesů a
optimalizací těţebně-dopravních technologií zpracovali TUČEK A SUCHOMEL (2003). Hlavní
východisko v přístupu autorů k navrhování či hodnocení rozmístění lesních cest je
provázanost na těţebně dopravní technologie anebo prioritní vliv technologických poţadavků
na lokalizaci lesních cest. Hlavní tematické okruhy k dané problematice jsou dle autorů:
Stanovení „optimální“ nebo „potřebné“ hustoty, resp. délky lesní dopravní sítě pro dané
terénní podmínky, pouţívané technické prostředky nebo technologie a plánovaná
hospodářská opatření.
Návrh automatizovaného systému pro lokalizaci lesních cest, který umoţní dosáhnout
celkové parametry cestní sítě uvedené v předchozím bodě, případně splnit i další
stanovená kriteria, např. dosáhnout určitou průměrnou a nepřekročit stanovenou
maximální přibliţovací vzdálenost.
Předběţné technologické ale i hlavně environmentální hodnocení nových úseků cest v
konkrétních terénních a hospodářských podmínkách. Pouţívá se při tom porovnávání více
alternativ lokalizace doplňujících cest k existujícím. Pro kaţdou variantu se vyhodnotí
jednak souhrnné parametry sítě cest (teoretický rozestup, hustota apod.) a zároveň se
posoudí hodnoty dosaţených průměrných a maximálních přibliţovacích vzdáleností
celkově, stejně jako jednotlivé jednotky obhospodařování lesa, výkonnost a efektivnost
předpokládaných technologií a prostředků, vlivy na přírodní prostředí, rizika sesuvů půdy,
atd.
Analýza kritérií ovlivňujících náklady, efektivitu a vlivy jednotlivých variant těţebně-
dopravních technologií stejně jako prostředků a metod pro jejich modelování a hodnocení.
Limitujícími faktory pro volbu těţební technologie jsou kromě sklonu svahu také
půdní poměry. Dlouhodobě pouţívanou metodou terénní typizace dle vhodnosti pro těţební
technologie byla terénní klasifikace, která zohledňuje nejen limitní sklon terénu, ale také
půdní poměry vyjádřené v podobě edafické kategorie, pro všechny základní těţební a
přibliţovací technologie (SIMANOV ET AL. 1993). Tato klasifikace je však jiţ zastaralá a
technické parametry těţebně-dopravních strojů se do současnosti v mnoha ohledech změnily
(ULRICH 2007).
1.3. Experimentální území
Experimentální část byla realizována na území ŠLP Masarykův les Křtiny (ŠLP
Křtiny) za pouţití SW produktu ESRI ArcGIS Desktop 10. Delimitace pouţití těţebně
dopravních strojů v prostředí GIS byla provedena za pomoci DMT v kombinaci s daty
Oblastních plánů rozvoje lesa (OPRL), konkrétně s datovou vrstvou lesnické typologie. DMT
byl doplněn o další geodata – terénní hrany, skalní výchozy a v našem případě i specifika
krasových oblastí (CHKO Moravský kras) jako jsou závrty. Tato geodata byla společně s
terénní verifikací integrována do geodatabáze a DMT byl vytvořen pomocí nástroje Topo To
Raster. Kvalita výsledného DMT byla ověřena pomocí sítě kontrolních bodů (minimalizací
hodnoty střední kvadratické chyby).
Území ŠLP Křtiny se vyznačuje hustou sítí lesních cest pro odvoz dřevní hmoty
nutnou pro přírodě blízké lesní hospodaření. Přibliţování dříví k těmto odvozním cestám by
mělo probíhat pomocí vhodné technologie převáţně po dočasných přibliţovacích linkách, na
nichţ nedochází ke strţení půdního krytu a ke vzniku eroze. Limitujícími faktory pro volbu
technologie jsou především sklon svahu a půdní typ v dané lokalitě. Kritický sklon terénu
signalizuje riziko poškození lesní půdy těţebně-dopravní erozí. Je to takový sklon terénu v
souvislosti s půdním typem a sezónní nasyceností půdních horizontů vodou, při kterém je
pouţití kolové techniky nepřiměřeně riskantní z hlediska potenciální těţebně-dopravní eroze,
75
a to i kdyţ nemusí být vyčerpána svahová dostupnost prostředku, který by jinak příslušné
sklonové kategorii vyhovoval.
Proces terénní typizace je zaloţen na kombinaci kategorií sklonu s edafickými
kategoriemi. Výpočet sklonitosti na základě DMT patří mezi základní morfometrické analýzy
a je standardním nástrojem rastrových GIS. Reklasifikací sklonů do 5 kategorií (ULRICH
2007) dle dostupnosti pro těţební techniku a jejich kombinací s edafickými kategoriemi
vznikne mapa terénních typů. Na základě této typizace je potom moţné definovat jak
přibliţovací technologii, tak směr přibliţování (všemi směry, po spádnici).
Kromě delimitace lesních porostů umoţňuje GIS také optimalizaci umístění
přibliţovacích linek pro definované technologie. Modelování nejoptimálnějších tras (tzv.
least-cost pathways) je prováděno za pomoci tzv. frikčních povrchů, kdy kaţdé buňce rastru je
přiřazena hodnota nákladů (odporu) nutných pro její přechod (např. menší sklon a stabilní
půda je výhodnější neţ velký sklon a podmáčená lokalita). Nejvhodnější trasa je vybrána na
základě celkových nejlevnějších nákladů od výchozího bodu (např. místo těţby) po cílový
bod (např. odvozní cesta).
Pro všechny lesní porosty zařazené do dané technologické typizace byly vytvořeny
frikční povrchy pro pohyb technologií (viz Obr. 1 a Obr. 2). Nástrojem Cost Distance byl
vytvořen frikční povrch nákladů z míst těţeb (mýtní porosty na ŠLP Křtiny s nejvyšší
prioritou těţby – převzato z digitálních podkladů lesního hospodářského plánu) k nejbliţší
odvozní cestě. Nástrojem Cost Path byly finálně generovány vyváţecí linky z míst těţeb k
nejbliţším odvozním cestám při akceptování všech limitů terénu, půdy i dané technologie.
Obr. 1: Mapa přibliţování dříví harvestorem a vyváţecím traktorem na ŠLP Křtiny
76
Obr. 2: Mapa přibliţování dříví lanovkovými systémy na ŠLP Křtiny
Modelování přibliţovacích tras a jejich vzdáleností je moţné povaţovat za případ
kartografického modelování. Prostředím, ve kterém toto lze úspěšně aplikovat je mapová
algebra GIS, která vyuţívá jako základní zdroj informací rastrový digitální model terénu. S
ohledem na povahu a sloţitost problému musí být standardní nástroje mapové algebry, ale i
analýzy vzdáleností, modelů terénu a analýz viditelnosti implementované s vyuţitím
programovacího jazyka (např. Python), který se pouţije i na dotvoření specifických utilit,
které systém standardně neposkytuje (tzv. Macro Modeler).
1.4 Návrh metodiky multikriteriálního hodnocení
Na základě výše uvedených faktů a publikovaných prací je naší snahou vytvořit
dynamický univerzální systém v prostředí GIS, který by umoţňoval multikriteriální
hodnocení, včetně statistického zpracování dat a jejich grafické prezentace ve formě
mapových výstupů. Pouţité vstupní parametry jsou tyto:
Terénní podmínky: sklonitost, tvar reliéfu, výskyt překáţek
Půdní vlastnosti: únosnost, erodibilita
Klimatická data: doba zámrzu, doba sněhové pokrývky, tepelný index
Porostní charakteristiky: dřevinné sloţení, hmotnatost porostu, hustota porostu
Parametry technologií: svahová dostupnost, měrný tlak ve stopě, světlost, přibliţovací
vzdálenost a směr přibliţování
U všech parametrů je testována a následně stanovena jejich statistická významnost pro
volbu šetrné přibliţovací technologie. Statisticky významným veličinám budou přiřazeny
váhy podle významnosti jejich vlivu na výběr konkrétní přibliţovací technologie. V současné
době probíhá ověřování tohoto modelu na experimentálním území.
77
2. ZÁVĚR
Kritéria hodnocení variant šetrných přibliţovacích technologií a jejich priority je
moţné měnit, resp. uspořádat podle povahy řešeného území (hospodářský les, les zvláštního
určení, les ochranný), předpokládaných technologií, pouţitých prostředků apod. U
problematiky kriterií pro potřeby hodnocení variant těţebně-dopravních technologií lze
hodnotit zejména tato základní kriteria: rizikovost technologie, energetickou náročnost
technologie, přímé náklady, pracnost a spotřeba pohonných hmot. V případě pouţití metody
multikriteriálního hodnocení se k uvedeným kriteriím přidávají ještě riziko vzniku úrazu,
poškození a zhutnění půdy a poškození porostu a podrostu.
Nezbytnou nutností je pracovat s digitálním modelem terénu konkrétního území a
popisnými, hospodářskými, údaji uloţenými v GIS. Takový přístup rozšíření GIS o specifické
nástroje systému pro podporu prostorového rozhodování (SDSS) je nejvhodnějším řešením
(FORSBERG ET AL. 2005).
Celá technologie se potom skládá z mobilního GIS řešení pro přípravu a doplnění
lesnických tématických geodat, systému pro podporu prostorového rozhodování a aplikací
umoţňujících sdílení a prezentaci (vizualizaci) geodatabází (viz Obr. 3).
Obr. 3: Vizualizace přibliţovacích linek v prostředí ESRI ArcGIS Desktop
Poděkování
V textu jsou publikovány výsledky, které vznikly za podpory z výzkumného záměru LDF MENDELU v Brně MSM
6215648902 „Les a dřevo – podpora funkčně integrovaného lesního hospodářství a vyuţívání dřeva jako
obnovitelné suroviny“ a projektu NAZV QH71159 „Model multikriteriálního hodnocení šetrných přibliţovacích
technologií“.
78
LITERATURA
ARUGA, K., SESSION, J., MIYATA, E.S. (2005). Forest road design with soil sediment evaluation
using a high-resolution DEM. Journal of Forest Research, vol.10, no.6, p. 471-479.
ISSN 1341-6979.
Brázdil, K. (2009). Projekt tvorby nového výškopisu území České republiky. Geodetický a
kartografický obzor, sv. 55, č. 7, s. 145-151. ISSN 0016-7096.
Cibulka, M., Mikita, T. (2010). Vyuţití laserového skenování pro modelování DMT v lesních
porostech. [CD-ROM]. Praktické vyuţití GIS v lesnictví a zemědělství. ISBN 978-80-
7375-475-4.
CONTRERAS, M., CHUNG, W. (2006). A computer approach to finding an optimal log landing
location and analyzing influencing factors for ground-based timber harvesting.
Canadian Journal of Forest Research, vol. 37, no. 2, p. 276-292. ISSN 1208-6037.
FORSBERG, M., FRISK, M., RÖNNQVISTY, M. (2005). FlowOpt - A Decision Support Tool for
Strategic and Tactical Transportation Planning in Forestry. International Journal of
Forest Engineering, vol. 16, no. 2, p. 101-114. ISSN 0843-5243.
Klimánek, M. (2006). Optimization of digital terrain model for its application in forestry.
Journal of Forest Science, vol. 52, no. 5, p. 233-241. ISSN 1212-4834.
Kolejka, J., Káňa, D., Plšek, V., Klimánek, M., Navrátil, V., Svoboda, J. (2009). Tématické
mapy zaloţené na digitálním modelu reliéfu. Geomorphologia Slovaca et Bohemica,
sv. 9, č. 2, s. 13-27. ISSN 1337-6799.
Modrý, M., Simanov, V. (2002). Terrain properties of selected forest sites in the Jizerské hory
Mts., Czech Republic. Journal of Forest Science, vol. 48, no. 7, p. 310-319. ISSN 1212-
4834.
PACOLA, E., TUČEK, J., MRAČNA, V. (1997). Aplikácia geografických informačných
systémov na sprístupňovanie lesov v horských terénech. Lesnictví – Forestry, vol. 43,
no. 7, p. 318-326. ISSN 0024-1105.
Simanov, V., Macků, J., Popelka, J. (1993). Nový návrh terénní klasifikace a technologické
typizace. Lesnictví – Forestry, roč. 39, č. 10, s. 422-428. ISSN 0024-1105.
Tuček, J., Suchomel, J. (2003). Geoinformatika v sprístupňovaní lesov a optimalizácii
ťaţbovo-dopravných technologií – moţnosti, stav a perspektívy, Zvolen, Technická
univerzita vo Zvolene, 166 s.
Ulrich, R. a kol. (2007). Uplatnění sortimentních technologií. LDF MZLU v Brně, 64 s.
Adresa autorů:
ING. MARTIN KLIMÁNEK, PH.D. a ING. TOMÁŠ MIKITA, PH.D.,
Mendelova univerzita v Brně, Lesnická a dřevařská fakulta, Zemědělská 3, 613 00 Brno, Česká republika, tel.: +
420 545 134 017, e-mail: klimanek@mendelu.cz
ING. MICHAL SYNEK,
Ústav pro hospodářskou úpravu lesů Brandýs n. L., pobočka Olomouc, Holická 31c, 772 00 Olomouc, Česká
republika, tel.: +420 588 509 832, e-mail: synek.michal@uhul.cz
79
LESNÍCKY GIS – LESNÍCKY INFORMAČNÝ SYSTÉM NOVEJ
GENERÁCIE
FORESTRY GIS: NEW GENERATION INFORMATION SYSTEM ON
FORESTS
JAROSLAV JANKOVIČ, RÓBERT CIBULA, IVAN PÔBIŠ, MATÚŠ KAJBA
Abstract
National Forest Centre (NFC) implements a project named as “Forestry GIS” (ITMS code 26220220015) funded
from the structural funds of EU under the operational programme Research and Development of which the
strategic aim is to lay the basis for re-building of the present day forest management information system (IS) to
qualitatively new IS built on the principles of “Enterprise GIS”. His parts consists of web applications with a rich
variety of functionalities for its users, with the possibility of using many of the GIS functionalities, which are
available only in specialized GIS tools. The solution is based on the following technologies: ArcGIS server 10.0,
MS SQL 2008 + ArcSDE 10, Silverlight 4.0. The system is based on the service-oriented architecture (SOA) and
uses the latest knowledge of application logic in this field.
Keywords:
Forestry geographic information system, Enterprise GIS, Service-Oriented Architecture (SOA), Rich Internet
Application (RIA)
1. ÚVOD
Národné lesnícke centrum (NLC) vo Zvolene v rámci svojej odbornej pôsobnosti
disponuje jedinečnou databázou informácií o lesoch na Slovensku, ktorá sa tvorila niekoľko
desaťročí v procese tvorby lesných hospodárskych plánov a pri rôznych prieskumoch a
výskumoch v lesných ekosystémoch. Na zber, spravovanie, spracovávanie, analýzy a
publikovanie spracovaných výstupov sa v minulosti a často ešte aj dnes, pouţíva veľké
mnoţstvo špecializovaného softvéru a rôznych softvérových aplikácií vyvinutých vo vlastnej
réţii, či externými dodávateľmi. Takýto stav však uţ prestal zodpovedať súčasným
poţiadavkám na komplexný lesnícky informačný systém a preto, na základe dlhoročných
skúseností s vyuţívaním geografických informačných systémov na bývalom Lesníckom
výskumnom ústave, kolektív pracovníkov NLC navrhol a od 1. 9. 2009 rieši projekt
„Lesnícky GIS“ (ITMS kód 26220220015) podporený zo štrukturálnych fondov EÚ v rámci
Operačného programu Výskum a vývoj (OPVaV). Špecifickým cieľom projektu je vybudovať
základy pre kvalitatívne nový lesnícky informačný systém na princípoch „Enterprise GIS“
(Podnikový GIS), umoţňujúci budúce rozširovanie funkcionalít a sluţieb na základe
poţiadaviek pouţívateľov, ktorý postupne nahradí súčasný informačný systém lesného
hospodárstva na NLC a bude komplexným informačným nástrojom pre oblasť vedy
a výskumu, hospodársku prax, decíznu sféru a verejnosť.
Cieľom nášho príspevku je prezentovať základný popis aktuálneho riešenia
Lesníckeho GIS-u a jeho najvýznamnejších funkcionalít, s informáciou o pripravovanom
subsystéme pre lesnú hospodársku evidenciu, z ktorého bude v ţivej prezentácii predstavená
moţnosť on-line editácie informácií o náhodných ťaţbách a moţnosti vyuţívania mobilných
zariadení na zber dát v teréne.
2. STRUČNÝ POPIS AKTUÁLNEHO RIEŠENIA LESNÍCKEHO GIS-U
Pouţité prístupy a technológie
Riešenie Lesníckeho GIS-u je postavené na najmodernejších technológiách (ArcGIS
server 10.0, MS SQL 2008 + ArcSDE 10 a Silverlight 4.0), ktorými NLC disponuje.
80
Poţadované funkcionality a komfortný prístup k údajom boli dosiahnuté uplatnením
najnovších trendov aplikačnej logiky a originálneho know-how riešiteľov. Základom
aktuálneho „webgisového“ riešenia je viacvrstvová aplikácia so servisne orientovanou
architektúrou (SOA) vyuţívajúcou sluţby WCF RIA Services pre dátové sluţby a ArcGIS
Server pre mapové sluţby. Aplikácia pristupuje k údajom centrálnej interoperabilnej
geodatabázy prostredníctvom webových mapových a dátových sluţieb. Funkčnosť systému
budovaného ako „Enterprise GIS“ je zabezpečená orchestráciou jednotlivých sluţieb
poskytujúcich menšiu funkcionalitu do väčšieho celku. Kaţdá sluţba má presne popísané
rozhranie určujúce jej funkcionalitu, ktorú poskytuje. Sluţby sú bezstavové, popísané
pomocou štandardného rozhrania (WSDL – Web Service Definition Language) a komunikujú
prostredníctvom komunikačného protokolu SOAP (Simple Object Access Protocol) alebo
REST (Representational State Transfer). V aplikácii predstavovaného riešenia sa vyuţívajú
sluţby REST, ku ktorým pristupuje tenký klient programovaný v prostredí MS Visual Studio
2010 vyuţívajúci plug-in Microsoftu Silverlight 4.0, umoţňujúci vyuţívať pokročilé funkcie a
interaktivitu s tzv. bohatou internetovou aplikáciou (Rich Internet Application – RIA). Celý
vývoj Lesníckeho GIS-u je realizovaný pracovníkmi NLC.
Pouţité informačné zdroje
Základom centrálnej interoperabilnej geodatabázy Lesníckeho GIS-u sú priestorové
a atribútové dáta z programov starostlivosti o les (donedávna nazývaných lesné hospodárske
plány (LHP)) pre všetky jednotky priestorového rozdelenia lesa (JPRL) na Slovensku
s výnimkou lesných porastov v správe Vojenských lesov a majetkov š. p. Ako topografický
podklad slúţi v aplikácii digitálne mapové dielo NLC porastová mapa a ortofotomapa
z leteckého snímkovania v rokoch 2005 – 2007 (Ortofotomapa EUROSENSE, GEODIS
Slovakia). K nim pristupujú údaje o územnosprávnom členení Slovenska (vrstvy sídiel,
okresov, krajov) a odborné lesnícke vrstvy (lesné hospodárske celky, lesné oblasti, atď.).
Dôleţitým informačným zdrojom sú vrstvy a vybrané dáta katastra nehnuteľností SR (súbory
popisných a geodetických informácií), ktoré má NLC k dispozícii na základe zmluvy
Ministerstva pôdohospodárstva a rozvoja vidieka SR s Geodetickým a kartografickým
ústavom Bratislava). Informačné spektrum Lesníckeho GIS-u ďalej tvoria špecializované
lesnícke registre lesníckych subjektov, obhospodarovateľov lesov, odborných lesných
hospodárov, evidovaných priestupkov, atď. Vzhľadom k otvorenosti systému je moţné
jednoduché dopĺňanie ďalších vrstiev a informácií s lesníckym (resp. podľa poţiadaviek
pouţívateľov aj iným) obsahom, ako to bolo napríklad s vrstvou pralesov Slovenska, ktorá
vznikla v roku 2010 ako výstup z projektu „Ochrana pralesov Slovenska“ realizovaného
občianskym zdruţením FSC Slovensko.
3. FUNKCIONALITY AKTUÁLNEHO RIEŠENIA LESNÍCKEHO GIS-U
Primárnou poţiadavkou na lesnícky informačný systém bol jednoduchý a rýchly
prístup ku všetkým údajom a informáciám o JPRL z platných programov starostlivosti o les
(bývalých LHP) a to ako atribútovým, tak i priestorovým dopytom prostredníctvom
interaktívnej webovej aplikácie. Pri získavaní informácií o lesných porastoch poskytuje
Lesnícky GIS pouţívateľom viacero unikátnych funkcionalít. Obsahuje napr. sofistikovaný
filter, ktorý umoţňuje vyhľadávať JPRL podľa príslušného územia (kraja, okresu,
katastrálneho územia, lesného hospodárskeho celku) a podrobných informácií o poraste
(drevinové zloţenie, vek). Umoţňuje uskutočniť hromadný priestorový výber JPRL kreslením
bodu, línie, obdĺţnika a polygónu na obrazovke a tento výber následne rozširovať, resp.
redukovať (Obrázok 1). K vybranému zoznamu JPRL je moţné získať pre zvolenú tému
súhrnné informácie ako to ilustruje obrázok 2.
81
Systém má voľne prístupnú časť so základnými informáciami o lesných porastoch
a vybranými GIS funkcionalitami, ktorú môţe vyuţívať široká verejnosť (kaţdý kto má
prístup na internet). V plnej funkcionalite je Lesnícky GIS prístupný po autentifikácii
a v súčasnosti ho okrem pracovníkov NLC vyuţívajú pracovníci MPRV SR a špecializovanej
štátnej správy (Krajské a Obvodné lesné úrady). Záujem o jeho vyuţívanie prejavili aj Lesy
SR š. p. a viaceré ďalšie štátne inštitúcie.
Obr. 1 Priestorový výber skupiny JPRL uskutočnený pouţívateľom s informáciou o drevinovom zloţení
konkrétneho porastu.
82
Obr. 2: Súhrnné informácie pre skupinu JPRL identifikovanú priestorovým výberom.
Východiskom pre tvorbu funkcionalít Lesníckeho GIS-u bola analýza poţiadaviek
potenciálnych pouţívateľov. Z analýzy poţiadaviek pracovníkov špecializovanej štátnej
správy vyplynulo, ţe pre ich kaţdodennú činnosť je mimoriadne dôleţité vyuţívanie
lesníckych“ priestorových informácií o JPRL v kombinácii s rýchlym a komfortným
prístupom k informáciám katastra nehnuteľností (KN). Pre zabezpečenie tejto poţiadavky bol
vytvorený modul RIPKA (Rýchle Informácie Podľa KAtastra), ktorý umoţňuje na zvolenom
topografickom podklade veľmi rýchle vyhľadávanie informácií o vlastníctve parciel KN („C“
a „E“) podľa názvu firmy, priezviska a mena vlastníka, IČO, resp. čísla listu vlastníctva,
s moţnosťou ich okamţitého zobrazenia (Obrázok 3).
83
Obr. 3 Okno modulu RIPKA – informácie o parcelách zvoleného vlastníka (NLC) s moţnosťou ich okamţitého
zobrazenia.
Informácie o vlastníckych pomeroch je moţné získať aj na základe priestorového
dopytu a výber parciel moţno urobiť podobne ako v prípade JPRL aj interaktívne
nakresleným prvkom – pomocou línie, alebo polygónu. Pre ľahšiu navigáciu v priestore
systém umoţňuje jednoduché a rýchle vyhľadanie záujmového územia (kraja, okresu,
katastrálneho územia, lesného hospodárskeho celku, obce/mesta). Aplikácia navyše poskytuje
pouţívateľovi geoprocesné sluţby, ktoré pre zvolenú JPRL poskytnú informácie
o čiastkových výmerách dotknutých parciel KN („C“ a “E“), získaných prekrytím JPRL a
vrstvy KN s okamţitou informáciou o vlastníkoch dotknutých parciel (Obrázok 4). Rovnaké
informácie pre ľubovoľné parcely je moţné získať aj pre interaktívne nakreslený polygón
(Obrázok 5). Takéto funkcionality pri poskytovaní informácií z Katastra nehnuteľností SR
dnes neposkytuje ţiadna iná webová aplikácia.
Keďţe obmedzený rozsah príspevku neumoţňuje podrobne popísať všetky
funkcionality a moţnosti Lesníckeho GIS-u odporúčame záujemcom o ďalšie informácie
navštíviť webovú adresu http://lvu.nlcsk.org/lgis/video/, kde sa nachádza video s ukáţkou
aktuálnych funkcionalít systému.
84
Obr. 4 Výsledok geoprocesnej sluţby – informácia o čiastkových výmerách dotknutých parciel „E“ KN, získaná
prekrytím vybranej JPRL a vrstvy KN – na podklade ortofotomapy.
Obr. 5 Výsledok geoprocesnej sluţby pre interaktívne nakreslený polygón – informácia o čiastkových výmerách
dotknutých parciel „C“ KN, získaná prekrytím na obrazovke nakresleného polygónu a vrstvy KN – bez pouţitia
podkladovej mapy.
85
4. ZÁVER
Lesnícky GIS predstavuje moderný odborný informačný systém. V podmienkach
Slovenska je prvým komplexnejším webovým geografickým informačným systémom
s celoslovenskými informáciami o lesných porastoch a vlastníctve parciel, zaloţeným
na servisne orientovanej architektúre Enterprise GIS vyvinutým štátnou organizáciou. Je to
otvorené riešenie, ktoré bude kontinuálne dopĺňané o ďalšie funkcionality podľa poţiadaviek
pouţívateľov. Aktuálne NLC vyvíja subsystém pre lesnú hospodársku evidenciu (súhrn
údajov o stave lesa, realizácii plánovaných hospodárskych opatrení, neplánovaných
činnostiach a opatreniach vykonaných pri hospodárení v lesoch), ktorého hlavným cieľom je
túto činnosť zjednodušiť a významne zefektívniť.
Ďalšiu veľkú perspektívu pre racionalizáciu prác s centrálnymi dátami vidíme
v uplatnení sa mobilných geoinformačných technológií, ako prirodzenej súčasti riešení
zaloţených na Enterprise GIS. Za lastovičku v tejto oblasti moţno označiť aktuálne
pripravovanú sluţbu Lesníckeho GIS-u, ktorá zabezpečí disponibilitu dát o aktuálnom stave
JPRL na zjednodušenom topografickom podklade pre technológiu ArcGIS mobile. To
zabezpečí dostupnosť publikovaných dát pre pouţívateľov ako v reţime „On-line“, tak aj
v reţime „Off-line“ a pre široké spektrum operačných systémov a hardvéru (napr. mobilný
telefón, PDA, Notebook a pod.).
Na základe vyššie uvedeného moţno konštatovať, ţe Lesnícky GIS je „univerzálnym
prototypom“ riešenia pre získavanie, správu a poskytovanie priestorových informácií
celoštátneho rozsahu, ktoré je moţné aplikovať v mnohých ďalších oblastiach
(poľnohospodárstvo, ţivotné prostredie, krajinárstvo, kataster, atď.). O jeho kvalite
a originálnych prístupoch riešiteľov svedčí aj skutočnosť, ţe prototyp riešenia získal v roku
2010 najvyššie ocenenie v kategórii „Nové sluţby“ na medzinárodnom kongrese ITAPA 2010
(Informačné technológie a verejná správa) (http://www.itapa.sk/vitazne-projekty-sutaze-cena-
itapa-2010/).
LITERATÚRA
CIBULA, R., JANKOVIČ, J., PÔBIŠ I, KAJBA, M. (2010): Riešenie webových aplikácií a
sluţieb pre poskytovanie údajov z geodatabáz na NLC. In: Zborník príspevkov 6.
ročníka konferencie Enviro-i-fórum 2010, 8. – 9. jún 2010, Technická univerzita,
Zvolen. Banská Bystrica, Slovenská agentúra ţivotného prostredia, Centrum
environmentálnej informatiky, s. 93-97, ISBN 978-80-88850-96-0.
CIBULA, R., JANKOVIČ, J., KAJBA, M. (2011): Zobrazovanie parciel a informácií katastra
nehnuteľností webovými aplikáciami – porovnanie existujúcich riešení na Slovensku a
v Čechách [Visualization of parcels and cadastral information in web applications –
comparison of the existing solutions in Slovakia and the Czech Republic]. In:
Kartografia a geoinformatika vo svetle dneška: Zborník referátov 19. kartografickej
konferencie, Bratislava 8. – 9. 9. 2011, Kartografická spoločnosť Slovenskej
spoločnosti. s. 49-56, ISBN 978-80-89060-19-1.
Príspevok vznikol ako súčasť riešenia projektu „Lesnícky GIS“
(ITMS kód projektu 26220220015) podporeného v rámci
operačného programu Výskum a vývoj zo štrukturálnych fondov EÚ.
Adresa autorov:
Jankovič, Jaroslav, Ing., CSc., jankovic@nlcsk.org, Cibula, Róbert, RNDr., cibula@nlcsk.org, Pôbiš, Ivan, Ing.,
pobis@nlcsk.org, Kajba, Matúš, Mgr., kajba@nlcsk.org,
Národné lesnícke centrum, T. G .Masaryka 22, 960 92 Zvolen
86
LOKALIZÁCIA A GRAFICKÁ EVIDENCIA NÁHODNÝCH ŤAŢIEB
PROSTREDNÍCTVOM GPS VO VLM SR, Š.P. PLIEŠOVCE
LOCATION AND GRAFICAL EVIDENCE OF INCIDENTAL FELLING
WITH USE OF GPS IN VLM STATE ENTERPRISE PLIEŠOVCE)
MIROSLAV ČONGRÁDY
Abstract: Témou príspevku je „Lokalizácia a grafická evidencia náhodných ťaţieb prostredníctvom GPS vo
Vojenských lesoch a majetkoch SR, š.p. Pliešovce“ je zameraný na lokalitu LC Sklené. Vzniknutá kalamitná
situácia je následkom snehových polomov z rokov 2006 – 2007 a následným rozmnoţením lykoţrúta
smrekového v teplom období rokov 2007 – 2008. V apríli 2008 došlo k lokalizácii ohnísk fyzickým zameraním
polygónov prostredníctvom GPS a následnému grafickému spracovaniu údajov.
Príspevok predstavuje aplikáciu metód precízneho lesníctva v praxi, chronológiu postupov získavania,
spracovania a publikovania informácií v geografickom informačnom systéme Vojenských lesov a majetkov SR,
š.p. Pliešovce. Poukazuje na uplatňovanie daných metód precízneho lesníctva personálom podniku, vyuţívanie
progresívnych technických prostriedkov a integrovanie dátových zdrojov v jednotlivých subsystémoch
informačnej infraštruktúry.
Key words: Differencial Global Positioning System, Evidence of Timber, Integrated Technical Information
System, WebGeographic Information System.
Lesný celok Sklené (Kremnické vrchy) v okrese Turčianske Teplice patrí pod
organizačnú jednotku Vojenských lesov a majetkov SR, š.p. Pliešovce, Správa lesov
Pliešovce, ktorý hospodári na výmere 2720 ha. 437 ha predstavujú satelitné objekty a 2283 ha
samotné Sklené s prevahou ihličnatých smrekových porastov.
Podkôrnika napádajúceho porasty v tejto lokalite sa darilo aţ do roku 2006 udrţať
v základnom stave. Polomy po snehových kalamitách z rokov 2006 a 2007 vytvorili ideálne
podmienky pre rozmnoţovanie lykoţrúta smrekového. V rekordne teplých obdobiach rokov
2007 – 2008 došlo k jeho rapídnemu premnoţeniu a začal napádať aj porasty v ktorých sa
predtým nevyskytoval, resp. sa vyskytoval len ojedinele.
LOS Banská Štiavnica na jar roku 2008 konštatovala stav podkôrnikovej kalamity
nasledovne: „Percento poškodenia smrekových porastov lykoţrútom smrekovým v LC Sklené
treba rozdeliť na dve, územne oddelené časti. Prvou časťou je lesný obvod Rovná Hora (28 %
výmery LC), kde plocha poškodených smrekových porastov vo veku nad 50 rokov činí 27 %
z výmery (plochy) všetkých ihličnatých porastov nad 50 rokov veku. Pritom jednotlivé
porasty sú poškodené v rozsahu 5 – 10 % svojej výmery. Druhou časťou, omnoho viac
poškodenou, sú lesné obvody Langrund a Rovná Dolina (72 % výmery LC). Plocha
podkôrnikom poškodených smrekových porastov vo veku nad 50 rokov činí 25 % z celkovej
výmery smrekových porastov vo veku nad 50 rokov, ale poškodenie v jednotlivých porastoch
je súvislejšie v rozmedzí 20 – 45 % výmery jednotlivých poškodených porastov a poškodenie
veľmi silnej intenzity je sústredené v menšom areáli. Navrhnuté opatrenia na zabránenie
šírenia lykoţrúta v roku 2008 boli zostavené v nasledovnej skladbe: ťaţba napadnutých
stromov, monitoring početnosti lykoţrúta odchytom do feromónových lapačov, chemická
asanácia vyťaţeného dreva, uhadzovanie a spaľovanie haluziny, drvenie haluziny frézou,
pozemná aplikácia biopreparátu BoVeril na báze Beauveria bassiana, letecký postrek.“
87
1. LOKALIZÁCIA
Začiatkom apríla 2008 sme vykonali prvotnú lokalizáciu ohnísk napadnutých
podkôrnym hmyzom zameraním polygónov ohnísk mnoţinou lomových bodov s pouţitím
metódy DGPS. (Obrázok1, 2)
Metóda pre určenie polohy mnoţiny lomových bodov je zaloţená na meraní
vzdialenosti od GPS prijímača umiestneného na zemi. Vzdialenosť kaţdého satelitu, ktorý je
pre prijímač GPS viditeľný je vypočítaná samotným prijímačom GPS. Základnou myšlienkou
zistenia polohy je poznanie vzdialenosti medzi lomovým bodom (pozorovateľom) a troma
bodmi – satelitmi, kedy dokáţeme určiť relatívnu polohu lomového bodu vzhľadom na tieto
satelity. Zo vzdialenosti satelitu vieme určiť, ţe poloha GPS prijímača sa musí nachádzať na
povrchu imaginárnej gule, ktorej stred tvorí práve satelit GPS troch imaginárnych guľových
povrchov určime polohu GPS prijímača. Na výpočet vzdialenosti jednotlivých satelitov sa
pouţíva veľmi presný časový údaj. Z toho vyplýva, ţe na to, aby sme mohli určiť polohu
objektu musíme riešiť rovnicu so štyrmi neznámymi, ktoré tvoria polohy troch satelitov a čas
za ktorý dorazí signál na zem. Predmetom polohy merania boli lomové body, ktorých poloha
bola zisťovaná prijímačom GPS. Pre zvýšenie presnosti merania a eliminovanie chýb sme
pouţili metódu diferenciálneho určovania polohy DGPS.
Pouţitá metóda merania diferenčného GPS (DGPS) je metóda, ktorá vyuţíva meranie
dvoma prijímačmi. Metóda merania DGPS je jedinou geodetickou aplikáciou GPS merania,
ktorá vyuţíva nie fázové, ale výlučne kódové meranie. Metóda je zaloţená na skutočnosti, ţe
chyby meraných zdanlivých vzdialeností sú silne korelované pre nie príliš vzdialené
prijímače. Umiestnením jedného z prijímačov na bode so známymi súradnicami môţeme
chyby zdanlivých vzdialeností vypočítať a odovzdať ich druhému prijímaču. Pri uváţení
týchto korekcií vzrastie presnosť určenia polohy druhým prijímačom na úroveň, ktorá je
pouţiteľná pre mapovanie v stredných a veľkých mierkach.
Pouţitým prijímačom pre meranie uvedenou metódou bol prijímač Trimble
GeoExplorer typ GeoXH. [Obrázok1] Konkrétne ide o viackanálový (12 kanálový)
dvojfrekvenčný GPS prijímač. Prenosná stanica GeoExplorer typ GeoXH pozostávala z
prístroja v hermeticky zapuzdrenom obale s LCD displejom. Druhým prijímačom bola
stabilizovaná referenčná stanica umiestnená v meranej lokalite (sieť georeferenčných staníc
VLM SR) na známom bode, ktorá pozostávala z prístroja Trimble NET RS a antény Trimble
Zephyr Geodetic 2. S uvedenou zostavou bol moţný statický, kinematický a staticko-
kinematický mód merania.
Uvedenou metódou DGPS merania a pouţitými typmi prijímačov, boli v období od
apríla 2008 do konca roka 2010 v reálnom priestore rekognoskované a následne merané
súradnice mnoţín lomových bodov. Vyrovnaním (korekciou) merania GPS a transformáciou
do JTSK boli získané informácie o polohe lomových bodov s presnosťou mxy = 0,20 m.
V lokalite LC Sklené za uvedené obdobie bolo personálom VLM SR takto
nameraných 482 polygónov plôch po náhodných ťaţbách, ktoré po korelácii aplikáciou
Pathfinder Office [Obrázok 2] exportujeme do GIS databázy a publikujeme na ITIS portáli
VLM SR, kde sú prístupné uţívateľom prostredníctvom aplikácie WebGIS. Publikovanie
grafickej evidencie v aplikácii WebGIS predstavuje komfort v bilancovaní plôch
v postihnutých porastoch bez ohľadu na to ako a kedy jednotlivé plochy vznikali. V rámci
celého obhospodarovaného územia VLM SR evidujeme za dané obdobie 1929 polygónov
plôch po ťaţbách s atribútmi organizačného členenia, hospodárskeho členenia, mesiac a rok
vzniku plochy, výmera, škodlivý činiteľ a druh prevedenej ťaţby.
88
2. EVIDENCIA VYŤAŢENÉHO DREVA – EVD
Obr. 7 Pracovník pri meraní pomocou príjimača Trimble GeoXH
Obr. 8 Korelácia pomocou aplikácie Pathfinder Office
89
V roku 2004 VLM SR, š.p. Pliešovce ako prvý na Slovensku spustili projekt Evidencia
vyťaţeného dreva. Cieľom projektu bola implementácia jednoznačného označovania drevnej
hmoty na odvozných miestach, zber informácii o objeme a kvalite uskladnenej drevnej hmoty
a zaznamenanie jej pohybov medzi jednotlivými lokalitami. Do júna 2005 sa tento projekt
úspešne implementoval na všetkých organizačných jednotkách v rámci pôsobnosti VLM SR,
š.p. Pliešovce a vytvorila sa nová informačná infraštruktúra zberu mobilných dát.
Základom aplikovania projektu bolo vybavenie terénnych pracovníkov (lesníkov)
potrebnými technickými a materiálovými prostriedkami. Technické zariadenie na zber dát
sme zvolili PDA TimbaTec, ktoré podľa medzinárodnej normy IEC 60529 zodpovedá stupňu
krytia IP 67 (ingress protection 67) a je kompaktným zariadením s integrovanou BAR Code
čítačkou a potrebným operačným systémom pre zavedenie aplikácie EVD vhodné pre prácu v
teréne. Pre označovanie drevnej hmoty sa pouţil systém Signumat a certifikované plastové
štítky od firmy Latschbacher. Základným predpokladom evidovania drevnej hmoty je
jedinečné označenie kaţdého výrezu a rovnane plastovým štítkom s čiarovým kódom
a evidencia tohto identifikátora v PDA aplikácii EVD s atribútmi drevina, sortiment, akosť,
škodlivý činiteľ, druh ťaţby, spôsob ťaţby, dĺţka, priemer, objem, pracovná skupina
a lokalizácia odvozného miesta. Túto komplexnú informáciu pod hlavičkou JPRL odosielajú
terénni pracovníci vţdy v momente zaznamenania akéhokoľvek pohybu na lokalite
prostredníctvom paketových dát (GPRS, EDGE) na server v rámci informačnej infraštruktúry
VLM SR. Spolu s evidenciou ťaţby odosielajú aj súbory dodacích listov (preukaz o pôvode
dreva) a informáciu o aktuálnej zásobe na danej lokalite. Za back office v tomto prípade
povaţujeme informácie o aktuálnych objemoch ťaţieb, odvoze a zásobách v reálnom čase.
Takto získané informácie sú jednoduché, hodnoverné, vţdy z jedného zdroja pre všetky
zloţky riadenia pričom nepredstavujú len kvantitatívny, ale hlavne kvalitatívny aspekt a sú
publikované uţívateľom prostredníctvom webovej aplikácie EVD.NET. [Obrázok 3]
Obr. 9 Aplikácia EVD.NET so zobrazeným výberom prevedených ťaţieb za sledované obdobie
90
3. ITIS, WEBGIS
ITISTM
– integrovaný technický informačný systém je portálom v informačnej
infraštruktúre postavený na webovom rozhraní, ktorý slúţi pre prístup k profesným
aplikáciám a údajom alfanumerického a grafického charakteru, uloţených v jednotnej
databáze (Oracle10g). Prístup je autorizovaný a moţný len z MPLS VPN (virtuálna privátna
sieť na báze MultiProtocol Label Switching) VLM SR. Tento spôsob predstavuje vyspelé
komunikačné riešenie zaloţené na kvalite, rýchlosti a bezpečnosti prenášaných údajov
s packet loss garanciou (garancia straty paketov) pre mission-critical aplikácie (databázy,
CRM, SAP).
WebGIS – geografický informačný systém prístupný cez webové rozhranie (protokol
http), je jedným z modulov integrovaného technického informačného systému (ITISTM
). Je
zaloţený na produkte GeoMedia WEB MAP, ktorý vyuţíva najnovšie štandardy a technológie
aplikácií typu klient – server a umoţňuje prístup ku GIS dátam pomocou sieťových aplikácií.
Je optimalizovaný pre prístup väčšieho počtu pouţívateľov a v súčasnosti má v rámci
organizačnej štruktúry VLM SR 212 aktívnych pouţívateľov. Umoţňuje základnú prácu
s geografickými údajmi, mapou, zapínanie a vypínanie mapových prvkov, lineárne a plošné
meranie, tvorbu dynamických grafických prvkov, vyhľadávanie prvkov podľa databázových
údajov, zobrazenie atribútov prvku a ich zameranie v mape. Osobitný dôraz je kladený na
vrstvy katastrálnych máp, kde VLM SR vo svojej GIS databáze evidujú parcely vojenského
katastra a civilného katastra nehnuteľností v zmysle vyhlášky č. 461/2009 Z.z. Úradu
geodézie, kartografie a katastra Slovenskej republiky. Z geodetických údajov ide o vektorovú
katastrálnu mapu a z popisných údajov informácie o parcelách registra „C“ a „E“.
4. ZHRNUTIE
Princípy precízneho lesníctva sú vo VLM SR vyuţívané pre potreby plánovania, riadenia
a vykonávania lesníckych činností. Pouţívanie progresívnych technológií pre zber
geografických údajov nám prináša hodnoverné a veľmi presné informácie geoštatistiky
a evidencie drevnej hmoty podporenú vrstvami progresívnej digitálnej fotogrametrie
(ortofotomapy RGB, CIR) [Obrázok 4,5,6] a v neposlednom rade aj vizualizáciu daných
vrstiev na digitálnom modeli reliéfu (DMR). Prierez informačnej infraštruktúry nám
predstavuje kompaktný celok uţívateľsky prístupný s minimálnou námahou vytvárania
vstupov a širokospektrálnym vyuţívaním hodnoverných výstupov. Je zrejmé, ţe touto
realizáciou aplikácií precízneho lesníctva zabezpečujeme údaje pre vytváranie kvalitných
lesníckych tematických mapových diel, ktoré v budúcnosti ešte viac ovplyvnia rozhodovací
proces riadenia hospodárenia v lese a dokáţu eliminovať aj vplyv tak mimoriadnych udalostí
akými bola kalamita na LC Sklené.
91
Obr. 10 WebGIS publikovanie nameraných plôch na ortofotomape z roku 2004 RGB
Obr. 11 WebGIS publikovanie nameraných plôch na ortofotomape z roku 2008 RGB, demonštrovaná presnosť
merania
92
Obr. 12 WebGIS publikovanie nameraných plôch na ortofotomape z roku 2008 CIR, demonštrovaná presnosť merania
LITERATÚRA
Jurica, J. (2011). Ochrana lesov a realizácia obranných opatrení vo VLM SR š.p. Aktuálne
problémy v ochrane lesa 2011, Zborník referátov z medzinárodnej konferncie (s. 11).
Nový Smokovec: Národné lesnícke centrum.
Adresa autora:
Čongrády Miroslav, Lesnícka č. 23, 962 63 Pliešovce, e-mail: congrady@vlm.sk
93
VLIV NASTAVENÍ GPS PŘIJÍMAČŦ NA PŘESNOST MĚŘENÍ
A JEJICH PRAKTICKÁ VYUŢITELNOST V LESNICTVÍ
INFLUENCE OF GPS RECIEVER SETTING ON ACCURACY OF
MEASUREMENTS AND ITS PRACTICAL EFFICIENCY IN
FORESTRY
PŘEMYSL JANATA, MARTIN KLIMÁNEK
Abstract:
The work evaluates the influence of different user settings on accuracy of GPS receivers under a forest canopy.
The results of method based on splitting the signal via the signal splitter from one external antenna into two
differently configured receivers show that with suitable GPS receiver setup and differential correction
application it is possible to increase data collection productivity and accuracy in the forest stand conditions.
Nowadays, modern hauling and logging machinery (harvester, forwarder and haul) sets are being equipped with
GPS devices, which help to monitor the movement of timber assortments in the supply and processing chain.
Another advantage of implementing this system in the logging and hauling machinery is, for example, that
operators can orientate themselves easily in complex terrain and difficult stand conditions that machines can be
navigated along the best path to reach the proposed network of lines and that unwanted exploitation beyond the
boundaries of the specified forest stands is prevented.
Key words: adjust of GPS units, GPS device accuracy, hauling and logging machine, forest canopy impact
1. ÚVOD
Lesnictví podobně jako další obory zabývající se vyuţíváním a správou přírodních
zdrojů, je vázáno na informace o geografické poloze zájmových objektů. Tyto informace jsou
většinou prezentovány prostřednictvím tématických mapových děl, které specifickým
způsobem zobrazují skutečnosti související s lesnictvím. Pro zachování aktuálnosti uvedených
map je třeba určitým způsobem zaměřit a zaznamenat změny jednotek prostorového rozdělení
lesa, které vznikají vlastní hospodářskou činností, případně biotickými a abiotickými
škodlivými činiteli. Lesní porosty však vytvářejí značně nepříznivé podmínky jak pro
konvenční způsoby určování polohy, tak i pro stále častěji vyuţívané technologie globálních
navigačních satelitních systémů (GNSS), jejichţ vyuţitím v podmínkách lesních porostů se
zabývá i předloţený text.
GNSS je komplexní soustava, která umoţňuje pomocí druţic umístěných na oběţné
dráze Země autonomní prostorové určování polohy kdekoliv na zemském povrchu a nad ním.
NAVSTAR – GPS (Navigation Satellite using Timing And Ranging – Global Positioning
System), dále jen GPS, patří mezi nejznámější GNSS a byl původně vyvinut pro potřeby
armády USA. V současné době je stále provozovaný Ministerstvem obrany USA, ale zároveň
je široce pouţíván i v civilním sektoru, kde ovlivnil mnoho různých oblastí lidských činností a
vědních oborů.
Základním předpokladem pro praktické vyuţití GNSS je přímá viditelnost na druţice
obíhající Zemi. Stejně tak je tomu i v případě systému GPS, pro jehoţ bezproblémové pouţití
je třeba zajistit optimální observační podmínky. V současné době se však stále častěji
setkáváme s vyuţitím GPS i v oblastech, které optimální observační podmínky nenabízí.
Hlavním důvodem tohoto trendu je technologický pokrok, díky kterému vznikají citlivější
a levnější aparatury, které ve spolupráci s dalšími rozšiřujícími systémy nabízejí i v těchto
podmínkách produktivní sběr relativně přesných prostorových dat.
Dalším důvodem jejich nasazení i v nepříznivých podmínkách je zvyšující se poptávka
po aktuálních prostorových datech, která jsou vyuţívána především pro podporu rozhodování,
plánování a správu zdrojů. Stejně tak je tomu i v oblasti lesnictví, kde je zvyšování přesnosti
94
údajů o lesích velice důleţité nejen pro podporu trvale udrţitelného hospodaření, ale
i například pro uplatňování principů precizního lesnictví.
S rostoucí poptávkou po prostorových datech z oblasti lesnictví roste i počet uţivatelů
systému GPS, kteří si nejsou jisti tím, jak správně nakonfigurovat své přijímače, případně
neví, jaký mají některé parametry příjmu GPS signálu (PDOP, SNR, elevační úhel a aktivace
SBAS - EGNOS) vliv na přesnost určení polohy pod korunami stromů. Nejen pro tyto
uţivatele, ale i pro všechny zájemce o problematiku vyuţití GPS v lesnictví jsou určeny níţe
uvedená doporučení, které byly odvozeny z párového porovnání dvou shodných, různě
nakonfigurovaných, paralelně měřících GPS přístrojů metodou nulové základny
(zero − baseline test). Jedná se o poměrně jednoduchý test, pomocí kterého můţeme ověřit jak
přesnost přijímače, tak softwaru pro zpracování dat (SES et al., 1999). Předpokladem této
metody je vyuţití GPS anténního rozbočovače, který je schopen rozdělit přijímaný signál
z jedné antény do více GPS přijímačů (viz Obr. č. 1).
Obr. 1. Sestava dvou GPS aparatur vyuţívajících signál z jedné antény prostřednictvím rozbočovače signálu.
2. MOŢNOSTI ZVÝŠENÍ PŘESNOSTI A EFEKTIVITY SBĚRU PROSTOROVÝCH
DAT SE SYSTÉMEM GPS V PODMÍNKÁCH LESNÍCH POROSTŦ
Pro dosaţení optimálních výsledků při určování polohy pod korunami stromů je třeba
v první řadě zvolit odpovídající typ pouţitého zařízení. Ten většinou vybíráme na základě
povahy prováděných prací, případně můţeme vycházet z doporučení uvedených
ve (WING et al., 2008), kde autoři uvádí, ţe nejvhodnější pro uvedené podmínky je skupina
mapovacích GPS přijímačů s relativně příznivou cenou, které si z přesných, ale drahých
přístrojů převzaly dostatečnou přesnost a z méně přesných a levných přístrojů produktivitu
sběru dat. Na základě těchto poznatků byla i zde upřena pozornost právě na moţnost
efektivního vyuţití skupiny mapovacích GPS přijímačů. Pod pojmem efektivního vyuţití je
zde myšleno vyuţití uvedených GPS přijímačů takovým způsobem, aby jejich uţivatel
v podmínkách lesních porostů produktivně získával co moţná nejpřesnější polohová data.
95
Pro splnění těchto předpokladů je třeba po výběru vhodného hardwaru i jeho správná
konfigurace. Většina mapovacích GPS přijímačů jiţ disponuje různými moţnostmi nastavení,
které mohou ve výsledku ovlivnit přesnost určení polohy. Velká část uţivatelů však přesně
neví co jednotlivé parametry, jako jsou různé prahové hodnoty PDOP, SNR, elevační úhel
nebo aktivace SBAS, znamenají, případně netuší, jaký mohou mít vliv na kvalitu výsledků.
Pokud se uţivatel rozhodne pro studium dostupných literárních zdrojů z této oblasti, zjistí, ţe
ani někteří odborní autoři nemají jednotný názor na danou problematiku. Například
(FAŠKO, 2007) dochází k závěrům, ţe úspěšnost měření v konkrétních podmínkách lze
nejvíce ovlivnit příznivým faktorem konstelace druţic PDOP. (SIGRIST et al., 1999) na
druhou stranu uvádí, ţe pod lesním zápojem není PDOP dobrým indikátorem polohové
přesnosti, jak je běţně udáváno a pod rozlehlými korunami stromů můţe vyšší prahová
hodnota PDOP dokonce zlepšit příjem signálu bez zhoršení přesnosti. (MANCEBO, 2004)
také uvádí, ţe s niţší hodnotou PDOP je moţné získat přesnější data, ale pro dosaţení
nejlepšího poměru přesnosti a produktivity sběru dat pod korunami stromů doporučuje pouţití
hodnoty filtru PDOP 8. K závěrům posledního ze jmenovaných autorů je moţné se přiklánět
i na základě výsledků párového porovnání dvou rozdílně nastavených GPS přijímačů pomocí
metody nulové základny, kde bylo zjištěno, ţe se sniţující se prahovou hodnotou PDOP
dochází ve většině případů ke zvyšování přesnosti určení polohy, ale zároveň dochází i ke
sniţování produktivity sběru dat. Výše uvedená hodnota PDOP 8 tedy představuje při sběru
polohových dat v lesních porostech optimální poměr mezi produktivitou a výslednou
přesností.
Poměr uţitečného signálu k šumu tzv. SNR je dalším z parametrů příjmu signálu,
jehoţ vliv lze v GPS přijímačích opět nastavit prostřednictvím různých prahových hodnot.
Dle (DOMINY et al., 2001) je neţádoucí sníţení tohoto poměru v lesních porostech
způsobeno průchodem jiţ tak slabého signálu vysílaného druţicemi GPS přes asimilační
orgány vegetace. (YOSHIMURA et al., 2003) například doporučují při sběru dat pod
korunami stromů nastavit nízké hodnoty tohoto parametru. Závěry obou uvedených autorů
potvrzují i výsledky párového porovnání, kde bylo zjištěno, ţe nastavení nejniţší prahové
hodnoty SNR vede k příjmu vyššího počtu druţic GPS pod korunami stromů a zároveň ve
většině případů nedochází ke zhoršení výsledné přesnosti určení polohy. Naopak nastavení
GPS přijímače na nejpřísnější hodnotu tohoto parametru příjmu signálu pod korunami stromů
vedlo ke zhoršení výsledné přesnosti a zároveň ke sníţení produktivity sběru dat.
V případě nastavení různých hodnot elevačního úhlu nebyl zaznamenán významný
trend, který by signalizoval zlepšení nebo zhoršení výsledné přesnosti určení polohy pod
korunami stromů při změně tohoto parametru. Důvodem je pravděpodobně omezení příjmu
signálu z druţic, nacházejících se v blízkosti horizontu vlivem jejich zákrytu za kmeny
stromů. Do výpočtu polohy pak většinou vstupují pouze druţice nacházející se v blízkosti
nadhlavníku s elevačním úhlem větším neţ 15°.
Vliv SBAS - EGNOS na přesnost určení polohy pod korunami stromů nebylo moţné
na většině lokalit jednoznačně posoudit, protoţe geostacionární druţice tohoto systému,
vysílající navigační signály pro naši zeměpisnou šířku je umístěna v blízkosti jiţního
horizontu, který bývá velice často zakryt kmeny stromů. Dle (WING et al., 2008) mají SBAS
korekce v reálném čase pozitivní vliv na přesnost určení polohy. Pokud však byla tato data
následně podrobena postprocesním korekcím, tento vliv se stává nevýznamným. Při
hodnocení SBAS - EGNOS v jednotlivých sloţkách (horizontální a vertikální) za optimálních
observačních podmínek však lze říci, ţe zvyšuje pouze horizontální přesnost. V případě
vertikální sloţky (určování výšek) totiţ po jeho aktivaci dochází ke zhoršení přesnosti.
Další moţnosti základního nastavení GPS přístrojů jiţ většinou neovlivňují kvalitu
přijímaného signálu, tudíţ nemají vliv na výslednou přesnost určení polohy. Po
nakonfigurování přístrojů podle konkrétních podmínek přichází další moţnosti, jak zvýšit
96
kvalitu výstupních dat pořízených nejen pod korunami stromů. Ke zvýšení přesnosti určení
polohy se systémem GPS bylo vyvinuto mnoţství metod, od základního průměrování
několika po sobě jdoucích záznamů polohy, aţ po diferenční korekce v reálném čase pomocí
dat z virtuálních referenčních stanic.
Průměrování několika po sobě jdoucích záznamů polohy daného bodu je základní
metodou jak zvýšit přesnost určení polohy bez potřeby vyuţívání, nebo pořizování
jakéhokoliv dalšího zařízení. Ověřením této metody v podmínkách lesních porostů se
zabývalo mnoţství autorů, z nichţ například (SIGRIST et al., 1999) uvádí, ţe průměr z 300 po
sobě jdoucích záznamů je optimální pro získávání polohových dat pod dospělým lesním
porostem. Tento autor své hodnocení prováděl ještě v době, kdy bylo aktivní záměrné vnášení
chyb do měření tzv. Selective Availability. Po jeho deaktivaci v květnu roku 2000 došlo
k výraznému zvýšení přesnosti určení polohy pro neautorizované uţivatele a dle (WING et
al., 2008) pod korunami stromů jiţ dostačuje průměrovat pouze 30 po sobě jdoucích záznamů
polohy. Z výsledků tohoto autora plyne, ţe rozdíly mezi 30 a 60 záznamy jiţ nebyly
statisticky významné. Tato metoda však prodluţuje čas potřebný k záznamu polohy daného
prvku a to zejména v závislosti na zvoleném intervalu záznamu, který je ve většině případů
moţno nastavit na 1, nebo 5 sekund. Další nevýhodou této metody je moţnost jejího vyuţití
pouze pro statické určování polohy.
Pokud budeme chtít dále zvyšovat přesnost určení polohy se systémem GPS, nebudou
nám stačit data pouze z jednoho přístroje, jak tomu bylo doposud, ale musíme zároveň vyuţít
i data z tzv. referenční stanice, kterou buďto sami vlastníme, nebo vyuţijeme sluţeb některého
z poskytovatelů těchto dat. Vyuţít tato data můţeme jiţ v průběhu měření tzv. v reálném
čase, nebo aţ po dokončení sběru dat v terénu tzv. postprocessing. Rozdíly ve výsledné
přesnosti určení polohy pod korunami stromů při postprocesním pouţití vlastní referenční
stanice, jedné ze stanic sítě CZEPOS a virtuální referenční stanice CZEPOS byly také
hodnoceny. Z výsledků je moţné pro tyto podmínky doporučit data z virtuální referenční
stanice, která v průměru vykazovala nejlepší výsledky. I přes to, ţe tato data jsou
poskytovatelem zpoplatněna, dokáţou ušetřit čas a náklady na nákup a obsluhu vlastní
referenční stanice.
Další moţností, jak zvýšit přesnost určení polohy pod korunami stromů pomocí
GNSS, je pouţití tzv. hybridních přijímačů nebo GNSS ve spolupráci s inerciálními
navigačními systémy.
Hybridní přijímače jsou takové, které umoţňují vyuţití více GNSS najednou. V současné
době jsou na trhu dostupné přijímače, které dokáţí přijímat signály jak ze systému GPS, tak
i systému GLONASS, coţ téměř o 100 % navyšuje počet vyuţitelných druţic. Do nedávné
doby nebylo toto řešení příliš efektivní a to z toho důvodu, ţe systém GLONASS nabízel
pouze omezený počet operačních druţic. V současné době se situace v tomto směru výrazně
zlepšila díky čemuţ lze u hybridních přijímačů očekávat jejich masové rozšíření. V budoucnu
se počítá i s vyuţitím 30 druţic evropského globálního druţicového polohového systému
GALILEO, který je v současné době ve stádiu výstavby. Dokončení tohoto systému je
předběţně stanoveno na rok 2014.
Vyuţití inerciálních navigačních systémů spolu s GNSS můţe také velice výrazně
zvýšit přesnost určení polohy pod korunami stromů. Inerciální navigační systémy vyuţívají
gyroskopy a akcelerometry, které jsou schopny dlouhodobě udrţovat a indikovat zadaný
směr. Přístroje současně vyuţívající oba uvedené systémy pak zpracovávají signály GNSS
a prostřednictvím inerciálních měřicích jednotek dokáţou s relativně vysokou přesností
detekovat změnu polohy objektu v prostoru a čase. Data z obou systémů pak v reálném čase
zpracovává řídicí jednotka, která prostřednictvím vhodných algoritmů vypočítá zpřesněnou
polohu v prostoru. Tímto se oba systémy vzájemně doplňují a umoţňují efektivní určování
polohy i v podmínkách, které způsobují dočasné ztráty GNSS signálů.
97
Výhody spolupráce obou uvedených systémů vysvětluje například (SOTÁK et al.,
2008). Inerciální navigační systém disponuje vysokou přesností navigačních informací během
krátkého času. Jeho velkou nevýhodou je však neohraničený nárůst chyby v poloze vzhledem
k času. Tento nárůst je způsoben integrací chyb gyroskopů a akcelerometrů. GNSS má naopak
niţší krátkodobou přesnost, ale chyba se s časem nezvětšuje, je v čase ohraničena.
Komplementárnost těchto dvou systémů se projevuje ve schopnosti poskytnutí navigačních
informací během krátkých a dlouhých navigačních aplikací. Inerciální navigační systém
poskytuje kompletní navigační informace (poloha, rychlost a úhlová poloha) s vysokou
rychlostí a v reálném čase, i kdyţ je GNSS signál nedostupný nebo rušený. GNSS na druhou
stranu disponuje relativně konstantní přesností nezávislou na čase v okolí celé Země a jeho
pouţití dovoluje doplňkovou kalibraci inerciálního navigačního systému (zarovnání, odhad
a korekci chyb).
3. PŘÍKLAD PRAKTICKÉHO VYUŢITÍ GNSS V LESNICTVÍ
Velice zajímavou moţností jak prakticky vyuţít GPS je, vedle mapování zájmových
objektů a jevů, i uplatnění GPS v oblasti navigace a logistiky těţebně dopravních strojů
(TDS).
Rostoucí ergonomické a hygienické nároky, úspora mzdových nákladů a potřeba rychlých
reakcí na poţadavky trhu se dřevem vedou v posledních letech k rostoucímu vyuţívání
moderních těţebně dopravních strojů (harvestorů, forwarderů a odvozních souprav). Pro
zvýšení efektivity jejich práce jsou pak některé těţebně dopravní stroje vybaveny systémem
GPS a výkonnými počítači, které mimo řídících a výrobních systémů disponují i pokročilými
GIS nástroji. Vzájemné propojení řídících a výrobních systémů s GPS a GIS pak umoţňuje
lépe optimalizovat činnost TDS a sledovat pohyb sortimentů dřeva v logistickém řetězci jeho
zpracování viz Obr. č. 2.
Přednosti implementace GPS do těţebně dopravních strojů lze shrnou takto:
Operátoři TDS jsou plynule informováni o poloze stroje podle informací z GPS, pokud je
na lokalitě dostatečný signál alespoň ze čtyř druţic.
Operátor ve vyváţecím traktoru (forwarderu) si na základě dat převedených z harvestoru
naplánuje pojíţdění po vyváţecích linkách tak, aby se zamezilo jízdě s polovičním
nákladem, nebo na prázdno, případně couvání s nákladem.
Vyváţecí traktor nemusí v zimě následovat okamţitě za harvestorem, aby vyvezl veškerou
vytěţenou hmotu, protoţe i výřezy sortimentů skryté pod sněhem jsou zobrazeny na
přehledném monitoru palubního PC.
V lese jiţ nezůstávají téměř ţádné zapomenuté výřezy z roztroušené nahodilé těţby.
Operátor má okamţitý přehled o poloze stroje v porostu a o velikosti jiţ zpracované
plochy.
Navigační systém zajišťuje lepší orientaci operátorů TDS ve sloţitých terénních
podmínkách.
Zabrání se náhodné těţbě mimo hranice zadaného porostu.
Moţnosti vést přesnou evidenci sortimentů dříví na jednotlivé jednotky prostorového
rozdělení lesa, zejména v situaci, kdy je zpracováváno více sousedících stejnověkých
porostních skupin s nevýraznou hranicí.
Dodrţení směru a rozestupu vyváţecích linek bez nutnosti jejich vyznačení v porostu.
Lokalizace skládek sortimentů na OM pro snadnější návaznost odvozu.
Před zahájením těţby je vytvořena technologická karta v digitální podobě (shoda
podkladů s PC v kanceláři a na TDS).
98
Obr. 2. Palubní počítač harvestoru s prostředím programu pro navigaci a logistiku TDS TimberNavi (John
Deere). Na mapovém podkladu je patné rozčlenění porostu (modré linie), zaznamenané polohy harvestoru
(modré body), aktuální poloha harvestoru (zelený bod) a produkce harvestoru (šrafované kruhy).
Poděkování:
V textu jsou publikovány výsledky, které vznikly za podpory výzkumného záměru LDF MENDELU v Brně MSM
6215648902 „Les a dřevo – podpora funkčně integrovaného lesního hospodářství a vyuţívání dřeva jako
obnovitelné suroviny“ a projektu NAZV QH71159 „Model multikriteriálního hodnocení šetrných přibliţovacích
technologií“.
LITERATURA
DOMINY, N. J.; DUNCAN, B. (2001): GPS and GIS methods in an African rain forest:
applications to tropical ecology and conservation. Conservation Ecology, 5(2), [online],
[cit. 2011-11-02]. Dostupné z: <http://www.consecol.org/vol5/ iss2/art6/>
FAŠKO, M. (2007): Meranie hraníc lesných počastiv statickou metodou merania GNSS.
Aktuálne problémy lesnického mapovania, TU Zvolen: s. 82–91
JANATA, P. (2011): Vliv uţivatelského nastavení GPS přijímačů na přesnost určení polohy
v podmínkách lesních porostů. Disertační práce, MENDELU Brno, Brno: 218 s.
MANCEBO, S. (2004): Análisis de precisión y eficiencia de receptores GPS bajo cobertura
arbórea. Disertační práce, Madrid: 93 s.
SES, S.; KADIR, M.; CHIA, W.T.; TENG, C.B.; RIZOS, C. (1999): Potential use of GPS for
cadastral surveys in Malaysia. 40th Aust. & 6th S.E.Asian Surveyors Congress: s 176-
184
99
SIGRIST, P.; COPPIN, P.; HERMY, M. (1999): Impact of forest canopy on quality and
accuracy of GPS measurements. International Journal of Remote Sensing, 20(18): s.
3595–3610. ISSN 1366-5901
SOTÁK, M.; KRÁLÍK, V.; KMEC, F. (2008): Cenovo dostupná inerciálna navigácia pre
integrované navigačné systémy. AT&P journal (6): s 72-74
WING, M. G.; EKLUND, A.; SESSIONS, J.; KARSKY, R. (2008): Horizontal Measurement
Performance of Five Mapping-Grade Global Positioning System Receiver
Configurations in Several Forested Settings. Western Journal of Applied Forestry,
23(3): s 166–171. ISSN 0885-6095
YOSHIMURA, T.; HASEGAWA, H. (2003): Comparing the precision and accuracy of GPS
positioning in forested areas. J. Forest Research, 8(3): s. 147–152
Adresa autorů:
Ing. Přemysl Janata, Ing. Martin Klimánek, Ph.D.
Ústav geoinformačních technologií
Lesnická a dřevařská fakulta
Mendelova univerzita v Brně
Zemědělská 3, 613 00 Brno
xjanata@node.mendelu.cz, martin.klimanek@mendelu.cz
100
VYUŢITÍ DAT LETECKÉHO LASEROVÉHO SKENOVÁNÍ PRO
DIGITÁLNÍ MODELOVÁNÍ TERÉNU V LESNÍCH POROSTECH
USING OF DATA FROM AEREIAL LASER SCANNING FOR DIGITAL
TERRAIN MODELING IN FOREST STANDS
MILOŠ CIBULKA, TOMÁŠ MIKITA
Abstract
Using Airbone Laser Scanning data to Digital Terrain Model (DTM) generated under forest canopy.
Effective management of forestry practice requires access to a wide range of quickly available up-to-date data of
high quality. Method of Airbone Laser Scanning (ALS) seems to be a suitable source of these data. Generating a
digital representation of the Earth surface has proven to be the biggest advantage of ALS data. The paper
describes procedure of creating DTM from ALS data and its accuracy assessment in forest areas. The presented
study was carried out in the Training Forest Enterprise „Masaryk Forest“ in Křtiny owned by the Mendel
University in Brno. The ALS50 ALS system from Leica Geosystems was used for ALS data acquisition. The
ESRI ArcGIS 10 with 3D Analyst, Spatial Analyst and Lidar Analyst tools has been selected for the model
creation and calculation of accuracy parameters. DTMs with 0.5 m spatial resolution were interpolated. The
accuracy of the ALS-based model is estimated using comparison with reference model created by classic
geodetic methods. On the basic of results it can be implied, the ALS DTM was found to be accurate and
potentially very useful for forestry applications.
Keywords: Airbone Laser Scanning, Digital Terrain Model, forest area, tachymetry, surface interpolation.
1. ÚVOD
Technologie leteckého laserového skenování (LLS) patří k nejmodernějším metodám
sběru geodat. Často je uváděn zkrácený název LiDAR, který je odvozen z angl. Light
Detection And Ranging. Své vyuţití nachází především v oblastech, kde je potřeba pořídit
přesná 3D data. Měření pomocí LLS je technologie dálkového průzkumu Země, která je stále
více vyuţívána pro mapování v lesním terénu. LLS prezentuje moderní technologii v oblasti
pořizování prostorových dat s takovou kvalitou a rychlostí, které nelze dosáhnout pomocí
metod klasické geodézie nebo fotogrammetrie. Metoda LLS nabízí alternativu pro získávání
prostorových dat s vysokou hustotou a přesností (Liu, 2008). Tato data se stávají hlavním
zdrojem digitálních terénních informací (Raber, 2007) a své uplatnění nacházejí především při
vytváření digitálních modelů terénu (DMT).
Tato technologie mapování vyuţívá systém měření vzdáleností pomocí laserového
paprsku a letecký navigační systém, který přesně sleduje pozici nosiče, za účelem vytvoření
hustého pole zeměpisných souřadnic v místech, kde se laserové pulsy odrazily od povrchu
(Baltsavias, 1999). Podle Yu (2007) se jedná se o techniku aktivního dálkového průzkumu,
která poskytuje vysoce přesné prostorové měření, zaloţené na laserovém měření v kombinaci
s pouţitím diferenčního globálního pozičního systému (DGPS) a inerciální měřické jednotky
(IMU). Vzdálenost mezi laserovým senzorem a objektem se vypočítá jako součin rychlosti
světla a času potřebného pro přenos světla od senzoru k objektu a zpět (Watkins, 2005).
Prostorová poloha skeneru v okamţiku vyslání pulzu je definována v souřadnicovém
referenčním systému WGS-84 pomocí palubní aparatury GPS. Podélný sklon, příčný sklon a
pootočení skeneru vůči plánované letové dráze ve stejném okamţiku jsou určeny pomocí
aparatury IMU, která je připevněna ke skeneru (Šíma, 2009). Vyhodnocením všech těchto
parametrů získáme informaci o jednom určitém bodu povrchu.
Při vytváření datových souborů v zalesněných plochách se mohou laserové pulsy
odráţet od různých vrstev vegetačního krytu zahrnujícího nejvyšší hladinu vegetace (první
odraz), střední povrch (druhý a následující odraz) a zemský povrch (poslední odraz;
101
Reutebuch et al., 2003). Na základě prvního a následujících odrazů je moţné odhadnout různé
parametry jednotlivých stromů jako průměr, objem a výšku, případně šířku koruny (Maltamo
et al., 2004). Pouţitím posledního odrazu můţe LLS poskytnout DMT velmi vysoké kvality
s prostorovým rozlišením přibliţně 1m a výškovou přesností 0,1 aţ 0,2 m. Vysoké rozlišení
DMT můţe pomoci lesním inţenýrům zkoušet nové moţnosti harvestorových systémů a
navrhování lesních komunikací (Akay, 2005). Na základě přesného DMT je moţné přesně
určit nakládací místa, přibliţovací linky, lanové dráhy, případně modelovat půdní,
hydrologické nebo klimatické charakteristiky, které výrazně ovlivňují jednotlivé sloţky
lesních ekosystémů. Obecně lze říci, ţe v současnosti je pouţití LLS nejefektivnější cestou
pro sběr terénních dat a následné generování digitálních výškových modelů (Forlani, 2007).
Přestoţe ve světě je tato technologie vyuţívána více neţ 10 let a i u nás její vyuţití
vzrůstá s ohledem na snazší dostupnost těchto dat v průběhu následujících let, především v
souvislosti s tvorbou digitálního modelu reliéfu 5.generace celého území České Republiky
(DMR 5G), existuje jen velmi málo informací o skutečné přesnosti této metody v obtíţných
podmínkách lesních porostů. Podle předběţných údajů by jiţ vytvářený DMR 5G měl
dosahovat přesnosti charakterizované úplnou střední chybou 0,18 m v odkrytém terénu a 0,30
m v zalesněném terénu (Brázdil, 2009).
2. ZÁJMOVÉ ÚZEMÍ A DATA
Pro tvorbu digitálních modelů terénu a jejich další analýzy jsou nezbytná data. Tímto
se rozumí data LLS, naměřená terénní data, případně jiţ existující digitální data. Sběru
terénních dat klasickým geodetickým způsobem předchází výběr a lokalizace výzkumných
ploch.
2.1. Experimentální lokalita
Jako experimentální lokalita bylo vybráno území
Školního lesního podniku Masarykův les Křtiny
(ŠLP), který je organizační součástí Mendelovy
univerzity v Brně a účelovým zařízením
především její Lesnické a dřevařské fakulty.
Vlastní experimentální lokalita se nachází
v západní části ŠLP a je tvořena několika
menšími plochami severně a východně od obce
Útěchov ve stejnojmenném katastrálním území,
v polesí Vranov, viz. obr. 1.
Konkrétně se jedná o pět menších
samostatných lesních ploch čtvercového,
případně obdélníkového tvaru. Plochy č. 1 - 4
mají tvar čtverce o rozměrech 50 x 50 m, plocha
č. 5 je obdélníkového tvaru s rozměry 50 x 100
m.
Obr. 1 Lokalizace lesních testovacích ploch
Poloha všech ploch byla stanovena s ohledem na existenci dat LLS a relativně snadnou
dostupnost terénu z důvodu budoucího měření ploch klasickým geodetickým způsobem.
Plochy byly rozmístěny v různě sklonitém a členitém terénu. Druhová skladba lesních ploch
je různorodá. Jedná se o smíšený les, převaţující dřevinou je buk, další zastoupení mají smrk,
102
borovice, douglaska, modřín, dub, habr a lípa. Věkově jsou porosty zařazeny do třetí a čtvrté
věkové třídy (stáří 60 - 80 let).
Jedním z bodů výzkumu byl vliv konfigurace terénu na přesnost DMT v lesních porostech, a
proto jednotlivé plochy byly pojmenovány podle tohoto faktoru. Plocha č.1 je ve svahu, proto
byla pracovně nazvána „Svah“, plochy č.2 a č.3 jsou na rovině, proto názvy „Rovina 1“ a
„Rovina 2“. Plochy č.4 a č.5 na sebe bezprostředně navazují, a protoţe konfigurace terénu je
na obou podobná, jsou obě zahrnuty pod pracovní název „Strţ“. V tabulce č. 1 je uvedena
průměrná sklonitost pracovně pojmenovaných ploch.
Tab. 1 Průměrné sklony lesních ploch
Název lesní plochy Rovina 1 Rovina 2 Svah Strţ
Prŧměrný sklon (%) 15 13 31 42
2.2. Data LLS
Data LLS bylo třeba získat od firmy (společnosti), která disponuje zařízením a technologií pro
sběr a zpracování těchto dat. Ústav geoinformačních technologií (ÚGT) Lesnické a dřevařské
fakulty (LDF), kde tento příspěvek vznikl, dlouhodobě spolupracuje s firmou Geodis Brno,
spol. s r.o., která příslušnými technologiemi pro sběr a vyhodnocení dat LLS disponuje. Na
základě dohody o spolupráci mezi těmito subjekty byla data LLS bezúplatně poskytnuta.
Data byla získána z LLS uskutečněného 14. 6. 2009. K měření byl pouţit letecký skener
ALS50-II od firmy Leica Geosystems. Tento typ laseru je vybaven kmitajícím zrcadlem
s maximálním počtem čtyř odezev (ech). Firmou uváděná přesnost měření délky prostorového
rajonu, včetně vlivů nepřesnosti určení prvků vnější orientace skeneru pomocí palubních
aparatur GPS a IMU, je 0,10 m. Další parametry pouţitého laseru jsou uvedeny v tabulce č. 2.
Tab. 2 Základní parametry skeneru ALS50-II
Parametr Hodnota
Výška letu 1395 m
Úhel záběru - FOV (Field Of View) 50°
Maximální řádková frekvence 40,34 Hz
Maximální bodová frekvence 148 800 Hz
Plná šíře záběru 1301 m
Prŧměrná hustota bodŧ 1,7 bodu / m2
Prŧměr stopy paprsku 0,32 m
Primárním výstupem laserového skenování je soubor 3D souřadnic odraţených bodů,
tzv. mračno bodů. Tato data jsou pro uţivatele dosti nepřehledná a špatně se s nimi pracuje.
Proto je třeba provést jejich zpracování pomocí automatizovaných, poloautomatizovaných a
manuálních postupů. Podle úrovně zpracování rozlišujeme metody filtrace (vyhledány jsou
body na jednom určitém povrchu) a metody klasifikace (mračno bodů je rozděleno do předem
definovaných tříd).
Od firmy Geodis Brno, spol. s r.o. jsme získali data ve dvou formátech. Jedním byl textový
soubor dat, který byl klasifikován do předem stanovených tříd podle intenzity odrazu a
druhým typem byl tzv. LAS formát (data filtrována na body terénní a ostatní). Podle Liu
(2008) je tento krok jedním z nejdůleţitějších pro generování přesných DMT z dat LLS.
103
3. METODIKA PRÁCE
Ke splnění hlavního cíle práce, kterým bylo zjistit moţnosti vyuţití dat LLS pro
tvorbu DMT pod porosty, bylo třeba zjistit přesnost modelu terénu vzniklého z dat leteckého
laserového skenování. Ke zjištění přesnosti tohoto modelu bylo třeba provést porovnání s
přesným modelem vybraného území. Tento model byl vygenerován z dat zaměřených
klasickým geodetickým způsobem.
3.1. Terénní měření
Terénní plochy bylo třeba nejdříve vytyčit, následně ostabilizovat a připojit, tzn. určit
rohy ploch v polohovém souřadnicovém systému JTSK a výškovém systému baltském po
vyrovnání. K vytyčení rohů ploch bylo pouţito totální stanice Topcon GTS 105N. Úhlová
přesnost (1,5 mgon) a délková přesnost (±2 mm + 2 ppm) tohoto přístroje poskytuje
dostatečné záruky pro správné geometrické vytyčení.
Dalším krokem bylo zaměření přesných prostorových souřadnic rohů plochy, a to
GPS/GLONASS přijímačem HiPer Pro od firmy Topcon. Měření proběhlo statickou metodou
(průměrná délka observace na bodě 30 minut) a následně bylo zpracováno postprocesingem
v programu Topcon Tools. Délka observace byla zvolena s ohledem na observační podmínky
na příslušné ploše. Polohová i výšková přesnost bodů na všech plochách byla do 0,06 m.
Posledním krokem terénního měření bylo podrobné tachymetrické zaměření ploch totální
stanicí Topcon GPT-9003M. Úhlová přesnost (1 mgon) a délková přesnost (±2 mm + 2 ppm)
převyšovala poţadovanou přesnost podrobného měření. Konečným výstupem terénního
měření a zároveň vstupními daty do dalšího zpracování byly soubory souřadnic a výšek
v textovém tvaru, které byly exportovány z měřených dat.
Celkem bylo na lesních výzkumných plochách o celkové rozloze 15 000 m2 zaměřeno
3 132 bodů, z čehoţ vyplývá průměrná hustota 0,21 bodu na jeden m2.
3.2. Tvorba DMT
Ke zpracování naměřených dat byl zvolen software ESRI ArcGIS 10 s pouţitím jeho
nadstaveb 3D Analyst, Spatial Analyst a Lidar Analyst. Z DMT se odvozují hodnoty různých
morfometrických a dalších charakteristik reliéfu (hypsometrie, sklony a expozice svahů,
křivosti svahů a reflektance), jejichţ hodnoty se liší podle metod interpolace a nastavení jejich
parametrů. Pokud zvolíme nevhodnou metodu, vznikne nekvalitní DMT, z něhoţ jsou
následně odvozovány chybné hodnoty výše zmíněných morfometrických charakteristik. Mezi
nečastěji pouţívané metody interpolace patří IDW (váţené inverzní vzdálenosti), Krigování,
Spline, Topo to Raster, Natural Neighbor nebo TIN. Rastrové obrazy terénu z dat LLS i dat
geodetického měření byly generovány s prostorovým rozlišením 0,5 m. Pro tvorbu rastrových
obrazů z dat LLS pomocí metod interpolace byl pouţit klasifikovaný textový soubor, zatímco
pro vytvoření rastrových obrazů z dat LLS pomocí nadstavby Lidar Analyst byl pouţit soubor
bodů ve formátu LAS.
3.2.1. Interpolace
Po převodu souřadnic do formátu shapefile byl celý soubor ořezán hranicemi
výzkumných ploch a poté byly na základě kódu odfiltrovány pouze body odpovídající
rostlému terénu bez objektů a vegetace. Tímto krokem jsme výrazně sníţili počet bodů
v souborech, které se následně staly vstupními daty pro interpolaci, jeţ proběhla v kratším
časovém úseku. Jiţ z prvotního náhledu na soubor všech bodů je zřejmé, ţe metoda LLS
poskytla mimořádně podrobné informace s velmi hustým pokrytím mračnem bodů s
průměrnou hustotou 5,16 bodu na m2
plochy (celkový počet všech bodů - 77 383). Toto
pokrytí však není rovnoměrné a je soustředěno do pravidelných řad s rozestupem 1 aţ 2 m.
104
Vysoká průměrná hustota bodů je rovněţ dána pravděpodobným překryvem skenovaných
pásů v části území. V lesních porostech však vlivem odrazu od korun stromů dochází k velmi
zřetelné redukci signálů dopadajících aţ na rostlý terén. Z celkového počtu 4 395 bodů
proniklých aţ k terénu vychází průměrná hustota 0,29 bodu na jeden m2 lesní plochy (se
značně nerovnoměrným rozloţením), coţ činí 5,68 % všech bodů LLS na lesních plochách.
Podle Chasmer (2004) dosáhne v lese terénu přinejmenším 10% odeslaných signálů. Tento
rozdíl lze vysvětlit několika faktory. Především typem pouţitého skeneru včetně jeho
parametrů, dále účelem skenování, kde důleţitou roli hraje především výška letu (čím větší
výška, tím menší hustotu bodů, za předpokladu konstantní rychlosti nosiče skeneru) a
v neposlední řadě strukturou lesa a konfigurací terénu. Přehled počtu bodů a jejich hustotu na
všech lesních plochách zobrazuje tabulka č. 3.
Tab. 3 Přehled počtu bodů na lesních plochách
Rovina 1 Rovina 2 Svah Strţ Les
Body LLS - celkem 16165 4272 4539 52407 77383
Body LLS - terén 1329 357 314 2395 4395
Hustota všech bodŧ LLS (b/m2) 6,47 1,71 1,82 6,99 5,16
Hustota bodŧ LLS na terénu (b/m2) 0,17 0,30 0,30 0,16 0,21
Body LLS na terénu z celku (%) 8,22 8,36 6,92 4,57 5,68
3.2.2. Lidar Analyst
Lidar Analyst obsahuje velkou variabilitu nastavení a způsobů zpracování a
vyhodnocení dat LLS. Pro tvorbu DMT byla pouţita v menu nabídka „Extrakt Bare Earth“,
po jejímţ potvrzení se otevře dialogové okno „Bare Earth Extraction“, kde je moţno provést
nastavení různých parametrů pro vygenerování DMT. Nejdříve je však třeba vybrat příslušný
soubor dat ve formátu LAS a v poli „Return“ zvolit druh odrazu (např. first, last, all, custom).
Pro tvorbu DMT byl pouţit poslední odraz, ikdyţ ani tento nemusí být od terénu. Některé
parametry ovlivní výsledný rastrový obraz ještě před jeho vytvořením (odstranění špičatých
tvarů a prohlubní nebo jam), naopak některé upravují jiţ vytvořený obraz povrchu, např.
pouţitím low-pass filtrů (odstranění aut, lidí, keřů, klestu apod.). Po zadání všech parametrů
byl vygenerován rastrový obraz příslušné plochy z dat LLS, který byl pouţit k porovnání
přesnosti s daty zaměřenými klasicky.
4. VYHODNOCENÍ A VÝSLEDKY
Vyhodnocení přesnosti bylo provedeno na základě velikosti úplné střední kvadratické
chyby mH (angl. RMSE – Root Mean Square Error). K výpočtu této chyby je třeba znát
hodnotu směrodatné odchylky σH (podle zásad vyrovnávacího počtu jde o náhodnou chybu) a
systematickou chybu cH, která se vypočítá jako prostý aritmetický průměr hodnot všech
odchylek se znaménky. Mezi úplnou střední kvadratickou chybou, náhodnou chybou a
systematickou chybou platí vztah:
22
HHH cm
Hodnoty údajů pro výpočet úplné střední kvadratické chyby v rámci kaţdé plochy
byly získány pomocí několika různých postupů.
4.1. Rozdíl rastrových obrazŧ
Rastrové obrazy vygenerované z dat LLS a dat geodetického měření pomocí jiţ
zmiňovaných interpolačních metod se od sebe odečtou nástrojem „Raster Math - Minus“
105
v nadstavbě 3D Analyst. Z výsledné mapy odchylek jsou získány statistické údaje potřebné
pro výpočet úplné střední kvadratické chyby znázorněné v tabulce č. 4.
Tab. 4 Přehled úplných středních kvadratických chyb na lesních plochách
Metoda Rovina 1 Rovina 2 Svah Strţ
IDW 0,25 0,32 0,61 0,52
Topo to Rastr 0,29 0,25 0,40 0,46
Spline 0,24 0,30 0,23 0,34
Krigování 0,21 0,28 0,29 0,34
Natural Neighbor 0,23 0,26 0,19 0,34
TIN 0,25 0,26 0,19 0,40
Prŧměr 0,24 0,28 0,32 0,40
Poznámky: Rozdíl odchylek pro výpočet úplné střední kvadratické chyby definován jako nadmořská výška
LLS minus nadmořská výška určená geodeticky, výsledné hodnoty jsou uváděny v metrech.
Z výsledků vyplývá, ţe průměrná hodnota (ze všech metod interpolace) úplné střední
kvadratické chyby vzrůstá s větší členitostí terénu a sklonem na příslušné ploše. Členitost
terénu a sklon má vliv i na maximální odchylky. Pro plochy Rovina 1, Rovina 2 je max.
odchylka 1,57 m, resp. 0,85 m, zatímco na ploše Svah je max. odchylka 2,95 m a na ploše
Strţ dokonce 3,69 m.
Pro názornost byly porovnány i modely vytvořené z vrstevnic ZABAGED a geodetického
měření interpolační metodou Topo to Rastr. Na ploše Rovina 1 bylo dosaţeno úplné střední
kvadratické chyby 1,42 m s max. odchylkou -3,29 m, na ploše Rovina 2 1,08 m s max.
odchylkou 1,57 m, na ploše Svah 1,96 m s max. odchylkou 3,58 m a na ploše Strţ 2,11 m
s max. odchylkou 5,77 m.
Při pohledu na výsledky je patrné, ţe metoda LLS poskytuje podstatně vyšší přesnost neţ data
ZABAGED, a to především v členitém a více svaţitém terénu. Nicméně tato přesnost můţe
být ve skutečnosti ještě vyšší, protoţe odchylky mohou být ovlivněny interpolací z
nerovnoměrně rozloţených bodů obou datových zdrojů. Řada odchylek proto nemusí být dána
nepřesností měření, nýbrţ rozdílnou interpolací v daném místě povrchu.
4.2. Spatial Join
Tento nástroj umoţňuje přidávání atributů prvků připojované vrstvy (soubor bodů
LLS) do atributové tabulky cílové vrstvy (soubor geodeticky zaměřených bodů) na základě
zvoleného prostorového vztahu mezi prvky v obou vrstvách. Tento vztah je v tomto případě
realizován vzdáleností mezi bodem zaměřeným geodeticky a odpovídajícím bodem LLS.
Principem je tedy vyhledání identického bodu z připojované vrstvy pro bod cílové vrstvy.
Tato situace však nastává jen velmi ojediněle, a proto se vyuţívá pro vyhledávání těchto
„pseudoidentických“ bodů určité okolí, dané vzdáleností od bodu cílové vrstvy. Pro porovnání
výškových hodnot byl zvolen nejbliţší bod (bez ohledu na vzdálenost) a následně okolí bodu
dané poloměrem 1m, 0,5m a 0,2m. Výsledky jsou uvedeny v tabulce č.5. Tab. 5 Parametry dat LLS získané z filtrovaného mračna bodů
Okolí bodu Rovina 1 Rovina 2 Svah Strţ
Nejbliţší bod 0,34 0,33 0,70 0,61
1,0 m 0,19 0,28 0,25 0,36
0,5 m 0,19 0,28 0,21 0,30
0,2 m 0,17 0,26 0,20 0,29
106
Poznámky: Rozdíl odchylek pro výpočet úplné střední kvadratické chyby definován jako nadmořská výška LLS
minus nadmořská výška určená geodeticky, výsledné hodnoty jsou uváděny v metrech.
Tímto způsobem vyhodnocení dosáhneme přesnějších výsledků, a to především,
pokud zvolíme menší parametr pro okolí vyhledávaného identického bodu. Jak je patrné
z tabulky, největší rozdíl je mezi zadáním nejbliţšího bodu a bodu v max. okolí 1 m. Při
zadání dalších menších okolí uţ není tak výrazný posun v přesnosti, ale výrazně se sniţují
maximální odchylky na jednotlivých plochách, ale také počet porovnávaných bodů. Jako
nejvhodnější parametr definující velikost okolí se jeví 0,5 m. Pro takto zvolený parametr jsou
max. odchylky jednotlivých ploch (pořadí podle tabulky) následující: 0,46 m, 0,46 m, 0,44 m
a 0,88 m. Z těchto hodnot je patrný rozdíl oproti max. odchylkám vzniklým porovnáním
rastrových obrazů, viz. předcházející kapitola. Při zadaném okolí 0,5 m porovnáváme 434
bodů na lesních plochách (z celkového počtu 3 132 zaměřených), coţ je stále dostatečný počet
pro určení skutečné přesnosti. Pokud zvolíme okolí vyhledávání 0,2 m, sníţí se počet
porovnávaných bodů na všech plochách na 85. Tento počet rozdílů uţ nemusí být dostatečný
pro výpočet přesnosti.
4.3. Extract Values to Points
Rastrové obrazy vygenerované z dat LLS pomocí nadstavby Lidar Analyst byly
porovnávány s body zaměřenými geodeticky. Kaţdému geodeticky zaměřenému bodu
odpovídá výšková hodnota rastrového obrazu. Rozdíly výšek těchto dat, nutné pro výpočet
úplné střední kvadratické chyby, se získají nástrojem „Extrakt Values to Points“ v nadstavbě
Spatial Analyst.
Tab. 6 Parametry přesnosti dat LLS získané nástrojem Lidar Analyst
Parametr Rovina 1 Rovina 2 Svah Strţ
Počet rozdílŧ 420 750 739 1223
mH 0,40 0,27 0,51 0,94
Max. odchylka -1,53 0,83 1,88 -4,05
Poznámky: Rozdíl odchylek pro výpočet úplné střední kvadratické chyby definován jako nadmořská výška LLS
minus nadmořská výška určená geodeticky, výsledné hodnoty jsou uváděny v metrech. mH … úplná střední
kvadratická chyba
Vyhodnocení pomocí Lidar Analystu je velmi jednoduch a rychlé. Výsledná přesnost
je však v porovnání s ostatními zde uvedenými metodami niţší. Především plochy členité,
případně s větším sklonem poskytují méně přesné výsledky. Můţe to být dáno algoritmem
vyvinutým pro filtraci bodů určitého povrchu, případně ne zcela správně nastavenými
parametry pro generování zvoleného povrchu. Nicméně i tato metoda zpracování dat LLS
poskytuje mnohem lepší výsledky neţ vrstevnicová data ZABAGED.
5. ZÁVÉR
Výsledky hodnocení přesnosti leteckého laserového skenování potvrzují moţnost
dosáhnout vysoké přesnosti při tvorbě přesných výškopisných modelů i v místech pod hustým
lesním porostem. Dosaţené přesnosti dat dokonce překračují plánovanou střední chybu dat
nově vytvářeného DMR 5G celého území ČR. Lepší výsledky však mohou být ovlivněny
konkrétní volbou území a relativně stále velmi malou výměrou testovacích ploch, případně
typem snímacího zařízení, výškou letu či roční dobou náletu. Řádově se však výsledky
testování shodují s předpokládanou přesností nového výškopisu celého území ČR. Oproti v
107
současnosti poskytovaným datům ZABAGED jsou data LLS obrovským skokem kupředu,
coţ potvrzují i výsledky testování.
Letecké laserové skenování je přínosem pro mnoţství oborů lidské činnosti, jako je
územní plánování, vodní hospodářství (modelování povodní), lesnictví (technologická
typizace pro účely zakládání, pěstění a těţby lesních porostů) a řada dalších. Důleţité je však
zmínit také limity dané principem technologie, kdy hlavně pod lesními porosty dochází dle
výše zmíněných výsledků k razantní redukci počtu odrazů od rostlého terénu, a proto řada
tvarů mikroreliéfu nemusí být přesně nebo vůbec zjištěna. Jde především o pařezy, mrtvé
dřevo, ale i velké kameny a balvany. Z tohoto důvodu je nutné počítat s určitým stupněm
generalizace reliéfu. Částečným řešením je podzimní či jarní letecké laserové skenování, kdy
bude počet odrazů od reliéfu jednoznačně vyšší minimálně v listnatých porostech, případně
vhodně zvolený typ skeneru a výška letu.
Poděkování: V textu jsou publikovány výsledky, které vznikly za podpory z výzkumného záměru LDF MENDELU
v Brně MSM 6215648902 „Les a dřevo – podpora funkčně integrovaného lesního hospodářství a vyuţívání
dřeva jako obnovitelné suroviny“ a projektu NAZV QH71159 „Model multikriteriálního hodnocení šetrných
přibliţovacích technologií“.
LITERATURA
Baltsavias, E. P., 1999. Airborne laser scanning: existing systems and firms and other
resources. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. 54, pp. 164–
198.
Akay, A. E., Sessions, J., 2005. Applying the Decision Support System, TRACER, to Forest
Road Design. Western Journal of Applied Forestry, 20(3), 184–191.
Brázdil, K., 2009. Projekt tvorby nového výškopisu území České republiky. Geodetický a
kartografický obzor, 55/97, č.7, s. 145-151.
Forlani, G., Nardinocchi, C., 2007. Adaptive filtering of aerial laser scanning data.
International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information
Sciences 36(part 3/W52), 130-135.
Chasmer, L., Hopkinson, C., Treitz, P., 2004. Assessing the three-dimensional frequency
distribution of airborne and ground-based LIDAR data for red pine and mixed
deciduous forest plots detection. In. The International Archives of the Photogrammetry,
Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Freiburg, Germany, Vol. XXXVI,
Part 8/W2, pp. 66-70. Maltamo, M., Eerikainen, K., Pitkanen, J., Hyyppa, J., Vehmas, M., 2004. Estimation of
timber volume and stem density based on scanning laser altimetry and expected tree
size distribution functions. Remote Sensing of Environment, 90, 319–330.
Reutebuch, S. E., McGauhey, R. J., Andersen, H. E., & Carson, W. W. , 2003. Accuracy of
high-resolution LIDAR terrain model under a conifer forest canopy. Canadian J. of
Remote Sensing, 29, 527–535.
Raber, G. T., Jensen, J. R., Hodgson, M. E., Tullis, J. A., Davis, B. A., Berglend, J., 2007.
Impact of LiDAR nominal post-spacing on DEM accuracy and flood zone delineation.
Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 73(7), 793-804.
Šíma, J., 2009. Abeceda leteckého laserového skenování. GeoBusiness: …srozumitelně o
geoinformatice v praxi. Měsíčník o geoinformatice v praxi. Springwinter, s .r .o., Praha,
č. 3, s. 22-25, ISSN 1802-4521.
Watkins, D., 2005. LiDAR Types and Uses: with a Case Study in Forestry. State College, PA,
USA: Department of Geography, Pennsylvania State University.
108
Yu, X., 2007. Methods and techniques for forest change detection and growth estimation using
airborne laser scanning data. Doctoral Thesis, Department of Surveying, Helsinki
University of Technology, 55 p.
Liu, X., 2008. Airborne LiDAR for DEM generation: some critical issues. Journal: Progress in
Physical Geography, Volume 32, Issue 1, 31-49.
Geodis, 2011. Geodetické přístroje a GPS. [online] Geodis Brno, s.r.o., citováno 26.9.2011.
Dostupné na WWW: http://obchod.geodis.cz/geo
Adresa autorů: Ing. Cibulka Miloš
Ing. Mikita Tomáš, Ph.D.
Ústav geoinformačních technologií
Lesnická a dřevařská fakulta
Mendelova univerzita v Brně
Zemědělská 3
613 00 Brno
cibulka@mendelu.cz
tomas.mikita@mendelu.cz
109
POSÚDENIE PRESNOSTI MERANIA HRÚBKY STROMU POMOCOU
POZEMNÉHO LASEROVÉHO SKENOVANIA
EVALUATION OF ACCURACY DURING THE MEASUREMENT OF
TREE DIAMETERS WITH USE GROUND BASED SCANNING
RÓBERT SMREČEK, JÁN TUČEK
Abstract:
Terrestrial laser scanners are optical devices, which capture images in their surroundings. Under scanning, the
automatic process is understood, where the object is remotely scanned and the information is collected for
further computer processing. The situation is captured in a point cloud. Trees in the sample terrain had a 1.3 m
measured diameter. The breast diameter was measured using two methods, by calliper and by laser scanner. The
data measured by laser scanner was processed by the programme, where the diameter was calculated using
different methods. Our goal was to consider the measurement of terrestrial laser scanner in forest stand.
Key words: forestry, breast hight diameter, terrestrial laser scanner
1. ÚVOD
Pozemné laserové skenery sú optické prístroje, ktoré zachytia situáciu vo svojom
okolí. Skenovanie je automatický proces, pri ktorom sa objekt bezkontaktne sníma a získavajú
sa informácie, ktoré sa ďalej spracovávajú pomocou počítača. Snímanie prebieha v dvoch
fázach. Najskôr sa situácia sníma vo vertikálnom smere, kde je laserový impulz pri
optickomechanickom princípe smerovania impulzu smerovaný pomocou zrkadla. Po
dokončení sa horizontálny uhol zvýši o konštantu a uskutoční sa ďalší vertikálny sken.
Situácia sa zachytí vo forme bodového mraku. Situácia sa môţe zachytiť aj pomocou kamery.
Snímky z týchto kamier sa následne pripoja k bodovým mrakom. Bodový mrak je moţné
zafarbiť na základe snímky z kamery (SMREČEK 2010).
Táto technológia má schopnosť zobrazovať povrchy v 3D s presnosťou na milimetre.
Na presné modelovanie rôznych povrchov bolo vytvorených mnoţstvo algoritmov. Najskôr
boli vyvíjané pre mechanické inţinierstvo napr. na sledovanie deformácií. Pomocou
pozemného laserového skenera je moţné zachytiť architektonické konštrukcie, výrobné haly,
anatómiu človeka a zvierat a mnoţstvo ďalších 3D povrchov v digitálnom formáte vhodnom
pre ďalšie spracovanie pomocou počítača (LEEUWEN a NIEUWENHUIS 2010).
THIES a SPIECKER (2004), WEZYK a kol.(2007), LEEUWEN a NIEUWENHUIS (2010) ako
aj ďalší autori, vidia moţnosti vyuţitia laserových skenerov pri lesníckych inventúrach.
Pomocou laserového skenera je moţné získať porastové charakteristiky, ako aj charakteristiky
jednotlivých stromov, jednoznačným, objektívnym a opakovateľným spôsobom. Dôleţitým
aspektom spracovania je automatizácia spracovania a identifikácie stromov. Z bodového
mraku je moţné rekonštruovať stromy a ďalej ich pouţiť pre rôzne ďalšie štúdie (ASCHOFF
a kol. 2004, BIENERT a kol. 2006, CÔTÉ a kol. 2009). Pre potreby spracovania jednotlivých
stromov je potrebné vytvoriť algoritmus na rekonštrukciu kmeňov. Väčšina algoritmov je
zaloţená na hľadaní optimálneho valca, ktorý najlepšie charakterizuje kmeň, alebo jeho časť
(THIES a kol. 2004, BIENERT a kol. 2007).
2. DELENIE POZEMNÝCH LASEROVÝCH SKENEROV
FRÖHLICH a METTESLEITER (2004) delia pozemné laserové skenery podľa princípu
systému merania vzdialenosti (kontinuálny a pulzný) a technickej špecifikácie archivácie.
110
Väčšina laserových skenerov vyuţíva na meranie dĺţky impulzné diaľkomery. Ďalej delia
skenery podľa vhodnosti pouţitia na skenery:
vhodné do vnútra a na stredné vzdialenosti ( do 100 m)
vhodné von na dlhé vzdialenosti
vhodné na malé vzdialenosti (okolo 1 m) s poţadovanou vysokou presnosťou.
Rozoznávajú 3 technológie merania vzdialeností:
princíp času letu: dnes najviac pouţívaná technológia, umoţňuje jednoznačné meranie
vzdialeností nad niekoľko 100 m
princíp merania fázy: beţná metóda obmedzená do 100 m dosahujúca presnosť do mm
optická triangulácia: dosahuje presnosť μm ale dosah má len niekoľko metrov.
Na základe zorného pola delia skenery na:
skenery s kamerovým zorným polom, toto pole je limitované zvyčajne na 60°x60°,
pomocou zrkadiel je ale moţnosť dosiahnuť aţ 360°x60°
skenery s panoramatickým zorným polom, ktoré má zorné pole 360°horizontálne a aţ
310° vertikálne, vertikálny uhol má obmedzenie v dôsledku stavby konštrukcie.
Uvádzajú, ţe klasifikácia systémov podľa technických vlastností je uţitočnejšia, ako
ukazovateľ ich moţností a výkonu. Dôleţitá je rýchlosť skenovania, oblasť záberu,
priestorová rozlišovacia schopnosť, mnoţstvo bodov v zornom poli, presnosť systému
merania vzdialeností a celková presnosť systému, kombinácia s inými zariadeniami
montovanými na systém (kamera, GPS atď.).
Podobné delenie uvádza BIENERT a kol. (2006), ktorý uvádzajú delenie skenerov na
základe princípu odchyľovania lúča, napr. galvanometrickými zrkadlami, rotujúcimi
eliptickými zrkadlami, mnohouholnými kolesami, alebo kombináciou. Podľa týchto
autorov by mal byť maximálny dosah skenera pouţitého pri inventarizácii lesa 20 aţ 100
m, počet zaznamenaných bodov aspoň 10 000 za sekundu, presnosť merania vzdialeností
by mala byť lepšia ako 10 mm. Pouţitý laserový skener by mal mať panoramatické zorné
pole.
3. PRESNOSŤ MERANIA HRÚBKY
Ako bolo spomenuté vyššie na meranie hrúbky z dát pozemného laserového skenera je
potrebné identifikovať kmeň v bodovom mraku a následne rekonštruovať kmeň. THIES a kol.
(2004) navrhol algoritmus, ktorý iteratívne hľadá valec, ktorého parametre orientácie a
priemeru sú najbliţšie k bodovému mraku reprezentujúceho kmeň stromu. Na pokrytie celého
kmeňa sú generované viaceré valce. Algoritmus okrem merania hrúbky umoţňuje merať aj
výšku nasadenia koruny, zbiehavosť, krivosť a sklon kmeňa. V zmiešaných porastoch buka,
duba a jedle bielej overili tento algoritmus THIES a SPIECKER (2004). Rozdiely medzi
meraniami hrúbky manuálne pásmom a laserom boli medzi 82,3 a 109,5 % pre jeden sken a
84 aţ 111,6% pre viacnásobný sken. Podobný algoritmus prezentovali aj BIENERT a kol.
(2007). Hrúbku merali na smreku sitkanskom, priemerná smerodajná odchýlka bola 2,48 cm
pre 22 stromov. MAAS a kol. (2008) pri testovaní podobného algoritmu dosiahli 97%
úspešnosť pri identifikácii stromov. Pomocou algoritmu určili hrúbku s presnosťou do 1,8 cm.
HENNING a RADTKE (2006) pri meraní hrúbky rozdelili kmeň na 1 m časti. Pri meraní hrúbky
dosiahli presnosť pod 1 cm do výšky nasadenia koruny a chyba pod 2 cm bola aţ do výšky 13
m. Od výšky 10 m sa vyskytovali časti kmeňov s nedostatočným počtom bodov pre meranie
hrúbky zapríčinené tienením spôsobeným konármi stromov. SMREČEK a HASENAUER (2007)
porovnávali hrúbku na 221 stromoch meraných v rakúskych lesoch. Aritmetický priemer
rozdielov bol -0,06 cm a smerodajná odchýlka 2,96 cm.
111
SMREČEK (2010) vo svojej práci potvrdil rovnocennosť meraní hrúbky pomocou
priemerky a pozemného laserového skenera. Hrúbka d1,3 bola zisťovaná pomocou metódy
Optimálnej kruţnice a metódy Monte Carlo na troch rezoch s hrúbkou 10, 20 a 40 cm. Lepšie
výsledky vyšli prvou metódou. Aritmetický priemer rozdielov bol v rozpätí od 0,14 aţ 0,3 cm
a smerodajnou odchýlkou v rozpätí od 1,0 do 1,4 cm. Pre metódu Monte Carlo bol
aritmetický priemer rozdielov bol v rozpätí od -0,14 do 0,5 cm a smerodajná odchýlka 1,5 aţ
2,2 cm.
4. ZÁVER
Napriek vysokej presnosti merania vzdialenosti a zachytenia lesných scenérií v 3D
pomocou bodového mraku existuje niekoľko prekáţok masového nasadenia pozemných
laserových skenerov v lesníctve. Významným faktorom je ich ekonomická a energetická
náročnosť. Pozemné laserové skenery neboli konštruované na prácu v lesnom prostredí a
preto je potrebná obozretnosť pri manipulácii a presune aby nedošlo k poškodeniu citlivých
súčastí. Táto skutočnosť sa dá odstrániť konštrukčným riešením. Veľkou nevýhodou je odraz
laserového impulzu od prvej prekáţky. V prípade hustého podrastu môţe byť skener
nepouţiteľný, nakoľko za prekáţkami vznikajú tiene bez dát. Pri skenovaní v lese je potrebné
plánovať jednotlivé stanovištia skenera tak, aby bolo z daného miesta čo najväčšia viditeľnosť
a zároveň dostatočný prekrytie z ostatných stanovíšť.
Výhodou je dokumentácia miesta v čase, ktorá môţe byť vyuţitá pri analýze zmien v
prírodnom prostredí, pri viacnásobných meraniach na skusných plochách bez potreby
opakovania meraní v teréne. Nakoľko väčšina procesov je automatizovaná dochádza k
zníţeniu chýb človekom. Výsledky poukazujú na moţnosti vyuţitia pozemných laserových
skenerov najmä pre vedecko-výskumné účely, alebo špecifické lesnícke aplikácie.
Poďakovanie
Príspevok vznikol na základe výskumu riešeného v projekte Vedeckej grantovej agentúry Ministerstva školstva,
vedy, výskumu a športu SR a Slovenskej akadémie vied 1/0764/10 (VEGA): Výskum princípov a metód
precízneho lesníctva.
LITERATÚRA
Aschoff, T., Thies, M., Spiecker, H. 2004. Describing forest stands using terrestrial laser-
scanning. In: ISPRS- International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and
Spatial Information Sciences. Istanbul, 2004. Zv. Volume XXXV, part B, s. 237-241.
Bienert, A., Maas, H., Scheller, S. 2006. Analysis of the Information Content of Terrestrial
Laserscanner Point Clouds for the Automatic Determination of Forest Inventory
Parameters. In: Workshop on 3D Remote Sensing in Forestry. Vienna, 2006. s. 44-49.
Bienert, A., Scheller, S., Keane, E., Mohan, F., Nuget, C. 2007. Tree Detection and Diameter
by Analysis of Forest Terrestrial Laserscanner Point Clouds. In: ISPRS Workshop on
Laser Scanning 2007 and SilviLaser 2007. Espoo, 12-14. September 2007. Zv. Volume
XXXVI, Part 3/W52, s. 50-56. ISSN 1682-1777.
Côté, J.-F., Widlowski, J.-L., Fournier, R. A., Verstraete, M. M. 2009. The structural and
radiative consistency of three-dimensional tree reconstructions from terrestrial lidar. In:
Remote Sensing of Environment. 2009. Zv. Volume 113, Issue 5, s. 1067-1081. ISSN
0034-4257.
Fröhlich, C., Mettenleiter, M. (2004). Terrestrial Laser Scanning – New Perspectives in 3D
Surveying. In: International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial
Information Sciences, Volume XXXVI, Part 8/W2, str. 7 – 13.
112
Henning, J., Radtke, P. J. 2006. Detailed Stem Measurments of Standing Trees from Ground-
Based Scanning Lidar. In: Forest Science. 2006. Zv. 52, s. 67-80. ISSN 0015-749X.
Leeuwen, Martin, Nieuwenhuis, Maarten. 2010. Retrieval of forest structural parameters using
LiDAR remote sensing. In: European Journal of Forest Research. 2010. Zv. Volume
129, Number 4, s. 749-770.
Maas, H.-G., Bienert, A., Scheller, S., Keane, E. 2008. Automatic forest inventory parameter
determination from terrestrial laser scanner data. In: International journal of remote
sensing. 2008. Zv. Volume 29, Number 5, s. 1579-1593. ISSN 0143-1161.
Smreček, R. (2009). Vyuţitie laserových a hyperspektrálnych údajov pre precízne lesníctvo.
[Dizertačná práca]. Lesnícka fakulta, Zvolen, 2009, 183 s.
Thies, M., Pfeifer, N., Winterhalder, D., Gorte, B. G. H. 2004. Three-dimensional
reconstruction of stems for assessment of taper, sweep and lean based on laser scanning
of standing trees. In: Scandinavian journal of forest research. 2004. 19, s. 571-581.
ISSN 0282-7581.
Thies, M., Spiecker, H. (2004). Evaluation and Future Prospects of Terrestrial Laser Scanning
for Standardized Forest Inventories. In: International Archives of Photogrammetry,
Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XXXVI, Part 8/W2, str. 192
– 197.
Wezyk P., Koziol K., Glista M., Pierzchalski, M. 2007. Terrestrial Laser Scanning Versus
Traditional Forest Inventory First Results from the Polisch Forests. In: International
Society for Photogrammetry and Remote Sensing. 2007. Zv. Volume XXXVI, Part
3/W52, s. 424-430. 1682-1777.
Adresa autorov:
Ing. Róbert Smreček, PhD.,
prof. Ing. Ján Tuček, CSc.,
Katedra hospodárskej úpravy lesov a geodézie
Lesnícka fakulta, Technická univerzita vo Zvolene, T.G. Masaryka 24,960 53 Zvolen
e-mail: smrecek@vsld.tuzvo.sk, tucek@vsld.tuzvo.sk
113
AUTOMATIZÁCIA ŤAŢOBNEJ ČINNOSTI NA BÁZE DELTASTATU
AUTOMATION OF TIMBER MINING ACTIVITIES ON THE BASIS OF
DELTASTAT
PAVOL BOŢEK, VLADIMÍR ŠTOLLMANN
Abstract
The paper aims at providing the expert public with the basic information about the robotics implementation in
the forestry and the reasons leading to the automation and robotization of forestry activities.
key words: automatization, forestry
1.ÚVOD
S cieľom odvrátiť hroziacu ekologickú katastrofu sa lesníci celého sveta zhodli na
stratégii „trvalo udrţateľného rozvoja“, ktorá bola prijatá na konferencii v Rio de Janeiro v r.
1992. Ak máme byť schopní uskutočňovať prijatú stratégiu a zároveň ak chceme v lesnom
hospodárstve obstáť v tvrdom konkurenčnom boji súčasného ekonomického systému, musíme
rozvíjať vedu a techniku. Zásadne nie ústupom od technizácie lesných prác, ale práve naopak
jej posilňovaním vo všetkých činnostiach – pestovaných, ochranných, ťaţbových [1].
V priemyselných aplikáciách uţ roboty našli svoje trvalé miesto. Teraz vstupujú do
poľnohospodárstva a lesníctva.
Obr.1: Komerčne dostupný kráčajúci harvester
2. ROBOTIZÁCIA LESNÍCKYCH ČINNOSTÍ
Prienik robotov do lesníctva môţeme očakávať v nasledovných oblastiach:
Na skladoch dreva pri výrobe sortimentov.
Pri pestovaní semenáčikov a sadeníc v škôlkach.
V lesnej ťaţbe.
Pestovná činnosť v škôlkach a výroba sortimentov na skladoch dreva poskytuje
vhodné podmienky pre nasadenie robotov. Tie sú dané:
114
Charakterom veľkosériovej výroby.
Deterministickým pracovným prostredím.
Dostupnosťou elektrickej energie.
To umoţňuje prevzatie konštrukčných princípov známych z oblasti priemyselných
robotov [2]. Omnoho zloţitejšia je situácia v prípade ťaţbových robotov. Kľúčové
problémy, s ktorými sa treba v tomto prípade vysporiadať, sú:
Náročné terénne podmienky stochastického charakteru.
Náročné klimatické podmienky.
Veľkorozmerné a ťaţké bremená.
3. SPOLOČENSKÁ OBJEDNÁVKA
Robotizácia lesníckych činností je nevyhnutný trend, ktorý sa nedá zastaviť. Kto
nezachytí včas trend k bezobsluţným strojom /obr. 2/, bude musieť s veľkými ťaţkosťami
dobiehať zameškané. Prečo povaţujeme robotizáciu v lesníctve za nevyhnutnú:
Psychická záťaţ. Súčasná harvestrová technika odbremenila človeka od náročnej
fyzickej práce v ťaţbovej činnosti. Oslobodila ho od hluku, vibrácií a vytvorila mu v mnohom
aţ komfortné pracovné podmienky, ale aj tak sa musia operátori harvesterov striedať cca po 2
hod. práce. Príčinou je veľká psychická záťaţ v dôsledku spracovávania veľkého mnoţstva
informácií a poţadovanej permanentnej sústredenosti na prácu. Výsledkom je únava,
vyčerpanosť, stres, zdravotné ťaţkosti. Nakoniec prichádza otupenie pozornosti s moţnými
fatálnymi dôsledkami.
Ochrana ŢP. Harvestrovú techniku povaţujeme v porovnaní s traktormi za
ekologickú. Faktom však zostáva, ţe vyšie účinky sa dosahujú predovšetkým zmenou
technológie práce, pričom všetky nevýhody kolesových a pásových podvozkov zostávajú
zachované. Kolesové a pásové podvozky majú v horských podmienkach svoje limity. Dá sa
napr. teoreticky dokázať, ţe max. svahová dostupnosť stroja na kolesovom podvozku na
lesnej pôde je cca 27o, ktorá sa pri zohľadnení bezpečnostných aspektov zniţuje na cca 12
o.
Samozrejme, ţe pomocou rôznych technických riešení vieme túto svahovú dostupnosť zvyšiť,
ale obrátenou stranou mince je potom zvýšené poškodzovanie ŢP, ohrozovanie bezpečnosti
práce, atď.
Bezpečnosť práce a technických zariadení. Práca ľudí a strojov v náročných terénnych
podmienkach je nebezpečná z hľadiska prevrátenia, pádu, či deštrukcie súčiastok v dôsledku
veľkého mechanického namáhania.
Kvalita práce. Z celej mnoţiny škôd na ŢP pripadá 40% na úkor techniky a 60% ako
dôsledok nedodrţiavania technologickej disciplíny. Roboty eliminujú tento faktor. Pracujú
presne podľa zadaného technologického postupu vo dne i v noci. Nepoznajú únavu, nehľadajú
dôvody prečo sa to nedá spraviť. Sú prostriedkom tzv. precízneho lesného hospodárstva
budúcnosti [3].
115
Obr. 2: Systémy navigovania ťaţbových robotov pomocou druţicovej techniky.
CPU– centrálna procesorová jednotka, NS– navigačný servosystém, RO– regulačné obvody
LR– ťaţbový robot, GPS – globálny polohovací systém GPS NAVSTAR
Vývojový proces spoločnosti a s ňou spätý fenomén environment je v súčasnej dobe
nutnou podmienkou úspešného procesu vzniku nových pracovísk. Uţ vo fáze projektu je
nutné navrhovať koncepčný model robotizovaného pracoviska, na ktorom je moţné reálne
definovať základné princípy systému riadenia technologického procesu spracovania nielen
drevnej hmoty, ale aj pri ňom vzniknutý odpad. V tejto prvotnej fáze vývoja sa javí nasadenie
virtuálnych metód vysoko efektívne a vedie k včasným rozhodnutiam efektívnosti reálneho
pracoviska z viacerých aspektov.
Sú to predovšetkým tieto dve nutne akceptovateľné aspekty trvalo udrţateľného
rozvoja (TUR):
1. Environmentálne aspekty - kaţdá technológia predstavuje istým spôsobom záťaţ pre ŢP,
čo sa premieta aj do ekonomického hľadiska, pretoţe opatrenia, ktoré sa musia dodrţať pri
prevádzke takejto výroby, predstavujú finančnú záťaţ pre výrobný podnik. Výhoda virtuálnej
technológie spočíva v tom, ţe nie je potrebné vyrábať nielen, napr. ani reálny model
technologického zariadenia, ale ani reálne technologické pracovisko. Výrobou spomenutých
zariadení je minimalizovaná environmentálna záťaţ ŢP a s ním spätý dopad na ŢP .
2. Ekonomické aspekty - ekonomických aspektov virtuálnej technológie je niekoľko. Moţno
ich deliť na čiastkové skupiny a podskupiny, ale medzi najdôleţitejšie aspekty, ktoré treba pri
optimalizácii takejto technológie brať do úvahy, sú bezpochyby investičné náklady (objem
finančných prostriedkov spojených s nákupom konkrétneho virtuálneho zariadenia) a
prevádzkové náklady (technologické zariadenia, spotreba elektrickej energie a ďalšie
súvisiace náklady), ktoré vo veľkej miere ovplyvňujú rozhodnutie o zakúpení takejto
technológie. Je dôleţité imlementovať spomenuté uţ v procese prípravy a vývoja lesníckej
robototechniky .
4. DELTASTAT – AEROSTATICKÝ A ROBOTICKÝ SUBSYSTÉM
V konštrukciách deltastatov nachádzajú aerostaty nasledovné uplatnenie:
na kompenzáciu hmotnosti ťaţbovej jednotky.
na odváţanie vyrobenej drevnej suroviny do drevospracujúcich podnikov.
na dopravu zamestnancov na pracovisko.
Ťaţbová jednotka môţe byť naprojektovaná s rôznym stupňom mechanizácie a
automatizácie. V zásade môţe byť procesorového resp. harvestrového typu a robotického
typu.
Aerostatický robot
CPU NS RO
GPS
LR
Riadiaci systém
φž
φ
φ
116
Najvyšší stupeň automatizácie sa dosahuje pri robotickej ťaţbovej jednotke. Aerostat
a robotická ťaţbová jednotka tvoria spolu aerostatický robot (AR). Schéma aerostatického
robota je uvedená na obr. 3, kde: 6 – aerostat, 10 – prijímač systému GPS, 11 – satelit GPS
systému, 7 – gondola, 8 – lanový systém delta, 9 – mechanická časť robota.
Aerostatický procesor
Iné riešenie aerostatickej ťaţbovej jednotky je navrhnuté na obr. 4. Aerostatická časť
pozostáva z tých istých častí ako v predchádzajúcom prípade. Namiesto robota je však
dokompletovaná uchopovaco–odvetvovacou hlavicou 12 procesorového typu upevnenou na
oceľovom lane. Zariadenie bolo nazvané ako aerostatický procesor AP. Spiľovanie stromu sa
uskutočňuje motomanuálne. 8 predstavuje laná delta lanového systému.
Obr. 3: Aerostatický robot
Obr. 4: Aerostatický procesor
Riešenie pracovnej hlavice procesorového typu je uvedené na obr. 5, kde: 21 –
pohonná jednotka, 22 – ovládací panel, 23 – teleskopicky výsuvná časť, 24 – pevný
odvetvovací nôţ, 25 – klieštiny, 26 – zdvíhacie lano.
117
Postup práce je nasledovný (viď obr. 4.3): pracovník naštartuje motor a pracovnú
hlavicu ručne umiestni na pätu stromu. Pomocou diaľkového ovládania spustí automatický
program pre výstup pracovnej hlavice do koruny stromu za súčasného odvetvovania kmeňa.
Pri tomto postupe najskôr spodná klieština 25 pevne uchopí strom, horná klieština 25 sa
uvoľní, teleskop 23 sa začne vysúvať a pri tomto pohybe horná klieština spolu s horným
pevným odvetvovacím noţom 24 zbavuje kmeň konárov. Potom kmeň pevne uchopí horná
klieština, dolná klieština sa uvoľní a teleskop 23 sa zasunie. Cyklus sa opakuje, pričom
pracovná hlavica stúpa do koruny stromu za súčasného odvetvovania. Proces je automaticky
zastavený na základe údaja snímača hrúbky kmeňa. Nakoniec obe klieštiny 25 pevne uchytia
strom za vrcholovú časť. Pílič spíli strom motomanuálne.
Obr. 5: Pracovná hlavica procesorového typu
Na obdobnom princípe pracuje aj aerostatický harvester, ktorý pouţíva
na lane upevnenú hlavicu harvestrového typu. Spiľovanie stromu je v tomto prípade strojové.
Kompenzácia hmotnosti aerostatických komplexov popísaných v predchádzajúcom sa môţe
uskutočňovať 2 spôsobmi:
Ako čiastočná – časť tiaţe robotického komplexu (cca10%) a tiaţ nákladu sa prenáša do
lanového systému delta. Aerostatický komplex visí na lanách delta systému. Ťaţisko
aerostatického komplexu zaujíma dolný vrchol D pracovného priestoru daného delta
systémom, ktorý má tvar prieniku 3 guľových plôch s polomermi rovnajúcimi sa dĺţke
jednotlivých lán (viď obr. 6).
Ako úplná – aerostat na viac ako 100% kompenzuje hmotnosť robotického komplexu
spolu s nákladom. Laná delta systému priťahujú aerostatický komplex ku Zemi.
Aerostatický komplex zaujíma horný bod H pracovného priestoru daného delta systémom
pri danej dĺţke lán.
118
Obr. 6: Tvar pracovného priestoru delta systému
Za účelom kompenzácie hmotnosti visutej ťaţbovej jednotky navrhujeme pouţitie
neztuţených resp. poloztuţených riadených aerostatov typu termoplánov. Tvar aerostatov je
diskovitý za účelom zníţenia bočného odporu vetra a umoţnenie všesmerového pohybu.
Aerostaty sú navrhované ako riaditeľné, aby bolo umoţnené premiestňovanie z pracoviska na
pracovisko po vlasnej osi. Takéto prevedenie zároveň umoţňuje mechanizované stavanie
stoţiarov delta systému v celých dĺţkach a montáţ jeho lanového systému. Časť aerostatu
plnená héliom zabezpečuje kompenzovanie hmotnosti aerostatického komplexu na 90%.
Presun medzi bodmi D a H (obr. 6), ako aj vyvaţovanie komplexu v rôznych prevádzkových
podmienkach, aby nedošlo k preťaţeniu delta systému, je zabezpečované pomocou
termovaku plneného horúcim vzduchom.
Vyťaţená drevná surovina je ukladaná na pracovnú plošinu (viď obr. 7). Ukladanie
musí byť rovnomerné, aby ťaţisko bolo umiestnené v strede plošiny. Po naplnení plošiny
vyťaţenou drevnou surovinou navrhujeme dopravu ku zákazníkovi (napr. drevospracujúci
podnik) realizovať opäť vzdušnou cestou pomocou aerostatu o veľkej nosnosti (cca 600 t). Pri
vhodnom nadimenzovaní aerostatu ťaţbového robota je moţné, aby aerostatický ťaţbový
robot plnil zároveň aj túto dopravnú funkciu
Obr. 7: Nákladná plošina
Ďalšou funkciou, ktorú môţe plniť riaditeľný aerostatický ťaţbový robot, je doprava
zamestnancov do práce a z práce domov.
V prípade realizácie uvedenej technológie môţeme hovoriť o revolúcii v logistike
výroby dreva, pretoţe:
Podstatným spôsobom redukuje poţiadavky na sprístupnenie porastov cestnou sieťou.
119
Problematiku ochrany prírodného prostredia rieši v celom komplexe. Umoţňuje realizáciu
stratégie trvalo udrţateľného hospodárenia v lesoch.
Umoţňuje automatizáciu a robotizáciu ťaţbovo dopravných činností.
Vyznačuje sa exaktným dodrţiavaním technologických postupov a tým umoţňuje
realizovať precízne hospodárenie v lesoch.
5. LANOVÝ POLOHOVACÍ SYSTÉM DELTA
Lanový polohovaci systém delta pozostáva z 3 ks oceľových lán, ktoré plnia nosnú
a riadiacu funkciu. Je špeciálnym prípadom triangulárnych lanových systémov. Znázornený je
na obr. 8. Oceľové laná 11, 12, 13, ktoré sú na voľnom konci pevne uchytené, sú navíjané na
bubny 14, 15, 16 pohonných navijakov. Regulácia pohonu bubnov sa uskutočňuje na základe
údajov zo snímačov osových síl lán 17, 18, 19.
Charakteristické znaky, ktoré odlišujú lanový systém delta od štandardných
triangulárnych systémov:
Oceľové laná sú pevne upevnenené na svojich koncoch.
Bubny, na ktoré sa navíjajú laná, sú umiestnené v spoločnom lanovom uzle.
Regulácia polohy sa uskutočňuje na základe merania a vyhodnocovania osových síl
v lanách alebo odometrickou metódou na základe merania dlţky lán odvinutých z lanových
bubnov.
Obr. 8: Delta systém
Lanový systém delta plní na pracoviskách s aerostatickými robotickými komplexami
nasledovné úlohy:
Realizuje premiestňovanie aerostatického komplexu v priestore, t.j. predstavuje
lokomočné (pohybové) ústrojenstvo aerostatického robota, aerostatického procesora resp.
harvestra.
Zabezpečuje polohovanie aerostatického komplexu.
Zabezpečuje stabilitu zaujatej polohy pri manipulovaní s bremenom, resp. pri rôznych
vyloţeniach robotického ramena.
Účinne eliminuje vplyv meteorologických činiteľov, najmä vetra.
120
V prípade čiastočnej kompenzácie preberá na seba časť zaťaţenia od hmotnosti
zariadenia.
V prípade úplnej kompenzácie zabezpečuje kotviacu funkciu, t.j. zabraňuje
aerostatickému komplexu vo voľnom lete vo vertikálnom smere.
Po skončení práce zabezpečuje zaparkovanie zariadenia vo vzduchu.
Pri práci lesníckych ťaţbových robotov tzv deltastatov, ktoré pouţívajú lanový systém
delta ako lokomočné ústrojenstvo, prichádza do úvahy vyuţitie obidvoch pracovných bodov.
Pouţitie horného pracovného bodu je ilustrované na obr. 9. Zapolohovanie v hornom
pracovnom bode je umoţnené vďaka vztlakovej sile aerostatu.
Obr. 9: Aplikácia deltastatu vyuţívajúca horný pracovný bod lanového systému
Lanový polohovací systém delta má veľmi blízko ku Clavelovmu delta robotu. Jedná
sa o originálnu konštrukciu robota, ktorú vymyslel Raymond Clavel, profesor na École
Polytechnique Fédérale de Lausanne, na ktorú mu bol v r. 1990 udelený patent. Schéma
robota je uvedená na obr. 10.
121
Obr. 10: Clevelov delta robot
Clavelov delta robot môţeme zaradiť do skupiny tzv. paralelných robotov. Jeho
konštrukcia sa vyznačuje pouţitím 3 ks kĺbových ramien 1, 2, 3, ktoré zabezpečujú
premiestňovanie a orientáciu mobilnej platformy 4, s ktorou je spojený efektor robota 5.
Motory nie sú súčasťou ramien ako pri klasických robotoch, ale sú oddelené. Umiestnené sú
na základovej doske 6.
Charakteristickými znakmi delta robotov sú vysoké dosahované zrýchlenia
(experimentálne aţ 50 g), vysoké rýchlosti, vysoká stabilita polohy a tuhosť konštrukcie.
V súčasnosti zaznamenali najväčšie pouţitie v potravinárskom priemysle, farmaceutickom
priemysle a strojárstve. V súčasnosti na trhu dostupné konštrukcie delta robotov pracujú vo
valcovom súradnicovom systéme s priemerom základne cca 1 m a výškou 0,2m. Manipulujú
s predmetmi do 1 kg.
Príklady realizácie delta robotov sú uvedené na obr. 11.
a/ b/
Obr. 11: Delta roboty
a - delta robot IRB 340 určený pre presné montáţne operácie
b - operačná sála s delta robotom
Lanové systémy delta umoţňujúce navigáciu a zároveň aj orientáciu pracovnej plošiny
v priestore vyţadujú pouţitie šiestich lán, ktoré sú pevne upevnené na troch stoţiaroch – viď
obr. 12, kde 1- pracovná plošina.
122
Obr. 12: Lanový systém delta so 6 stupňami voľnosti
Pre aplikáciu lanových delta systémov v zostavách lesníckych robotov, tzv.
deltastatov, je typické gravitačné ustavovanie robotickej pracovnej jednotky do vertikálnej
polohy. To umoţňuje zredukovať počet lán lanového systému delta na tri kusy – viď obr. 13.
Obr. 13: Lanový systém delta s 3 stupňami voľnosti
Štruktúra pohonu lanového delta systému je uvedená na obr. 14, kde: 1 – riadiaca
jednotka, 2 – pohonná jednotka, 3 – brzda, 4 – spojka, 5 – bubon, 6 – snímač dĺţky lana, 7 –
lanový vozík.
Obr. 14: Štruktúra pohonu
123
Charakteristickým znakom je umiestnenie pohonných jednotiek a lanových bubnov
priamo v robotizovanom lanovom vozíku. Pohyb robotickej jednotky nad pracovnou plochou
je zabezpečovaný pomocou 3 ks oceľových lán delta systému. Oceľové laná sú na voľných
koncoch pevne ukotvené (prirodzené alebo umelé kotvy) a navíjajú sa na bubny, ktoré sú
umiestnené v lanovom vozíku 7 (obr. 8).
Typické riešenie lanového delta systému pri ťaţbe dreva je ilustrované na obr. 15, kde:
1 – stoţiare s pevne upevnenými lanami, 2 – lanový vozík, 3 – odvozná cesta.
Obr. 15: Delta lanovka
4. ZÁVER
Cesta k prosperite lesného hospodárstva a celej spoločnosti vedie len cez techniku,
ktorá nepoškodzuje prírodu a cez vzdelané a kvalifikované pracovné sily. Vývoj smeruje cez
motorové píly, traktory, harvestre a integrované lanové systémy ku lesníckym robotom.
Popri ochote je však potrebná aj odborná pripravenosť. Robotizačná technika sa uţ nemôţe
prevádzkovať ako napr. motorové píly. Kľúčovou úlohou je profesionálna príprava
pracovníkov, preto je potrebné na všetkých stupňoch lesníckych škôl posilňovať výučbu
technických vied. Času uţ nemáme veľa. Na základe našich analýz je nástup robotizácie
v lesníctve otázkou 10-15 rokov.
Článok vznikol v rámci riešenia grantu V-07-013-00 o názve „Výskum nových
technických a technologických princípov strojov na sústreďovanie dreva“ za podpory
Ministerstva školstva SR a sú súčasťou riešenia projektu KEGA MŠ SR 3-7285-09
„Špecializované robotické systémy“.
LITERATÚRA:
[1] PAVLOVKIN, J.: Tendencie v rozvoji robotiky. In: Zborník MVK Technické vzdelanie
ako súčasť všeobecného vzdelania. Banská Bystrica: FPV UMB, 1998. Str. 197-200
[2] SMRČEK, J., A. PALKO, J. JURČIŠIN. 1999. Problematika servisných robotov.
Journal strojárstvo No.5/1999:20-22.
[3] ŠTOLLMANN,V.: Roboty- prostriedok ekologizácie lesníckych činností – Robots
instrument of ecologization forest activity. ACTA MECHANICA SLOVACA, 2-A/2006,
roč.10, Košice, ISSN 1335-2393, str.531-535.
Adresa autorov:
Doc. Ing. Pavol Boţek, CSc.,
Materiálovotechnologická fakulta STU v Bratislave, e-mail: pavol.bozek@stuba.sk
Doc. Ing. Vladimír Štollmann, CSc.,PhD.,
Lesnícka fakulta TU vo Zvolene, e-mail: stollman@vsld.tuzvo.sk
3
1 1
1
2 3
3
124
ROZDELENIE PRAVDEPODOBNOSTI VÝSKYTU EXTRÉMNYCH
OBJEMOV NÁHODNÝCH ŤAŢIEB DREVA NA ÚZEMÍ SLOVENSKA
THE PROBABILITY DISTRIBUTION OF EXTREME TIMBER
INCIDENTAL FELLINGS OCCURRENCE IN THE TERRITORY OF
SLOVAKIA
JÁN HOLÉCY
The probability distribution of extreme timber salvage cuttings volumes occurrence in the territory of
Slovakia. The paper presents the data about the occurrence of salvage cuttings volumes recorded in the period of
1990 - 2009 years including the results of their statistical analysis. The objective of a paper is to point out one
possible procedure how to derive the reliable probability distribution of the salvage cuttings extremes
occurrence. The observed data were fitted by both the Normal and Weibull cumulative distribution functions in
order to obtain the assumed distributions of their maximum and minimum expected values. As the more reliable
has been detected the underlying initial Weibull probability distribution, that also allows for the detection of
occurrence concerning the minimum expected values. The simple arithmetic mean of the assumed Normal
distribution of observed values 3 286 848 m3 proved to be the less reliable measure than the mean value of
assumed Weibull distribution approaching 4 156 361 m3, as well.
Key words: salvage cuttings of timber, extreme value distributions
1 ÚVOD
Náhodné ťaţby dreva predstavujú významné špecifické riziko hospodárenia na lesnej
pôde. Pri technických i ekonomických analýzach lesníckych projektov, ale aj pri hodnotení
návrhov opatrení lesníckej politiky, moţno poznatky o riziku náhodných ťaţieb dreva
povaţovať za strategickú informáciu. Tomuto riziku lesníctva sa uţ na rôznych úrovniach
riadenia a výskumu venovalo mnoho publikácií. Jeho opisu, príčinám a dôsledkom sa venujú
napr. Konôpka et al. (2008), Kouba (2002), Šišák a Půlkrab (2002), Polster a Polsterová
(2000) a veľa iných autorov. Doposiaľ však na Slovensku chýba informácia
o pravdepodobnosti výskytu extrémnych hodnôt náhodnej ťaţby dreva. Cieľom tohto
príspevku je vykonať analýzu časového radu výskytu náhodných ťaţieb dreva na Slovensku
za obdobie rokov 1990 - 2009 pomocou metód teórie extrémnych hodnôt a informovať o jej
výsledkoch.
2 ÚDAJE O VÝSKYTE NÁHODNÝCH ŤAŢIEB DREVA NA SLOVENSKU
Pre účely uvaţovanej štatistickej analýzy sme prevzali údaje ktoré zozbierali a
zverejnili Konôpka et al. (1999) a Suchomel et al. (2011). Údaj o celkovom objeme náhodnej
ťaţby dreva v roku 1999 bol uvedený v Správe o lesnom hospodárstve (2000). Údaje sú
súčtami rubnej a predrubnej ťaţby ihličnatého a listnatého dreva. Jedná sa o výsledné údaje
celkového pôsobenia všetkých známych prírodných (biotických a abiotických)
i spoločenských škodlivých činiteľov. Hoci významné výsledky by mohla priniesť aj
podrobnejšia štatistická analýza drevinového zloţenia a štruktúry náhodnej ťaţby vo vzťahu
k podielom jednotlivých škodlivých činiteľov, tu sa obmedzíme len na analýzu súhrnných
výsledných údajov. Tieto údaje sú uvedené v TABUĽKE 1.
125
TABUĽKA 1: Údaje o výskyte náhodnej ťaţby dreva na Slovensku v rokoch 1990 – 2009
ROKY 1990 1991 1992 1993 1994
( m3 ) 2 604 276 1 903 331 1 781 914 2 271 540 2 964 525
ROKY 1995 1996 1997 1998 1999
( m3 ) 2 985 694 3 217 709 3 396 211 2 324 678 1 872 477
ROKY 2000 2001 2002 2003 2004
( m3 ) 3 021 000 2 442 400 2 157 800 2 676 700 2 916 000
ROKY 2005 2006 2007 2008 2009
( m3 ) 6 533 000 4 266 000 4 700 800 6 115 200 5 585 700
3. ŠTATISTICKÁ ANALÝZA VÝSKYTU EXTRÉMNYCH HODNÔT NÁHODNÝCH
ŤAŢIEB
Pre modelovanie výskytu extrémnych javov sa pouţíva teória extrémnych hodnôt tak
ako jej princípy vysvetľujú napr. Kotz a Nadarajah (2002) a Coles (2001). Táto teória vznikla
pre riešenie praktických problémov z oblasti astronómie a jadrovej fyziky, pri návrhoch
vodných priehrad, ale i analýz procesov únavy materiálu a dimenzovania stavebných
konštrukcií proti účinkom geofyzikálnych, meteorologických i klimatických extrémov.
Z metód matematickej štatistiky ako ich uvádza Bury (1986), sa pre tieto účely pouţívajú buď
presné rozdelenia minimálnych alebo maximálnych hodnôt uvaţovaného rozdelenia náhodnej
veličiny, alebo asymptotické rozdelenia týchto extrémov, ak nie je známe východiskové
rozdelenie pravdepodobnosti, alebo ak nevieme vypočítať parametre rozdelenia
pravdepodobnosti extrémnych hodnôt známymi matematickými postupmi. Pre účely
štatistickej analýzy výberového súboru náhodných ťaţieb dreva sme zvolili obidva tieto
postupy a následne aj porovnali ich výsledky. Asymptotické Gumbelovo rozdelenie
extrémnych hodnôt sme pouţili pre opis pravdepodobnosti výskytu maximálnych
a minimálnych hodnôt náhodnej ťaţby dreva z uvaţovaného východiskového normálneho
rozdelenia náhodných ťaţieb. Presné rozdelenia pravdepodobnosti výskytu minimálnych
a maximálnych hodnôt ťaţby sme potom vypočítali z uvaţovaného východiskového
Weibullovho rozdelenia pozorovaných údajov.
3.1 Modelovanie výskytu náhodnej ťaţby normálnym rozdelením pravdepodobnosti
Parametre (μ) a (σ) uvaţovaného normálneho rozdelenia pravdepodobnosti N(μ; σ2)
výskytu ročnej náhodnej ťaţby (Q), sme odhadli postupom ktorý uvádza Pacáková (2000):
∑
∑ ( )
( )
kde (Qi) je objem pozorovanej ťaţby dreva v roku (i) a (n) je počet rokov v sledovanom
období. S vyuţitím publikácie Klein a Vacek (1986) je potom moţné pomocou známych
parametrov uvaţovaného normálneho rozdelenia N(μ; σ2) vypočítať intervalové odhady
výskytu náhodnej ťaţby so spoľahlivosťou (1 – α):
(
√
√ ) ( )
kde ( ) je kvantil normovaného normálneho rozdelenia N(0; 1) ktorý zodpovedá hladine
významnosti (α).
126
Pre modelovanie pravdepodobnosti maximálnych extrémnych hodnôt z východiskového
rozdelenia N(μ; σ2) sme zvolili distribučnú funkciu Gumbelovho asymptotického rozdelenia
maximálnych extrémov ako ju uvádza Bury (1986):
( )
( ) ( )
( ) kde ( ) je kvantil maximálnej extrémnej hodnoty východiskového normálneho rozdelenia
ktorá nebude prekročená so spoľahlivosťou = (1 – α). Symboly (A) a (B) označujú lineárne
odhady parametrov Gumbelovho rozdelenia maximálnych extrémnych hodnôt:
( √ )
√ a
√ ( )
Extrémnu hodnotu ročnej náhodnej ťaţby ( ) sme potom určili ako inverznú funkciu
k funkcii (3):
( ) ( ) ( )
Pre odhad minimálnych extrémnych hodnôt východiskového normálneho rozdelenia sme
pouţili modifikáciu distribučnej funkcie Gumbelovho asymptotického rozdelenia
minimálnych extrémov v tvare:
( )
( ) ( )
( ) kde kvantil ( ) bol určený pomocou inverznej funkcie k distribučnej funkcii (6):
( ) [ ( )] ( )
3.2 Modelovanie výskytu extrémnej náhodnej ťaţby Weibullovým rozdelením
pravdepodobnosti
Okrem normálneho rozdelenia je moţné výskyt hodnoty ročných náhodných ťaţieb
opísať aj Weibullovým rozdelením pravdepodobnosti W(c; γ) pomocou jeho distribučnej
funkcie:
( ) ( )
Pre odhad parametrov (c) a (γ) metódou maximálnej vierohodnosti sme rozdelili
pozorované objemy ročných náhodných ťaţieb do intervalov v stupnici po 0,5 mil. m3.
Vhodnosť vyrovnania náhodných ťaţieb dreva rozdelením W(c; γ) sme testovali
Kolmogorovovým – Smirnovovým testom pre jeden výber ako ho opisujú Klein a Vacek
(1986). Výsledky testu sú zrejmé z údajov v TABUĽKE 2. Pretoţe absolútna hodnota
najväčšieho rozdielu príslušných hodnôt obidvoch distribučných funkcií je menšia ako
kritická hodnota, zhodu empirickej distribučnej funkcie Fn( Q ) s teoretickou distribučnou
funkciou F( Q ) rozdelenia W(c; γ) na hladine významnosti (α) = 0,05 moţno hodnotiť ako
veľmi významnú.
Pre modelovanie extrémnych hodnôt z východiskového Weibullovho rozdelenia sme
pouţili presné známe rozdelenia jeho minimálnych i maximálnych hodnôt ktoré uvádza Bury
(1973) a ktoré je moţné algebraicky vypočítať ako distribučné funkcie rozdelení obidvoch
týchto extrémov. V prípade distribučnej funkcie rozdelenia výskytu minimálnych hodnôt
( )( ) sme pouţili vťah:
( )( ) [ ( )]
( )
Distribučná funkcia rozdelenia maximálnych hodnôt ( )( ) z východiskového
Weibullovho rozdelenia bola pouţitá v základnom tvare:
( )( ) ( )
( )
Kvantily ( ) a ( ) ktoré zodpovedajú zvolenej spoľahlivosti ( ) sme určili
pomocou inverzných kvantilových funkcií k funkciám (9) a (10):
127
( ) √ ( )
a ( ) √ ( √
)
( )
TABUĽKA 2: Výsledky testovania zhody empirickej distribučnej funkcie náhodných ťaţieb Fn( Q )
s distribučnou funkciou F (Q ) predpokladaného rozdelenia W(c; gama)
4. VÝSLEDKY A DISKUSIA
Získané výsledky štatistickej analýzy časového radu údajov o výskyte náhodných
ťaţieb dreva opísaným postupom sú naozaj zaujímavé. Sú usporiadané v TABUĽKE 3.
Hodnota kvantilu minimálnej extrémnej hodnoty ( ) z východiskového rozdelenia N(μ;
σ2) je záporná. Normálne rozdelenie preto zrejme nie je vhodným typom východiskového
rozdelenia pravdepodobnosti pre modelovanie výskytu extrémnych ročných náhodných
ťaţieb dreva. Hodnovernejšie výsledky poskytuje flexibilné Weibullovo rozdelenie.
OBJEM EMPIRICKÁ WEIBULLOVA ABSOLÚTNE
ŤAŢBY DISTRIBUČNÁ DISTRIBUČNÁ ROZDIELY
( mil. m3 ) FUNKCIA FUNKCIA DELTA F( Q )
( Q ) Fn( Q ) F( Q ) Fn( Q ) - F( Q )
0,5 0,000000000 0,002393352 0,002393352
1,0 0,000000000 0,015445362 0,015445362
1,5 0,000000000 0,045444521 0,045444521
2,0 0,084544865 0,096172001 0,011627135
2,5 0,224442097 0,168634942 0,055807154
3,0 0,439651259 0,260755417 0,178895842
3,5 0,586219045 0,367485737 0,218733308
4,0 0,586219045 0,481519191 0,104699855
4,5 0,651114050 0,594537801 0,056576249
5,0 0,722623295 0,698722845 0,023900449
5,5 0,722623295 0,788124384 0,065501090
6,0 0,807593765 0,859509810 0,051916045
6,5 0,900619066 0,912490110 0,011871044
7,0 1,000000000 0,948978873 0,051021127
7,5 1,000000000 0,972254268 0,027745732
c = 0,015565885 MAX. DELTA F( Q ) = 0,218733308
gama = 2,699554729 KRIT. Dn(0,05) = 0,294080000
n = 20 STREDNÁ HODNOTA E( Q ) = 4,156361157
128
TABUĽKA 3: Výsledky štatistickej analýzy časového radu objemu náhodnej ťaţby dreva
ROZDELENIE HODNOTY INTERVALOVÉHO ODHADU
DOLNÁ HRANICA STREDNÁ
HORNÁ HRANICA
HODNOTA
N(μ; σ2) Q0,025 509 162 3 286 848 6 064 534 Q0,975
Q0,05 955 740 3 286 848 5 617 956 Q0,95
QEmin(0,05) -851 491 7 425 187 QEmax(0,95)
W(c; γ) Q0,025 1 197 442 4 156 361 7 580 036 Q0,975
Q0,05 1 555 398 4 156 361 7 017 580 Q0,95
QEmin(0,05) 512 742 9 058 281 QEmax(0,95)
Pouţitie normálneho rozdelenia okrem uţ spomenutého nedostatku aj podhodnocuje
riziko extrémne vysokých hodnôt ročnej ťaţby o viac ako 1,6 mil. m3. Výsledky je tieţ moţné
pouţiť pre odhad stredného času prekročenia ( ). Pravdepodobnosť prekročenia tejto
hodnoty moţno opísať geometrickým rozdelením pravdepodobnosti so strednou hodnotou
( ) a rozptylom ( ) . Veličina
( )
( )( )
( )
je potom hľadaným stredným časom prekročenia ťaţby ( ) m3.
Výsledky tejto a podobných analýz môţu poskytovať dôleţitú informáciu
poisťovniam, ktoré poisťujú lesný majetok proti výskytu ničivých prírodných ţivlov, ako aj
zaisťovacím spoločnostiam ktoré zabezpečujú finančnú stabilitu činnosti medzinárodnej siete
poisťovní. Informáciu o rozdelení pravdepodobnosti extrémnych hodnôt náhodnej ťaţby
dreva moţno vyuţiť tieţ ako podklad pri rozhodovaní o výške rezervného fondu na pokrytie
nákladov nutných pre zvládnutie krízového stavu ktorý môţe vyvolať výskyt skúmaného
extrému. Tieto výsledky je moţné tieţ brať do úvahy pri formulácii adaptačných opatrení
lesníctva na podmienky klimatickej zmeny, tak ako o nich informujú Halaj a Ilavský (2009)
a tieţ Škvarenina et al. (2010). Môţe to významnou mierou prispieť k ich efektívnosti.
Poďakovanie
Výskumné práce opísané v tomto príspevku sa vykonali ako súčasť výskumného projektu VEGA 1/0896/09. Zber
údajov pre vykonané analýzy sa uskutočnil s podporou prostriedkov projektu APVV 51-037902. Autor touto
cestou ďakuje obidvom agentúram za podporu jeho výskumu.
LITERATÚRA
Bury, K. V. 1986: Statistical models in applied science. Malabar, Florida, Robert E. Krieger
Publishing Company. 625 s.
Bury, K. V. 1973: Distributions of Weibull extremes. INFOR, vol. 11, no. 2. 140-149
Coles, S. 2001: An introduction to statistical modeling of extreme values. London, Springer –
Verlag London Limited. 208 p.
Halaj, D., Ilavský, J. 2009: Podporné politiky a ich nástroje pre zlepšenie podmienok na trhu
s energetickým drevom. Zvolen, Technická univerzita vo Zvolene. 99 s.
Klein, T., Vacek, V. 1986: Základy pravdepodobnosti a štatistiky. Zvolen, Vysoká škola
lesnícka a drevárska vo Zvolene. 212 s.
129
Konôpka, J., Konôpka B., Raši, R., Nikolov, Ch. 2008: Nebezpečné smery vetra na Slovensku.
Zvolen, Národné lesnícke centrum – Lesnícky výskumný ústav. 81 s.
Konôpka, J. a kol. 1999: Analýza vývoja súčasného stavu lesného hospodárstva Slovenskej
republiky (1990 – 1998). Bratislava, Príroda. 268 s.
Kotz, S., Nadarajah, S. 2002: Extreme value distributions – Theory and applications. London,
Imperial College Press. 187 p.
Kouba, J. 2002: Das Leben des Waldes und seine Lebensunsicherheit. Forstw. Cbl., vol. 121.
p. 211-228
Pacáková, V. 2000: Aplikovaná poistná štatistika. Bratislava, Elita. 248 s.
Polster, P., Polsterová, H. 2000: Use of information entropy to define a mixed forest. Journal
of Forest Science, vol. 46, no. 6. p. 298-304
Správa o lesnom hospodárstve v Slovenskej republike 2000 (Zelená správa). Bratislava, MP
SR. 132 s.
Suchomel, J., Gejdoš, M., Tuček, J., Jurica, J. 2011: Analýza náhodných ťaţieb dreva na
Slovensku. Zvolen, Technická univerzita vo Zvolene. 140 s.
Šálka, J., Ternčiansky, M., Halaj, D. 2008: Integrácia lesného hospodárstva do obchodovania
s uhlíkom. Zvolen, Technická univerzita vo Zvolene. 108 s.
Šišák, L., Půlkrab, K. 2002: Estimate of economic impacts of climate change upon Czech
forestry. Journal of Forest Science, vol. 48, no. 11. 499-507
Škvarenina, J., Szolgay, J., Šiška, B., Lapin, M. 2010: Klimatická zmena a krajina. Zvolen,
Technická univerzita vo Zvolene. 114 s.
Adresa autora:
prof. Ing. Ján Holécy, CSc.
Technická univerzita vo Zvolene, T. G. Masaryka24, 960 53Zvolen,Slovensko
holecy@vsld.tuzvo.sk
130
STRUČNÁ CHARAKTERISTIKA A MOŢNOSTI PRIESTOROVÝCH
DATABÁZOVÝCH SYSTÉMOV
BRIEF DESCRIPTION AND POSSIBILITIES OF SPATIAL
DATABASES SYSTEMS
MATÚŠ KAJBA, IVAN PÔBIŠ, JÁN TUČEK
Abstract Utilization of spatial data is ubiquitous. Public commonly access spatial data through web-based applications
like Google Earth, Google Maps, Bing Maps etc. GPS devices are heavily used for free time activities like
biking, tourism and geocaching. Organizations and governments from all over the world already realized the
importance of spatial data in decision process and tend to build international spatial data infrastructures like
European INSIRE. Technologies behind the curtain of these systems are spatial databases, databases design to
store and manipulate spatial data. Advances in data collecting technologies and growing demand for spatial data
produce bigger amount of spatial data with more intense frequency. However complex analysis of large datasets
is becoming more complicated with standard database tools. Spatial data warehouses with data mining and
OLAP technologies are rapidly developing systems design to extract precious knowledge from vast amount of
data. This article briefly describes principles and possibilities of spatial databases and spatial data warehouses.
Key words: spatial database, GIS, spatial data mining, OLAP
1. ÚVOD
Databázové systémy predstavujú v dnešnom, informáciami zahltenom svete
všadeprítomnú, esenciálnu zloţku informačných systémov. Databázy ukryté za uţívateľským
rozhraním sú neoddeliteľnou súčasťou pracovného procesu takmer všetkých inštitúcií a
organizácií. S rapídnym vývojom technológií rastie objem, kvalita a rozsah digitálnych
údajov, ktoré je moţné a zároveň aj potrebné zaznamenávať a vyhodnocovať. Tým sa vytvára
prirodzený tlak na vývoj databázových systémov a zvyšujú sa poţiadavky na ne kladené.
Väčšina objektov a javov reálneho sveta, ktoré sú predmetom zberu dát je
lokalizovateľná v priestore a čase. Nezávislé štúdie ukázali, ţe aţ 80% údajov obsahuje
priestorovú zloţku (napr. geometria prvku) alebo priestorovú referenciu (napr. adresa) [18].
Rozvoj geoinformačných technológií a ich sprístupnenie širšej verejnosti, ako aj rastúce
moţnosti zberu geodát sa odzrkadlili aj na vývoji databázových systémov, ktoré uţ vnímajú
priestorovú dimenziu ako neoddeliteľnú súčasť údajov. Hovoríme o priestorových
databázach, resp. databázach s priestorovou dimenziou (angl. spatial databases, spatially-
enabled databases), ktoré pracujú s geometriou prvkov ako s natívnym formátom a umoţňujú
vykonávať základné priestorové analýzy.
Dôleţitosť a opodstatnenosť priestorových analýz, ako aj zobrazovania distribúcie
objektov a javov v priestore uţ dávnejšie dokázali geografické informačné systémy (GIS).
Vzhľadom na zvyšujúci sa objem a rôznorodosť podstaty digitálnych geografických údajov,
je však čoraz ťaţšie získavať z údajov relevantné poznatky, ktoré je moţné zúročiť v
rozhodovacom procese. Štandardné priestorové analýzy nedokáţu jednoducho objavovať
nové a neočakávané vzory, trendy a vzťahy, ktoré môţu byť ukryté hlboko vo veľkých a
diverzifikovaných geografických dátových sadách [11]. Riešenie ponúkajú dátové sklady
(angl. data warehouses) a rýchlo sa vyvíjajúce techniky dolovania dát (angl. data mining).
V tomto príspevku budú stručne predstavené databázové systémy s dôrazom na
priestorové databázy, ich špecifiká a moţnosti vyuţitia. Bude stručne opísaný koncept
dátových skladov, ich zmysel a moţnosti pri odvodzovaní nových poznatkov z mnoţstva
geografických údajov.
131
2. PRIESTOROVÉ DATABÁZOVÉ SYSTÉMY
2.1 Stručná charakteristika databáz a databázových systémov
Databázu je moţné zjednodušene charakterizovať ako súbor štrukturovaných
informácií pre určitú záujmovú oblasť, uchovávaných v digitálnej forme, spravidla na dlhé
časové obdobie. Charakteristickou črtou je, ţe dáta v databáze sú spravované. Správnosť ich
obsahu a ich konzistencia je do istej miery kontrolovaná. Systémy pre riadenie bázy dát sa
začali vyvíjať v 60. rokoch minulého storočia ako nutnosť nahradiť súborovú architektúru
ukladania dát, ktorá so vzrastajúcim objemom zaznamenávaných informácií a počtom
pristupujúcich uţívateľov nebola schopná zabezpečiť ich efektívne vyuţívanie a aktualizáciu.
Systém riadenia bázy dát, skrátene SRBD (angl. Database Management System – DBMS) je
softwarový systém poskytujúci prístup k údajom v kontrolovanej a riadenej rovine, ktorý
nezávisle definovanou štruktúrou dát odľahčí aplikačné riešenia od starostlivosti o dáta [9].
Databázový systém je moţné chápať ako databázu a jej systém riadenia bázy dát.
Podľa niektorých autorov [11], [5], [4] je však tento systém vhodnejšie chápať holisticky, ako
komplex databázy, SRBD a aplikačných programových riešení doplnený o ľudský faktor
tvorený nielen vývojármi a správcami databázy, ale aj koncovými uţívateľmi.
2.2 Charakteristika a špecifiká priestorových databáz
Priestorový databázový systém je databázový systém, ktorý ponúka priestorové dátové
typy vo svojom dátovom modely a dopytovacom jazyku, a podporuje ich v implementácií
aspoň prostredníctvom priestorových indexov a efektívnych algoritmov pre priestorové
spájanie údajov (angl. spatial join) [9]. Zjednodušene je moţné priestorové databázové
systémy charakterizovať ako plnohodnotné databázové systémy s pridanými prostriedkami
pre manipuláciu s priestorovými dátami. V pôvodných GIS systémoch boli priestorové dáta
oddelené od atribútových a prepojené relačnou väzbou pomocou spoločného identifikátora.
Prelom v tomto chápaní predstavuje modifikovaný relačný SRBD vyvinutý firmou ORACLE
začiatkom 90. rokov minulého storočia. V dnešnej dobe je podpora pre priestorové údaje
implementovaná vo väčšine dostupných SRBD (PostgreSQL, MySQL, ORACLE, IBM DB2,
Microsoft SQL Server, Sqlite).
Dátové typy vo všeobecnosti predstavujú sadu homogénnych hodnôt, povolených
operácií nad týmito hodnotami a spôsob akým tieto hodnoty môţu byť uloţené. Priestorové
dátové typy poskytujú základnú abstrakciu pre modelovanie geometrickej zloţky objektov v
priestore ako aj ich vzťahy, vlastnosti a operácie [18]. Vzťahy priestorových objektov sú
východiskom pre topológiu, ktorá prestavuje súbor pravidiel, ktoré definujú, aký spôsobom sú
priestorové objekty navzájom prepojené [3]. Topologické pravidlá (napr. strom musí leţať vo
vnútri porastu) sú základným nástrojom na zabezpečenie dátovej integrity priestorových
údajov a tým aj základným predpokladom pre korektnosť priestorových operácií a analýz
vykonávaných nad dátami. Vzhľadom na zloţitosť priestorových prvkov a javov existuje
viacero priestorových dátových typov, pričom za úplne základné dátové typy 2D objektov
moţno povaţovať bod, líniu a polygón. Komplexný konceptuálny model a popis
priestorových dátových typov pre priestorové SRBD je opísaný v OGC (Open Geospatial
Consorcium) štandarde - OGC 06-104r4 [14]. Je moţné konštatovať, ţe tento model spolu s
dátovými typmi a funkciami v ňom definovanými s menšími obmenami pouţíva väčšina
SRBD. Špecifiká priestorových objektov sa prenášajú aj do konceptuálneho dátového
modelovania, kde je okrem relačných vzťahov medzi entitami, resp. asociácií medzi objektmi,
potrebné vyjadriť aj topologický vzťah jednotlivých prvkov, ako aj ich priestorovú
reprezentáciu. Návrhy modelovania priestorových prvkov je moţné nájsť v prácach
[7],[2],[6].
132
Neodmysliteľnou súčasťou priestorových databáz je priestorový index (angl. spatial
index). Databázové indexy sú dátové štruktúry výrazne urýchľujúce získavanie údajov z
databázy, väčšinou za cenu pomalšieho zápisu. Pri priestorovom kombinovaní väčších
dátových sád hrá priestorový index kľúčovú úlohu v rýchlosti spracovania dát. Predpokladom
fungovania indexu je určité zoradenie hodnôt. To nie je problém pri alfanumerických
záznamoch, pretoţe je jasné v akom poradí číslice, resp. znaky za sebou nasledujú.
Priestorové dáta však majú vţdy minimálne dva rozmery, čo značne komplikuje situáciu. Za
účelom indexácie priestorových údajov bolo vytvorené veľké mnoţstvo typov priestorových
indexov. Asi najznámejšie sú indexy typu R-tree a Quadtree. Podľa [7],[11] môţeme
priestorové indexy rozdeliť do dvoch skupín: na priestorové indexy pre body a priestorové
indexy pre zloţitejšie (nebodové) objekty. Ţiadny priestorový index nemá univerzálne
pouţitie, kaţdý je navrhnutý pre určitý typ priestorových údajov a má svoje výhody a
nevýhody.
Ako uţ bolo uvedené súčasťou definície dátového typu sú aj operácie, ktoré sa s
daným dátovým typom môţu vykonávať. Operácie nad priestorovými dátovými typmi
môţeme podľa [9], [15] rozdeliť na operácie, ktorých výsledkom je boolean hodnota, skalárna
hodnota, alebo priestorový objekt. Tieto operácie je moţné rozdeliť na unárne, binárne a n-
nárne, podľa toho s koľkými inštanciami geometrie prvku pracujú. Operácie, ktorých
výsledkom je boolean hodnota sú tzv. topologické predikátory, ktorých účelom je testovať
priestorový vzťah medzi dvomi inštanciami geometrie prvku (napr. prekrývajú sa dva
polygóny?). V priestorových dopytoch (angl. spatial query) sa pouţívajú ako primárny filter,
ktorý zmenší mnoţstvo prvkov vstupujúcich do dopytu. Operácie, ktorých výsledkom je
skalárna hodnota sa väčšinou týkajú geometrie objektov a vzdialeností medzi nimi (napr.
plocha polygónu, dĺţka línie). Operácie, ktorých výsledkom je priestorový objekt predstavujú
pomerne rozsiahlu mnoţinu funkcií známych z GIS systémov, akými sú priestorové prekryty,
prieniky, zjednotenia a podobne. Konkrétnejšie viď. uţ uvedený OGC štandard [14].
Všetky uvedené operácie sú dostupné prostredníctvom dopytovacieho jazyka,
štandardne SQL (Structured Query Language), čo prináša výhody databázových systémov do
spravovania priestorových údajov, ako aj pribliţuje databázové systémy k istej miere
funkcionality GIS systémov. Avšak priestorové databázové systémy sú vo všeobecnosti
podstatne obmedzenejšie v zbere a editácií údajov, v komplexnejších priestorových analýzach
a v generovaní kartografických výstupov [11]. V takýchto prípadoch je ich spolupráca s GIS
systémami nevyhnutná.
Takáto spolupráca však nie je vţdy dostatočná. GIS aj databázové systémy sú
transakčne orientované systémy (zber, ukladanie dát), chýba im moţnosť interaktívneho
skúmania dát, ako aj komplexnej analýzy veľkého mnoţstva údajov. GIS systémy napríklad
veľmi ťaţko dokáţu spracovávať dlhé časové série údajov, čo je pri dnešnom frekventovanom
zbieraní dát veľkou nevýhodou, nakoľko nie je moţné vyťaţiť celý potenciál z nazbieraných
údajov. Databázové systémy zase prostredníctvom dopytu vţdy odpovedajú na konkrétnu
otázku, čím sa stráca moţnosť objaviť neočakávanú charakteristiku údajov. Navyše pre
získanie údajov z databázy je potrebné poznať databázovú schému a ovládať dopytovací
jazyk, čo pre doménového experta, ktorý sa špecializuje na modelovanú problematiku
predstavuje problém. Tento problém sa rieši uţívateľským rozhraním, ktoré však takmer vţdy
zniţuje komplexnosť dopytov, ktoré je moţné zadať.
Načrtnuté nedostatky je moţné riešiť vyuţitím priestorových dátových skladov (angl.
spatial datawarehouses) a technikami dolovania priestorových údajov (angl. spatial data
minig), ktorých účelom je, moţnosť hlbšej analýzy veľkého kvanta údajov a odvodzovanie
nových poznatkov z nich.
2.3 Priestorové dátové sklady a dolovanie priestorových dát
133
Dátový sklad je integrované úloţisko dát, uloţených tak, aby boli ľahko zrozumiteľné,
interpretovateľné a analyzovateľné ľuďmi, ktorý ich vyuţívajú v procese rozhodovania [19].
Dátové sklady pouţívajú údaje z viacerých databáz a organizujú ich do štruktúr, ktorých
základným prvkom je subjekt ku ktorému sa dáta vzťahujú. Na rozdiel od databáz, sú dátové
sklady analyticky orientované systémy, ktorých údaje spravidla uţ nepodliehajú aktualizácii a
vzťahujú sa k dlhým časovým obdobiam. Dátové sklady poskytujú infraštruktúru, ktorá
umoţňuje dosiahnuť efektívne a presné odpovede na komplexné dopyty [11]. Najčastejšie sa
dátové sklady vyuţívajú na interaktívnu analýzu dát prostredníctvom OLAP (Online
Analytical Processing) systémov, ďalej na reportovacie sluţby, štatistické analýzy a dolovanie
dát.
OLAP systémy, tak ako aj dátové sklady sú zaloţené na tzv. multidimenzionálnom
modely. Tento model prezentuje dáta v n-dimenzionálnom priestore nazývanom dátová kocka
(angl. data cube). Základnými prvkami dátovej kocky sú tzv. fakty (angl. facts) a dimenzie
(angl. dimensions). Fakty predstavujú numerické hodnoty, ktoré sú kategorizované, resp.
agregované na úrovni dimenzií. Dimenzie obsahujú hierarchie agregačných stupňov, ktoré
predstavujú rôzne úrovne detailu skúmaných dát (angl. data granularity) a agregagčný stupeň
s popisnými atribútmi [1]. Typickým príkladom dimenzie, ktorá je súčasťou väčšiny OLAP
kociek je časová dimenzia a úrovne detailu napr. deň, mesiac, rok. Úplne základnými
operáciami nad dátovou kockou je rolovanie medzi jednotlivými úrovňami detailu a výber
menších častí dátovej kocky. Vzhľadom na charakter multidimenzionálnej štruktúry, ktorá
obsahuje predagregované dáta, OLAP systémy poskytujú veľmi rýchle odpovede na ad hoc
dopyty. Umoţňujú rýchle a interaktívne prezeranie veľkého mnoţstva údajov v uţívateľsky
nenáročnom prostredí (napr. aj Microsoft Excell). Je nutné poznamenať, ţe OLAP systémy
obvykle disponujú silnou podporou pre generovanie grafických reportov. OLAP systémy,
ktoré umoţňujú analýzu priestorových dimenzií, spojenú s generovaním mapových výstupov,
bývajú označované ako SOLAP (Spatial OLAP) viď [16].
Dolovanie dát je proces netriviálneho získavania implicitnej, predtým neznámej a
potenciálne uţitočnej informácie [20], spravidla z objemných dátových sád. Informácia v
zmysle predchádzajúcej definície, býva označovaná ako vzor (angl. pattern) a predstavuje
obvykle súhrnnú štatistickú informáciu, alebo jednoduché pravidlo (napr. prvok A má
tendenciu vyskytovať sa s prvkom B). Rozdiel medzi klasický dolovaním dát a dolovaním
priestorových dát spočíva hlavne v tom, ţe jednotlivé prvky v priestore majú vysokú
tendenciu mať vzťah k okolitým prvkom a tento vzťah je tým silnejší, čím sú prvky k sebe
bliţšie. Najbeţnejšie typy vzorov odvodzovaných z priestorových údajov sú [17]: výskyt
prvkov značne odlišných od okolitých prvkov (angl. saptial outliers), tendencia prvkov
vyskytovať sa spoločne (angl. spatial co-locations), predpovedanie výskytu prvkov na základe
výskytu inej triedy prvkov (angl. location prediction) a neobvyklé zhlukovanie priestorových
javov (angl. spatial hotspots). Dolovanie dát je interaktívny a iteratívny proces v ktorom
analytik slúţi ako kľúčový článok, ktorý prepája syntaktické znalosti generované počítačom a
sémantické poznatky, ktoré sú potrebné pre ľudí, aby pochopili a porozumeli skutočnosti,
ktoré dáta reprezentujú [11]. Alternatívnym termínom pre dolovanie dát, je tieţ objavovanie
znalostí (angl. knowledge discovery).
OLAP systémy a systémy dolovania dát je vhodné chápať ako komplementárne systémy,
pričom ich spoločným znakom je vyuţitie v podpore rozhodovania (angl. decision support).
Vyuţitie databázových systémov, dolovania znalostí a ich postavenie v rámci
dátového toku, je moţné ilustrovať nasledovne. Prostredníctvom distribuovaných systémov sa
dáta nazbierajú a odošlú do centrálnej databázy, ktorá zaručí, ţe údaje sú korektné a
konzistentné a umoţní tak ich ďalšie pouţitie. Definuje sa problém, ktorý je potrebné vyriešiť.
Na základe špecifikácie problému sa vyberú dátové sady, ktoré prichádzajú do úvahy a
transformujú sa do štruktúry dátového skladu. Navrhnú sa techniky a vhodné algoritmy na
134
dolovanie dát. Doménový expert sa interaktívne „prehŕňa“ v údajoch a vygenerovaných
reportoch (grafy, mapy) a skúma, resp. hľadá trendy, vzory a vzťahy. Na základe toho stanoví
hypotézu, alebo súbor hypotéz, ktoré je nutné štatisticky overiť. Ak sú predpoklady overené
stávajú sa poznatkom. Takéto poznatky sú vyuţiteľné v beţnej praxi, alebo v komplexnejšom
systéme na podporu rozhodovania. Následne je moţné robiť efektívne a relevantné
rozhodnutia a posúvať hranice skúmaného problému ďalej.
3. SÚČASNÝ STAV A POTENCIÁLNE VYUŢITIE V LESNÍCTVE
Údaje o objektoch reálneho sveta sú základným predpokladom pre robenie analýz,
ktoré nám pomáhajú bliţšie pochopiť skúmané objekty a vzťahy medzi nimi. Zber údajov sa
stáva čoraz pohodlnejším, z roka na rok sme schopný získavať väčšie mnoţstvo údajov, v
čoraz menších časových intervaloch. Prostredníctvom GPS, DPZ, laserového skenovania,
rôznych digitálnych meračov a čipov získavame obrovské kvantá údajov v čoraz kratších
časových intervaloch. Existujúce databázové systémy sa plnia. Časové série rastú.
Dôleţitosť priestorovej zloţky údajov v lesníctve asi nie je potrebné rozoberať. GIS systémy
sú v dnes v lesníctve štandard.
Disponujeme mnoţstvom priestorových, ale aj atribútových údajov z výskumných
plôch, monitoringu, lesných hospodárskych plánov, atď. Dokáţeme mať tieto údaje v
centralizovaných databázových systémoch a vieme ich sprostredkovať pouţívateľom. Vieme
sa ale na tieto údaje pozrieť komplexne, dostať z nich potenciál, ktorý skrývajú?
Les je komplexný ekosystém, tvorený mnoţstvom prvkov a vzťahov distribuovaných v
priestore. Pritom tak ako kaţdý ekosystém, nie je izolovaný, ale je v úzkom vzťahu s
ostatnými ekosystémami. Hlbšie skúmanie lesa si preto vyţaduje širší priestorový kontext,
čím sa mnoţstvo potenciálne vyuţiteľných dát ešte zväčšuje.
Na základe uvedeného moţno konštatovať, ţe priestorové databázové systémy
poskytujú vhodné nástroje a moţnosti pre aktualizáciu, správu a dostupnosť priestorových
údajov o lese. Dátové sklady a techniky dolovania dát zase disponujú silným analytickým
potenciálom, ktorý umoţňuje dáta analyzovať v širokom časovom a priestorovom kontexte
a v uţívateľsky stráviteľnejšej podobe. Predstavujú tak silný nástroj pre získavanie nových
poznatkov, ktoré môţu viesť k spresneniu a zdokonaleniu rozhodovacích procesov v lese a v
konečnom dôsledku aj v krajine.
Poďakovanie
Príspevok vznikol v rámci riešenia projektu ITMS 26220120069 „Centrum excelentnosti pre podporu
rozhodovania v lese a krajine“ na základe podpory operačného programu Výskum a vývoj financovaného z
Európskeho fondu regionálneho rozvoja. „Podporujeme výskumné aktivity na Slovensku/Projekt je
spolufinancovaný zo zdrojov EÚ“
LITERATÚRA
[1] Abelló, A., Romero, O. (2009): On-Line Analytical Processing. In Encyclopedia of
Database Systems, L. Liu, T. Özsu (Eds.), Springer, pp. 1949-1954, ISBN: 978-0-387-
39940-9
[2] Brodeur, J., Bédard, Y., Proulx, M. J. (2000): Modelling Geospatial Application
Databases using UML-based Repositories Aligned with Internationa Standards in
Geomatics., ACM Symposium on Advances in Geographic Information Systems 2000,
url: http://sirs.scg.ulaval.ca/Yvanbedard/article_nonprotege/266.pdf
[3] Cockroft, S. (2008): Topology. In Encyclopedia of Geographic Information Science,
Kemp, K. K. (Eds.), Sage Publications, pp. 481-482., ISBN 978-1-4129-1313-3
[4] Date, C. J. (2004): An Introduction to Database Systems. Addison-Wesley, 983 p.,
ISBN 0-321-18956-6
135
[5] Elmasri, R., Navathe, S. B. (2003): Fundamentals of Database Systems. Addison-
Wesley, 1030 p., ISBN 0-321-12226-7
[6] Filho, J. L., Iochpe, C. (2008): Modeling with a UML profile. In Encyclopedia of GIS,
Shekar, S., Xiong, H. (Eds.), Springer, pp. 691-700, ISBN: 978-0-387-35975-5
[7] Gandhi, V., Kang, J. M., Shekhar, S. (2009): Spatial Databases. In: Encyclopedia of
Computer Science and Engineering, Wah, B. W., Wiley,
url: http://www.spatial.cs.umn.edu/paper_ps/ecse408.pdf, citované 9.9.2011
[8] Garcia-Molina, H. , Ullman, J. D. , Widom, J. (2009): Database Systems: The Complete
Book. Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 1119 p., ISBN 0131354280
[9] Güting, R. H. (1994): An intorduction to spatial database systems. The VLDB Journal,
No. 4, Vol. 3, 357-399 pp., ISSN 1066-8888
[10] Helland, P. (2009): Database Management System. In Encyclopedia of Database
Systems, L. Liu, T. Özsu (Eds.), Springer, pp. 714-719., ISBN: 978-0-387-39940-9
[11] Malinowski, E., Zimányi, E. (2008): Advanced Data Warehouse Desing – From
Conventiona to Spatial and Temporal Appllications, Springer, 435 p., ISBN: 978-3-540-
74405-4
[12] Manolpoulos, Y., Theodoridis, Y., Tsotras, V. J. (2008): Spatial Indexing Techniques. In
Encyclopedia of GIS, Shekar, S., Xiong, H. (Eds.), Springer, pp. 2702-2707, ISBN:
978-0-387-35975-5
[13] Miller, H. J., Han, J. (2009): Geographic Data Mining and Knowledge Discovery – An
Overview. In Geographic Data Mining and Knowledge Discovery, Miller, H. J., Han, J.
(Eds.), Taylor & Francis Group, pp. 1 -26., ISBN 978-1-4200-7397-3
[14] Open Geospatial Consorcium Inc. (2010): OpenGIS® Implementation Standard for
Geographic Information - Simple feature access - Part 2: SQL option. Verzia 1.2.1, url:
http://www.opengeospatial.org/standards/sfs, citované 9.9.2011
[15] Rigaux, P., Scholl, M., Voisard, A. (2002): Spatial Databases with application to GIS.
Morgan-Kaufman, San Francisco, 410 p., ISBN 1-55860-588-6
[16] Rivest, S., Bédard, Y., Proulx, M. J., Nadeau, M. (2003): SOLAP: a new type of user
interface to support spatio-temportal multidimensional data exploration and analysis.
Workshop ISPRS. url: http://sirs.scg.ulaval.ca/Yvanbedard/article_nonprotege/344.pdf,
citované 14.9.2011
[17] Shekhar, S., Kang, J., Gandhi, V. (2009): Spatial Data Mining. In Encyclopedia of
Database Systems, L. Liu, T. Özsu (Eds.), Springer, pp. 2695-2698, ISBN: 978-0-387-
39940-9
[18] Schneider, M. (2009): Spatial Data Types. In Encyclopedia of Database Systems, L. Liu,
T. Özsu (Eds.), Springer, pp. 2698-2702, ISBN: 978-0-387-39940-9
[19] Song, I. Y. (2009): Data Warehouse. In Encyclopedia of Database Systems, L. Liu, T.
Özsu (Eds.), Springer, pp. 657-658, ISBN: 978-0-387-39940-9
[20] Šarmanová, J. (2003): Dátové sklady a dolovanie znalostí z nich. VŠB – Technická
univerzita Ostrava, 239 s., ISBN 80-248- 0302-X
[21] Yeung, K. W. A., Hall, B. G. (2007): Spatial Database Systems: Desing, Implementation
and Project Management, Springer, 533 p., ISBN 1-4020-5393-2
Adresa autorov:
Ing. Ivan Pôbiš, Mgr. Matúš Kajba
Národné lesnícke centrum – Lesnícky výskumný ústav, Odbor inventarizácie a manaţmentu lesa
T. G. Masaryka 22, 960 92 Zvolen
pobis@nlcsk.org, kajba@nlcsk.org
prof. Ing. Ján Tuček, CSc.
Technická univerzita vo Zvolene - Katedra hospodárskej úpravy lesov a geodézie
T. G. Masaryka 22, 960 92 Zvolen
136
tucek@vsld.tuzvo.sk
VZNIK NÁHODNEJ ŤAŢBY AKO DÔSLEDOK PASÍVNEJ OCHRANY
LESA
SANITARY FELLING AS A RESULT OF A PASSIVE MANAGEMENT
OF FORESTS
ANDREJ KUNCA, CHRISTO NIKOLOV, JOZEF VAKULA, JURAJ GALKO, ROMAN LEONTOVYČ,
ANDREJ GUBKA, MILAN ZÚBRIK
Abstract: There is a different view on a management of large wind calamities in Slovakia as well as in Europe.
The paper shows results from a research on the influence of an active and passive management of the great wind
calamity in 2004 in Tatra Mountains upon the spread of a forest damage caused by the secondary pest agent Ips
typographus. The information about the forest damage comes from aerial infrared photos taken annually from
2005 through 2008. The area of damage spreading from 4 paired research plots was measured in 4 different
buffer zones as far as 300 m from core zone border and statistically evaluated. Impacts of both managements are
discussed.
Key words: Ips typographus, active management, passive management, core zone, buffer zone
1. ÚVOD Ochrana prírody v Európe je určovaná národnými právnymi normami, ktoré sa
zdokonaľujú v priebehu niekoľkých desaťročí a v posledných rokoch v stále väčšej miera aj
smernicami Európskej komisie. Ide napr. o projekt NATURA 2000, ktorý má právny základ v
Smernici o vtákoch 2009/147/EC a Smernici o biotopoch 92/43/EEC. Cieľom týchto
európskych smerníc je zachovať alebo obnoviť prírodné biotopy s ohľadom na ekonomické,
sociálne a kultúrne poţiadavky a regionálne a miestne charakteristiky (Článok 2 Smernice
o biotopoch). Na Slovensku, podobne ako v ostatných európskych krajinách, nové chránené
územia sú vyhlasované tak, aby sa naplnili poţiadavky smerníc, avšak aký manaţment má
byť aplikovaný, aby sa stanovené ciele Európskej komisie aj naplnili? To smernice
neupresňujú, nechávajú to na národných právnych normách. V tomto bode sa krajiny odlišujú
a vznikajú z toho nedorozumenia a konflikty.
Na Slovensku je 2,008 mil. lesov. Chránené územia sú vyhlásené na výmere 1,579
mil. ha. Lesy v chránených územiach pokrývajú 1,146 mil. ha, čo znamená, ţe lesnatosť
chránených území je 72,6 (KOLEKTÍV, 2010). Je teda zrejmé, ţe lesníctvo na Slovensku,
a podobne aj v iných európskych štátoch, je pod trvalým tlakom podporovať funkcie ochrany
prírody.
Manaţment chránených území rôznou mierou obmedzuje vyuţívanie ekonomických
a sociálnych funkcií územia. Ak nastane v týchto územiach udalosť, pri ktorej dôjde k
veľkoplošnému poškodeniu lesov biotickými a abiotickými činiteľmi, nastáva ďalší problém,
ako manaţovať takéto chránené územie, aby sa plnili záujmy a ciele Európskej komisie a to
nielen zachovať a obnoviť biotopy a vtáky, ale aj zabezpečovať rozvoj vidieka a vyuţívanie
domácich surovinových zdrojov.
Za posledných 15 rokov sa vyskytlo niekoľko kalamít, ktoré závaţným spôsobom
poškodili lesy a zvrátili vývoj týchto ekosystémov (KUNCA ET AL., 2010). Najvýznamnejšia
z nich bola vetrová kalamita Alţbeta z 19.11.2004 (KUNCA, ZÚBRIK, 2006). Po tejto kalamite,
keď na Slovensku bolo poškodených 5,3 mil. m3 drevnej hmoty, špecialisti na ochranu lesa
upozorňovali na to, ţe sa týmto vytvorili podmienky pre kalamitné premnoţenie podkôrnych
druhov hmyzu (ZÚBRIK ET AL., 2005). Ten sa pri premnoţení potom správa ako primárny
137
škodlivý činiteľ stojacich stromov nepoškodených inými činiteľmi. Hlavným navrhovaným
obranným opatrením bola asanácia atraktívnej a uţ napadnutej hmoty, teda časť aktívneho
manaţmentu.
Iný názor navrhoval pasívny manaţment týchto chránených území, pričom očakávanú
kalamitu podkôrnych druhov hmyzu opisoval ako súčasť vývoja chránených území. Na to, či
sa má v chránených územiach zabezpečiť včasný aktívny manaţment po kalamitných
udalostiach, alebo pasívny manaţment, nemá jednoznačný názor ani Európska komisia.
Cieľom tejto práce je prezentovať výsledky výskumu, pri ktorom sa porovnával vývoj
poškodenia lesa okolo:
(i) spracovanej vetrovej kalamity, t.j. aplikovaný aktívny manaţment vetrovej kalamity s
(ii) vývojom poškodenia lesa okolo nespracovanej vetrovej kalamity, t.j. aplikovaný pasívny
manaţment vetrovej kalamity.
2. METODIKA
2.1. Charakteristika plôch
Modelovým územím boli Západné a Vysoké Tatry. Vytypovaných bolo spolu 8 plôch,
na polovičnom počte sa realizoval aktívny a na druhej polovici pasívny prístup v manaţmente
hospodárenia lesa. Vţdy sa porovnávali dve párové plochy, jedna s aktívnym manaţmentom a
druhá s pasívnym manaţmentom, obe nachádzajúce sa v pribliţne rovnakých pôdno-
klimatických podmienkach. Plochy sa nachádzali v 2., 3., 4. a 5. stupni ochrany prírody
(VAKULA ET AL., 2009A, 2009B).
Východiskom pre výber sledovaných území boli vetrom rozvrátené kalamitné plochy
z roku 2002 a 2004 (jadrové územie), v okolí ktorých sa nachádzali zachované stojace
porasty. Tieto boli atakované imágami podkôrneho hmyzu rojacimi sa v prvých rokoch
z vetrovej kalamity (jadrového územia) a neskôr uţ i zo stojacích, dovtedy nepoškodených
stromov. Plochy boli vybrané tak, aby bolo moţné porovnať vplyv spracovania kalamity
a ponechania kalamity na šírenie poškodenia lesa.
Za jadrovú zónu je v tejto práci povaţované ucelené územie poškodené vetrovou
kalamitou (z októbra a novembra 2002 a 19.11.2004), ktoré je obklopené stojacim lesom.
Nárazníkovú zónu tvoria stojacie lesy okolo jadrovej zóny, v ktorej sa hodnotil prírastok
mŕtvych stromov. Nárazníková zóna bola rozdelená na 4 radiálne „kruhy“ vo vzdialenosti 50,
100, 200 a 300 m smerom od vonkajšieho okraja jadrového územia, aby bolo moţné hodnotiť
priestorový a časový posun šírenia kalamity z jadrovej zóny.
Pre presnejší výpočet poškodenia sme od celkovej sledovanej plochy nárazníkovej
zóny odpočítali nezalesnenú časť tohto územia. Takýto postup umoţnil sledovanie
poškodenia len vo vetrom relatívne nepoškodených porastoch. V nárazníkových zónach bol
kaţdoročne v období rokov 2005 aţ 2008 sledovaný plošný nárast lykoţrútovej kalamity. Pri
plochách s aktívnym prístupom v ochrane lesa boli k identifikovanej ploche podkôrnikovej
kalamity v stojacich porastoch pripočítavané aj plochy s postupne vyťaţenou napadnutou
drevnou hmotou, čo je nárast holín, ktoré vznikli po náhodnej ťaţbe spôsobenej podkôrnym
hmyzom. Nakoľko v rokoch 2005 a 2006 pribudla len minimálna plocha poškodenia
spôsobená podkôrnym hmyzom (keďţe do jari 2007 sa podkôrny hmyz vyvíjal v leţiacej
nespracovanej vetrovej kalamite), toto mnoţstvo sme pripočítali k poškodenej ploche z roku
2007.
Plocha jadrovej zóny, ktorá bola manaţovaná pasívne, sa pohybovala od 3,49 ha do
21,22 ha, u plôch s aktívnym manaţmentov sa pohybovala od 3,85 ha do 9,31 ha. Vzdialenosť
medzi plochami bola od 1,5 km do 6 km (Tabuľka 1). Nebol zistený štatisticky významný
rozdiel medzi veľkosťou plôch jadrových zón pre pasívnu a aktívnu ochranu (P=0,32).
138
Tabuľka 1. Charakteristika plôch s aktívnym a pasívnym manaţmentom
Lokalita Typ manaţmentu
územia
Plocha jadrovej zóny
[ha]
Vzdialenosť medzi
plochami
Tichá dolina pasívny 21,22
6,0 km aktívny 4,20
Kôprova dolina pasívny 3,49
2,5 km aktívny 3,85
Vaţecká dolina pasívny 16,38
1,5 km aktívny 6,90
Javorina pasívny 3,55
1,5 km aktívny 9,31
Priemer pasívny 11,16 a ± 7,83
2,88 km aktívny 6,07 a ± 2,21
2.2. Metodický postup
Ako základný podklad pre evidenciu nárastu poškodenia lesa okolo jadrovej zóny
slúţili infračervené ortorektifikované letecké snímky, zhotovené v kaţdom zo sledovaných
rokov. Na týchto snímkach boli zobrazované odumreté stromy odtieňmi zelenej farby (KUNCA
ET AL., 2011). Na identifikovanie vetrovej kalamity nám slúţila digitálna vrstva vypracovaná
pri identifikácii vetrovej kalamity z 19. novembra 2004.
Vývoj kalamity podkôrneho hmyzu sme hodnotili na základe vytvorenej digitálnej
vrstvy poškodeného lesa pre jednotlivé roky (2005 – 2008) a vytvorenej digitálnej vrstvy
vyťaţeného územia (len pri aktívnom manaţmente). Tieto vrstvy obsahovali údaje o veľkosti
plôch (ha), na základe ktorých bolo moţné sledovať vývoj poškodenia lesov v kaţdom
analyzovanom priestore nárazníkovej zóny a v časovom horizonte.
Priestorové a údajové analýzy boli vypracované v prostredí geografických
informačných systémov ArcGis 9.2 s vyuţitím relevantných tabuľkových a štatistických
nástrojov programov Excel 2007 a Statistica (VAKULA ET AL., 2009A, B).
3. VÝSLEDKY
Lesnatosť nárazníkových zón 8 plôch bola spolu 439,55 ha, poškodenie lesa sa
vyskytovalo na 69,68 ha čo predstavuje 15,9 % z lesnatosti nárazníkovej zóny (Tabuľka 2).
Relatívne najväčšie poškodenie bolo zistené v nárazníkovej zóne 0 – 50 m od okraja jadrovej
zóny (20,1 %), so zväčšovaním vzdialenosti nárazníkovej zóny od jadrovej zóny klesalo
poškodenie aţ na 14,1 %.
Štatisticky významné rozdiely medzi veľkosťou nárazníkových zón ako aj medzi
veľkosťami poškodených území v nárazníkových zónach neboli zistené (Tabuľka 2).
Porovnaním poškodenia lesov v nárazníkových zónach okolo jadrovej zóny s aktívnym
manaţmentom (n=16) a pasívnym manaţmentom (n=16) však uţ bol štatisticky veľmi
významný (Tabuľka 3). Priemerná veľkosť poškodenia lesa v nárazníkovej zóne s aktívnym
manaţmentom bola 1,08 ha, s pasívnym manaţmentom aţ 3,28 ha. Štatisticky významné
rozdiely okolo území s aktívnym a pasívnym manaţmentom boli zistené v nárazníkových
územiach 51 – 100 m a 101 – 200 m (Tabuľka 4).
139
Tabuľka 2. Celkové poškodenie lesa nárazníkových zónach za roky 2005 – 2008 (P<0,5; n=8)
Nárazníkové
zóny
Zalesnená nárazníková zóna
[ha]
Poškodenie nárazníkovej zóny
[ha] [%]
x ± sx Spolu x ± sx Spolu
0-50 m 8,22 a ± 3,85 65,77 1,65 a ± 1,11 13,20 20,1%
51-100 m 8,32 a ± 2,70 66,58 1,40 a ± 0,93 11,16 16,8%
101-200 m 17,34 a ± 7,45 138,69 2,69 a ± 2,43 21,55 15,5%
201-300 m 21,06 a ± 7,62 168,51 2,97 a ± 2,40 23,77 14,1%
0-300 54,94 ± 20,86 439,55 8,71 ± 6,64 69,68 15,9%
Tabuľka 3. Rozdiely v poškodení nárazníkových zónach okolo jadrových území s pasívnym a aktívnym
prístupom ochrany lesa za roky 2005 – 2008 (P<0,01; n=16)
Manaţment jadrovej zóny Poškodenie jednotlivých nárazníkových zón spolu
[ha]
Pasívny 3,28 a ± 2,31
Aktívny 1,08 b ± 0,63
Tabuľka 4. Rozdiely v poškodení jednotlivých nárazníkových zón okolo jadrových území s pasívnym
a aktívnym prístupom ochrany lesa za roky 2005 – 2008 (P<0,05; n = 4)
Manaţment jadrovej zóny Poškodenie v jednotlivých nárazníkových zónach [ha]
0-50 m 51-100 m 101-200 m 201-300 m
Pasívny 2,32 a ± 1,06 2,09 a ± 0,94 4,41 a ± 2,79 4,27 a ± 3,28
Aktívny 0,98 a ± 0,97 0,70 b ± 0,36 0,98 b ± 0,29 1,67 a ± 0,35
4. DISKUSIA
Najvýznamnejším sekundárnym škodlivým činiteľom v smrekových lesoch je uţ
niekoľko rokov lykoţrút smrekový a to nielen na Slovensku (KUNCA (ED.), 2010A; KUNCA
(ED.), 2010B; PAVLÍK ET AL., 2010), ale aj v iných smrekových lesoch Európy (SCHROEDER,
LINDELÖW, 2002; TRZCINSKI, REID, 2008). V jadrovej zóne skúmaných plôch poškodených
vetrovou kalamitou, v ktorých sa neaplikovali opatrenia aktívnej ochrany lesa, dochádzalo
následne k jeho nekontrolovateľnému mnoţeniu a šíreniu z leţiacej hmoty do okolitých lesov.
Územie po spracovaní vetrovej kalamity však neposkytovalo substrát pre lykoţrúta
smrekového. V oboch ekosystémoch (so spracovanou aj nespracovanou kalamitou) sa však
vyskytovali stresované stromy na porastovej stene, čo zvyšovalo objem atraktívnej hmoty pre
lykoţrúta smrekového.
Vetrom zničené stromy sa nedokáţu brániť náletom lykoţrúta smrekového, stromy
s poškodenými koreňmi majú zníţenú schopnosť odolávať týmto náletom. Ak sa aktívnym
manaţmentom zníţi objem atraktívnych stromov pre týchto sekundárnych škodlivých
činiteľov, priamo v kalamitisku sa teda početnosť lykoţrútov smrekových nezvýši
a neohrozuje ani lesy v okolí. Okolité lesy môţu pokračovať vo vývoji.
Spracovanie kalamity v jadrových zónach našich výskumných plôch (aktívny
manaţment vetrovej kalamity) štatisticky významne zníţilo poškodenie lesov
v nárazníkových zónach do 300 m okolo kalamitiska! Je to potvrdenie poznania lesníckej
praxi o tom, ţe lykoţrút smrekový je nebezpečným škodlivým činiteľom, ktorý sa na
oslabených stromoch premnoţí ako sekundárny činiteľ, avšak pri veľkej početnosti populácie
napáda aj zdravé stromy v blízkom okolí ako primárny škodlivý činiteľ (BENKOVIČ, 1942).
140
Štatisticky významné rozdiely v poškodení lesov okolo jadrových území do 4 rokov
po vetrovej kalamite sa však začínajú objavovať nie v bezprostrednom okolí jadrových zón (0
– 50 m), ale aţ v 51 – 200 m vzdialenosti od ich okraja. Znamená to, ţe spracovanie kalamity
v prvých rokoch významne nezníţilo objem kalamity sekundárnych škodcov v blízkom okolí
kalamitiska, čo pripisujeme prítomnosti stresom zatraktívnených stromov v porastových
stenách. Tieto stromy sú stresované nielen tým, ţe ich kmene sú zrazu odkryté priamemu
slnečnému ţiareniu a rýchlejšiemu uschýnaniu kôry a podkôrnych pletív, ale aj poškodeniu
koreňov pri ohýnaní kmeňov v čase priameho pôsobenia vetra. Takéto stromy sa vyskytovali
okolo kalamitiska aj s aktívnym manaţmentom aj s pasívnym manaţmentom. Ďalšími
výskumami by bolo vhodné overiť, do akej mieri sú stojace stromy okolo kalamitiska
oslabené tak, ţe sú rovnako atraktívne pre naletenie podkôrnym hmyzom ako vývraty
a zlomy.
Významné rozdiely v poškodení lesov boli zistené v dvoch nárazníkových pásmach
a to 51 – 100 m a 101 – 200 m. V tomto území sa neprejavil efekt porastovej steny, ale len
šírenia premnoţených lykoţrútov smrekových do nových potravných lokalít. Aktívnym
manaţmentom sa zachoval ekosystém v tomto území bez poškodenia a môţe plniť svoje
funkcie aj 4 roky po kalamite rovnako ako pred kalamitou. Spracovanie vetrovej kalamity má
teda priamy význam hlavne pre lesy vo vzdialenosti 51 – 200 m.
V tomto krátkom období po vetrovej kalamite (2005 – 2008) sa na druhej strane
lykoţrút smrekový významne ešte nerozšíril do väčších vzdialeností (nad 201 m) ani v lesoch
okolo jadrových území s aktívnym manaţmentom ani s pasívnym manaţmentom.
Predpokladáme, ţe tento rozdiel nastane v priebehu ďalších 3 – 5 rokov, keďţe šírenie
poškodenia okolo území s pasívnym manaţmentom sa ešte nezastavilo.
5. ZÁVER
Táto práca prináša čiastočné výsledky výskumov zameraných na zhodnotenie vplyvu
aktívneho a pasívneho manaţmentu vetrových kalamít na následné poškodzovanie okolitých
lesov. Z výsledkov je zrejmé, ţe nespracovaním vetrových kalamít dochádza k premnoţeniu
škodcov najprv v kalamitnej hmote, potom na porastových stenách, neskôr sa masovo
presúvajú na okolité porasty.
Spracovaním vetrových kalamít sa podstatne zabránilo poškodzovaniu okolitých
lesov. Bezprostredné okolie spracovaného kalamitiska poskytuje stresované stromy na
porastovej stene, ktoré sú čiastočne poškodzované. Avšak vzdialenejšie lesy 50 – 200 m od
okraja jadrových zón s aktívnym manaţmentom sú uţ uchránené pred poškodzovaním.
Najvzdialenejšie lesy nad 200 m od okraja jadrovej zóny do 4 rokov po vetrovej kalamite ešte
neboli lykoţrútom smrekovým významne poškodzované. Dá sa predpokladať, ţe toto územie
bude okolo pasívneho manaţmentu do 3 – 5 rokov významne poškodené.
Poďakovanie
Tento článok bol vytvorený realizáciou projektu „Progresívne technológie ochrany lesných drevín juvenilných
rastových štádií“ ITMS: 26220220120, na základe podpory operačného programu Výskum a vývoj
financovaného z Európskeho fondu regionálneho rozvoja.
LITERATÚRA
BENKOVIČ, F., 1942: Ochrana lesov. Stredná škola pre lesných hájnikov v Liptovskom
Hrádku, Liptovský Hrádok, 229 pp.
KOLEKTÍV, 2010: Správa o lesnom hospodárstve v Slovenskej republike za rok 2009 – Zelená
správa (Report on the Status of Forestry in the Slovak republic of 2009 – Green Report).
141
Ministerstvo pôdohospodárstva a rozvoja vidieka Slovenskej republiky, Bratislava, 102
pp.
KUNCA, A. (ED), 2010A: Aktuálne problémy v ochrane lesa 2010. Zborník referátov
z medzinárodnej konferencie Aktuálne problémy v ochrane lesa 2010, ktorá sa konala
15. a 16. apríla 2010 v Novom Smokovci, Národné lesnícke centrum, Zvolen, 152 pp.
KUNCA, A. (ED), 2010B: Výskyt škodlivých činiteľov v lesoch Slovenska za rok 2009 a ich
prognóza na rok 2010. Národné lesnícke centrum - Lesnícky výskumný ústav Zvolen,
Zvolen, 119 pp.
KUNCA, A. ET AL., 2010: Rozbor najzávaţnejších kalamít od roku 1996 podľa údajov Lesníckej
ochranárskej sluţby. In: Konôpka, B. (ed.), Výskum smrečín destabilizovaných
škodlivými činiteľmi. Vedecký recenzovaný zborník, Národné lesnícke centrum,
Zvolen, p. 107-116. ISBN 978-80-8093-124-7
KUNCA, A., NIKOLOV, CH., VAKULA, J., LEONTOVYČ, R., GALKO, J., ZÚBRIK, M., 2011: Vplyv
aktívnej a pasívnej ochrany na šírenie kalamity sekundárnych škodlivých činiteľov.
NLC, Zvolen, 42 pp.
KUNCA, A., ZÚBRIK, M., 2006: Vetrová kalamita z 19. novembra 2004. Národné lesnícke
centrum, Zvolen, 40 pp.
PAVLÍK, Š., VAKULA, J., GALKO, J., GUBKA, A., KUNCA, A., 2010: Vývoj ročného objemu
lykoţrútom napadnutého dreva v smrečinách na Slovensku od roku 1973: analýza
a prognóza. Lesnícky časopis – Forestry Journal 56 (3): 235–245.
SCHROEDER L.M., LINDELÖW Å. 2002: Attacks on living spruce trees by the bark beetle Ips
typographus (Col. Scolytidae) following a storm-felling: a comparison between stands
with and without removal of wind-felled trees. Agricultural and Forest Entomology 4:
47–56
TRZCINSKI, M.K., REID, M.L., 2008: Effect of management on the spatial spread of mountain
pine beetle (Dendroctonus ponderosae) in Banf National Park. Forest Ecology and
Management 256: 1418 – 1426.
VAKULA, J. ET AL., 2009A: Štúdia vplyvu aktívnej a pasívnej ochrany na šírenie kalamity
v smrekových ekosystémoch. Správa za úlohu riešenú v roku 2008 v rámci Kontraktu,
ktorý bol uzavretý medzi MP SR a NLC, Národné lesnícke centrum – Lesnícky
výskumný ústav Zvolen, Zvolen, 26 pp.
VAKULA, J., NIKOLOV, CH., KUNCA, A., ZÚBRIK, M., GUBKA, A., GALKO, J., 2009B: Zhodnotenie
vplyvu aktívnej a pasívnej ochrany na zdravotný stav lesov z leteckých snímok. In:
Kunca, A. (Ed.), Zborník referátov z medzinárodnej konferencie Aktuálne problémy
v ochrane lesa 2008, 23. - 24. 4. 2009, Nový Smokovec, p. 68–72.
ZÚBRIK, M., BRUTOVSKÝ, D., BUČKO, J., FERENČÍK, J., FINĎO, S., FLEISCHER, P., HLAVÁČ, P.,
JAKUŠ, R., KALISKÝ, K., KAŠTIER, P., KODRÍK, J., KONÔPKA, B., KONÔPKA, J., KOREŇ, M.,
KUNCA, A., NOVOTNÝ, J., PAVLÍK, M., PAVLÍK, Š., RAŠI, R., TURČÁNI, M., VAKULA, J., 2005:
Projekt ochrany lesa na území ŠL TANAP-u po vetrovej kalamite zo dňa 19. 11. 2004 -
realizačný projekt. LVÚ Zvolen. 85 s.
Adresa autorov:
Ing. Andrej Kunca, PhD., Ing. Christo Nikolov, Ing. Jozef Vakula, PhD., Ing. Juraj Galko, PhD., Ing. Roman
Leontovyč, PhD., Ing. Andrej Gubka, PhD., Ing. Milan Zúbrik, PhD.
NLC-LVÚ Zvolen
Stredisko LOS
Lesnícka 11
969 23 Banská Štiavnica
priezvisko@nlcsk.org
142
ACCIDENT RISK DURING SALVAGE CUT
RIZIKO ÚRAZOV PRI NÁHODNÝCH ŤAŢBÁCH
ANTON POJE, IGOR POTOČNIK
Abstract
The climate changes with their extreme weather conditions such as drought increase damage in forests by
causing bark beetle infestation. Since the method of salvage cut differs from the standard one and since the
altered features of individual tree can also result in different accident risk, this study of accidents in Slovenian
state forests tries to establish whether the salvage cut, which also includes the cutting of infested trees, increases
the accident risk and also what are the characteristics of accidents during cutting of snags. The results show that
salvage cut that calls for immediate measures does not represent an increased accident risk to professional
workers since the relatively extensive cutting area prevents that the cut trees would remain hung up on the
adjacent trees or that their branches or tree tops would break during the cutting operations. Nevertheless, during
cutting of individual dry trees or snags, certain measures for decreasing accident risk have to be taken into
account, e.g. cutting sequence, the use of hand or tractor winches, and minimum safety distance from the
standing snags.
1. INTRODUCTION
The climate changes caused mainly by the increased level of carbon dioxide in the
atmosphere are reflected in the higher air temperature, cloudiness, precipitation patterns,
intensity and frequency of meteorological phenomena, and extreme weather events (Kajfeţ -
Bogataj, 2007). The climate changes have a direct or indirect effect on natural processes in the
ecosystem by effecting its flora and fauna. Thus the changes in the distribution of tree species
(Impacts of Climate …, 2008; Ogris and Jurc, 2007) and their increments in forests (Gričar et
al. 2007) are expected due to climate changes. Moreover, the extreme weather conditions, e.g.
drought, decrease the level of water in the ground (Kajfeţ-Bogataj and Bergant, 2005) which
consequently leads to the increased damage in forests caused by bark beetle gradation (Jakša,
2005; Demšar and Jurc, 2007). Higher average air temperatures can have negative influence
on the suitability of animal habitats and the number of populations of wild animals (Čas and
Adamič, 2007).
The altered stand conditions in forest due to higher percentage of snags can increase
accident risk. Some studies of fatal accidents (Peters, 1991) show that 11% of all fatal
accidents are the result of broken branches and tree tops, whereas 8 % of fatal accidents occur
during snag cutting. Regarding non-fatal accidents the authors mention tree parts and the
ground (Poje, 2003) among the most frequent causes for accidents with the most severe
injuries (Potočnik et al., 2009).
This article tries to establish whether the salvage cut, a part of which is also the cutting
of trees attacked by bark beetles, represents a higher risk for accident occurrence and what are
the characteristics of accidents when cutting snags.
2. METHOD
The study applied the data on accidents that occurred to forest workers of 14
concession holders in the Slovenian state forests. The data on accidents is annually acquired
on special code lists that apart from general data on the injured person and accident include
also the information on environmental and forestry factors with the data on cutting period (in
growing period, in non-growing period, and in the intermediate period) and timber condition
143
(dry, frozen). Out of 1215 accidents that occurred in the 1999-2005 period, only the accidents
that occurred during cutting operations were included, i.e. 572 accidents. The data on the
types of cut and causes for selecting trees to be cut as well as the cut volume and the number
of cut trees was acquired from the data base of Slovenia Forest Service. Spruce trees
represented 35% of the total 6,082,193 m3 cut volume which is 34% of the 7,615,837 cut
trees. Among the applied working technologies the cutting with chainsaw and long timber
skidding with adjusted agricultural tractors, cable skidders and tower yarders were the most
prevalent. The share of mechanized cut-to-length harvesting was in this period negligible,
because the period end coincided with the beginning of their introduction.
Methodologically, the study is divided into two parts. In the first part the differences
for accident risk are established according to the type of cut and causes for selecting trees to
be cut. The methodology is based on the assumption that in the case of the equal accident risk
level the distributions of volume or number shares by types of cut and causes of selecting
trees to be cut are the same in the compartments where the accident did and did not occur.
Due to the incomplete data on accident location there were 305 out of total 572 accidents
included in these analyses. In the second part of the study we compared the accident share
according to cutting period and timber condition by working operations in time of the
accident, sources of accidents, and injured body parts. In the frequency analysis there were
240 accidents included that occurred during cutting operations of spruce and fir trees.
3. RESULTS
The study results in the period 1999-2005 show that according to the type of cut the
thinning prevailed in cut volume with 83%, followed by salvage cut and cut of damaged trees
with approximately 8 % (Picture 1) respectively. The main difference in the latter types of cut
is in the urgency of action. Thus the salvage cut has to take place immediately because there
is a danger of the expansion of insects causing damage in the forest or the loss of timber
value, whereas the cut of damaged trees is executed along with regular cut plan. According to
working methods currently in use this means that this type of cut is conducted in the next
year. By comparing the shares according to types of cut in terms of volume and number, it can
be established that the salvage cut includes trees with higher average volumes in comparison
with thinning or cut of damaged trees.
The comparison of accident risk shown by the ratio between shares of number or cut
volume within compartments with and without accidents shows (Picture 2) that regardless of
the reference rate (number of trees or timber volume) the accident risk is increased in the
compartments with conducted thinning operations, since the ratio exceeds the value 1. In
regard to the cut of damaged trees the accident risk is increased mainly in regard to volume of
cut trees. On the contrary, the risk in compartments with salvage cut is smaller than expected
according to share or number of cut trees.
144
Picture 1: Share of trees and volume by compartments with and without accidents according to types of cut
Picture 2:Ratio between shares of number and volume within the compartments with and without accidents
according to types of cut
In the studied period the injuries of trees caused by insects and the danger of insect
gradation were the cause for 5.4% of the total volume of cut trees (Picture 3), i.e. 329,161 m3
of timber. Out of this, a high 93 % was the cause for the immediate salvage cut. The damages
caused by insects were the most frequent cause for immediate cutting operations in terms of
the volume and the number of trees.
By conducting a more detailed analysis of accident risk in the scope of salvage cut and
in the scope of cut of damaged trees (Picture 4), it was established that accident risk for
salvage cut is higher only in the compartments with tree damages caused by snow and this
only according to the number of cut trees. For regular cut the accident risk is higher in
compartments with tree damages caused by snow, sleet, fires, and forest operations. Accident
risk in compartments with trees damaged by insects is smaller than expected according to the
share or number of cut trees and regardless of the type of cut. However it is still higher in
regular than in salvage cut. The most plausible cause for this is the fact that the cutting of
individual snags is more dangerous than cutting the trees in outbreaks where most of the trees
are still alive and where there is no danger of tree being hung up on the adjacent tree since the
cutting is directed to the centre of outbreak area.
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Thinning
Planting
Salvage cut
Forest infrastructure (skid track, skyline)
Deforestation (road, electric line, urbanization,...)
Cut outside forest area
Ilegal cut
Damaged trees cut
Other
Share of trees in compartments without accidents (N=7.079.653)
Share of tree volumes in compartments without accidents (V=5.616.526 m3)
Share of trees in compartments with accidents (N=536.184)
Share of tree volumes in compartments with accidents (V=465.667 m3)
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4
Thinning
Planting
Salvage cut
Forest infrastructure (skid track, skyline)
Deforestation (road, electric line, urbanization,...)
Cut outside forest area
Ilegal cut
Damaged trees cut
Other
Ratio between shares of trees in compartments with and without accidents
Ratio between shares of tree volumes in compartments with and without accidents
145
The accident analysis by cutting period and timber condition showed that 3% or 6 accidents in
the studied period occurred during the spruce and fir snag cutting, which is a somewhat lower
share than is the share of cut spruce and fir trees due to damages (4.3%). Despite the small
sample of accidents that occurred during snag cutting, several findings can be established by
comparing these accidents to the accidents that occurred during the cutting of other trees. The
accidents during cutting operations of snags occurred in the process of back-cutting, wedging,
delimbing and cross-cutting (Table 1). The cause for the increased share of accidents during
delimbing can be a faster working speed, whereas for the operation of back-cutting and
wedging it can be ascribed to the improper working process and insufficient safety distance.
The assumptions are at least partly confirmed also by the accident sources and the injured
body parts where during delimbing the chainsaw caused arm injuries, during back-cutting
operations the falling tree top caused shoulder injuries, whereas the wedging operation caused
leg injuries due to butt rebound.
Picture 3: Share and volume of cut trees by compartments with and without accidents in the scope of salvage cut
and cut of damaged trees
0,0% 1,0% 2,0% 3,0% 4,0% 5,0% 6,0%
Insects
Diseases, fungi
Game
Wind
Snow
Sleet
Landslide
Fire
Imission
Damages due to forest operations
Other
Insects
Diseases, fungi
Game
Wind
Snow
Sleet
Landslide
Fire
Imission
Damages due to forest operations
Other
Share of trees in compartments without accidents (N=7.079.653)
Share of tree volumes in compartments without accidents (V=5.616.526 m3)
Share of trees in compartments with accidents (N=536.184)
Share of tree volumes in compartments with accidents (V=465.667 m3)
Salvage cut
Damaged trees cut
146
Picture 4: Ratio between shares of the number or volume of cut trees in the scope of compartments with and
without accidents within salvage cut and cut of damaged trees
Table 1: Accident share by working operations, accident sources and injured body parts
Accident
share (%)
Legs Arms
Chainsaw Tree Trunk Tree
top Ground Chainsaw Tree Trunk
Tree
top Ground
Back-cutting (4)
17 (4) (2)
Wedging
17 (5)
(4)
(2)
Delimbing (7)
(7) (2) 17(14) 33 (14)
(2) (4) (5)
Cross-cutting (5)
17 (16)
(4)
(2)
17% – accident share during snag cutting, (5%) – accident share during cutting of other trees
4. DISCUSSION
In contrast to expectations, the study showed that working conditions of cutting due to
damages caused by bark beetles do not represent the increased accident risk for professional
wood-cutters if they are evaluated according to the cut timber volume or number of cut trees.
We believe that the most plausible cause pertains to the method of cutting which is according
to the selected direction of cutting the same as it is in the clear-cut. The cutting of larger
number of trees into the outbreak area prevents the hung-up of a tree and decreases the
possibility of branches or tree top breaking off and injuring the worker. On the contrary, the
results showed that the accident risk in conditions where also the individual trees or smaller
groups of snags are cut is higher than during salvage cut. The findings are thus consistent with
other studies which establish that sustainable forest management brings other dangers as does
clear-cut system (Hartfiel, 2002) and that the causes for 56 % of cutting accidents within the
stand occur due to improper release of hung-up trees, snag cutting and butt rebound during
cutting operation, and injuries caused by broken branches and tree tops (Peters, 1991).
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
Insects
Diseases, fungi
Game
Wind
Snow
Sleet
Landslide
Fire
Imission
Damages due to forest operations
Other
Insects
Diseases, fungi
Game
Wind
Snow
Sleet
Landslide
Fire
Imission
Damages due to forest operations
Other
Ratio between shares of trees in compartments with and without accidents
Ratio between shares of tree volumes in compartments with and without accidents
Salvage cut
Damaged trees cut
147
According to findings that fatal accidents can have different causes as non-fatal
accidents (Salminen et al., 1992), our results show that the accident share during snag cutting
without fatal result is smaller (3%) than fatal accident share (8%; Peters, 1991). The increased
accident risk during snag cutting is in individual working operations linked with uncontrolled
release of energy (Hartfiel, 2002). Therefore, the expected accident risk is due to broken and
falling branches and tree tops higher in cutting operations (back-cutting and wedging) as well
as during the falling of a tree. The accident analysis results showed that cutting accidents
occur during the expected working operations. Thus we presume that apart from longer
exposure the accident during snag delimbing occur due to faster work whereas during back-
cutting due to falling of broken tree parts. Consistent with accident causes, the injuries caused
by chainsaw and tree parts are more frequent.
Despite the findings that the salvage cut in general does not represent the increased
accident risk, it is apart from standard measures necessary to consider also special measures
for decreasing accident risk occurrence. During regular cutting operations it is necessary to
cut all snags first, if possible without wedging, and by applying hand or tractor winch. The
other option is to leave snags in the forest. However, by selecting the latter option, the cutting
direction of other trees has to meet the minimum safety distance from the snags.
REFERENCES
Čas, M., Adamič, M., 2007. Influence of climate change on the fluctuation of capercaillie
(Tetrao urogallus L.) population in the Slovenian southeast Alps. In: Jurc, M. (ed.).
Climate changes - impact on forest and forestry, Ljubjana, Studia forestalia Slovenica,
p. 99-116
Demšar, L., Jurc, M., 2007. The Influence of some Ecological Factors on Spruce Bark Beetles
(Coleoptera: Scolytidae) in the Javorje District, Kranj Forest Management Region. In:
Jurc, M. (ed.). Climate changes - impact on forest and forestry, Studia forestalia
Slovenica, Ljubjana, 130, p.475
Gričar, J., Oven, P., Levanič, T., 2007. Effect of drought in the year 2003 on cambial activity
in Norway spruce (Picea abies Karst.) in the Pokljuka and at Sorško polje. In: Jurc, M.
(ed.). Climate changes - impact on forest and forestry, Studia forestalia Slovenica,
Ljubjana, 130, p. 177-189
Hartfiel, J., 2002. Auswirkungen naturnaher Waldbewirtschaftung auf die Arbeitssicherheit.
Allgemeine Forst Zeitschrift für Waldwirtschaft und Umweltvorsorge, 57, 13, p. 667-
669
Impacts of Climate Change on European Forests and Options for Adaptation. 2008.
http://ec.europa.eu/agriculture/analysis/external/euro_forests/ (22.9.2010)
Jakša, J., 2005. Bark Beetles in Slovene Forests in the Period 1995-2004. Ujma, Ljubljana,
19. p. 154-162
Kajfeţ-Bogataj, L., 2007. Climate change now and future changes in climate. In: Jurc, M.
(ed.). Climate changes - impact on forest and forestry, Studia forestalia Slovenica,
Ljubjana, p. 13-26
Kajfeţ-Bogataj, L., Bergant, K., 2005. Climate change and drought in Slovenia. Ujma,
Ljubljana, 19, p. 37-41.
Ogris, N., Jurc, M., 2007. Potential changes in distribution of autochthonic species of maples
(Acer pseudoplatanus, A. compestre, A. platanoides, A. obtusatum) for the climate
change in Slovenia. In: Jurc, M. (ed.). Climate changes - impact on forest and forestry,
Studia forestalia Slovenica, Ljubjana, p. 317-334
Peters, P.A., 1991. Chain Saw Felling Accidents. Transactions of teh ASAE, 34, 6, p. 2600-
2608
148
Poje, A., 2003. Work accidents in Slovenian forestry companies - concession holders in the
year 2002. Gozdarski vestnik, 61, 9, p. 360-371
Potočnik, I., Pentek, T., Poje, A., 2009. Severity analiysis of accidents in forests operations.
Croat. j. for. eng., 30, 2, p. 171-184
Salminen, S., Saari, J., Saarela, K. L., Räsänen, T., 1992. Fatal and non-fatal occupational
accidents: identical versus differential causation. Safety Science, 15, 2. p. 109-118
Authors address:
Ph.D. Anton Poje
University of Ljubljana, Biotechnical Faculty, Department for forestry and renewable resources
Večna pot 83, 1000 Ljubljana, Slovenija
anton.poje@bf.uni-lj.si
Ph. D. Igor Potočnik
University of Ljubljana, Biotechnical Faculty, Department for forestry and renewable resources
Večna pot 83, 1000 Ljubljana, Slovenija
igor.potocnik@bf.uni-lj.si
149
PROGRESÍVNE POSTUPY UMELEJ OBNOVY HOLÍN PO
NÁHODNÝCH ŤAŢBÁCH
PROGRESSIVE REFORESTATION TECHNIQUES AFTER
INCIDENTAL FELLINGS
ANNA TUČEKOVÁ
Abstract: The paper presents the results of research verified progressive afforestation of large artificial calamity
clearings after the incidental fellings. Restoring of forest ecosystems affected by natural disasters requires a
significantly different approach than is usual in artificial forest regeneration, and particularly due significant to
rapid changes in ecological conditions on regenerated areas. Among the advanced technologies of artificial
afforestation with favorable results belongs planting of high quality bareroot and conteinerized plants, using of
various additives, as well as unconventional seeding "into the vegetation cells."
Key words: artificial forets regeneration of incidental fellings, progressive practices
1. ÚVOD
Obnova lesných spoločenstiev postihnutých prírodnými pohromami si vyţaduje
výrazne iný prístup ako je to pri beţnej umelej obnove lesa a to najmä v dôsledku výrazných
rýchlych zmien ekologických podmienok obnovovaných plôch. Zmena ekologických
podmienok po prírodných pohromách ako sú napr. aj vetrové kalamity je náhla, radikálna.
Odklad obnovy na nich zvyčajne znamená ochudobnenie vrchných vrstiev pôdy o ţiviny,
stratu na produkcii z dôvodu nevyuţívania produkčného potenciálu stanovišťa, zaburinenie
plochy a následné zvýšenie nákladov na samotnú obnovu i ďalšiu starostlivosť o zaloţené
kultúry. Preto treba tieto skutočnosti zohľadniť nielen pri voľbe druhu a kvality sadbového
materiálu ale aj technologických postupoch obnovy týchto holín (TUČEKOVÁ 2010).
Eliminovať negatívne dopady zhoršujúcich a meniacich sa klimatických podmienok sa
dnes aj lesníci snaţia všetkými dostupnými prostriedkami, či uţ sú to zmeny spôsobov
hospodárenia alebo vyuţívanie prírodných materiálov a v minulosti nepouţívaných postupov.
Toto platí aj v lesníckom procese umelej obnovy (zalesňovania) neočakávaných
veľkoplošných kalamitných holín po náhodných ťaţbách. Lesnícky výskum sa uţ viac ako
desaťročie zaoberá viacerými v minulosti nevyuţívanými technologickými postupmi, ktoré
moţno zaraďovať k netradičným a progresívnym (TUČEKOVÁ 2010).
Výsledky tohto výskumu sú priebeţne publikované v dostupných periodikách na
domácich ale aj medzinárodných seminároch a konferenciách. V príspevku citujem naše
publikované práce týkajúce sa zásad umelej obnovy veľkoplošných kalamitných holín
s vyuţitím progresívnych technologických postupov, v ktorých boli vedecké poznatky
zdokumentované podrobnejšie.
2. HLAVNÉ ZÁSADY UMELEJ OBNOVY KALAMITNÝCH HOLÍN PO
NÁHODNÝCH ŤAŢBÁCH
2.1. Sadbový materiál, jeho kvalita a výber na umelú obnovu holín po kalamite
V posledných rokoch sa na Slovensku ročne zalesňuje v priemere 9 tis. ha, z toho
kalamitných holín po náhodných ťaţbách je v rôznych podmienkach vysoký podiel. Čoraz
častejšie sa zdôrazňuje pestovanie "sadeníc na mieru", čiţe sadeníc dopestovaných určitými,
čo najracionálnejšími technológiami tak, aby spĺňali poţadované kritériá, ktoré sú
predpokladom pre úspešné prekonanie šoku z presadenia, odolnosti voči škodlivým faktorom
pôsobiacim na zalesňovaných lokalitách a prispôsobenie sa stanovištným podmienkam
150
zalesňovaných holín. Príkladom takéhoto postupu je napr. umelé skracovanie fotoperiódy
prikrývaním sadeníc tmavou fóliou pre dosiahnutie neskoršieho pučania a vyhnutie sa jarným
prízemným mrazom, aplikácia mykoríz na pestovaný sadbový materiál.
Významný článok v komplexe prác súvisiacich so zakladaním porastov sadbou tvorí
správna voľba sadbového materiálu. Sadbový materiál treba voliť diferencovane s ohľadom
na podmienky prostredia jeho ďalšieho rastu. Všeobecne je potrebné vychádzať zo zásady, ţe
so zhoršujúcimi sa podmienkami prostredia sa zvyšujú nároky na výber vhodných sadeníc.
O úspechu respektíve neúspechu umelej obnovy lesa sa začína rozhodovať uţ v lesnej škôlke.
Sadbový materiál, ktorý sa pouţije na umelú obnovu lesa musí byť kvalitný (genetická,
morfologická fyziologická kvalita + zdravotný stav). Hlavným parametrom na posudzovanie
kvality sadbového materiálu je koreňový systém.
Rozhodujúcu úlohu pre úspešnosť zalesňovacích prác hrá dodrţiavanie fyziologickej
kvality sadbového materiálu. Uţ krátkodobé nedodrţanie technologického postupu pri
pestovaní a manipulácii so sadbovým materiálom (nesprávne vyzdvihovanie, nedostatočná
ochrana koreňového systému, nesprávne krátkodobé a dlhodobé skladovanie) vedie
k výraznému fyziologickému poškodeniu sadbového materiálu. Je zrejmé, ţe práve
fyziologický stav rastliny a to predovšetkým koreňov je determinujúcim prvkom ujatosti. Je
ale potrebné zdôrazniť, ţe aj sadbový materiál, ktorý nebol vystavený fyziologickému stresu
môţe mať vysoké percento strát. Tento fakt je primárne zapríčinený práve v poslednom
období suchom v jarnom zalesňovacom období. Preto je potrebné obrátiť pozornosť k
spôsobom ako zabezpečiť novovysádzaným lesným kultúram dostatok vody. Jedným z riešení
sa ukazuje aj pouţitie hydroabsorbentov pri umelej obnove lesa (TUČEKOVÁ 2004).
Fyziologická kvalita sadbového materiálu je daná najmä stavom vodného reţimu
sadeníc, stavom zásobných látok, stupňom vegetačného kľudu, odolnosťou voči stresom,
rastovým potenciálom koreňov, stavom mykorízy a pod.. Viacerí autori povaţujú za najväčšie
riziko pri zalesňovaní pouţívanie sadbového materiálu s narušeným vodným reţimom
(CHALUPA 1997). Dochádza k nemu v období od vyzdvihnutia sadenice po jej výsadbu,
prípadne aj po výsadbe v dôsledku extrémneho sucha. So zvyšovaním extrémov klimatických
a pôdnych podmienok sa zvyšujú aj poţiadavky na fyziologickú kvalitu sadbového materiálu.
Poznatky zo zahraničia dokazujú, ţe zavedením progresívnej novinky exaktného zisťovania
kontroly fyziologickej kvality klesli straty na zalesňovaní v lesnícky vyspelých krajinách
o cca 20 % (DUNSWORTH 1997, JOHNSON 1994).
Nebezpečenstvo zníţenia fyziologickej kvality je podstatne vyššie pri voľnokorennom
sadbovom materiály. Pritom rozhodujúcim a nezanedbateľným parametrom je stav
koreňového systému, predovšetkým schopnosť rastu nových koreňov, ktorý súvisí s príjmom
ţivín a vody pre ujímajúce sa, pučiace dreviny. Koreňový systém je v porovnaní s nadzemnou
časťou náchylnejší k fyziologickému poškodeniu. Preto je potrebné sústrediť sa na tie
opatrenia, pomocou ktorých je moţné udrţať sadbový materiál čo najkvalitnejší čo môţe
následne zníţiť šok po výsadbe. Z tohto dôvodu odporúčame na koreňový systém sadeníc
aplikáciu vhodných vododrţných látok najlepšie ihneď po ich vyzdvihnutí. Fyziologickú
kvalitu sadeníc nemoţno teda podceniť. Úbytok vody v koreňoch viac ako 15 % obyčajne
vyvoláva 100 %-né straty po výsadbe.
Pre konkrétne podmienky zalesňovanej holiny je potrebné rozdeliť sadbový materiál
na voľnokorenný a krytokorenný (obalený). Prednosti sadbového materiálu s obaleným
koreňovým systémom sú všeobecne známe a uznávané. Jeho pouţitie je najmä na lokalitách
s extrémnymi podmienkami pôdnymi alebo klimatickými. Veľkosť obalených aj
voľnokorenných semenáčikov a sadeníc sa musí voliť s ohľadom na konkurenciu buriny.
Dodnes u nás percento krytokorenných sadeníc (z celkového vysádzaného sadbového
materiálu) napriek svojim pozitívnym vlastnostiam a výhodám nepresahuje 10 %.
Ekonomické rozbory aj v našich prevádzkových podmienkach ukázali, ţe i keď sú náklady na
151
zaloţenie kultúry obalenými sadenicami vyššie (asi o 28 %) ako voľnokorennými, celkové
náklady na zaistenú 5-ročnú kultúru vrátane produkčných strát sú naopak o 20 % niţšie.
Zniţovanie nákladov pouţitím voľnokorenného často slabšieho a teda aj lacnejšieho
sadbového materiálu, obyčajne nevedie k pozitívnemu ekonomickému efektu a negatívne sa
odráţa vo výške nákladov na ďalšiu starostlivosť o kultúru. Ďalšou výhodou krytokorenného
materiálu, ktorá sa prejavuje určitým ekonomickým efektom je predlţovanie sezóny výsadby,
čo sa následne prejavuje nielen rýchlejším zvládnutím zalesňovacích úloh ale aj lepším
vyuţitím priaznivejšieho stavu holín po odlesnení, príp. vyuţitím pracovných síl.
Po viacročnom výskumnom vyhodnocovaní rastových parametrov nadzemnej časti,
koreňového systému, zdravotného stavu a poškodenia výsadieb na čerstvých kalamitných
holinách nezaburinených sa preukazuje ako efektívnejšie pouţitie výsadby krytokorenného
sadbového materiálu (TUČEKOVÁ A KOL. 2008). Obdobie výsadby krytokorenných sadeníc
moţno predĺţiť aţ do času ich intenzívneho rastu, kedy sú citlivejšie na manipuláciu a
pokračovať koncom leta, kedy moţno vyuţiť druhú etapu rastu koreňov. Treba sa vyvarovať
neskorej sadby v jesennom období, vtedy korene nestihnú prerásť do okolitej pôdy a následne
sú poškodzované vyťahovaním mrazom. V prípade nedodrţania odporúčanej technológie
pestovania a výsadby krytokorenných sadeníc vzniká riziko deformácie koreňovej sústavy,
ktorá podobne ako pri voľnokorenných sadeniciach negatívne ovplyvní stabilitu zakladaných
kultúr. Krytokorenný sadbový materiál pestovaný intenzívnymi technológiami je moţné
pozitívne doplniť o mykorizáciu koreňov, ktorá vedie k lepšej schopnosti sadeníc prijímať
z pôdy ţiviny, ktoré sú nedostupné pre nemykorízne korene. Tieto technológie významne
vyuţívané v susedných krajinách (Poľsko, Česko) sú v našich podmienkach v štádiu
výskumného overovania (TUČEKOVÁ 2004, 2006, TUČEKOVÁ A KOL. 2009).
2.2 Progresívne technológie zalesňovania kalamitných holín sadbou (meliorácie,
hnojenie, aditíva)
Pri zalesňovaní rozsiahlejších kalamitných holín, na lokalitách s intenzívnym
nástupom buriny brániacej prirodzenej obnove (bez moţnosti pouţitia herbicídnych
prípravkov) a tam, kde je potreba urýchliť vytvorenie porastovej mikroklímy, dosiahnuť
aspoň čiastočnej vekovej rozrôznenosti zakladaného porastu a prispieť k vytvoreniu
priaznivej skladby pôdnych mikroorganizmov je moţné pouţiť výsadbu v bioskupinách.
Výsadba bioskupín je svojím charakterom formou umelej obnovy aj keď v sebe spája
čiastočne prvky obnovy prirodzenej.
Dlhodobo je v procese technológií umelej obnovy lesa sadbou výskumne riešená
problematika pôdnych aditív. Ide o rôzne materiály, hnojivá (organické, organominerálne,
prírodné), mikrobiologické a mykorízne prípravky, ktorých účelom je úprava pôdneho
prostredia (zníţenie kyslosti), udrţanie vlahy a dodanie absentujúcich ţivín (v našich
podmienkach predovšetkým horčíka, vápnika, fosforu). Preukazuje sa, ţe okrem mierneho
zvyšovania prírastku lesných kultúr moţno pomocou meliorácií, hnojenia a vápnenia
dosiahnuť kratší časový interval potrebný na ich zabezpečenie (Tučeková 2000).
Plošná aplikácia mletého dolomitického vápenca, prípadne čistého vápenca, má najmä
preventívny (kompenzačný) účinok z hľadiska tlmenia kyslej depozície v pôde. Výsledky
hodnotení na zdravotný stav lesných porastov sú však nejednoznačné. Pre účinnosť vápnenia
má veľký význam stav a charakter porastu a v literatúre sa uvádza ako problematické
celoplošné vápnenie holín, pri ktorom môţu prevládnuť negatívne dopady (podpora rastu
buriny, strata humusu, a dusíka a i.). Pri umelej obnove moţno vyuţiť vápnenie pri výsadbe
priamo do jamky alebo na jej povrch. Aplikácia dolomitického vápenca ako výplň
v mulčovacích plachtičkách nám však preukázala v koreňovom priestore výsadieb veľmi
pomalý a slabý účinok, objavujúci sa len v najvrchnejších vrstvách pôdy (cca do 5 cm)
(TUČEKOVÁ 2000).
152
Od chemickej meliorácie nemoţno oddeliť hnojenie, ktoré má zlepšiť stav výţivy
dodaním konkrétnych deficitných ţivín a tým zvýšiť vitalitu a toleranciu vysádzaných drevín.
Nedostatok ţivín sa prejavuje poruchami rastu sprevádzanými často karenčnými javmi
(farebné zmeny asimilačných orgánov, ţltnutie, škvrny na listoch). V kultúrach smreka
vyšších polôh sa často tieto javy prekrývajú s prejavmi šoku z presadenia (voľnokorenné
výsadby) a tu je práve hnojenie neúčinné. Preukázalo sa, ţe karenčné javy po správnom
prihnojení rýchlo miznú.
Hnojivá (najmä umelé, priemyselné) nemajú prísť do priameho kontaktu s koreňmi
a nadzemnou časťou a je dôleţitá ich doba aplikácie. U prevaţnej väčšiny starších hnojív
(práškové, tabletové, granulované) sa po aplikácii uvoľňovali ţiviny v pomerne krátkej dobe
(hlavne dusík). V súčasnosti dostupné hnojivá sú vyrobené cielene, uvoľňujú ţiviny
vymývaním vodou, príp. teplom pomaly a postupne. Hnojivá je nutné aplikovať v čase, kedy
sú korene sadeníc schopné ich prijímať, priamo pri výsadbe alebo druhý rok po výsadbe
v jarnom období, neskoršia aplikácia sa neodporúča, pretoţe môţe nepriaznivo ovplyvniť
fenologickú fázu (dokončovanie rastu, zdrevnatenie výhonkov) a v konečnom dôsledku
podporiť najmä rast okolitej vegetácie (buriny). Rast nových koreňov je závislý od teploty
pôdy, ktorá sa uvádza ako optimálna pre rast nových koreňov okolo 20 °C, táto sa vo
vysokohorských polohách udrţiava len krátke časové obdobie (máj - august).
Na holinách s nedostatočným ţivinovým reţimom, príp. kalamitných holinách po
poţiari odporúčame pri výsadbe aplikovať výskumne overované organominerálne hnojivá
a aditíva na báze ekologických produktov mikrobiálneho pôvodu. Tieto aditíva všeobecne
priaznivo ovplyvňujú bakteriálne procesy v pôde, viaţu atmosférický dusík, zabezpečujú
lepšie vyuţitie ţivín a rýchlejšie odrastanie kultúr.
Pri súčasných klimatických zmenách a výkyvoch (nedostatok a nerovnomernosť zráţok
počas vegetačného obdobia) je potrebné obrátiť pozornosť k spôsobom ako zabezpečiť
novovysádzaným lesným kultúram na rozsiahlych odkrytých holinách dostatok vody. Jedným
z riešení je priamo pri samotnej výsadbe pouţitie hydroabsorbentov (hydrogelov). Umelá
obnova v neskorších jarných termínoch je spojená v posledných rokoch s rizikom vysokých
strát spôsobených nielen nedostatkom zráţok ale aj nástupom vysokých teplôt.
Hydroabsorbenty (hydrogely), ktoré sú schopné viazať rastline prístupnú vodu, počas
transportu a manipulácie chránia koreňový systém sadbového materiálu pred poškodením
suchom a po výsadbe podporujú optimálny príjem vody čím zlepšujú nielen vývin koreňovej
sústavy, ale zvyšujú rozsah ujatosti novozaloţených lesných kultúr. Potvrdzujú to najnovšie
výsledky overovania týchto produktov na NLC – LVÚ Zvolen v rámci výskumu v rôznych
oblastiach Slovenska (Záhorie, Nízke a Vysoké Tatry, Spiš, Kysuce, Orava, Burda a i.).
V zahraničí boli doteraz k dispozícii len výsledky aplikácie hydroabsorbentov v aridných
a semiaridnych oblastiach. Na Slovensku sme spracovali prvé informácie o ich pouţití
v klimatických podmienkach strednej Európy (Tučeková 2004, Tučeková a kol. 2008).
Hydrogely a mikrobiologické pôdne kondicionéry sa preukazujú uţ niekoľko rokov
v spoločnej kombinácii ako najúčinnejšie aditíva pri umelej obnove na kalamitných holinách.
Ich aplikácia v novovyvinutej granulkovej podobe pôdneho bakteriálneho kondicionéra je
veľmi jednoduchá a nenáročná aj v lesníckych technológiách (výskumne overené NLC-LVÚ
Zvolen - Tučeková a kol. 2008, 2009). Sú to technológie zalesňovania, ktoré súvisia
s ochranou ţivotného prostredia, s citlivými ekologickými postupmi zvyšovania odolnosti
a vitality novozakladaných kultúr a preto ich môţeme nazývať v prírode blízkom hospodárení
„zelenými“.
Pouţitie bakteriálnych ekoproduktov a hydrogelu v pôdach s mikrobiálnym deficitom
zlepšuje nielen vlhkostné pomery ale hlavne má na novozakladané kultúry pozitívny efekt.
Obidva prípravky zvyšujú percento ujatia sadeníc o cca 10-15 %, zniţujú šok po výsadbe
a zároveň priaznivo podporujú rozvoj koreňových vlásočníc vrátane celkového adaptačného
153
procesu. Určité mnoţstvo mikroorganizmov výrazne obmedzuje prítomnosť patogénov
v koreňoch drevín. Preţívanie a aktivita patogénov je nepriamo úmerná mnoţstvu
mikroorganizmov v pôde. Individuálna odolnosť stromu je výrazne limitovaná kvalitou
svojho koreňového systému. Aj výskum aplikovaných mykoríznych inokúl húb
v škôlkárskych technológiách a pri samotnej výsadbe, ktorý je v počiatočnom štádiu
testovania, sa doteraz javí perspektívne.
Účelom hnojenia je vo všeobecnosti navrátenie odčerpaných ţivín do pôdy, v lesných
porastoch je to skôr doplnenie deficitných ţivín na určitých stanovištiach. V niektorých
krajinách ako napr. vo Veľkej Británii na stanovištiach s výrazným deficitom fosforu alebo na
stanovištiach s blokovaním mineralizácie organickej hmoty a s deficitom prístupného dusíka
je hnojenie nutnou súčasťou pestovania lesa. V minulosti sa v strednej Európe nehnojili ani
chudobné lesné pôdy, aţ degradácia pôd vplyvom imisií si vyţiadala aktívne zásahy do
pôdneho prostredia. Išlo najmä o vápnenie, ale aj o pouţitie rôznych minerálnych hnojív
v rôznych rastových fázach lesa, hlavne však pri umelej obnove. Na Slovensku sa v 80-tych
a začiatkom 90-tych rokov minulého storočia v podhorských a horských oblastiach pod
vplyvom imisií realizovalo prevádzkové vápnenie, ale overovalo sa aj pouţitie minerálnych
hnojív. V podstatne väčšom rozsahu sa aplikovali minerálne hnojivá v Nemecku a v Českej
republike, kde došlo často k radikálnym zmenám pôdnych vlastností.
V súčasnosti sa názory na opodstatnenosť, účelnosť a efektívnosť hnojenia pri
hospodárení v lese v podmienkach Slovenska líšia. Na jednej strane sa na hnojenie lesných
pôd moţno pozerať ako na jeden z prostriedkov moderného pestovania lesa, ako uvádza
pedológ prof. Šály a za určitých podmienok je hnojenie, prípadne komplexné pedomelioračné
opatrenie, podmienkou obnovenia autoregulačnej schopnosti lesných ekosystémov. Existujú
však aj názory, ţe pri degradácii stanovišťa je vhodnejšie akceptovať princíp prispôsobenia sa
rastlinného spoločenstva zmeneným podmienkam prostredia ako zasa uvádza prof. Čaboun.
Pri kalkuláciách kolobehu ţivín sa zvyčajne vychádza z predstavy rovnomerného rozdelenia
ţivín na plošnej jednotke. Treba sa však zmieniť aj o tom, ţe aj v súčasnosti pri ponechaní
tenčiny na holine po kalamite dochádza jednak k nerovnomernému plošnému rozloţeniu ţivín
(uhadzovanie zvyškov na hromady) a jednak k určitým stratám ţivín (spálenie ťaţbových
zvyškov a moţné erózne straty popola). Odborná literatúra ponúka mnoţstvo podkladov
o vstupných dátach pre kalkulácie a hodnotenie odčerpávania ţivín, konkrétne bilancie
a výsledky reálneho dopadu odberu biomasy na pôdne vlastnosti sú zriedkavé, resp. odráţajú
rôzne názory na moţnú degradáciu stanovišťa.
V posledných desaťročiach sa aj na Slovensku venujeme tejto progresívnej
problematike meliorácií a prihnojovania novozakladaných lesných kultúr. Dôvodom sú časté
ţivinovo nevyváţené pomery v lesných pôdach po rozpade monokultúr smreka, zníţená
aktivita pôdnej mikroflóry spojená s nedostatkom a nepravidelnosťou zráţok. Pri analýzach
kyslých a veľmi kyslých pôd bola zistená úplná absencia pôdnych baktérií, ktoré pri pH
niţšom ako 5 nedokáţu preţívať. Naše pôdy po rozpade monokultúr smreka na rozsiahlych
holinách majú často pH hodnoty pôd v priestore koreňovej vrstvy (do hĺbky 25 cm) okolo 3,8-
4,5.
Vysoké percento výsadieb smreka (ale aj iných drevín) na kalamitných holinách po
rozpade monokultúr smreka (najmä na Kysuciach) je uţ po 1. roku napadnuté čiernymi
povrazcami (rizomorfami) václavky (Armillarie), ktoré rastú na okolitých pňoch a pod kôrou
smreka. Z toho hľadiska by sme navrhovali voľbu redšieho sponu výsadby a vysádzanie
sadeníc v relatívne bezpečnej vzdialenosti od infikovaných pňov tej istej hostiteľskej dreviny
(3-4 m). Z lesníckych protiopatrení pri rekonštrukciách smrečín na týchto veľkoplošných
holinách prichádza do úvahy zvýšenie zastúpenia listnatých drevín, predovšetkým buka
a javora horského na úkor smreka.
Mykorizácia koreňov vedie k lepšej schopnosti sadeníc prijímať z pôdy ţiviny, ktoré
154
sú nedostupné pre nemykorízne korene. U viac ako 80 % všetkých rastlinných druhov na
planéte je mykorízna symbióza vytvorená prirodzene. Repáč (2001) prezentuje, ţe
veľkovýrobné technológie pestovania sadbového materiálu a narušené mykorízne pomery na
výsadbových plochách sťaţujú prirodzenú tvorbu mykoríz. Cudlín s kolektívom (1990)
uvádzajú, ţe jednou z príčin neúspechu zalesňovania vegetatívnym materiálom môţe byť
taktieţ nedostatočný vývin mykoríz. Výskum v súčasnosti v tejto oblasti prebieha aj na
Slovensku.
Po ujatosti sadbového materiálu voľnokorenného aj krytokorenného je v procese
adaptácie potrebné venovať ďalšiu pozornosť zabezpečeniu lesnej kultúry. Počas prvých
rokov po výsadbe je zaloţená lesná kultúra vystavená veľkému konkurenčnému tlaku buriny
príp. aj ataku biotických škodlivých činiteľov. Rozhodujúcim faktorom pre zabezpečenie
lesnej kultúry je zabezpečiť jej rýchle výškové odrastenie. Ani najstarostlivejšia výsadba však
ešte nezabezpečí plynulé odrastanie kultúry. V dôsledku zanedbania ošetrovania a ochrany
zaloţených kultúr sú často náklady na vypestovanie sadbového materiálu a samotnú výsadbu
nenávratne stratené. Lesný hospodár musí preto predvídať moţné poškodenia, starostlivo si
všímať napadnutie škodcami a realizovať protiopatrenia.
2.3 Progresívne technológie zalesňovania kalamitných holín sejbou („vegetačné bunky“) Aby sme sa vyhli v niektorých extrémnych prípadoch na veľkoplošných kalamitných
holinách umelej obnove sadbou navrhujeme moţnosť čo najlepšieho vyuţitia semena -
priamym výsevom. Sejba je jedna z prírode blízkych metód obnovy lesa, ktorá je najbliţšia
k prirodzenej obnove. Aj keď tento spôsob obnovy patrí k prvým metódam umelej obnovy
(zalesňovania) nemá doteraz širšie prevádzkové uplatnenie. Aspoň čiastočne eliminovať
negatívne faktory vysokých strát biotickými a abiotickými činiteľmi príp. problematickú
ochranu klíčnych rastlín proti tlaku buriny navrhuje netradičný spôsob „sejby vo vegetačných
bunkách“ („vegetačné bunky“: substrát, semeno, hydrogel, pôdny kondicionér vo vegetačnom
kryte). Technológia navrhnutá Ing. Štreitom (patentovaná v ČR) má zaistiť nielen vhodné
fyzikálne a chemické podmienky, ale aj vhodný hydrotermálny reţim pre rozvoj klíčnych
rastlín a semenáčikov. Pri testovaní tejto technológie na veľkoplošných kalamitných holinách
u nás sme v spolupráci s autorom doplnili o podporné látky typu mikrobiologický pôdny
kondicionér, hydroabsorbent, práve z dôvodu významných zmien pôdnych koreňových
vrstiev v našich imisných, kalamitných podmienkach, ovplyvnených extrémami klímy
(teplota, vlaha). Na Slovensku túto technológiu overujeme v prevádzkových podmienkach na
viacerých kalamitných holinách od r. 2005( TANAP, Kysuce, Orava, Spiš, Nízke Tatry - v
rámci OZ Beňuš, Námestovo, Čadca, Levice, Rimavská Sobota, Lesy ProPopulo s.r.o.,
Vojenské lesy Malacky, Keţmarok a VŠLP TU Zvolen). Testovanie technológie „sejby do
vegetačných buniek“ bolo v rámci výskumu (na NLC–LVÚ Zvolen) realizované na
Slovensku v 12 porastoch na veľmi kyslých, kyslých, stredne bohatých aj extrémne
chudobných stanovištiach od nadmorskej výšky 200 aţ do 1100 m n.m. Táto progresívna
technológia perspektívne pri nízkych nákladoch (o 30-40% niţšie ako pri sadbe) a prácnosti
má opodstatnenie v narušenom prostredí kalamitných holín, pri nedostatku kvalitného
sadbového materiálu na výsadbu rozsiahlych holín po kalamitách (TUČEKOVÁ 2007).
Vyklíčené semenáčiky preţívajú bez väčších problémov, poškodení, prevaţne v dobrom
zdravotnom stave (obdoba malého fóliového krytu). Výsevy majú porovnateľné rastové
parametre s klasickými výsadbami, ktoré často po šoku z presadenia majú vyššie percento
strát a poškodenie terminálnych vrcholov, ale najmä nekvalitne vysadený deformovaný
koreňový systém. Výsevy nemajú ţiadne deformácie koreňových sústav, ktoré je následne
spojené s napadnutím rôznymi plesňami a hubami.
155
3. ZÁVER
Zakladaniu lesných porastov na holinách po kalamite umelou cestou sa venuje
pozornosť aj z hľadiska zabezpečenia produkčných i mimoprodukčných funkcií lesa, ktoré
vyplývajú z revitalizácie lesných spoločenstiev. Lesnícky výskum u nás sa zameriava na
hľadanie a skúšanie viacerých progresívnych metód a postupov obnovy holín po náhodných
ťaţbách, ktoré by zvýšili mieru úspechu lesníckeho snaţenia. Výsledkom viacročného
výskumného snaţenia na Kysuciach je vytypovanie a zaloţenie demonštračného objektu
Husárik (DO) na území patriacom Odštepnému závodu Čadca. Cieľom projektu je
vybudovanie poloprevádzkového objektu pre vývoj, overenie a praktickú demonštráciu
nových technológií premeny smrečín na stabilnejšie multifunkčné lesy. Podľa navrhnutých
aktivít v projekte sa v jarnom a jesennom období r. 2011 zaloţili viaceré experimenty aj v
oblasti umelej obnovy lesa (pokusné voľné výsevy drevín - smrek, jedľa, smrekovec, buk,
dub, javor, jaseň a duglaska do pripravenej pôdy, mikrovýsevy do vegetačných buniek,
výsadby voľnokorenných a krytokorenných sadeníc, demonštračné výsadby voľnokorenných
sadeníc smreka, jedle a buka s variantmi pouţitia rôznych aditív, neceloplošné výsadby,
podsadby a podsejby. Súčasne na to bude nadväzovať efektívny a kontinuálny prenos
súčasných aj budúcich poznatkov do praxe lesného hospodárstva.
Pri riešení problematiky obnovy lesa je predpoklad získania nových poznatkov, ktoré
umoţnia „prírode bliţším“ spôsobom prispieť nielen k lepšiemu adaptačnému procesu nových
výsadieb, ale zároveň aj k zlepšeniu zdravotného stavu týchto novozakladaných porastov na
Slovensku. V rámci zvyšovania ekologickej stability nových lesných porastov na kalamitných
holinách treba zvoliť optimálne obnovné drevinové zloţenie v spojení s vhodnými formami
zmiešania týchto porastov. V súčasnosti uplatňovaná celoplošná forma umelej obnovy lesov
vytvára predpoklady pre vznik rovnovekých, štrukturálne málo diferencovaných porastov
a nedáva priestor pre vyuţitie prirodzených reprodukčných procesov, čím sa vytvárajú
predpoklady pre zúţenie biodiverzity. V rámci rekonštrukcií porastov sa začína overovať
u nás doteraz nepraktizovaná tzv. neceloplošná obnova lesa. Predbeţné výsledky sú
povzbudivé a aj preto sa ukazuje potreba overiť túto netradičnú formu obnovy nielen pri
rekonštrukciách, ale aj v rámci beţnej obnovy lesov. Ako uţ z pomenovania vyplýva, ide
o výsadbu sadeníc, prípadne výsev semien nie na celú obnovovanú plochu, ale v pruhoch
alebo hlúčikoch, ktorých stredy sú od seba vzdialené na priemernú vzdialenosť cieľových
stromov príslušnej dreviny.
Poďakovanie Všetky uvedené výskumné aktivity realizované na NLC-LVÚ Zvolen boli podporované Agentúrou na podporu
výskumu a vývoja na základe zmluvy č. APVV-0628-07“(50%) a realizáciou projektu „Demonštračný objekt
premeny odumierajúcich smrekových lesov na ekologicky stabilnejšie multifunkčné ekosystémy“,na základe
podpory operačného programu Výskum a vývoj financovaného z Európskeho fondu regionálneho rozvoja (50%).
LITERATÚRA
Cudlín, P., Chmelíková, E., Mejstřík, V, 1990. Occurrence of ectomycorrhizal structures in
rooted Norway spruce cuttings. In Mycorrhizas in ecosystems – structure and function.
Third European symposium on mycorrhizas, Sheffield, 19.-23. August 1990. s. 59-65
Chalupa, V., 1997. Moţnosti zvýšení ujímavosti proskořenných sazenic při výsadbě. Lesnická
práce, 1977, s. 350-353
Dunsworth, G. B., 1997. Plant quality assessment: an industrial perspective. New Forests 13,
1997, p. 439-448.
Johnson, C. M., 1994. Field performance of containern systems in British Columbia. For.
Cron.1994, 70, p. 137-139
156
Repáč, I., 2001. Tvorba mykoríz a rast semenáčikov borovice lesnej (Pinus sylvestris L.)
inokulovaných symbiotickými hubami. Acta Facultatis Forestalis, Zvolen, 2001, 275-
285
Tučeková, A., 200. Vplyv mulčovacích plachtičiek na rast a vývoj sadeníc smrekovca
opadavého (Larix decidua Mill.) v imisnej magnezitovej oblasti [The effect of mulching
cloths on the growth and development of larch (Larix decidua Mill.) transplants in a
region polluted by magnesite pollutants]. Lesnícky časopis-Forestry Journal. 2000, 46,
č. 2, s. 155-171.
Tučeková, A., 2004. Výsledky zalesňovania imisných holín voľnokorennými a obalenými
sadenicami. Lesnícky časopis-Forestry Journal, 2004, 50, č. 1, s. 17-39
Tučeková, A., 2004. Umelá obnova lesa kvalitným sadbovým materiálom a s vyuţitím
netradičných postupov. Zborník referátov z medzinárodného seminára „Aktuálne
problémy lesného škôlkárstva semenárstva a umelej obnovy lesa. L Mikuláš 22.-23.3.
2006, s. 35-40
Tučeková, A., 2007. O dôleţitosti prihnojovania výsadieb na kalamitných plochách.
Zabezpečiť lesnú kultúru v čo najkratšom čase. Lesník 2007, 5, s. 6
Tučeková, A., 2007. Pôdne kondicionéry v škôklárskych technológiách. In. Saniga, M.,
Jaloviar, P., Kucbel, S., 2007: Management of forests in chankung environmental
conditions. TU LF Zvolen, 2007, s. 56-66
Tučeková, A., Halák, A., Slamka, M., 2008. Hydrogely v umelej obnove lesa. Lesnícky
časopis Forestry Journal, 2008, 53, 4, s. 347-369
Tučeková, A., Longauerová, V., 2008. Vplyv ekologických a mikrobiologických prípravkov
na zdravotný stav a rast drevín v juvenilnom štádiu v oblasti kalamitných holín Kysúc
In. Zborník recenzovaných príspevkov z medzinárodnej vedeckej konferencie
„Silviculture at the Beginning of 21st Century“ Kostelec nad Černými lesy 9.-10.9.2008,
CD, ISBN 978-80-213-1805-2, 14 s.
Tučeková, A., 2009. Výsledky umelej obnovy kalamitných holín sejbou v Tanape. Results of
artificial regeneration of calamity clearings by sowing in TANAP. Zborník
recenzovaných príspevkov z medzinárodnej vedeckej konferencie konanej dňa 8. a 9.
septembra 2009 vo Zvolene. NLC-LVÚ. ISBN 978-8093-089-9, s. 87-97
Tučeková, A., Longauerová, V., Leontovyč, R., 2009. Poznatky z testovania mykorizovaného
preparátu Vambac na smreku (Picea abies L.) v oblasti s dlhodobo zvýšeným stavom
Armillarie sp. In. Sborník referátů „Mykorhiza v lesích a moţnosti její podpory“.
Frýdek-Místek 15.-16.marec 2009, ČLS ISBN 978-80-02-0212121-6, s. 52-58
Tučeková, A., 2010. Praktická realizácia progresívnych postupov zalesňovania kalamitných
holín po rozpade monokultúr smreka. In: Kulla, L., Sitková, Z. (eds.): Hynutie a
rekonštrukcie smrečín na Slovensku [DVD] : Recenzovaný zborník odborných prác.
Zvolen, Národné lesnícke centrum-Lesnícky výskumný úpstav Zvolen. 2010, s. 216-
223. ISBN 978-80-8093-129-2
Tučeková, A., 2010. Close to nature artificial regeneration of extensive calamity clearings. In:
Rakonjac, L. (ed.): Forest Ecosystems and Climate Changes: International Scientific
Conference, Belgrade, March 9-10th, 2010: Plenary lectures. Belgrade, Institute of
Forestry. 2010, s. 131-137. ISBN 978-86-80439-20-4
Adresa autorky:
Ing. Tučeková Anna, PhD.
Národné lesnícke centrum LVÚ Zvolen
T. G. Masaryka 22
960 01 Zvolen
tucekova@nlcsk.org
157
VPLYV NÁHODNÝCH ŤAŢIEB NA INVESTIČNÝ ROZVOJ
DREVOSPRACUJÚCEHO PRIEMYSLU SR
INFLUENCE OF INCIDENTAL FELLINGS ON CAPITAL
DEVELOPMENT OF WOODPROCESSING SECTOR IN SLOVAKIA
JOSEF DRÁBEK, MARTINA MERKOVÁ
Abstract
For the successful development of wood-processing industry in Slovakia are necessary wood raw resources. As
is known, wood harvesting has recently growing trend, but with a negative impact on the economy of forests and
also wood-processing industry because of decreasing quality of supplies mainly due to unplanned harvesting.
These factors then significantly influence the development of enterprises and their competitiveness in EU
markets. For the development of wood processing industry must be necessary implemented certain systematic
measures in the present time to ensure current share of wood-processing industry into employment, added value,
or GDP in Slovakia.
Key words: wood resources, wood-processing industry, investment development, enterprise competitiveness
ÚVOD
Ako potvrdzujú základné identifikačné údaje, Slovensko má významnú komparatívnu
výhodu a to v oblasti lesného hospodárstva - jeho zásob, štruktúry dodávok sortimentov pre
nadväzujúce odvetvie - drevospracujúci priemysel. Do drevospracujúceho priemyslu (DSP) za
posledné roky vstúpili významní zahraniční investori, ktorí zabezpečili rozvoj. DSP ako celok
svojou významnou exportnou výkonnosťou pozitívne vplýva na aktívne saldo platobnej
bilancie. Taktieţ nie je jeho zanedbateľný podiel na zamestnanosti v jednotlivých regiónoch
Slovenska. Ak by sme dokázali na Slovensku spracovať všetku disponibilnú surovinu z lesov
a nedošlo by k vývozu suroviny, tak podiel LH a DSP na HDP by zaznamenal výrazný rast,
samozrejme s pozitívnym vplyvom na regionálnu zamestnanosť, sociálnu stabilitu, ako aj na
ďalší rozvoj najmä malého a stredného podnikania.
1. DREVOSPRACUJÚCI PRIEMYSEL SR
Drevospracujúci priemysel (DSP) má v slovenskom hospodárstve špecifické postavenie.
Moţno konštatovať, ţe ešte stále disponuje komparatívnymi výhodami., ktoré však nie sú
zhodnotené v prospech SR ako celku. Je relatívne málo závislý na dovoze surovinových vstupov,
vzhľadom na ich rozloţenie, je významný jeho vplyv z pohľadu regionálneho rozvoja malého a
stredného podnikania. V prípade vyuţitia zmien technológie výroby a výsledkov inovačných
procesov môţe podporovať rast zamestnanosti v daných regiónoch.
Drevospracujúci priemysel je významným spôsobom poznačený dôsledkami globálnej
ekonomickej krízy. Jeho súčasný stav moţno povaţovať z pohľadu jeho výkonnosti za značne
kritický. Objem obchodu s drevom poklesol na Slovensku v prvom štvrťroku 2009 v
porovnaní s rovnakým obdobím roka 2008 o 46 %. Negatívny vývoj majú tieţ ceny dreva, tie
sa zníţili na svetových trhoch o 15 aţ 20 percent. Na Slovensku priemerná cena 1 m3 dreva v
prvom štvrťroku 2009 poklesla v priemere o 24 %. Moţno konštatovať, ţe ceny dreva sa
v roku 2009 stabilizovali a v priebehu roka 2010 začali postupne narastať. Aj keď tento vývoj
v roku 2008-2010 moţno povaţovať z pohľadu DSP za výhodný (dôsledok aj vo vývoji
objemov náhodných ťaţieb), tak tento stav sa ţiaľ nepremietol do celkovej efektívnosti DSP
158
(výrazný pokles realizačných cien na európskom a svetovom trhu výrobkov odvetvia
spracovania dreva (Suchomel, Gejdoš 2010).
Tab. 1 Vybrané ukazovatele v DSP a priemyselnej výrobe
Ukazovateľ OKEČ 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Trţby za vlastné
výkony a tovar (mil. SKK)
20-DP 7 635 8 790 9 872 11 305 11 144 12 554 15 508 17 646 20 455 17 647
361-NP 8 442 10 125 13 874 20 230 26 735 27 830 28 832 29 303 38 691 28 568
21-CPP 22 688 28 949 32 939 32 899 31 108 32 652 32 629 36 247 42 624 42 255
DSP 38 764 47 863 56 685 64 434 68 987 73 036 76 969 83 195 101
770 88 469
D 547
791
657
254
728
145
792
487
947
626
1 027
700
1 125
308
1 356
575
1 557
404
1 609
457 Hospodársky
výsledok pred
zdanením (mil. SKK)
20-DP -316 126 -22 243 -201 687 774 1 108 925 -51 324
361-NP -194 164 -288 -2 631 741 180 1 561 1 200 458 2 076
21-CPP 1 339 2 170 4 167 4 608 2 746 1 171 1 708 2 896 2 445 3 407
DSP 829 2 460 3 857 2 220 3 286 2 037 4 043 5 204 3 828 -45 841
D -9 505 9 868 29 327 24 500 35 712 57 100 64 133 78 561 72 841 65 045
Priemerný
evidenčný počet
pracovníkov (osoby)
20-DP 11 400 10 856 10 460 10 323 9 069 8 604 9 924 9 681 9 451 8 617
361-NP 10 351 9 079 10 043 10 410 11 015 11 158 11 830 14 240 15 970 14 812
21-CPP 10 577 10 141 9 828 8 978 8 509 7 615 7 458 7 285 7 110 7 409
DSP 32 328 30 075 30 331 29 710 28 592 27 377 29 212 31 206 32 531 30 838
D 392
703
379
688
381
666
377
770
376
151
363
981
368
664
370
471
383
563
394
965
Pridaná hodnota (mil. SKK)
20-DP 2 044 2 437 2 264 2 738 2 265 3 027 3 581 4 124 3 489 3 326
361-NP 2 027 2 252 2 501 2 313 4 390 4 581 5 355 5 958 6 090 8 013
21-CPP 7 066 9 223 11 081 9 907 7 676 6 657 7 134 8 285 8 899 8 453
DSP 11 137 13 912 15 846 14 958 14 331 14 265 16 071 18 367 18 478 19 793
D 128
792
152
519
169
498
174
843
187
497
215
609
225
745
248
856
272
322
259
946 Zdroj: údaje o DSP z MH SR, údaje o priemyselnej výrobe zo ŠÚ SR
Obr. 1 Trţby a pridaná hodnota v odvetviach DSP (mil. SKK)
Niektoré problémy sa v celom odvetví spracovania dreva dlhodobo neriešili. Svetová
finančná a hospodárska kríza odhalila chyby v smerovaní slovenského drevospracujúceho
priemyslu po roku 1990. DSP na Slovensku bol zdecimovaný, čo negatívne ovplyvňuje aj
efektívne vyuţívanie dreva ako domácej obnoviteľnej suroviny. Piliarske závody stratili odbyt
pre vysoké ceny svojej produkcie, zlú finančnú disciplínu a z vyťaţených 7,0 – aţ 9,,0 mil. m3
drevnej hmoty (v závislosti od rozsahu kalamít ) nedokáţu spracovať cca 20 % ponúkaných
sortimentov. Chýbajú spracovateľské kapacity najmä na bukovú guľatinu .
2. SUROVINOVÁ ZÁKLADŇA PRE DSP
Z pohľadu surovinových zdrojov pre DSP je významným ukazovateľom - lesnatosť
Slovenska, ktorá je pribliţne 40,9 %. Lesy na Slovensku majú pomerne pestré drevinové
0
5 000
10 000
15 000
20 000
25 000
30 000
35 000
40 000
45 000
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Trţ
by
v
m
il.
SK
K
.
20-DP 361-NP 21-CPP
0
2 000
4 000
6 000
8 000
10 000
12 000
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
PH
v m
il.
SK
K
.
20-DP 361-NP 21-CPP
159
zloţenie s najvyšším zastúpením buka 31,4 %, smreka 25,7 % a duba 13,3 %. (Správa
o lesnom hospodárstve, 2009).
Tab. 2 Vybrané krajiny s najvyššou lesnatosťou v Európe
Krajina Rozloha celkom
(tis. ha)
Lesy celkom (tis. ha) Lesnatosť (%)
1990 2000 2005 2010 2010
Fínsko 33 842 21 889 22 459 22 157 22 157 73
Švédsko 45 029 27 281 27 389 28 203 28 203 69
Slovinsko 2 027 1 188 1 233 1 243 1 253 62
Lotyšsko 6 459 3 173 3 241 3 297 3 354 54
Ruská Federácia 1 709 824 808 950 809 269 808 790 809 090 49
Rakúsko 8 387 3 776 3 838 3 862 3 887 47
Bosna a Hercegovina 5 121 2 210 2 185 2 185 2 185 43
Bielorusko 20 760 7 780 8 273 8 436 8 630 42
Slovensko 4 903 1 922 1 921 1 932 1 933 41
Portugalsko 9 212 3 327 3 420 3 437 3 456 38
Španielsko 50 537 13 818 16 988 17 293 18 173 36
Bulharsko 11 100 3 327 3 375 3 651 3 927 36
Česká republika 7 887 2 629 2 637 2 647 2 657 34
Litva 6 530 1 945 2 020 2 121 2 160 34
Chorvátsko 5 654 1 850 1 885 1 903 1 920 34
Európa celkom 2 306 276 989 471 998 239 1 001 150 1 005 001 45
Zdroj: Global Forest Resources Assessment 2010
Ťažba dreva v SR zaznamenáva rastúci trend. Z dôvodu vysokého podielu
náhodných ťaţieb sa prekročil ročný objem celkovej ťaţby dreva plánovanej v lesných
hospodárskych plánoch, ako aj sa zhoršila štruktúra dodávaných sortimentov dreva,
samozrejme s negatívnym dopadom nielen ne ekonomiku LH, ale aj ekonomiku podnikov
DSP. Z prognózovaných údajov moţno konštatovať, ţe pre rozvoj DSP sú dostatočné zdroje,
avšak ako potvrdzujú analýzy kvality dodávaných sortimentov, ich kvalita sa výrazne zniţuje,
a to aj v dôsledku rastu náhodných ťaţieb. Tab. 3 Vývoj objemov ťaţieb dreva v SR v rokoch 2000 – 2009 v m
3 (Gejdoš, Suchomel, 2011)
Rok
ťaţba plánovaná ťaţba realizovaná z toho ťaţba náhodná
ihličnatá listnatá spolu ihličnatá listnatá spolu ihličnatá listnatá spolu
2000 2 393 484 2 932 302 5 325 786 3 203 160 2 964 754 6 167 914 2 012 000 1 009 000 3 021 000
2001 2 517 251 3 101 059 5 618 310 3 037 450 3 146 907 6 184 357 1 581 000 861 400 2 442 400
2002 2 629 194 3 284 942 5 914 136 3 209 465 3 038 714 6 248 179 1 727 400 430 400 2 157 800
2003 2 723 524 3 473 918 6 197 442 3 508 522 3 143 380 6 651 902 2 375 800 300 900 2 676 700
2004 2 931 904 3 607 364 6 539 268 4 000 728 3 267 416 7 268 144 2 555 000 361 000 2 916 000
2005 3 088 908 3 732 952 6 821 860 6 927 449 3 263 088 10 190 537 6 152 700 380 300 6 533 000
2006 3 247 485 3 793 625 7 041 110 5 150 052 3 207 202 8 357 254 3 831 000 435 000 4 266 000
2007 3 341 664 3 886 615 7 228 279 5 435 466 3 149 347 8 584 814 4 271 800 429 000 4 700 800
2008 3 494 055 4 028 449 7 522 504 6 354 438 3 112 637 9 467 076 5 559 400 555 800 6 115 200
2009 3 672 407 4 158 063 7 830 470 6 183 485 3 064 662 9 248 147 5 178 800 406 900 5 585 700
Tab.4 Prognóza zásob dreva v SR (mil. m3)
Zdroj: Moravčík, 2007
Zásoby dreva 2010 2015 2020 2025 Vízia 2050
ihličnaté 213,4 213,4 208,4 204,3 181,8
listnaté 237,9 239,5 240,3 241,8 233,0
spolu 451,3 452,9 450,7 446,1 418,1
Spolu na ha 234 234 133 230 214
160
Tab. 5 Prognóza ťaţby dreva v SR (tis. m3)
Ťaţba dreva v tis. m3 2010 2015 2020 2025 Vízia 2050
ihličnaté 4 282 4 434 4 538 4 512 4 950
listnaté 3 523 3 781 3 993 4 222 4 935
spolu 7 805 8 215 8 531 8 734 9 885
3. ZDROJE DREVNEJ SUROVINY V REGIÓNOCH SR
V rámci územia SR je veľká variabilita druhovej skladby drevín v jednotlivých
oblastiach a regiónoch SR, podobne je potrebné rozlišovať lesnatosť, objem zásob dreva,
ktoré poskytujú jednotlivé kraje Slovenska. Na obrázku 3 je uvedené členenie SR na
jednotlivé kraje a percentuálny podiel zásob dreva z celkových zásob v SR k 31.12.2009.
Obr. 2 Regióny SR a podiely zásob dreva (%)
Tab. 6 Lesnatosť a zásoby dreva v regiónoch SR (k 31.12.2009)
Kraj
Lesnatosť Zásoby dreva (m3 bez kôry)
ha % Ihličnaté Listnaté Spolu spolu v %
Bratislava 75 030 36,5 5 575 278 12 104 377 17 679 655 3,87%
Trnava 65 256 15,7 3 224 378 10 659 507 13 883 885 3,04%
Trenčín 220 966 49,1 17 987 722 34 761 138 52 748 860 11,56%
Nitra 96 343 15,2 991 858 16 540 961 17 532 819 3,84%
Ţilina 380 236 55,8 83 755 340 15 229 580 98 984 920 21,69%
Banská Bystrica 463 169 49,0 42 036 731 67 126 542 109 163 273 23,92%
Prešov 441 279 49,2 35 576 569 50 340 588 85 917 157 18,83%
Košice 266 985 39,5 22 347 490 38 129 631 60 477 121 13,25%
Spolu SR - - 211 495 366 244 892 324 456 387 690 100,00%
Zdroj: forestportal.sk
V tabuľke 7 sú údaje z lesného hospodárstva o ťaţbe dreva v jednotlivých regiónoch
Slovenska. Náhodná ťaţba dominovala v ţilinskom kraji (aţ 88% z celkovej ťaţby). Údaje
o ťaţbe dreva sú uvádzané za rok 2009.
Bratislavský
kraj
Trnavský
kraj
Nitriansky kraj
3,84%
Banskobystrický kraj
23,92%
Žilinský kraj
21,69% Trenčiansky kraj
11,56%
Prešovský kraj
18,83%
Košický kraj
13,25%
161
Tab. 7 Ťaţba dreva v regiónoch SR (m3)
Kraj
ťaţba dreva spolu (m3) z toho náhodná (m
3)
Ihličnaté Listnaté Spolu spolu v % Ihličnaté Listnaté Spolu
Bratislava 284 613 200 688 485 302 5,25% 202 846 35 331 238 178
Trnava 50 851 194 101 244 953 2,65% 8 064 20 827 28 891
Trenčín 341 835 388 411 730 246 7,90% 206 631 55 246 261 877
Nitra 15 764 296 882 312 646 3,38% 3 965 21 738 25 703
Ţilina 2 565 598 76 384 2 641 982 28,57% 2 293 263 23 244 2 316 508
Banská Bystrica 1 104 607 889 252 1 993 859 21,56% 845 269 104 869 950 139
Prešov 1 022 703 655 528 1 678 232 18,15% 914 197 96 078 1 010 275
Košice 797 510 363 412 1 160 923 12,55% 704 631 49 530 754 161
Spolu SR 6 183 481 3 064 658 9 248 143 100,00% 5 178 866 406 863 5 585 732
Zdroj: forestportal.sk
Obr. 3 Zásoby a ťaţba dreva v regiónoch SR (mil. m3)
4. INVESTIČNÝ ROZVOJ DSP
Svetová hospodárska kríza najmä od druhej polovici roku 2008 spôsobila, ţe nie je
moţné zabezpečiť pozitívny rast DSP SR a to vo vzťahu napojenia odvetvia len na
stavebníctvo, ako aj iné odvetvia ekonomiky SR. Pokles HDP SR, jej tempa rastu, sa výrazne
prejaví v ekonomike DSP. Moţno konštatovať, ţe zníţenie dopytu, ako aj jednostranná
orientácia väčšiny podnikov na jedného, dvoch odberateľov v krajinách EÚ sú dôvodom
váţnych hospodárskych problémov podnikov. Pokles dopytu po výrobkoch z dreva v rokoch
2008 - 2010 môţe mať váţny dopad na stabilitu odvetvia, spracovanie disponibilných
zdrojov, ako aj značné zvýšenie sociálnej nestability v jednotlivých regiónoch Slovenska.
Je moţné konštatovať, ţe v odvetviach DSP bez rozvinutia inovácie zameranej na rast
konkurenčnej schopnosti produkcie a rast efektivity, ako aj bez riešenia dostupnosti zdrojov
na realizáciu potrebných inovatívnych zámerov moţno očakávať výrazný pokles
konkurenčnej schopnosti a dlhodobejšiu recesiu. Na báze vlastných zdrojov a reálne
dostupných úverov však nie je poţadovaný rozvoj reálny a bude potrebné hľadať
zahraničných investorov zameraných najmä na spracovanie sortimentov, ktoré sú vyváţané,
ako aj produkciu výrobkov s vyššou pridanou hodnotou. Vývoj investícií v DSP nám
dokumentuje tabuľka 8.
Prílev zahraničných investícií na celkových investíciách v odvetviach DSP má veľmi
kolísavý priebeh, ovplyvnený získaním významného zahraničného investora v jednotlivých
rokoch.
162
Tab. 8 Investície v DSP a priemyselnej výrobe (mil. SKK)
Ukazovateľ OKEČ 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Obstarané
investície
(mil. SKK)
20-DP 506 881 766 734 1 788 1 710 2 564 2 573 6 068 2 249
361-NP 580 1 572 1 645 701 794 1 687 2 024 2 787 4 512 1 644
21-CPP 4 785 1 594 2 205 3 083 6 634 5 161 4 744 3 185 2 796 3 300
DSP 5 871 4 048 4 616 4 519 9 216 8 558 9 331 8 545 13 375 7 194
D 44 489 42 328 71 077 56 466 59 152 71 897 104 046 105 101 102 993 98 627
Zdroj: údaje o DSP z MH SR, údaje o priemyselnej výrobe zo ŠÚ SR
Drevársky priemysel realizoval investície zo zahraničných zdrojov najviac v roku
2004 s podielom 32,53% PZI na investíciách. Nábytkársky priemysel prilákal najviac
zahraničných investícií v roku 2005 a takmer 70% investícií boli zahraničné investície.
Celulózo-papierenský priemysel prilákal zahraničných investorov v rokoch 2006-2007, kedy
podiel PZI na investíciách v danom sektore bol 19,08% resp. 21,68%.
Opačný trend ako v DSP je zaznamenaný v priemyselnej výrobe, kedy práve v roku
2005 bol prílev zahraničných investícií najniţší, 10,901 mld. SKK.
Podiel zahraničných investícií na celkových investíciách v DSP sa za 5 rokov (2003 –
2007) pohyboval na úrovni 5,05 - 16,68%, kým v priemyselnej výrobe je to v rozmedzí 10,48
- 41,17%. To znamená, ţe investície v priemyselnej výrobe SR sú v oveľa väčšej miere
financované zo zahraničných investícií ako je tomu v DSP.
Tab. 9 Prílev zahraničných investícií v odvetviach DSP (mil. SKK)
Ukazovateľ OKEČ 2003 2004 2005 2006 2007
Prílev priamych
zahraničných
investícií
(mil. SKK)
20-Drevársky priemysel 68 556 124 226 49
361-Nábytkársky priemysel 143 48 1 415 1 20
21-Celulózo-papierenský priemysel 260 1 17 608 606
DSP 472 605 1 557 835 675
D Priemyselná výroba 14 269 29 603 10 901 17 179 13 658
Zdroj: údaje NBS
5. SYSTÉMOVÉ OPATRENIA PRE ROZVOJ DSP
Hlavnou príčinou negatívneho stavu DSP sú dlhodobo neriešené problémy.
Strategické a systémové opatrenia ako efektívnejšie vyuţívanie dreva ako domácej, trvalo
obnoviteľnej suroviny, podpora budovania spracovateľských kapacít na Slovensku, programy
na zvýšenie domácej spotreby dreva v stavebníctve (vyuţívanie dreva pre verejné projekty na
novú bytovú a nebytovú výstavbu, rekonštrukcie a modernizácie), či podpora domácich
spracovateľov dreva, ktorí vyrábajú produkty s vyššou pridanou hodnotou, sa podceňovali aj
v minulosti, a aj preto sa odvetvie spracovania dreva ocitlo na Slovensku v zlej hospodárskej
situácii.
Príčinou je tieţ nepriaznivá situácia na trhu s drevom a s výrobkami z dreva.
Výrazne sa zníţil jeho odbyt tak doma ako aj v zahraničí. Všeobecnou poţiadavkou DSP
v súčasnosti nie je nadprodukcia, ale tvorba nových pracovných príleţitostí v jednotlivých
regiónoch Slovenska, v zmysle disponibility dostupnej suroviny. Potrebné je rozvíjať také
programy, ktoré zvyšujú pridanú hodnotu v jednotlivých odvetviach DSP ako celku.
Drevársky priemysel nemá na Slovensku honosné postavenie automobilovej výroby,
nevedú sa o ňom ekologické debaty ako o energetike. Napriek tomu drevársky a nábytkársky
priemysel na Slovensku existuje a je viac ako potrebný. Lesy a sofistikovane vyuţité drevo,
ktoré lesy neustále produkujú, sú základom aj pre rozvoj drevospracujúceho priemyslu, ktorý
163
môţe byť pre slovenskú ekonomiku strategický. Zvýšením spotreby dreva v Slovenskej
republike a zameraním sa na domácu spotrebu je moţné najlepšie pomôcť firmám nájsť
východiská pre preţitie, ako aj ich rozvoj.
Na základe hodnotenia stavu podnikateľského prostredia SR je moţné konštatovať, ţe
v porovnaní s ostatnými štátmi (prioritne v porovnaní s krajinami V4) Slovensko disponuje
výhodami v menšom rozsahu, resp. situácia na Slovensku sa zhoršuje, čo naznačujú aj čísla
najcitovanejších indexov. Zhoršenie Slovenska oproti minulým rokom zaznamenal index
vnímania korupcie, index globálnej konkurencieschopnosti a index kvality podnikateľského
prostredia. Zhoršenie Slovenska medzi krajinami V4 konštatuje index vnímania korupcie,
index globálnej konkurencieschopnosti a index ekonomickej slobody.
Obr. 4 Najproblematickejšie faktory podnikania na Slovensku
Zdroj: Global Competitiveness Report 2009-2010, World Economic Forum
Rozvoj DSP je prepojený s potenciálnymi výhodami ako kvalitné podnikateľské
a konkurenčné prostredie bez korupcie, rozvinutá infraštruktúra ľudský potenciál. Zhoršené
indikátory a negatívny vývoj na Slovensku ovplyvňuje rozhodnutia zahraničných investorov,
a teda je dôvod sa obávať, ţe investície budú umiestňované do iných krajín V4, resp.
ostatných štátov strednej a východnej Európy.
Neefektívna vládna byrokracia musí byť riešená zefektívnením a zníţením
administratívneho zaťaţenia všeobecne, na všetkých úrovniach riadenia. Potenciálni
zahraniční investori musia byť presvedčení, ţe nie sú zaťaţovaní vyššími nákladmi na
neefektívne zdĺhavé administratívne procesy (mnohokrát umelo zavedenými).
Nedostatočné budovanie infraštruktúry (s veľkými regionálnymi rozdielmi) kladie
dôraz na cestnú sieť, je nutné riešiť problémy s nedodrţiavaním časového harmonogramu,
a s tým súvisiacim predraţením výstavby. Kvalitná infraštruktúra v regiónoch Slovenska
s najvyššou nezamestnanosťou je účinné riešenie pre prilákanie potrebných investorov.
Nedostatočný prístup k financiám vyplýva z nedôveryhodnosti bánk v splácanie
úverov. Naštartovanie alebo rozšírenie inovatívnej firmy si vyţaduje peniaze, ale
financovanie týchto projektov je pre finančníkov riskantnou činnosťou. Riešením je, aby
existovalo viac bánk ochotných prijať toto riziko a na druhej strane, aby podnikatelia lepšie
chápali obavy poskytovateľov kapitálu a bánk, a poskytovali lepšie záruky za navrhnuté
projekty.
V nadväznosti na opatrenia na úrovni ekonomiky SR je potrebné, aby aj na úrovni
príslušných ministerstiev, ako aj zamestnávateľských zväzov boli prijaté opatrenia a to nielen
16,5
16,4
14,3
10,7
10,2
9,0
6,3
5,2
3,8
3,3
1,5
1,1
1,0
0,8
0,0
Neefektívna vládna byrokracia
Obmedzujúce predpisy v oblasti práce
Korupcia
Nedostatočné budovanie infraštruktúry
Prístup k financiám
Politická nestabilita
Daňové predpisy
Daňové sadzby
Nedostatočná vzdelaná pracovná sila
Zlá pracovná morálka
Inflácia
Vládna nestabilita/prevraty
Trestná činnosť a krádeţe
Devízové predpisy
Slabé verejné zdravie% opýtaných
164
pre prílev PZI, ale aby boli formulované a následne adresne realizované komplexné,
systémové opatrenia pre rozvoj investovania a podnikania v DSP ako celku.
ZÁVER
Strategické rozhodnutia musia smerovať k efektívnejšiemu využívaniu dreva ako
domácej, trvalo obnoviteľnej suroviny a k podpore budovania spracovateľských kapacít na
Slovensku. Pre celý reťazec lesy – drevo – výrobok je dôleţité, aby sa naštartoval celý blok
systémových opatrení a programov na zvýšenie domácej spotreby dreva v stavebníctve, kde
sú veľké rezervy, či podpora domácich spracovateľov dreva, ktorí vyrábajú produkty s vyššou
pridanou hodnotou. V stavebníctve treba nadefinovať vládne opatrenia zamerané na
vyuţívanie dreva pre verejné projekty zahŕňajúce novú bytovú a nebytovú výstavbu,
rekonštrukcie a modernizácie.
Súčasná kríza najtvrdšie dopadá na zamestnanosť vidieka, mimoriadne dôleţité sú
systémové opatrenia, ktoré je nutné vykonať na zmiernenie váţnych sociálnych a
ekonomických dopadov krízy na reťazec lesné hospodárstvo – drevospracujúci priemysel
(DP-NP-CPP), ide o systémové opatrenie na udržanie existujúcich pracovných miest. Je
prvoradou nevyhnutnosťou zachovať zamestnanosť na vidieku formou podpory existujúcich
pracovných miest. Drevársky priemysel spolu s lesným hospodárstvom je jedným z
najväčších zamestnávateľov na vidieku a to hlavne v regiónoch, kde je minimálna ponuka
voľných pracovných miest.
Rovnako dôleţité systémové opatrenie predstavuje revitalizácia trhu s drevom,
najmä vyuţívanie dreva a výrobkov z neho v projektoch a programoch financovaných z
národných a európskych finančných fondov. Týka sa to napríklad vyuţitia dreva v
stavebníctve, v prípade sociálnych domov, drevených strešných konštrukcií a drevených
okien pri programe zatepľovania domov a podobne, ale aj vyuţitia dreva pri výstavbe diaľnic,
oprave ţelezničných tratí a podobne.
Aktuálny problém, ktorý je potrebné riešiť, je problematika dostupnosti drevnej
suroviny pre MSP - piliarske prevádzky, ako aj neočakávanú rastúcu cenovú úroveň
surovinových sortimentov, ktoré negatívne pôsobia na vyuţitie kapacít, ako aj na
efektívnosť podnikov a ich konkurencieschopnosť najmä na trhoch krajín EÚ.
Táto publikácia je čiastkovým výsledkom riešenia grantovej úlohy VEGA MŠ SR č. 1/0089/11 - Meranie a
riadenie výkonnosti podnikov drevospracujúceho priemyslu SR.
LITERATÚRA
Drábek, J., Merková, M. 2010. Efektívnosť priamych zahraničných investícií v odvetví
spracovania dreva. Vydavateľstvo TU Zvolen. 2010. 103 s. ISBN 978-80-228-2196-4.
Gejdoš, M., Suchomel, J. 2011. The development of prices and supplies for PULpwood, fuel
wood and energy wood in Slovakia and in selected countries of Central Europe. Zborník
MVK - Vybrané procesy pri spracovaní dreva 7. - 9. 9. 2011 Štúrovo, Technická
univerzita vo Zvolene, ISBN 978-80-228-2207-7
Kovalčík, M., Moravčík, M. a kol.2009. Analýza a kvantifikácia dopadov svetovej finančnej
a ekonomickej krízy v lesníctve SR a návrh opatrení na jej riešenie. NLC – LVÚ
Zvolen, 2009. 59s. ISBN 978-80-8093-082-0.
Moravčík, M. 2007. Vypracovanie lesníckej časti prognózy a vízie vývoja slovenského
poľnohospodárstva, potravinárstva, lesníctva a vidieka správy za úlohy riešené v roku
2007 v rámci kontraktu, ktorý bol uzavretý medzi MP SR a NLC. December 2007.
Dostupné na: http://www.nlcsk.sk/files/1231.pdf
165
Mrník, A., 2009. Zmierňovanie následkov krízy v odvetví spracovania dreva. In Stolársky
magazín, 5/2009, str. 40-41. ISSN 1335-7018. [online]. [cit. 15.05.2009] Dostupné na
internete: http://www.lesy.sk/showdoc.do?docid=3764
Novotný, J.,2009. Dopady súčasnej krízy znásobujú dlhodobo neriešené problémy. In Les
a letokruhy, máj – jún 2009. [online]. [cit. 27.05.2009] Dostupné na internete:
http://www.lesmedium.sk/clanok.php?id=1131
Suchomel, J., Gejdoš, M. 2010. Analýza vplyvu náhodných ťaţieb na finančné zdroje
lesníckych subjektov. In zborník z MVK: Financovanie 2010 Lesy – drevo. [CD-ROM]
Zvolen: 2010. ISBN 978-80-228-2176-6.
Suchomel, J., Gejdoš, M., Šulek, R. 2010. Marketingová analýza obchodu s drevom na TU vo
Zvolene, VŠLP. Vedecká monografia. Zvolen: Vydavateľstvo TU vo Zvolene. 2010.
113s. ISBN 978-80-228-2128-5.
Global Forest Resources Assessment 2010. Rím: FAO, 2010.
Informácia o stave realizácie programu Drevo – surovina 21. storočia, vrátane Programu na
podporu rozvoja spracovania a vyuţívania drevnej suroviny. Vypracovalo MH SR.
Uznesenie vlády č. UV-10455/2006.
Informácia o ťaţbe dreva, jeho spracovaní a vývoze do zahraničia. Vypracovalo MP SR.
Uznesenie vlády SR č. UV-18818/2009.
Odporúčania, ako zmierniť následky globálnej krízy v lesnom hospodárstve,
drevospracujúcom a celulózovo-papierenskom priemysle. Zvolen: NLC – LVU Zvolen,
marec 2009.
Správa o lesnom hospodárstve v SR 2009 (Zelená správa). Vypracovalo MP SR, NLC-LVU
Zvolen, 2009. 147s. ISBN 978-80-8093-093-6.
Správa o stave podnikateľského prostredia v Slovenskej republike s návrhmi na jeho
zlepšovanie. Predkladateľ MH SR. Uznesenie vlády SR č. UV-15097/2010.
World Investment Prospects Survey 2009-2011. New York a Ţeneva: UNCTAD, 2008.
[online].
http://www.economy.gov.sk [online].
http://www.forestportal.sk/ForestPortal/lesne_hospodarstvo/info_o_lesoch/suhrnne_informaci
e [online].
http://www.land.gov.sk [online].
http://www.nbs.sk [online].
Adresy autorov:
Doc. Ing. Josef Drábek, CSc., Ing. Martina Merková, PhD.
Technická univerzita vo Zvolene, Drevárska fakulta , Katedra podnikového hospodárstva
T. G. Masaryka 24, 960 53 Zvolen , Slovakia
E-mail: drabek@vsld.tuzvo.sk E-mail: merkova@vsld.tuzvo.sk
Tel.: +421-45-5206426 Tel.: +421-45-5206431
166
MOŢNOSTI UPLATNENIA HARVESTROV V KOMBINOVANÝCH
TECHNOLÓGIÁCH
POSSIBILITIES OF USING THE HARVESTERS IN COMBINED
LOGGING TECHNOLOGIES
MICHAL ALLMAN
Abstract
A high proportion of harmful agents, which operate on forest ecosystems at present, gives a rise to frequent
incidental felling particularly in conifer stands. This unfavorable situation requires the introduction of
technologies that allow fast processing of wood, which can respond to the demands of field production
conditions and the mountainous regions of Slovakia. The aim of this article is to highlight the harvester Kaiser
S2 as one of the possibilities for implementing the logging even in challenging cableway terrains, or refer to its
application in terms of combined technologies.
Key words: Kaiser S2, harvester, combined technologies, relaz
1. ÚVOD
Lesníctvo a lesné hospodárstvo čelí v súčasnosti mnoţstvu problémov týkajúcich sa
vzniku náhodných ťaţieb aj v tých najnáročnejších výrobných podmienkach. Tejto kritickej
situácii čelia najmä ihličnaté porasty, predovšetkým však smrekové monokultúry
nachádzajúce sa na nepôvodných, prípadne exponovaných stanovištiach horských hrebeňov,
kde čelia náporu vetra a tlaku podkôrneho hmyzu. Táto nepriaznivá situácia, vyţaduje rýchle
konanie pracovníkov lesného hospodárstva, najmä v oblasti plánovania ťaţbovo-dopravného
procesu a zavádzanie technológií, ktoré disponujú mnoţstvom výhod oproti klasickým
motomanuálnym technológiám. Vzhľadom na premenlivosť terénnych a výrobných
podmienok na našom území, môţeme povedať, ţe len asi 15% zásob drevnej hmoty sa
nachádza v lesných porastoch so sklonom svahov do 20%, čo predstavuje nízky podiel. Na
druhej strane viac ako 50% zásob drevnej hmoty sa nachádza v porastoch so sklonom svahov
viac ako 41%, čo predstavuje uţ tzv. lanovkové terény. Keďţe podiel lanovkového
sútreďovania dreva na našom území je nízky len cca. 3-4%, vyuţívajú sa kombinácie
klasických metód, ako spiľovanie pomocou prenosnej reťazovej píly (PRP), pribliţovanie
konskými poťahmi, lesnými kolesovými traktormi (LKT), resp. univerzálnymi kolesovými
traktormi (UKT).
Kombinované technológie predstavujú v tomto smere jednu z moţností ako pruţne
a efektívne reagovať na premenlivosť terénnych a výrobných podmienok na našom území.
1.1 Uplatnenie harvestrov v kombinovaných technológiách
Vo všeobecnosti by sme mohli kombinované technológie definovať ako také
technologické postupy, keď sa v rámci konkrétnej pribliţovacej vzdialenosti od pňa po
odvozné miesto mení druh prostriedku alebo spôsob sústreďovania dreva (LUKÁČ, 1999).
Podmienkou pre zabezpečenie efektívnosti kombinovaných technológií je (LUKÁČ,
1999):
- dobrá príprava pracoviska,
- časová synchronizácia vzájomne nadväzujúcich prác,
- výkonnostná synchronizácia prostriedkov.
167
Z hľadiska uplatnenia v lesníckej prevádzke sú tieto technológie prijímané skôr
negatívne, najmä z dôvodu kladenia vyšších nárokov na organizáciu práce.
1.1.1 Druhy kombinovaných technológií
V lesníckej prevádzke prichádzajú do úvahy nasledovné druhy kombinovaných
technológií:
a) Kombinácia malého harvestra a traktorovej vyváţacej súpravy.
b) Kombinácia malého harvestra na pásovom podvozku a ľahkého lanového systému.
c) Kombinácia PRP, harvestra strednej triedy a forwardra strednej výkonnostnej kategórie.
d) Kombinácia harvestra strednej výkonnostnej kategórie a LKT.
e) Kombinácia harvestra s vysokou svahovou dostupnosťou a lesníckej lanovky.
f) Kombinácia PRP, harvestra s vysokou svahovou dostupnosťou a LKT.
Perspektívnou kombinovanou technológiou je kombinácia harvestra s lesníckou
lanovkou typu RELAZ. Tieto lanovky sa vyznačujú tým, ţe pri svojej činnosti vyuţívajú
horskú energiu. Tento konštrukčný princíp im umoţňuje dosahovať výrazné prednosti v
oblasti ekonomiky prevádzky a ochrany ţivotného prostredia. Riešenia relazov vzniklo na TU
vo Zvolene a tu je v súčasnosti sústredený aj výskum a vývoj týchto zariadení
(ŠTOLLMANN, SLUGEŇ, 2009).
Moţností pre vytvorenie kombinovaných technológií je veľké mnoţstvo. Pri výbere
vhodnej konkrétnej technológie zohrávajú veľmi dôleţitú úlohu dané výrobné podmienky,
ktoré pôsobia ako jeden z najdôleţitejších limitujúcich faktorov.
2. POPIS KONKRÉTNEJ KOMBINOVANEJ TECHNOLÓGIE
Ako príklad uvádzame jednu zo skutočne nasadených kombinovaných technológií v
lesníckej prevádzke, ktorá bola skúmaná v rámci riešenia diplomovej práce (ALLMAN,
2011).
Z údajov týkajúcich sa prírodných a porastových pomerov sú uvedené základné
taxačné charakteristiky týkajúce sa lesného porastu (tab.1), (tab.2), kde bola príslušná
technológia nasadená.
Tab. 1 Základné údaje o poraste č. 819
Lesný celok: DEMÄNOVÁ
Lesný hospodársky celok: DEMÄNOVÁ
Lesná oblasť: 46 Nízke Tatry, Kozie chrbty
Podoblasť: A Salatíny, Demänovské vrchy
Dielec: 819
Výmera JPRL: 10,31 ha
Vek: 108 rokov
Expozícia: SV
Sklon: 70%
168
Tab. 2 Základné taxačné informácie o poraste č. 819
Drevina Zastup.% Stredný kmeň Bonita Poškodenie
Intenzita %
Fenotyp.
kat. Výška
(m)
Hrúbka
(cm)
Objem
(m³)
SM 45 27 35 1,05 26 2 C
JD 35 26 36 1,14 26 2 D
BK 20 17 35 0,77 16 1 D
2.1 Podrobný popis technológie
Vzhľadom na náročnosť a premenlivosť výrobno-technických podmienok v ktorých sa
ťaţba realizovala, bola v uvedenom poraste nasadená technológia, ktorej kombináciu z
technologického hľadiska tvorili prenosná reťazová píla (PRP), harvester Kaiser S2 (Obr.1) a
LKT 81T. Spiľovanie v tomto prípade vykonával piliar alebo harvester, v závislosti od hrúbky
d1,3 a dosahu ramena hydraulického manipulátora. Ťaţba v ktorej bola technológia nasadená
bola kalamitná spôsobená dôsledkom tlaku podkôrneho hmyzu. Z tohto dôvodu sa ako
ťaţbový zásah pouţil holorub, pričom sa harvester nepohyboval po pracovných linkách ale s
ohľadom na terénne podmienky a spracovávanie vzniknutej kalamity.
Odvetvovanie spílených kmeňov zabezpečoval harvester, ktorý nevykonával krátenie
kmeňov na sortimenty. Ťaţbová metóda bola kmeňová. Sústreďovanie vyrobených kmeňov
zabezpečoval LKT 81T (Obr. 2).
Obr. 1 Harvester Kaiser S2 v pracovnom Obr. 2 Sústreďovací prostriedok v
postavení na svahu podobe LKT 81T
2.2 Výkonnostné zhodnotenie technológie
Zhodnotenie uvedenej technológie z hľadiska výkonnostných moţností je náročné,
ovplyvňované mnohými činiteľmi. Jedným z podstatných a nezanedbateľných faktorov sú
predovšetkým povahové vlastnosti a schopnosti operátora harvestra, od ktorého závisí
výkonnosť celej technológie. Nevýhodou v našom prípade bolo, ţe vznikali časté poruchy
(hydraulické hadice, spiľovací mechanizmus, doplňovanie prevádzkových kvapalín), ktoré
spôsobovali opätovné delenie pracovných úkonov a tým následné skresľovanie zistených
údajov. Vzhľadom na to, ţe išlo o kombinovanú technológiu vplyv rôznych faktorov sa v
tomto prípade znásoboval.
Nezanedbateľný bol aj vplyv piliara, ktorý do značnej miery ovplyvňoval priemerný
čas spiľovania stromov, ktorý sa pohyboval na úrovni 2,13min-1
, čo je pomerne vysoká
169
hodnota. Z tohto dôvodu sa priemerná denná výkonnosť pouţitej technológie pohybovala na
nízkej úrovni iba okolo 30-40 m3.
ZÁVER
Harvestre a harvestrové technológie predstavujú v súčasnosti na Slovensku nové
spôsoby v oblasti realizácie ťaţbovo-dopravného procesu. Premenlivé výrobné ale aj prírodné
podmienky na území Slovenska, nás nútia uplatňovať nové spôsoby a východiská, ako
efektívne a plynule reagovať a zabezpečovať realizáciu ťaţby dreva aj v tých najnáročnejších
podmienkach (ŠTOLLMANN, SLUGEŇ, FERENČÍK, 2006). V tomto smere sa nám
dostávajú do popredia kombinované technológie, ktorých pouţívanie má v súčasnosti čoraz
väčšie opodstatnenie. Veľkú perspektívu v karpatských lesoch vidíme v uplatnení harvestrov
v kombinácii s lesníckymi lanovkami typu relaz. Predstavujú spôsob ako efektívne reagovať
pri vykonávaní sústreďovania dreva v terénoch s vysokou reliéfovou energiou.
Cieľom tohto článku bolo poukázať na problematiku kombinovaných technológií, ako
jednej z moţností realizácie ťaţby dreva v náročných podmienkach horských oblastí
Slovenska.
Veľmi dôleţitou súčasťou práce, je poukázanie na hodnotenie výkonnosti technológie,
ktorá sa v našom prípade pri jednozmennej prevádzke, a priemernej objemovosti kmeňov 1,25
m³ pohybovala v rozmedzí 30 – 40 m³. Táto hodnota je na nízkej úrovni najmä z dôvodu
realizácie spiľovania podstatnej časti kmeňov prostredníctvom PRP, kde bol výkon
podpriemerný, čo do značnej miery ovplyvnilo aj výkonnosť celej technológie. Z tohto
dôvodu, by bolo vhodné zabezpečiť predstínku surových kmeňov v určitom časovom
predstihu, následkom čoho by došlo k zvýšeniu výkonnosti a vyuţiteľnosti strojov
v ťaţbovom procese. V rámci uvedenej problematiky bol realizovaný širší výskum týkajúci sa
hlavne analýzy pracovných operácií harvestra Kaiser S2, tieto výsledky však budú
publikované v ďalších článkoch.
Poznatky uvedené v článku vznikli pri riešení projektu RELAZ I (ITMS kód projektu:
26220220036) a projektu RELAZ II (ITMS kód projektu: 26220220035) za podpory
Agentúry Ministerstva školstva, vedy, výskumu a športu SR pre štrukturálne fondy EÚ.
Poďakovanie:
Za podporu vo vedecko-výskumnej činnosti a realizáciu projektu RELAZ I Aplikovaný výskum a vývoj
špeciálnych lanových zariadení – špeciálny lanový vozík, ITMS kód projektu 26220220036 a projektu RELAZ
II Aplikovaný výskum a vývoj špeciálnych lanových zariadení – špeciálny zotrvačník, ITMS kód projektu
26220220035 ďakujeme Agentúre Ministerstva školstva, vedy, výskumu a športu SR pre štrukturálne fondy EÚ.
LITERATÚRA
ALLMAN, M., 2011. Technicko-ekonomické hodnotenie kolesovo-kráčajúceho harvestera
Kaiser S2 nasadeného v horských podmienkach, Diplomová práca. Zvolen. 83s.
170
LASÁK, O., 2005. Menzi Muck A91V2 s procesorem pro ťěţbu dřeva Woody 51. Lesnická
práce.zv. Roč 84, č.8, ISSN 0322-9254.
LUKÁČ, T., 2005. Viacoperačné stroje v lesnom hospodárstve, Zvolen: Technická univerzita
vo Zvolene, 2006. 137 s. ISBN 80-228-1348-6.
SLANČÍK, M., SUCHOMEL, J., LIESKOVSKÝ, M., TUČEK, J., KOREŇ, M., 2009:
Optimalizácia ťaţbovo-dopravných technologií na OZ Kriváň. In: Krajina, les a lesní
hospodářství, ISBN 978-80-213-1894-6: 182-190.
ŠTOLLMANN, V., SLUGEŇ, J., 2009. Lesnícke mechanizačné prostriedky. Zvolen:
Technická univerzita vo Zvolene, 2009. 213s. ISBN 978-80-228-2065-3.
ŠTOLLMANN, V., SLUGEŇ, J., FERENČÍK, M.,: Teoretické aspekty nasadenia kolesových
harvestrov v horských terénoch. In: Użytkowanie maszyn leśnych : badania naukowe i
dydaktyka. - [S.l. : s.n.], 2006. - S. 24.
ŠVANČARA, J., ŠPILDA, I., 2006. Technológie v ťaţbovo výrobnom procese zamyslenie. In:
Perspektívy vývoja ťaţbovo- dopravného procesu a vyuţitia biomasy v lesnom
hospodárstve. Zvolen: Technická univerzita vo zvolene, 2006. ISBN 80-228-1661-2,
s 13-19.
PRÖLL, W., 2001. Raupenharvester Valmet 911.1. Wald und Holz: Zeitschrift für Wald,
Waldwirtschaft, Holzmarkt und Holzverwendung. zv. Roč. 82, č.5, s 26-27. ISSN 1423-
2456.
TAJBOŠ, J., MESSINGEROVÁ, V., 2010. Štruktúra a spracovanie drevnej hmoty z prebierok
ihličnatých porastov v horských podmienkach Slovenska. In: Integrovaná logistika pri
produkcii a vyuţití biomasy. Zvolen: Technická univerzita vo Zvolene, 2010. ISBN
978-80-228-2148-3, s 175-181.
http://www.kaiser.li/
http://www.lkttrstena.sk/
Adresa autora:
Ing. Michal Allman,
Technická univerzita vo Zvolene, Katedra lesnej ťaţby a mechanizácie,
T. G. Masaryka, 24, 960 53 Zvolen.
E-mail: allman.michal@centrum.sk
171
NÁVRH KRITÉRIÍ PRE OPTIMALIZÁCIU VÝROBY
ENERGETICKÝCH ŠTIEPOK Z NÁHODNÝCH ŤAŢIEB
THE CRITERIA PROPOSAL FOR OPTIMIZATION THE ENERGY
CHIPS PRODUCTION FROM INCIDENTAL FELLING
KATARÍNA BELANOVÁ, MÁRIA VLČKOVÁ, ĽUBOMÍR IVAN, MOJMÍR IVAN
Abstract
The article is focused on the issue of optimizing the energy chips production from incidental felling. The aim of
this paper was to propose the basic criteria for optimizing the variants of chips production. Three principal areas
for the criteria selection: economic, environmental and ergonomic were defined on the basis of the research.
Verified criteria for modeling and optimization the chips production variants are part of a precision forestry
philosophy.
Key words: incidental felling, energy chips production, optimization
ÚVOD
Vetrová kalamita z roku 2004 sa okrem všetkých lesníkov Slovenska, zapísala aj
v mysli ľudí, ktorí majú pozitívny vzťah k lesom.
Abiotické škodlivé činitele patria z hľadiska rozsahu náhodných ťaţieb
k najvýznamnejším, pretoţe ţiadne iné škodlivé činitele sa im rozsahom náhodných ťaţieb,
ktoré spôsobia, nevyrovnajú. Z hľadiska poškodenia porastov náhodnými ťaţbami je
najzávaţnejším abiotickým škodlivým činiteľom jednoznačne vietor a to hlavne v dôsledku
globálnych klimatických zmien (Suchomel, Gejdoš, 2010; Suchomel a kol. 2011).
V roku 2008 bol na trh dodaný historicky najväčší objem guľatiny v tomto desaťročí,
a to hlavne kvôli veľkému rozsahu náhodných ťaţieb (Suchomel, Gejdoš, 2010).
Gejdoš, Suchomel (2011) zároveň konštatujú, ţe v rokoch 2008 a 2009 klesal podiel
dodávok piliarskej guľatiny a stúpal podiel dodávok vlákninového dreva. Hlavnú príčinu
pripisujú najmä globálnej ekonomickej kríze a zvýšenému tlaku odberateľov na kvalitu
drevnej suroviny, pričom často nakupovali ako vlákninové drevo také, ktoré
v predchádzajúcom období beţne nakupovali ako piliarsku guľatinu. Postupný nárast podielu
dodávok je viditeľný aj pri sortimente palivového dreva. Celkový objem dodávok dreva
rozhodujúcou mierou v rokoch 2008 a 2009 ovplyvňoval podiel náhodných ťaţieb.
Ďalším závaţným faktom, na ktorý je potrebné poukázať (nielen v prípade náhodných
ťaţieb) je spracovanie zvyškov po ťaţbe. V prípade náhodných ťaţieb je realizácia tejto úlohy
ovplyvňovaná, resp. obmedzovaná viacerými faktormi:
- lokalita náhodnej ťaţby,
- druh náhodnej ťaţby,
- druh dreviny,
- vek porastu,
- rozsah a koncentrácia kalamity,
- sklon svahu,
- únosnosť terénu,
- realizovaná ťaţbová metóda a pod.
Reálnym a v súčasnosti perspektívnym produktom, ktorý je moţné pri spracovaní
ťaţbových zvyškov a surového dreva (veľmi poškodeného a tenkého) zo špecifických druhov
kalamít vyprodukovať, sú lesné štiepky. Pre efektívne vyuţitie zvyškov na energetické účely
je potrebné proces výroby štiepok optimalizovať a navrhnúť tak vhodné varianty na jeho
realizáciu.
172
OPTIMALIZÁCIA VÝROBY ENERGETICKÝCH ŠTIEPOK
Otázke modelovania a optimalizácie ťaţbových procesov v lesníctve sa venoval
v minulosti rad významných autorov (Dejmal, 1979; Rónay a kol. 1985; Heinimann, 1994;
Suchomel, 1992, 1994, 1997, 1999, Tuček, Suchomel, 2003; Suchomel, Slančík, Gejdoš,
2008). Na úrovni trojrozmerného rozhodovania sa táto problematika začala rozvíjať pribliţne
v deväťdesiatych rokoch. Absolútnu špičku v tejto oblasti predstavujú systémy na podporu
priestorového rozhodovania (SDSS). Príklad ideového riešenia aplikácie SDSS pre
plánovanie ťaţbových operácií predstavuje práca Heinimanna (1994). V podmienkach
Slovenska sa problematike optimalizácie ťaţbového procesu s vyuţitím GIS (Geografické
informačné systémy) venovali Tuček, Suchomel (2003).
Relatívne komplexné hodnotenie ťaţbových metód a konkrétnych ťaţbovo-
dopravných technológií (TDT) si vyţaduje efektívne nástroje a metódy. Kritériá hodnotenia
variantov a ich priority je moţné meniť, resp. usporiadať podľa charakteru riešeného územia,
predpokladaných technológií, pouţitých prostriedkov a pod. Zámerom je ohodnotiť, posúdiť
čo najviac hľadísk vopred. Príkladom takéhoto prístupu je práca Suchomela (1992), ktorá
slúţi pre účely výberu optimálneho variantu ťaţbovej a dopravnej technológie.
Celkový postoj k chápaniu ergonomických kritérií v optimalizácii technológií je
publikovaný v práci Suchomela (1994). Pracovníci KLŤM prispeli ku kvantifikácii rizikovosti
TDT v prácach Suchomel (1999), Suchomel, Slančík (2005) a Suchomel et al. (2008).
Práca Belanovej (2008) rozširuje teoretické a praktické poznatky z analýzy kritérií a metód
pre optimalizáciu ťaţbového procesu. Prvýkrát bol analyzovaný vplyv exergie, počasia
a biotrofných faktorov počasia na riziko vzniku pracovného úrazu.
Relatívne komplexné hodnotenie variantov ťaţbovo-dopravného procesu je
spracované v prácach Tuček, Suchomel, Pacola, (2002); Tajboš, Majlingová, Pacola, (2002);
Tuček, Suchomel (2003); Slančík, Suchomel, Tuček, (2007); Slančík a kol. (2009).
Výroba štiepok na energetické účely nemá na Slovensku dlhú tradíciu. Lesná biomasa ako
potenciálny zdroj energie sa v minulosti vyuţívala najmä vo forme kusového palivového
dreva. Z hľadiska globálnych klimatických zmien (produkcia CO2, obnoviteľné zdroje
energie), inovácií výrobných procesov v ťaţbe dreva a zvyšujúceho sa dopytu po drevných
štiepkach ako perspektívnom obnoviteľnom zdroji energie je potrebné klásť dôraz na
efektívnosť ich produkcie.
Dosiahnuť efektívnosť výroby energetických štiepok je moţné práve návrhom
optimálnych variantov. Navrhnúť optimálny variant je moţné na základe kritérií, ktoré môţu
byť limitujúce alebo hodnotiace (Fotr, Hořický, 1988).
Konôpka a kol. (2010) analyzovali náklady vybraných variantov výroby energetických
štiepok. Pri výpočte nákladov uvaţovali s realizáciou dodávateľského spôsobu (sluţby). Do
nákladov zahrnuli hodnotu energetického smrekového dreva. Konštatovali, ţe pri hrúbkach
stromov v rozmedzí 10 - 15 cm v d1,3 sú ekonomicky najefektívnejšie technológie s nízkym
stupňom mechanizácie. S rastúcou hrúbkou kmeňov sa ekonomická efektívnosť presúva
k technológiám s čiastočnou, resp. úplnou mechanizáciou. Nasadenie viacoperačných strojov
zásadne mení parametre práce v prospech výrazne zlepšených výkonnostných, ekonomických,
bezpečnostných, ale predovšetkým ekologických ukazovateľov práce (Lieskovský, 2008).
Metodiku pre optimalizáciu zdrojov a dopravu biomasy zaloţenú na GIS vypracoval
Perpina et al. (2009). Autori vyuţili analýzu "najbliţšieho bodu (moţnosti)", ktorá zvaţuje
najkratšiu dobu potrebnú na prejdenie vzdialenosti bez pouţitia softvéru lineárneho
programovania.
Okrem ekonomických kritérií pouţíva pre výber optimálneho variantu výroby
energetických štiepok Emer (2010) aj ergonomické kritériá. Vplyv výrobného procesu na ľudí
hodnotí prostredníctvom hlukovej záťaţe, prašnosti prostredia a pod.
173
Jedným z faktorov, ktoré ovplyvňujú moţnosť efektívnej výroby energetických
štiepok je posúdenie východiskovej situácie. Pri výrobe energetických štiepok je potrebné
posúdiť energetický potenciál drevín (Suchomel, Lieskovský, Gejdoš; 2009, Trenčiansky et
al., 2007) a mnoţstvo spracovávaného dreva (Lieskovský, 2008) a aj na základe týchto
ukazovateľov navrhnúť optimálne riešenie výroby štiepok, či uţ pre primárnych odberateľov
alebo sekundárny predaj.
Kanzian et al. (2009) zostavili procedurálnu metódu na výpočet optimálneho
materiálového toku a predpokladaných nákladov pri výrobe štiepok a ich dodávkach pre
odberateľov (teplárne). Na základe rôznych scenárov ponuky a dopytu prezentovali rozdiely v
nákladoch medzi variantmi dodávok priamo k odberateľovi alebo dodávok na sklad (terminál)
a následne k odberateľovi. Model rozdelili na dva čiastkové modely: jeden optimalizuje
dopravu z terminálu do závodu, druhý optimalizuje tok z lesa do terminálu alebo priamo
k odberateľovi (do teplárne).
Dôleţitým krokom pre viackriteriálne rozhodovanie je výber správnych kritérií
a pridelenie adekvátnych váh. Komplexné riešenie problematiky býva priestorovo, ale
i časovo veľmi náročné, preto je vhodné určiť vybranú oblasť kritérií a na základe toho
identifikovať jednotlivé kritériá.
NÁVRH KRITÉRIÍ
Na základe vykonanej rešerše z dostupnej odbornej literatúry navrhujeme pre
optimalizáciu výroby energetických štiepok kritériá v nasledovnej štruktúre uvedenej
v tabuľke 1.
Tabuľka 2 Kritériá pre optimalizáciu výroby energetických štiepok
Ergonomické Environmentálne Ekonomické
expozícia hluku poškodenie pôdy poţadované objemy dodávok biomasy
expozícia vibráciám
(klimatické faktory,
vlhkosť, teplota)
zhutnenie pôdy veľkosť ponuky z jednotlivých lokalít
expozícia prachu ťaţbovo-dopravná erózia odpisy
expozícia hubám poškodenie ostávajúceho porastu mzdy
stres znečistenie emisiami náklady na opravy a údrţbu
riziko vzniku choroby z
povolania znečistenie pohonnými látkami iné materiálové náklady
riziko vzniku úrazu emisia hluku náklady na PHM
únik PHM straty v dôsledku znehodnotenia biomasy
skladovaním
náklady na skladovanie
náklady na dopravu
náklady na druhotnú dopravu
ZÁVER
Podiel náhodných ťaţieb na Slovensku je vysoký, pričom za posledných päť rokov
náhodné ťaţby predstavujú viac ako 60 % podiel zo všetkých ťaţieb dreva. Kritická situácia
je v ihličnatých, najmä smrekových porastoch, kde objem náhodných ťaţieb predstavuje viac
ako 84 % podiel z celkovej ťaţby (za rok 2009).
Orientácia spoločnosti na intenzívne vyuţívanie obnoviteľných zdrojov energie
akcentuje aktuálnosť a význam nástrojov pre výber a optimalizáciu variantov výroby
energetických štiepok.
Verifikované kritériá pre modelovanie a optimalizáciu variantov výroby štiepok tvoria súčasť
filozofie precízneho lesníctva (Tuček, Koreň, 2010; Kovacsova, Antalová, 2010).
174
Táto práca bola podporovaná Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe zmluvy č. LPP-0420-09
Analýza bezpečnostných, zdravotných a hygienických rizík pri spracovaní lesnej biomasy na energetické účely,
Ministerstvom školstva Slovenskej republiky v rámci riešenia grantu VEGA 1/0764/10 - Výskum princípov a
metód precízneho lesníctva, projektu IPA 8/2011 „Analýza vybraných rizík pri skladovaní energetických
štiepok“ a COST Action FP 0902 Development and harmonization of new operational research and assessment
procedures for sustainable forest biomass supply.
LITERATÚRA
Belanová, K., 2008. Vplyv vybraných ergonomických kritérií na optimalizáciu ťaţbového
procesu v lesníctve. Dizertačná práca. Zvolen: Technická univerzita vo Zvolene. 198
pp.
Dejmal, J., 1978. Soustředenost těţených stromů na ploše jako faktor limitující výkonnost
těţebních skupin. Lesnictví, p. 557
Emer, B., 2010. Optimatization of wood energy plants supply. [online]. [cit. 2011-10-04].
Dostupné na internete:http://paduaresearch.cab.unipd.it/2384/1/PhD_Thesis_Emer.pdf
Fotr, J., Hořický, K., 1988. Rozhodování, řešení rozhodovacích problémův řízení. Institut
řízení, Praha. 222 pp.
Gejdoš, M., Suchomel, J., 2011. The development of prices and supplies for pulpwood, fuel
wood and energy wood in Slovakia and in selected countries of central Europe. In
Selected processes at the wood processing, CD: 253-267 ISBN 978-80-228-2207-7
Heinimann, H., R., 1994. Cenceptual design of a spatial decission support system for harvest
planning, In: Proceedings of the International IUFRO FAO FEI Seminar on Forest
Operations under Mountainous Conditions, Subject groups S 3.06, 3.03 and 3.08
IUFRO, Harbin, China. pp. 19-27
Kanzian C., Holzleitner F., Stampfer K., Ashton S., 2009. Regional energy wood logistics -
optimizing local fuel supply. Silva Fennica 43 (1): 113-128.
Kovacsova, P., Antalová, M., 2010. Precision forestry – definition and technologies. Šumarski
list 143(11-12): 603-611. ISSN 0373-1332
Lieskovský, M., 2008. Spôsoby rýchleho odhadu mnoţstva dreva výmladkového lesa pre
energetické účely. Integrované ťaţbovo-dopravné technológie, TU Zvolen, ISBN 978-
80-228-1916-9: 103-110
Lieskovský, M., 2008. Spracovanie dendromasy z kalamitných porastov viacoperačnými
strojmi. In: Těţebně dopravní technologie a stavební úpravy v kalamitních těţbách,
ISBN 978-80-213-1791-8: 211-217
Perpiñá C., Alfonso D. Pérez-Navarro A., Peñalvo E., Cargas C., Cárdens R., 2009.
Methodology based on Geographical Information Systems for biomass logistics and
transport optimization. Renewable energy, 34(3): 555-565.
Rónay, E. a kol., 1985. Teoretické zásady plynulých technológií pri pouţití viacoperačných
strojov v LH. Záverečná práca výskumu, Zvolen, 78 pp.
Slančík, M., Suchomel, J., Lieskovský, M., Tuček, J., Koreň, M., 2009. Optimalizácia ťaţbovo-
dopravných technologií na OZ Kriváň. In: Krajina, les a lesní hospodářství, 182-190,
ISBN 978-80-213-1894-6
Slančík, M., Suchomel, J., Tuček, J., 2007. The planning of logging technologies and forest
stand accesing technologies with the utilization of geoinformatics in conditions of
slovak state forest enterprise. In: Woodworking technique, Zalesina, Croatia, 11-
15.9.2007, 109-115, ISBN 953-6307-94
Suchomel, J. et al., 2008. Analýza pracovných úrazov v Lesoch SR, š.p. Zvolen: TUZVO. 135
pp. ISBN 978-80-228-1979-4
175
Suchomel, J., Gejdoš, M., 2010. Analýza vplyvu náhodných ťaţieb na finančné zdroje
lesníckych subjektov. Zborník MVK: Financovanie 2010 Lesy – drevo, Technická
univerzita vo Zvolene, 25. 11. 2010. ISBN 978-80-228-2176-6
Suchomel, J., Gejdoš, M., 2010. Analýza vývoja náhodných ťaţieb a ich vplyvu na trh
s drevom. In Użytkowanie maszyn rolniczych i leśnych : badania naukowe i dydaktyka :
materiały V międzynarodowej konferencji naukowej : Zakopane 9-10 września 2010.
Suchomel, J., Gejdoš, M., Tuček, J., Jurica, J., 2011. Analýza náhodných ťaţieb dreva na
Slovensku. Zvolen : Technická univerzita vo Zvolene : 140 pp. ISBN 978-80-228-2289-
3
Suchomel, J., Lieskovský, M., Gejdoš, M., 2009. Energetický potenciál vybraných druhov
disponibilnej biomasy lesa. TU Zvolen, 73 pp. ISBN 978-80-228-1988-6
Suchomel, J., Slančík, M., 2005. Vplyv vybraných ergonomických kritérií na modelovanie a
optimalizáciu v ťaţbovo-výrobných a dopravných technológiách. In: „Manaţment
ľudského potenciálu v podniku“: 354 – 359. ISBN 80-8070-360-4
Suchomel, J., Slančík, M., Gejdoš, M., 2008. Vybrané ekologické faktory pri návrhu
optimalizácie terénnej technologickej typizácie v prostredí GIS. Kolokvium ku grantovej
úlohe č. 1/3534/6, 105-118, ISBN 978-80-228-1937-4
Suchomel, J., 1999. Analýza pracovných úrazov v ťaţbe a sústreďovaní dreva. In: AFF, vol.
XLI. pp. 327-344, ISSN 0231-5785
Suchomel, J., 1992. Modelovanie vybraných ťaţbovo-výrobných a dopravných technológií.
Kandidátska dizertačná práca, TU Zvolen. 123 pp.
Suchomel, J., 1997. Modelovanie vybraných ťaţbových technológií s vyuţitím programu
TVDT 2.0. In: MVK Les-drevo-ţivotné prostredie, TU Zvolen.
Suchomel, J., 1994. Vplyv vybraných ergonomických kritérií na modelovanie a optimalizáciu
technológií v ťaţbe a doprave dreva. In: AFF, vol. XXXVI. pp.323-332.
Tajboš, J., Majlingová, A., Pacola, E., 2002. Optimalizácia sprístupnenia územia v prostredí
GIS. In: Zborník referátov z MVK „Katedier častí a mechanizmov strojov“, Zvolen,
TU: 362-365
Trenčiansky, M., Lieskovský, M., Oravec, M., 2007. Energetické zhodnotenie biomasy.
Zvolen: NLC Zvolen. 147 pp. ISBN 978-80-8093-050-9.
Tuček, J., Koreň, M., 2010. Precízne lesníctvo a podpora rozhodovania: Tradícia a výzvy
súčasnosti. In: Biometria, informatika, inventarizácia, modelovanie lesa – základ pre
precízne lesníctvo, pp. 69-83, ISBN 978-80-228-2158-2
Tuček, J., Suchomel, J., 2003. Geoinformatika v sprístupňovaní lesov a optimalizácii ťaţbovo-
dopravných technológií – moţnosti, stav a perspektívy, Vedecké štúdie /2003/B, TU
Zvolen: 166 pp.
Tuček, J., Suchomel, J., Pacola, E., 2002. Possibilities for SDSS using in forestry – focus on
forest roads location and technologies planning. In: IUFRO International Seminar on
New Roles of Plantation Forestry Requiring Appropriate Tending and Harvesting
Operations, Tokyo, Japan: 113-128
Adresy autorov:
Ing. Katarína Belanová, PhD. Ing. Ľubomír Ivan, PhD. Ing. Mojmír Ivan
e-mail: belanova@vsld.tuzvo.sk e-mail: ivan@vsld.tuzvo.sk e-mail: mojoivan@azet.sk
Ing. Mária Vlčková Vysokoškolský lesnícky podnik Katedra ochrany lesa
e-mail: vlckova@vsld.tuzvo.sk Technická univerzita Zvolen a poľovníctva
Katedra lesnej ťaţby a mechanizácie Študentská 20 Lesnícka fakulta
Lesnícka fakulta 960 01 Zvolen Technická univerzita Zvolen
Technická univerzita Zvolen T. G. Masaryka 24
T. G. Masaryka 24 960 53 Zvolen
960 53 Zvolen
176
ZHODNOTENIE ZMIEN NIEKTORÝCH VLASTNOSTÍ LESNEJ PÔDY
V DÔSLEDKU SPRACOVANIA VETROVEJ KALAMITY V
BUKOVÝCH PORASTOCH HARVESTEROVOU TECHNOLÓGIOU
EVALUATION OF SELECTED CHANGES OF FOREST SOIL
PROPERTIES CAUSED BY CTL TECHNOLOGY AFTER
PROCESSING A WINDFALL IN BEECH STANDS
MICHAL FERENČÍK
Abstract
Presented paper is aimed on evaluation of damages on forest soil caused by harvester logging technology (CTL)
at the Smolenice Forest Enterprise, Forest department Píla and their comparison with damages, caused in similar
conditions by classical technology (chain saw + skidder). Measurements were performed in 3 forest stands of age
about 55 years, where harvester (John Deere 1070D) and forwarder (John Deere 870E) performed wind caused
salvage cutting. There were measured penetration resistance of undisturbed soil, soil between ruts and also of
soil in ruts. There was also measured soil moisture content and depth of skid trails. Results confirmed increase of
penetration resistance of forest soil after movement of the CTL technology. Growth of moisture content in forest
soil was also recorded after movement of machines. Multiple regression and correlation analysis confirmed
significant influence of soil moisture, depth of measurement, treatment intensity on penetration resistance of the
soil. Generally is possible to say, that skidder in observed forest stand caused minor soil damages than the CTL
technology.
Key words: harvester, forwarder, damage of forest soil, beech stand.
ÚVOD
Harvesterová technológia bola vyvinutá najmä pre pouţitie pre spracovanie
ihličnatých drevín (priebeţný kmeň pravidelné rozloţenie vetiev), no v súčasnosti sa čoraz
častejšie začínajú vyuţívať aj v listnatých porastov. Spracovanie veternej kalamity na LZ
Smolenice, LS Píla, bolo jedným z takýchto prípadov.
Prebierky sú výchovné zásahy určené na zlepšenie kvality hlavného porastu
a v prípade náhodných ťaţieb ide o minimalizáciu spôsobených škôd a rýchlu asanáciu dreva
z porastov za účelom minimalizácie rizika rozšírenia hmyzích škodcov.
Nesprávne pouţité ťaţbovo - dopravné technológie môţu spôsobiť značné škody na
ostávajúcom poraste a porastovej pôde, čím minimalizujú pozitívny efekt výchovného zásahu,
respektíve ešte zhoršia stav porastu po kalamite.
Pohyb techniky po povrchu porastu spôsobuje pedokompakciu a ťaţbovo-dopravnú
eróziu (KINDERNAY, 2010). Pedokompakcia je spôsobená stláčaním pôdnych častíc
pôsobením kontaktného tlaku pneumatík (KOREŇ, WALCZYK, 2000). Tlak spôsobuje zmeny
v pôdnej štruktúre, pričom rastie jej objemová hmotnosť, klesá podiel plynnej zloţky, čo
následne spôsobuje zvýšenie obsahu vody v pôde. Pôda s takto zmenenými vlastnosťami má
nepriaznivé podmienky pre rast koreňov rastlín a pre získavanie ţivín z pôdy. So zvyšovaním
tekutého podielu v pôde klesá jej únosnosť čo má za následok tvorbu koľají. Takto vytvorené
koľaje najmä v sklonitých terénoch pôsobia ako zbernice povrchového odtoku, pričom
dochádza k ich ďalšiemu prehlbovaniu a pôdnej erózii.
Z vyššie spomenutých dôvodov je nevyhnutné priebeţné sledovanie a vyhodnocovanie
škôd vznikajúcich počas ťaţby a sústreďovania dreva a snaha o minimalizáciu ich vzniku
Cieľom tohto príspevku je zhodnotenie zmien niektorých vlastností pôdy spôsobených
harvesterovou technológiou počas spracovania veternej kalamity v bukových porastoch.
Hodnotili sa zmeny penetračného odporu pôdy, pôdnej vlhkosti a hĺbka vytvorených koľají.
177
Získané výsledky boli porovnané s údajmi nameranými inými autormi a s hodnotami
nameranými pri pouţití traktorovej technológie.
MATERIÁL A METODIKA
Merania boli vykonané na území LZ Smolenice, LS Píla, v porastoch spracovaných
harvesterovou technológiou (420, 422), pre porovnanie bol vyhodnotený susedný porast 421,
v ktorom bola náhodná ťaţba vykonaná s vyuţitím klasickej technológie (prenosná píla +
ŠLKT). Základné údaje o porastoch sú zobrazené v tabuľke (Tab. 1).
Tab. 1 Základné údaje o porastoch
LZ Smolenice
LS Píla
Porast 420 421 422
Výmera (ha) 6,98 10,63 14,61
Vek (r) 55 50 50
Expozícia JV JZ Z
Sklon (%) 25 20 15
Zakmenenie 0,8 0,9 0,9
Pôdny typ Kambizem
Údaje pre drevinu buk (Fagus sylvatica)
Zastúpenie (%) 90 90 95
Stredná výška (m) 21 18 19
Stredná hrúbka (cm) 23 20 20
Stredný objem (m3) 0,39 0,25 0,27
Zásoba (m3) 1592 2200 3521
Objem ťaţby (m3) 86 295 620
Priem. pribliţovacia
vzdialenosť (m) 350 480 440
Výmera pokusných plôch
(ha) 0,20 0,35 0,36
V sledovaných porastoch boli zistené podobné podmienky (vek, expozícia, pôdny typ,
prevaţne zastúpený buk). Priemerné súradnice GPS jednotlivých porastov sú nasledovné:
420: 48°24,92350 N 17°18,89355 E
421: 48°25,04152 N 17°18,99325 E
422: 48°24,58142 N 17°18,20310 E
Spracovanie veternej kalamity bolo vykonané s pouţitím harvestera John Deere 1070 D a
forwardera John Deere 810 E v porastoch 420 a 422. Porast 421 bol spracovaný s pouţitím
prenosnej reťazovej píly a ŠLKT. Základné údaje pre harvester a forwarder sú uvedené v
tabuľke 2. Spracovanie kalamity prebiehalo v októbri 2010. Operátori mali viac ako 5 ročnú
prax s prácou s harvesteroma forwarderom. Práca prebiehala v 10 - 12 h pracovných zmenách
a operátori sa striedali po týţdni práce.
Základné údaje o operátoroch sú udávané v tabuľke 3. Práca prebiehala štandardným
spôsobom s rozostupom liniek 20 m.
Merania vlastností pôdy boli vykonané na štvorcových pokusných plochách
s veľkosťou 20 x 20 m (0,04 ha). Plochy boli umiestňované na vývozných linkách v časti
porastov, kde bola vykonaná ťaţba. Hranice pokusnej plochy zodpovedali hraniciam
pracovného poľa. Pokusné plochy umiestnené v poraste 421 boli rozmerovo prispôsobené
traktorovej technológii, pri ktorej sú pracovné polia širšie a plochy mali rozmer 20 x 50 m.
178
Počet pokusných plôch závisel od veľkosti plochy, na ktorej bol v porastoch vykonaný zásah,
pričom sa pouţila metóda vypracovaná na MZLU v Brne (ULRICH ET AL., 2002).
Tab. 2 Technické parametre harvestera a forwardera
Type John Deere 1070 D Eco
III John Deere 810 E
Hmotnosť (kg) 14700 12950
Šírka (mm) 2610 2480
Dĺţka (mm) 6820 8240
Výkon (kW) 129 100
Dosah ţeriava (mm) 10,8 9,8
Náklad (kg) - 9000
Pneumatiky
Rozmery - predná 4x Nokian 600/50-22,5 4x Nokian 600/50-22,5
Rozmery - zadná 2x Trelleborg 620/55-
30,5 4x Nokian 600/50-22,5
Tlak - predná (kPa) 500 500
Tlak - zadná (kPa) 400 500
Tab. 3 Základné údaje o operátoroch
Operátor Vek Prax
(roky) Mechanizácia
Harvester 1 41 7 harvester, odvozná súprava
2 35 9 harvester, forwarder,
odvozná súprava Forvarder
1 49 7 forwarder, odvozná
súprava 2 46 6 ŠLKT, odvozná súprava
Do úvahy bolo potrebné brať fakt, ţe kalamita nepostihla celú plochu porastu. Na
pokusných plochách boli zaznamenané nasledujúce údaje:
Sklon terénu (%),
hĺbka koľají (cm),
penetračný odpor pôdy (MPa),
obsah vody v pôde (%),
intenzita zásahu (%).
Koľaje boli merané vţdy v pravej aj ľavej koľaji, a to na dvoch miestach na linke,
ktorá prechádzala stredom pokusnej plochy. Hĺbka bola odčítaná s presnosťou na 1 cm od
vodorovnej laty. Pedokompakcia bola meraná prostredníctvom penetračného odporu pôdy.
Tieto merania boli vykonané pomocou penetrometra typu Eijkelkamp, ktorý bol vybavený
vlhkostnou sondou ThetaProbe, ktorá merala obsah pôdnej vlhkosti vo vrchnej vrstve pôdy
a GPS modulom. Podrobnosti k priebehu merania udáva Ferenčík (FERENČÍK, 2009). Na
kaţdej ploche boli vykonané dve merania v koľaji, dve v poraste, kde pôda nebola porušená
a dve medzi koľajami. Pri kaţdom meraní bola zisťovaná aj pôdna vlhkosť. Pouţitý
penetračný kuţeľ mal nasledujúce rozmery: uhol hrotu 30°, prierez 1 cm2 a rýchlosť merania
bola 2 cm.s-1
. Merania sa vykonávali do hĺbky max. 30 cm.
Získané údaje boli štatisticky spracované a vyhodnotené v programe Statistica 9
s vyuţitím Tukeyho testu pre overenie rozdielov medzi údajmi z rozdielnych porastov.
Viacrozmerná regresná a korelačná analýza bola pouţitá pre overenie významnosti závislosti
penetračného odporu a pôdnej vlhkosti od sledovaných faktorov (sklon, intenzita ťaţby, hĺbka
merania, pôdnej vlhkosti).
179
VÝSLEDKY A DISKUSIA
Namerané hodnoty vlhkosti neporušenej pôdy v jednotlivých porastoch boli
porovnané s vyuţitím Tukeyho testu, pre overenie významnosti rozdielov medzi nimi. Test
nepotvrdil významnosť rozdielov medzi hodnotami vlhkosti v porastoch 420 a 421, ale boli
zistené významné rozdiely vlhkosti porastu 422 oproti porastu 420 a 421 (obr. 1).
422 420 Skidder-20
0
20
40
60
80
100M
ois
ture
conte
nt
(%)
Obr. 1 Porovnanie pôdnej vlhkosti neporušenej pôdy v jednotlivých porastoch
Test nepotvrdil rozdiely v hodnotách pôdnej vlhkosti v koľajach medzi jednotlivými
porastmi. Podobne ani pôdne vlhkosti namerané medzi koľajami sa v jednotlivých porastoch
od seba nelíšili. Štatisticky významné rozdiely boli zistené medzi hodnotami koľají oproti
vlhkosti nameranej v neporušenej pôde a v pôde medzi koľajami. Rozdiely medzi vlhkosťou
neporušenej pôdy a vlhkosťou pôdy medzi koľajami neboli významné. Namerané hodnoty
spolu so základnými štatistickými charakteristikami sú prezentované v tabuľke (tab. 4).
Tab. 4 Namerané hodnoty pôdnej vlhkosti v koľajach, medzi nimi a v neporušenej porastovej pôde
Premenná N priemer S. odchýlka V. koeficient
Les 36 35,5 6,24 17,57
Koľaj 36 42,6 7,16 16,8
Medzi
koľajami
34 37,6 6,82 18,11
Zistené zvýšenie hodnôt pôdnej vlhkosti zodpovedá výsledkom prezentovaným
ďalšími (BEDRNA ET AL., 1989, KINDERNAY, 2010, VILČEK, J., et al., 2005, DVOŘÁK, 2004,
STANOVSKÝ, MESSINGEROVÁ, 2006). Pomocou viacrozmernej regresnej a korelačnej analýzy
bola zisťovaný vplyv sklonu a intenzity ťaţby na pôdnu vlhkosť (obr. 2).
Závislá premenná: vlhkosť
R= ,12789534 R2= ,01635722
F(2,1020)=8,4809 p<,00022 St. chyba : 6,7025
N=1023
b* St. chyba
b*
z b*
b St.chyba b
z b
t(1020) p-hladina
Abs.č len
Sklon
Zásah
43,10560 0,497314 86,67682 0,000000
0,006859 0,031329 0,00776 0,035452 0,21893 0,826747
-0,126808 0,031329 -0,02899 0,007161 -4,04764 0,000056
Obr. 2 Výsledky viacrozmernej regresnej a korelačnej analýzy závislosti
medzi pôdnou vlhkosťou, sklonom a intenzitou zásahu
Analýza potvrdila viacrozmernú závislosť ako významnú, ale pomerne slabú (R =
0,13) na hladine α.= 0,05. Iba 16 % variability závislej premennej (vlhkosť) môţe byť
vysvetlená pomocou sledovaných premenných (sklon, sila zásahu). Z jednotlivých faktorov
180
iba intenzita zásahu mala významný vplyv na pôdnu vlhkosť, pričom korelácia bola
negatívna.
V ďalšom bola vyhodnotená pedokompakcia. Úroveň pedokompakcie spôsobenej
ťaţbovou technikou bola stanovená na základe meraní penetračného odporu pôdy. Jednotlivé
merania (vpichy) boli umiestňované do neporušenej pôdy v poraste, v koľaji a medzi
koľajami. Merania boli vykonané pre dva porasty spracované harvesterovou technológiou
a pre jeden porast spracovaný pomocou klasickej technológie. Štatistické testy nepotvrdili
významné rozdiely medzi penetračnými odpormi neporušenej pôde v jednotlivých porastoch
a tak môţu byť povaţované za jeden súbor. Výsledky meraní sú prezentované na obrázku
(obr. 3).
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Depth (cm)
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
MP
a
Forest
Track CTL
Between
Track skidder
Obr. 3 Priebeh penetračného odporu pôdy v závislosti od hĺbky pôdy
Z obrázka je zjavný nárast penetračného odporu po prejazdoch harvestera a forwardera
oproti neporušenej pôde. Naproti tomu po skončení ťaţby a sústreďovania dreva klasickou
technológiou v poraste 421 nebolo zaznamenané významné zvýšenie penetračného odporu
pôdy v koľajach oproti neporušenej pôde. Najniţší penetračný odpor bol zaznamenaný
v prípade pôdy medzi koľajami. Tento jav je vysvetliteľný porušením pôdneho povrchu pri
sústreďovaní dreva vlečením. Zistené hodnoty penetračného odporu zaraďujú pedokompakciu
spôsobenú harvesterovou technológiou do stredného stupňa poškodenia (VILČEK ET AL.,
2005).
Vplyvy nezávislých faktorov (hĺbka merania, pôdna vlhkosť, sklon a intenzita zásahu)
na penetračný odpor pôdy bol zisťovaný pomocou viacrozmernej regresnej a korelačnej
analýzy. Jej výsledky sú znázornené v tabuľke 5, pričom významné nezávislé faktory sú
zvýraznené. Závislosť penetračného odporu od nezávislých faktorov je štatisticky významná
na hladine α = 0,05 a korelácia je stredne silná s R = 0,57 and R2 = 0,33. T. j. 33 %
z variability závislej premennej je spôsobených sledovanými nezávislými faktormi.
Tab.5 Výsledky viacrozmernej regresnej a korelačnej analýzy závislosti penetračného
odporu od nezávislých faktorov
ryx=0,57 r2yx=0,33 syx=0,92 p<0,000
Nezávislé premenné
x
St. chyba
Beta B
St. chyba
B t (1012) p-hladina
n = 1017 Beta
Abs. člen 3,670 0,203 18,110 0,000
Hĺbka 0,568 0,026 0,071 0,003 22,071 0,000
Pôdna
vlhkosť
-0,072 0,026 -0,012 0,004 -2,771 0,006
Sklon -0,010 0,026 -0,002 0,005 -0,358 0,720
Sila zásahu -0,054 0,026 -0,002 0,001 -2,058 0,040
181
Z individuálnych faktorov mala na penetračný odpor pôdy najväčší vplyv hĺbka pôdy
s pozitívnou koreláciou (s rastom hĺbky pôdy, rástol penetračný odpor). Pôdna vlhkosť
a intenzita zásahu mali takisto štatisticky významný vplyv na penetračný odpor pôdy, aj keď
ich korelácia bola pomerne slabá a negatívna. Tieto výsledky zodpovedajú údajom zisteným
počas našich predošlých meraní (FERENČÍK, 2009, FERENČÍK, KOVÁČIK, 2011) a ďalším
autorom (KINDERNAY, 2010, SLUGEŇ, 2009).
Na všetkých pokusných plochách boli zmerané aj hĺbky vytvorených koľají. Ich hĺbka
bola meraná od pôvodneho terénu pred poškodením. Priemerné hodnoty hĺbky koľají pre
jednotlivé porasty sú znázornené na obr. 4.
Z obrázka je zrejmé najvyššie poškodenie pôdy tvorbou koľají v poraste 422 (CTL 1),
ktorý bol spracovávaný harvesterovou technológiou. V tomto poraste sa zároveň vyťaţil
najväčší objem dreva. Najmenšia tvorba koľají bola zaznamenaná v poraste 421, kde bolo
sústreďovanie dreva vykonané traktorom.
CTL1 CTL2 Skidder-5
0
5
10
15
20
25
30
35
Rut
depth
(cm
)
Obr. 4 Priemerné hodnoty hĺbky koľají v jednotlivých porastoch
ZÁVER
Táto štúdia potvrdila negatívny vplyv harvesterovej technológie na porastovú pôdu,
prostredníctvom zvýšenia obsahu pôdnej vlhkosti, pedokompakcie a vytváraním koľají.
Zmeny spôsobené harvesterovou technológiou boli v daných podmienkach intenzívnejšie ako
dopady klasickej technológie (reťazová píla + špeciálny kolesový traktor). Pôdna vlhkosť
pred zásahom bola okolo 35 %, pričom práve pri takejto vlhkosti je pôda najcitlivejšia na
zhutnenie (RAB, 2005). Ďalšou dôleţitou skutočnosťou bola príprava materiálu pre
štiepkovanie, kde sa tenčina sústreďovala forwarderom na hromady, ktoré boli po preschnutí
štiepkované. Forwarder preto vykonával navyše ďalšie prejazdy za účelom sústreďovania
biomasy. Okrem toho tenčina pouţitá na biomasu nemohla byť ukladaná do koľají vo forme
rohoţe, čo zhoršilo zhutnenie pôdy. Tieto skutočnosti pravdepodobne znásobili negatívny
vplyv technológie na lesnú pôdu. Ak by sa tieto negatíva podarilo odstrániť, dopad
harvesterovej technológie na porastovú pôdu bybol výrazne niţší.
Táto publikácia vznikla vďaka podpore v rámci operačného programu Výskum a vývoj pre projekt: Centrum
excelentnosti: Adaptívne lesné ekosystémy, ITMS:26220120006, spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu
regionálneho rozvoja.
182
LITERATÚRA
DVOŘÁK, J., 2004. Harvestorové technologie a podmínky pro jejich nasazení v lesním
hospodářství. In: Harvestorové technologie v lesním hospodářství v rámci programu
SAPARD, Svoboda n. Úpou: SOU ve Svobodě n. Ú., s. 25 – 37.
FERENČÍK, M., 2008. Objektivizácia výrobno-technických parametrov pre vyuţitie
integrovaných technológií ťaţby dreva na Slovensku, Dizertačná práca. TU vo Zvolene,
116 s.
FERENČÍK, M., KOVÁČIK, P., 2010. Poškodenie ostávajúceho porastu po sústreďovaní
dreva pomocou traktora HSM 805 HD. In: COYOUS 2010, ISBN 978-80-213-2082-6:
200-209
KINDERNAY, D., 2010. Stanovenie limitov ťaţbovo - dopravnej erózie a poškodenia lesa na
vybraných stanovištných podmienkach, DP, TU Zvolen, 129 P.
KOREŇ, J., WALCZYK, J., 2000. Príspevok k poznaniu prirodzenej regenerácie lesných pôd
zhutnených prejazdami lesníckych strojov, AFF Zvolen, XLII, s. 279-292
RAB, M. A., 2005. Review of Factors Affecting Disturbance, Compaction and Trafficability of
Soils with Particular Reference to Timber Harvesting in the Forests of South-West
Western Australia, Sustainable Forest Management Series, SFM Technical Report No.
2, 146 s.
SLUGEŇ, J., 2009. Nasadenie harvesterových technológií v listnatých prebierkových
porastoch do 50 rokov. In: Multioperačné výrobné technológie pri ťaţbe a spracovaní
dendromasy na energetické a priemyselné vyuţitie, ISBN 978-80-228-2033-2: 115-123
STANOVSKÝ, M., MESSINGEROVÁ, V., 2006. Harvesterové technológie v podmienkach
lesného hospodárstva SR. In: Perspektívy vývoja ťaţbovo-dopravného procesu a
vyuţitia biomasy v lesnom hospodárstve, ISBN 80-228-1661-2: 207-212.
VILČEK, J., HRONEC, O., BEDRNA, Z., 2005. Environmentálna pedológia. Nitra: Slovenská
poľnohospodárska univerzita, 299 s.
Adresa autora:
Ing. Michal Ferenčík, PhD.,
Technical University in Zvolen, Faculty of Forestry, T. G. Masaryka 24, 960 53 Zvolen, Slovak Republic,
e-mail: ferencik@tuzvo.sk,
tel. +421 455206832.
183
POROVNANIE KVALITATÍVNYCH PARAMETROV LESNÝCH
ŠTIEPOK Z NÁHODNÝCH A ÚMYSELNÝCH ŤAŢIEB
THE COMPARISON OF QUALITATIVE PARAMETERS OF WOOD
CHIPS FROM INCIDENTAL AND PLANNED FELLING.
LIESKOVSKÝ MARTIN, BELANOVÁ KATARÍNA
Abstract:
The contribution aim is to assess the quality parameters of energy chips produced from planned and incidental
cutting. The results aimed at monitoring the relative humidity, calorific and heating value, ash proportion and
chips fractions size did not confirm a significant differences between the chips from planned and incidental
cutting. We can positive evaluate the lower relative humidity of chips produced form incidental felling. Dry
summer months and the timber storage length of about 5 months influenced the heating value and this reflected
the price of energy chips. Compared with the freshly chopped material the price increase was 15.31 €.t-1
for
deciduous and 17.22 €.t-1
for coniferous chips.
Key words: biomass, calorific value, energy wood chips, ash, relative humidity
1. ÚVOD
V poslednom období dochádza v lesných porastoch k vzniku rozsiahlych škôd
spôsobených vplyvom abiotických alebo biotických faktorov a v ich dôsledku vznikajú
rozsiahle náhodné ťaţby. Abiotické činitele spôsobujú škody zvyčajne jednorázovo (vietor,
námraza, mokrý sneh). Biotické činitele (hmyz, hubovité ochorenia) pôsobia dlhodobo
a eliminácia ich vplyvu si vyţaduje systematické úsilie.
Abiotické škodlivé činitele patria z hľadiska rozsahu zapríčinených náhodných ťaţieb
k najvýznamnejším, pretoţe ţiadne iné škodlivé činitele sa im rozsahom náhodných ťaţieb,
ktoré spôsobia, nevyrovnajú. Z hľadiska poškodenia porastov náhodnými ťaţbami patrí a je
najzávaţnejším abiotickým škodlivým činiteľom jednoznačne vietor a to hlavne v dôsledku
globálnych klimatických zmien SUCHOMEL, GEJDOŠ (2010).
Rýchle spracovanie kalamity je nevyhnutnou podmienkou zabezpečenia trvalo-
udrţateľného hospodárenia v lesoch. Hlavnou úlohou lesného hospodárstva je zabezpečiť
ekologickú stabilitu lesa v zmenených podmienkach SUCHOMEL, SLANČÍK (2005).
Spracovaním primárnej kalamity a vyuţitím takto získanej drevnej hmoty zniţujeme
moţnosť vzniku sekundárnych kalamít a vytvárame zdroje pre následnú obnovu porastov.
Jednou z moţností ako vyuţiť kalamitou znehodnotenú drevnú hmotu je produkcia
energetických štiepok. Lesné štiepky sú heterogénnou surovinou, zloţené z dreva, kôry,
asimilačných orgánov a ostaných častí. Štiepky sú vyrábané sekaním dreva naprieč vlákien
v sekacích agregátoch – sekačkách. Na výrobu energetických štiepok v lesnom hospodárstve
je vyuţívané drevo z prerezávok, ťaţbové a manipulačné zvyšky, drevo z energetických
porastov a taktieţ drevo z kalamít.
Všeobecne platí, ţe kvalita štiepok je závislá od týchto faktorov:
1. vlhkosť dreva,
2. druh dreviny,
3. podiel tenčiny,
4. podiel asimilačných orgánov,
5. spôsob dezintegrácie drevnej hmoty.
184
1. PROBLEMATIKA
Dôleţitým faktorom ekonomickej efektívnosti produkcie štiepok je koncentrácia
objemu biomasy na určitej ploche. Z týchto dôvodov je napr. štiepkovanie nehrúbia priamo
v poraste z rozptýlenej ťaţby ekonomicky neefektívne. Najvyššia koncentrácia objemu je pri
energetických porastoch ťaţených holorubom a pri koncentrovaných náhodných ťaţbách. Z
hľadiska ekonomickej efektívnosti je dôleţité, aby presuny štiepkovača boli čo najmenšie
a aby bol vyuţívaný vo viaczmennej prípadne v predĺţenej prevádzke. Ďalší predpoklad
efektívnej produkcie štiepok je regionálna dostupnosť odberateľov a plynulé zabezpečenie
odberu vyrobených štiepok.
Proces produkcie biomasy integruje v sebe ťaţbu stromov, manipuláciu (odvetvenie,
krátenie), priblíţenie a štiepkovanie. Pri ekonomickom zhodnotení rozdeľujeme technológie
štiepkovania podľa stupňa mechanizácie do troch základných častí: nízky, čiastočný a úplný
stupeň mechanizácie. Zhodnotenie pozitív a rizík pre jednotlivé technologické postupy so
zohľadnením nákladov v podmienkach Rakúska KANZIAN a kol. (2006). Stručný opis
vybraných technologických postupov aplikovateľných v podmienkach Slovenska udáva
KONÔPKA a kol. (2010):
a) ťaţba – prenosná reťazová píla (PRP), ručné vyťahovanie na linku, štiepkovanie so
štiepkovačom s ručným podávaním, transport štiepky traktorom s prívesom,
b) ťaţba - PRP, vyťahovanie - kôň, pribliţovanie traktor so zverným oplenom štiepkovanie
časovo oddelené štiepkovačom s hydraulickou rukou pri lesnej ceste, resp. na odvoznom
mieste (OM),
c) ťaţba - PRP, vyťahovanie, pribliţovanie - traktor, časovo oddelené štiepkovanie na lesnej
ceste, resp. OM,
d) ťaţba - PRP, vyťahovanie - traktor, pribliţovanie traktor so zberným oplenom na sklad,
štiepkovanie na sklade,
e) ťaţba - harvester, vyváţanie - forwarder, štiepkovanie na OM, príp. lesnej ceste,
f) ťaţba, štiepkovanie - plne mechanizovaná - štiepkovací harvester s kontajnerom, výmena
kontajnera - na odvozný mechanizmus - OM, lesná cesta.
Obr. 1 Technologický postup výroby štiepok harvester, forwarder, štiepkovanie na OM Hakkila (2004)
Výška nákladov na dopravu závisí od miesta predaja a od logistického spôsobu
transportu. V prípade realizácie dopravy cez medzisklad sú náklady na dopravu výrazne
vyššie ako pri priamej doprave. Medzi najvýznamnejšie faktory patria: dĺţka odvoznej
vzdialenosti, typ a výkon odvozného prostriedku, resp. prepravné náklady na t.km-1
a náklady
na nakladanie biomasy. Pri výpočte nákladovosti produkcie energetických štiepok
185
najvýznamnejšiu časť nákladov tvorí hodnota energetického dreva. Jeho cena je
ovplyvňovaná faktormi ponuky a dopytu na trhu s drevom a nákladmi na jeho výrobu.
Z hľadiska ekonomickej efektívnosti je dôleţitý výber a príprava drevnej hmoty na
štiepkovanie. Pri manipulácii dreva je dôleţité rozhodnúť aký podiel kmeňa sa bude
manipulovať na sortimenty dreva, resp. vlákninové drevo a aký podiel hrúbia stromu bude
tvoriť energetické drevo. Dôleţité je optimálne rozdeliť strom na časť, z ktorej budeme
vyrábať vlákninové drevo a časť z ktorej budú produkované štiepky, tak aby sme dosiahli
minimálne náklady na spracovanie stromu a maximálny výnos z predaja dreva TRENČIANSKY
a kol. (2007).
3. MATERIÁL A METODIKA PRÁCE
Drevný odpad vznikajúci pri ťaţbe v lese, resp. v procesoch technologického spracovania
je rozmerovo značne heterogénny (kusové drevo, štiepky, piliny, drevný prach). Drevo v
uvedenej podobe nie je vhodné na priame spaľovanie v kúreniskách tepelných zariadení a
vyţaduje úpravu podľa konkrétnych poţiadaviek spaľovacích zariadení: roštových kúrenísk,
resp. spaľovacích komôr. K základným úpravy energetického dreva patrí dezintegrácia
kusového dreva na energetické štiepky. DZURENDA (2005). Takto pripravená surovina na
technologické, prípadne energetické zhodnotenie musí zodpovedať poţiadavkám
spracovateľov. Pre porovnanie kvality štiepok vyrobených z úmyselnej ťaţby a z kalamitných
porastov bolo pouţité hodnotenie kvality štiepok podľa technických noriem:
STN 48 0057: 2004 Sortimenty dreva – Ihličnaté štiepky a piliny,
STN 48 0058: 2004 Sortimenty dreva – Listnaté štiepky a piliny,
STN ISO 1171: 2003 Stanovenie popola,
STN ISO 1928: 2003 Tuhé palivá – Stanovenie spalného tepla a výpočet výhrevnosti
STN 01 5111: 1974 Vzorkovanie sypkých a zrnitých materiálov
Obr. 2 Lokalizácia zdroja štiepok pochádzajúceho z kalamity na LS Pezinok
Na základe týchto noriem boli hodnotené vybrané vlastnosti štiepok pre energetické vyuţitie.
Štiepky z kalamitnej ťaţby pochádzali z LS Makov (vzorka 1) a LS Pezinok (vzorka 2).
V prípade vzorky č. 2 sa jedná o kalamitu, ktorá vznikla v apríli 2011, spracovaná bola
v priebehu letných mesiacov a hmota bola zoštiepkovaná v septembri 2011. Štiepky
z úmyselnej ťaţby boli spracované v rámci prác na projekte APVV na Vysokoškolskom
lesníckom podniku vo Zvolene. Prípravné práce na projekte boli realizované v priebehu leta
2010 a samotné zoštiepkovanie oboch druhov drevín bolo uskutočnené v polovici decembra
186
2010. Pre identifikáciu vzorka 3 je z čerstvého smreka, pričom boli spracované celé stromy aj
s asimilačnými orgánmi a vzorka 4 je z buka vyťaţeného mimo vegetačného obdobia.
Meranie relatívnej vlhkosti bolo realizované metódou sušenia v laboratóriu TU vo
Zvolene. Vzorky boli vysušené pri teplote 104 °C ± 2 °C do konštantnej hmotnosti, následne
bola vypočítaná relatívna vlhkosť podľa vzťahu:
[%]
mw – hmotnosť vlhkej vzorky [g]
mo – hmotnosť vzorky po vysušení [g]
K výpočtu výhrevnosti bolo potrebné stanoviť spalné teplo z odobratých vzoriek. Na
stanovenie spalného tepla bol pouţitý kalorimeter IKA C200.
Výpočet výhrevnosti podľa STN ISO 1928:
[ ( ) ] ( )
- výhrevnosť paliva pri konštantnom objeme s obsahom vody
- spalné teplo pri konštantnom objeme v bezvodom stave
- obsah celkovej vody v palive pre ktorý sa prepočet vyţaduje
Podiel popola bol stanovený podľa STN ISO 1171 – Tuhé palivá. Stanovenie popola.
Podstatou metódy je ţíhanie vzorky, tá sa zahrieva na teplotu 815 oC ±10
oC, špecifikovanou
rýchlosťou a pri tejto teplote sa udrţuje do konštantnej hmotnosti. Obsah popola sa vypočíta
z hmotnosti zvyšku po spálení.
Stanovenie podielu veľkostí frakcií bolo vykonané podľa STN 01 5111: 1974
Vzorkovanie sypkých a zrnitých materiálov. Granulometrický rozbor štiepok bol vykonávaný
sitovaním, t.j. preosievaním štiepok na sade sít s veľkosťami medzier v pletive: 50 mm, 32
mm, 25 mm, 11,2 mm, 5 mm, a dno, na automatickom vibračnom sitovacom stroji.
4. VÝSLEDKY MERANÍ
Merania relatívnej vlhkosti, obsahu popola, spaľovacieho tepla a výpočet výhrevnosti
boli spracované do tabuľky 3. Z výsledkov meraní vyplýva, ţe pokiaľ nedôjde k zvýšeniu
podielu minerálnych nečistôt a iných prímesí počas spracovania kalamitného dreva, je takto
získaná hmota, spracovaná do podoby energetických štiepok, porovnateľná so štiepkami
vyrobenými pri spracovaní úmyselnej ťaţby. Na energetickú upotrebiteľnosť štiepok má
najväčší vplyv relatívna vlhkosť. Ako je moţné vidieť z tabuľky 1, relatívna vlhkosť vzoriek
štiepok zo spracovania kalamity (leto, jeseň 2011) je výrazne niţšia ako čerstvo spracovaná
úmyselná ťaţba. Tu sa prejavil efekt diskontinuálneho spracovania v prospech lesníckych
subjektov, pretoţe niţšia relatívna vlhkosť v prípade ihličnatých štiepok o 15,2% a v prípade
listnatých štiepok o 13,2% sa pozitívne prejaví na výhrevnosti a konečnej cene vyrobených
štiepok. Ak cena za 1 GJ obsiahnutý v štiepkach bude 5,35 € tak rozdiel vo výhrevnosti bude
v našom prípade 15,31 €.t-1
pri listnatých a 17,22 €.t-1
pri ihličnatých štiepkach.
Tab. 1 Výsledky hodnotenia vybraných kvalitatívnych parametrov energetických štiepok
Kvalitatívne vlastnosti štiepok Kalamitná hmota Úmyselná ťaţba
Ihličnatá
(sm)
Listnatá
(bk)
Ihličnatá
(sm)
Listnatá
(bk)
relatívna vlhkosť [%] 43,6 33,4 58,8 46,6
spalné teplo [MJ.kg-1
] 20,084 19,784 20,093 19,575
výhrevnosť [MJ.kg-1
] v dodanom stave 9,635 11,584 6,417 8,721
obsah popola [%] 0,76 1,77 0,83 0,37
187
Štiepky sú drevné častice, pričom je pre ne charakteristické, ţe nevypĺňajú celý objem
priestoru. Zrnitosť (granulometrické zloţenie) je údaj charakterizujúci kvantitatívne
zastúpenie jednotlivých častíc (skupiny častíc) určitej veľkosti v celom súbore sypkej hmoty.
Technické normy uvádzajú pre jednotlivé triedy zrnitosti hmotnostný podiel jednotlivých
frakcií v percentách. Kriticky sú hodnotené hlavne veľkostné frakcie do 5 mm (max. 20%
z hmotnostného podielu) a maximálna veľkosť štiepok (80 resp. 250 mm).
Obr. 3 Stanovenie veľkosti frakcií – vzorka č.1 ihličnaté štiepky z kalamity
Obr. 4 Stanovenie veľkosti frakcií – vzorka č.2 listnaté štiepky z kalamity
0,0
5,4
1,6
52,0
23,4
17,5
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
50 32 25 11,2 5,6 < 5,6
Veľkosť frakcií (mm)
0,0 2,6
0,0
59,2
18,7 19,5
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
50 32 25 11,2 5,6 < 5,6
Veľkosť frakcií (mm)
188
Obr. 5 Stanovenie veľkosti frakcií – vzorka č.3 ihličnaté štiepky z úmyselnej ťaţby
Obr. 6 Stanovenie veľkosti frakcií – vzorka č.4 listnaté štiepky z úmyselnej ťaţby
Z obrázkov 3 – 6 je moţné vidieť, ţe ţiadna zo sledovaných vzoriek neprekračovala
povolené hodnoty podielu veľkosti frakcií. Je tu však vidieť určitý rozdiel, kde frakcie menšie
ako 5,6 mm sú pri štiepkach z kalamity zastúpené v podiele 17,5% a 19,5% (pričom horná
0,00
10,83
1,01
59,21
16,10
12,86
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
50 32 25 11,2 5,6 < 5,6
Veľkosť frakcií (mm)
7,88
15,79
2,66
42,59
18,83
12,26
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
40,0
45,0
50 32 25 11,2 5,6 < 5,6
Veľkosť frakcií (mm)
189
hranica udávaná v norme je 20%) a najmenšie frakcie v štiepkach vyrobených
z nekalamitného dreva sú zastúpené na úrovni cca 12,5%.
5. ZÁVER
Spracovanie kaţdej náhodnej ťaţby s následnou sanáciou vznikajúcich ohnísk
podkôrneho hmyzu je podmienka, ktorú si súčasný stav lesov bezpodmienečne vyţaduje.
Kmeňové drevo predstavuje len pribliţne 60% stromovej hmoty. Ešte niţší podiel kmeňového
dreva je moţné získať pri spracovaní veternej kalamity. Pozornosť je teda potrebné zamerať
na vyuţívanie efektívnych technológií, ktoré umoţnia technologické, či energetické vyuţitie
aj tej časti dendromasy, ktorá zostávala v porastoch nevyuţívaná.
Z hľadiska bezpečnosti práce, ekonomiky a speňaţenia dreva sa pri spracovaní kalamít
javia ako výhodné harvesterové technológie. Výhodou je niţšie riziko vzniku pracovného
úrazu a spravidla kvalitnejšia manipulácia hlavne pri výrobe krátkych výrezov. Nasadenie
harvesterovej techniky pri spracovaní kalamít ponúka lepšie moţnosti spracovania nielen
kmeňového dreva, ale aj ostatných zloţiek dendromasy. Vhodným sústredením ťaţbových
zvyškov na dobre prístupné miesta ťaţbovej plochy je moţné výrazne ušetriť energiu
a minimalizovať prejazd štiepkovača po ploche. Takýmto spôsobom je moţné zamedziť
prípadným škodám na pôdnom povrchu a následnej erózii. Vyuţitím hmoty z pripravených
hromád sa stáva výroba štiepok efektívnejšou. Ak nám to podmienky umoţňujú a proces
štiepkovania je moţné posunúť na koniec vegetačného obdobia, je prínos ešte zreteľnejší.
Asimilačné orgány prispejú k rýchlejšiemu zniţovaniu mnoţstva vody v dreve a vyrobené
štiepky majú vyššiu výhrevnosť. Pri súčasnom trende predaja energetických štiepok na atro
hmotnosť sa tento efekt prejaví v konečnej cene pre spracovateľa.
Príspevok mal za cieľ zhodnotiť kvalitatívne parametre výroby energetických štiepok
z náhodnej a úmyselnej ťaţby. Výsledky zamerané na sledovanie relatívnej vlhkosti,
spaľovacieho tepla a výhrevnosti, podielu popola a veľkosť frakcií štiepok nepotvrdili
výrazné rozdiely medzi energetickými štiepkami. Pozitívny efekt je moţné badať pri niţšej
relatívnej vlhkosti štiepok zo spracovaných kalamít, nakoľko sekanie dendromasy sa zvyčajne
vykonáva aţ v závere spracovania kalamity. Suché letné mesiace a doba skladovania drevnej
hmoty cca 5 mesiacov sa prejavila v cene, kde cenový prírastok predstavoval od 15,31 €.t-1
pri
listnatých a 17,22 €.t-1
pri ihličnatých štiepkach.
Poďakovanie
Príspevok vznikol na základe výskumu riešeného Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe zmluvy č.
LPP-0420-09 Analýza bezpečnostných, zdravotných a hygienických rizík pri spracovaní lesnej biomasy na
energetické účely a projektom Vedeckej grantovej agentúry Ministerstva školstva, vedy, výskumu a športu SR
a Slovenskej akadémie vied 1/0764/10 (VEGA): Výskum princípov a metód precízneho lesníctva.
LITERATÚRA
DZURENDA, L. (2005): Spaľovanie dreva a kôry. Zvolen, Vydavateľstvo Technickej univerzity
vo Zvolene, 124 s. ISBN 80-228-1555-1
HAKKILA, P., 2004: Developing technology for large-scale produktion of forest chips – Wood
Energy Technology Programme 1999 – 2003, Finnal Report, VTT Processes, ISSN
1239-1336: 99 pp
KANZIAN, CH., HOLZEITNER, F., KINDERMANN, G., STAMPFER, K., 2006: Regionale
Energieholz logistik Mittelkärnten, Universität für Bodenkultur Wien: 133 pp.
KONÔPKA, J. a kol. 2010: Príručka vlastníka a obhospodarovateľa lesa. Zvolen: Národné
lesnícke centrum, 2010, ISBN 978-80-8093-123-0: 212 pp.
190
SUCHOMEL, J., GEJDOŠ, M. 2010: Analýza vývoja náhodných ťaţieb a ich vplyvu na trh
s drevom. In Użytkowanie maszyn rolniczych i leśnych : badania naukowe i dydaktyka :
materiały V międzynarodowej konferencji naukowej : Zakopane 9-10 września 2010.
SUCHOMEL, J., SLANČÍK, M., 2005: Vplyv vybraných ergonomických kritérií na modelovanie
a optimalizáciu v ťaţbovo-výrobných a dopravných technológiách. In: „Manaţment
ľudského potenciálu v podniku“: 354 – 359. ISBN 80-8070-360-4
TRENČIANSKY, M., LIESKOVSKÝ, M., ORAVEC, M, 2007: Energetické zhodnotenie biomasy,
NLC Zvolen, ISBN 978-80-8093-050-9: 147 pp.
Adresa autorov:
Ing. Lieskovský Martin, PhD., Ing. Belanová Katarína, PhD.
Technická univerzita vo Zvolene, Lesnícka fakulta, katedra lesnej ťaţby a mechanizácie,
Masarykova 22, 96053 Zvolen
e-mail: lieskov@vsld.tuzvo.sk, belanova@vsld.tuzvo.sk
191
KLASIFIKÁCIA NÁSTROJOV PRE PODPORU PRIESTOROVÉHO
ROZHODOVANIA SLÚŢIACICH AKO PODPORA EURÓPSKEHO
LESNÉHO HOSPODÁRSKEHO PLÁNOVANIA
CLASSIFICATION OF DSS TOOLS TO SUPPORT THE EUROPEAN
FORESTRY MANAGEMENT PLANNING
ANDREA MAJLINGOVÁ, MAROŠ SEDLIAK
Abstrakt
Lesy plnia mnoho účelov a funkcií s cieľom uspokojiť mnohokrát vzájomne nezlučiteľné potreby vlastníkov a
uţívateľov lesa, lesnícku výrobu a spoločnosť vo všeobecnosti, čo predstavuje veľkú výzvu pre lesných
hospodárov. Potreba dokonalých systémov pre podporu rozhodovania (DSS) v lesníctve je zrejmá aj z viacerých
dokumentov EU Tieto sa týkajú najmä budúceho postavenia a významu lesov v Európe.
Systémy pre podporu rozhodovania v lesníctve umoţňujú lesnému hospodárovi vyuţívať pokrokové systémy pre
podporu rozhodovania a techniky pre správu poznatkov zaloţené na expertných systémoch, systémoch
zaloţených na poznatkových bázach, viacfaktorových analýzach s vyuţitím komunikačných a vizualizačných
nástrojov. Doterajšie skúsenosti s vývojom a aplikáciou systémov pre podporu rozhodovania v lesníctve
predstavujú pevný základ pre technologickú inováciu a ich implementáciu do praxe lesného hospodárstva.
V príspevku je uvedený prehľad vývoja systémov pre podporu rozhodovania a priestorového rozhodovania.
Ďalej sú tu uvedené všetky systémy pre podporu rozhodovania (DSS) v lesníctve, ktoré sú publikované na
webovom portáli Wikipédie, ktorý prezentuje jednotlivé DSS aplikované v lesníckom výskume a praxi, ktoré sú
klasifikované do kategórií na základe krajiny pôvodu, aplikačnej oblasti, časovej a priestorovej škály a pouţitej
„knowledge management“ technike.
Kľúčové slová: DSS, FORSYS, lesníctvo, lesné hospodárstvo
1. INTRODUCTION
This article introduces the basic theory of the decision and particularly spatial decision
support system which is very good highlighted at the Spatial Decision Support Portal (link:
http://www.institute.redlands.edu/sds/welcome.html). The SDS Knowledge Portal is
developed to help people involved in a spatial decision process (decision makers,
practitioners, researchers) gain a holistic view of the spatial decision process and better access
to the vast amount of knowledge, information, and various resources that can be applied
during spatial decision making. The objectives of the SDS Knowledge Portal include:
Developing a systematic representation of the body of knowledge in the field of SDS;
Promoting semantic clarity of commonly used terms within the SDS user community, in
the areas including decision process, methods and techniques, functionalities of Spatial
Decision Support Systems (SDSS);
Organizing and facilitating access to a representative set of SDS resources including
literature, tools and models, data sources, case studies, etc.
Except the theory it is oriented also to the introduction and classification of particular
DSS system that were developed for purposes of the forest management planning simulation
and optimization. European-wide framework with core processes and information standards
for decision making in a sustainable multifunctional forest management environment defines
The COST Action 0804 – FORSYS. European experience with developing and applying
forest DSSs for forest management provides a solid foundation for technological innovation
and collaboration between E.U. countries research partners/institutions. Furthermore, it
defines requirements for DSS implementation and provides a consistent European-wide
quality reference for development of decision systems enhancing sustainable forest
management. More information about this Action you can acquire at
192
http://fp0804.emu.ee/?id=home. More information about the particular DSS system which
was included onto the FORSYS is included on the Wiki webpage related to the FORSYS
COST Action (link: http://fp0804.emu.ee/wiki/index.php/Main_Page).
2. PROBLEM
2.1 Decision support systems
More than 30 years ago, Mintzberg et al. (1976) in Reynolds and Schmoldt (2006)
proposed a general model for the decision-making process. The Mintzberg model has stood
the test of time; it is still widely accepted today as a general description of the multiple
alternative processes and pathways, including feedback loops that individuals and
organizations use to get from problem recognition to problem resolution, which culminates in
some course of action. Any software system that explicitly assists with the implementation of
one or more components of the overall process can be described as a decision support system
(DSS). Holsapple (1996) captures the essential features of a DSS as: a computer-based system
composed of a language system, presentation system, knowledge system, and problem-
processing system whose collective purpose is the support of decision-making activities. Two
key attributes in the Holsapple definition are a subsystem for processing problems and
purposeful support of a decision-making process. Many DSS focus exclusively, or nearly so,
on the alternative-selection phase of the overall process. Some examples of systems that
conform to the Mintzberg and Holsapple definitions and that usually focus on the alternative-
selection phase include optimization systems, expert (or knowledge-based) systems that
provide a framework for applying procedural or reasoning knowledge to decision problems,
neural networks, Bayesian belief networks, and multi-criteria decision models (MCDM) that
implement the Analytic Hierarchy Process (AHP) and similar MCDM methods.
Decision Support Systems (DSS) are also characterized as a specific class of
computerized information system that supports business and organizational decision-making
activities. A properly-designed DSS is an interactive software-based system intended to help
decision makers compile useful information from raw data, documents, personal knowledge,
and/or business models to identify and solve problems and make decisions.
2.2 Spatial decision support systems
Spatial decision support is the computational or informational assistance for making better
informed decisions about problems with a geographic or spatial component. This support
assists with the development, evaluation and selection of proper policies, plans, scenarios,
projects, interventions, or solution strategies.
Spatial decision making faces various decision complexities such as:
- Spatial nature and temporal development of phenomena and processes;
- Complex multi-dimensional and heterogeneous data describing decision situations;
- Large or extremely large data sets that include data in numerical, map, image, text, and
other forms;
- Large number of available alternatives or a need to generate decision alternatives "on the
fly" according to the changing situation;
- Multiple participants with different and often conflicting interests;
- Multiple categories of knowledge involved, including expert knowledge and layman
knowledge.
The concept of spatial decision support has featured prominently in the GIS science
literature of the last two decades for a simple reason: much of geospatial data processing is
193
done to obtain information for decision making. Since almost any spatial information system
can be claimed to offer some form of decision support, an effort was made in the late 1980s
and early 1990s to define a minimum set of functionalities required of spatial decision support
systems (SDSS). SDSS were originally proposed to aid individual (Densham and Armstrong
1987) and group (Armstrong 1993) decision makers in solving spatial, semi-structured
problems, in which location and spatial relationships of distance, direction, connectivity, and
adjacency are an integral part of problem solution, and decision objective(s), decision
alternatives and their outcomes, and evaluation criteria are not fully known. Accordingly, the
original purpose of SDSS was to assist individuals and groups in articulating decision
objectives and evaluation criteria, finding feasible decision alternatives, and identifying
superior decision options. To achieve this purpose SDSS needed to integrate: (1)
mathematical and logical formalisms (models) to process spatial data and information, (2)
technical data (scientific measurements), and (3) perceptual data (estimates, probabilities, and
human judgments). These requirements mirrored the requirements for decision support
systems (DSS) formulated by Keen (1977) and Sprague and Watson (1986) in the field of
management science. Similar to DSS, a blueprint for SDSS was based on the idea of
providing an easy access to spatial data and decision models through the integration of spatial
databases, analytical models, and visualization tools (Densham 1991).
Spatial decision problems unlike non-spatial decision problems represent explicitly
location and spatial arrangements. The main characteristics of spatial decision problems
include
- Multiple decision alternatives ranging from a few to many,
- The outcomes or consequences of the decision alternatives are spatially variable, each
alternative is evaluated on the basis of multiple criteria,
- Some of the criteria may be qualitative while others may be quantitative,
- There are typically more than one decision maker (or interest group) involved in the
decision-making process,
- The decision makers have different preferences with respect to the relative importance of
evaluation criteria and decision consequences,
- The decisions are often surrounded by uncertainty.
A decision context describes the context in which a spatial decision is being made. It
includes institutional context, legal context, social context, cultural context and geographic
context. It also refers to the decision problem type(s) and application domain(s).
3. MATERIAL AND METHODOLOGY
In the paper are introduced and classified only those DSS tools that are published on
the FORSYS COST Action Wiki web page. They are classified by the forest management by
country of origin, problem they solve, temporal and spatial scale, applied knowledge
management technique and participatory process. On the FORSYS web page you can find
some basic classifications. This article introduces mainly those classification schemes that are
not directly included on the web page.
Classification based on country of origin and problem solved, is not very time
demanding and needs no higher experience. On the other hand, some experience is still
required by DSSs classification based on the method, knowledge management technique used,
their spatial and time scale or identification of participatory processes used by development of
particular DSSs.
Among the methods and techniques used in spatial decision process and collaborative
decision process belong Evaluation criteria selection techniques; Forecasting methods; Group
methods; Multi-Criteria decision analysis; Optimization methods; Problem definition
194
methods; Spatial analysis and modeling methods; Uncertainty methods; Visual analytics
methods.
Important dimension in spatial decision processes is also collaboration. During a
spatial decision process, in addition to the classical decision making phases and steps (i.e.
issue articulation, intelligence, design, choice, and their sub steps), there may also be
activities in the dimension of collaboration. These activities are present in an overlay with
some or all of the decision process phases, and are manifested in different ways, depending on
the parameters of collaboration such as participant type, participation level and contribution
mode. The participant type parameter concerns the range of the decision participant types and
the number of participants that are present (decision makers, types of advisors, types of stake
holders including the public, etc.). For each participant type, the level parameter concerns the
level of their participation (communication, coordination, cooperation, collaboration). The
contribution modes includes direct input (e.g. on importance value of evaluation criteria),
comments, reviews, etc. There are also various methods for selecting/engaging the
participants, and methods for reaching consensus among the participants.
4. RESULTS
In the first classification the DSS tools are classified by the country they were
developed and/or applied: Supranational (AFFOREST-sDSS, EnerTree); Austria (CONES,
DSD); Belgium (AFFOREST-sDSS, MGC Larch, SimForTree); Canada (VDDT,
Woodstock); China (FORESTAR); Denmark (AFFOREST-sDSS, EnerTree); Estonia
(ForMIS); Finland (EnerTree, Geo-SIMA-HWIND, MELA, Mesta, Monsu, SIMO); France
(Capsis); Germany (DSS-WuK, PYL); Great Britain (Conifer Timber Quality, EMIS, ESC,
ForestGALES, GB Forestry DSS, HMSS, HaRPPS, Stormrisk); Greece (DSS for managing
forest fire casualties, FFIREDESSYS, WRR-DSS); Italy (MISFORM, ProgettoBosco); Latvia
(EnerTree); Lithuania (EnerTree); Netherlands (AFFOREST-sDSS); Norway (AVVIRK-
2000, GAYA, SGIS, T; Portugal (Agflor, MfLOR, SADPOF, SADfLOR); Russia
(EFIMOD); Slovakia (SIBYLA), Spain (MONTE, SADMVMC); Sweden (AFFOREST-
sDSS, EnerTree, FMPP, GAYA, Heureka, Hugin, The Forest Time Machine); South Africa
(Microforest), Switzerland (WIS.2); U.S.A. (Criterium DecisionPlus, DTRAN, EMDS, FVS,
HARVEST, Habplan, LANDIS, LMS, MAPSS, NED, NetWeaver, SIMPPLLE, Spectrum,
TEAMS, VDDT, Vista, Woodstock).
The second classification of the DSS tools by the problem they solve problems (application
field) like
- Adaptation strategies of the sustainable forest management to the impact of the climate
change: DSS-WuK, FVS, LANDIS, MAPSS, SimForTree, Stormrisk, VDDT;
- Afforestation: AFFOREST- sDSS, PYL;
- Carbon and nitrogen flows analyses: EFIMOD, GAYA, Heureka, LANDIS, LMS,
MAPSS, Spectrum;
- Development choices / land use zoning: Criterium DecisionPlus, DSD, EFIMOD,
EMDS, EMIS, EnerTree, ESC, FORESTAR, ForestGALES, GAYA, HMSS, Hugin,
LMS, MONTE, MfLOR, Monsu, NED, NetWeaver, PYL, ProgettoBosco, SADMVMC,
SADPOF, SADfLOR, SIMO, SIMPPLLE, Spectrum, TEAMS, Forest Time Machine,
Vista, Woodstock;
- Forest and biodiversity conservation: AVVIRK-2000, Criterium DecisionPlus, DSD,
DSS for managing forest fire casualties, EFIMOD, EMDS, EMIS, EnerTree, ESC,
FMPP, FORESTAR, ForestGALES, GAYA, HaRPPS, HARVEST, Heureka, Hugin,
195
LMS, MAPSS, MONTE, MfLOR, Monsu, NED, NetWeaver, PYL, ProgettoBosco,
SIMO, SIMPPLLE, Forest Time Machine, Vista, Woodstock;
- Forest certification: Vista, Criterium DecisionPlus, DSD, EMDS, EMIS, EnerTree, ESC,
FORESTAR, ForestGALES, GAYA, HARVEST, HMSS, Hugin, LMS, MONTE,
Monsu, NED, NetWeaver, ProgettoBosco, SADfLOR, SIMO, TEAMS, Forest Time
Machine, Vista, Woodstock;
- Forestry growth and yield / dynamics models: Capsis, FVS, GAYA, Habplan, MELA,
Microforest, NED, SIBYLA, SIMO, SimForTree, WIS.2;
- Forest protection: AVVIRK-2000, Criterium DecisionPlus, EMDS, FORESTAR, FVS,
LANDIS, MISFORM, NetWeaver, PYL, SimForTree;
- Forest restoration: Criterium DecisionPlus, DSD, EFIMOD, EMDS, EMIS, ESC,
FORESTAR, ForestGALES, Hugin, LANDIS, LMS, MfLOR, NED, NetWeaver, SIMO,
SIMPPLLE, Forest Time Machine, Vista;
- Landscape protection: AVVIRK-2000, NetWeaver, PYL, Spectrum, VDDT;
- Natural hazards modeling: DSS for managing forest fire casualties, FFIREDESSYS,
FVS, Geo-SIMA-HWIND, LANDIS, LMS, MAPSS, MISFORM, NetWeaver, SIBYLA,
Stormrisk, VDDT, WIS.2, WRR-DSS;
- Policy/intervention alternatives: Agflor, Criterium DecisionPlus, DSD, DTRAN, EMDS,
EMIS, EnerTree, ESC, FORESTAR, FVS, ForestGALES, GAYA, Habplan, HARVEST,
Heureka, HMSS, Hugin, LMS, MONTE, MfLOR, Monsu, NED, NetWeaver, PYL,
ProgettoBosco, SADMVMC, SADfLOR, SIMO, SIMPPLLE, SimForTree, Spectrum,
Forest Time Machine, Vista, Woodstock;
- Silvicultural operations: CONES, Criterium DecisionPlus, DSD, DTRAN, EFIMOD,
EMIS, EnerTree, ESC, FMPP, FORESTAR, ForestGALES, FVS, GAYA, Geo-SIMA-
HWIND, Habplan, HARVEST, Heureka, HMSS, Hugin, LMS, MELA, MCG Larch,
MISFORM, MONTE, MfLOR, Microforest, Monsu, NED, NetWeaver, PYL,
ProgettoBosco, SADMVMC, SADPOF, SADfLOR, SGIS, SIBYLA, SIMO, SIMPPLLE,
Spectrum, TEAMS, Forest Time Machine, VDDT, Vista, WIS.2, Woodstock;
- Sustainable forest management: AVVIRK-2000, Criterium DecisionPlus, EFIMOD,
EMDS, EMIS, EnerTree, ForestGALES, Heureka, HMSS, LANDIS, MELA, MfLOR,
NED, NetWeaver, PYL, SGIS, SIMO, SIMPPLLE, SimForTree, Spectrum, Vista, WIS.2;
- Timber harvesting and logging operations: AVVIRK-2000, CONES, DTRAN, EMDS,
FORESTAR, Geo-SIMA-HWIND, Habplan, HARVEST, Hugin, LANDIS, MELA,
Microforest, NetWeaver, SADPOF, SGIS, SIMO, WIS.2, Woodstock;
- Timber quality and supply analysis: Conifer Timber Quality, DTRAN, MGC Larch,
SADPOF, SimForTree, Woodstock;
- Transportation: DSS for managing forest fire casualties, DTRAN, EMDS, Hugin,
Microforest, NetWeaver, SADPOF, SIMO, Vista;
- Water management: MAPSS, SimForTree;
- From the aspect of dimension (temporal scale) the particular DSS tools were classified to
the following categories
- Long term (strategic level): AFFOREST- sDSS, AVVIRK-2000, DSS-WuK, DTRAN,
FMPP, HARVEST, Heureka, Hugin, MELA, Mesta, MfLOR, SADfLOR, SGIS,
SIBYLA, TEAMS, The Forest Time Machine, WIS.2;
- Medium term (tactical level): AFFOREST- sDSS, AVVIRK-2000, CONES, EnerTree,
GAYA, Heureka, MONTE, Monsu, SADMVMC, SIBYLA, TEAMS, WIS.2;
- Short term (operational level): AVVIRK-2000, CONES, DSS for managing forest fire
casualties, EMIS, EnerTree, FFIREDESSYS, FMPP, Heureka, MISFORM,
ProgettoBosco, SADMVMC, SIBYLA, WIS.2;
196
From the aspect of the spatial level the DSS tool were classified to the following 4
categories
- Tree level: Criterium DecisionPlus, LMS, SIMO
- Stand level: CONES, Capsis, Criterium DecisionPlus, DSD, HMSS, EFIMOD, EMDS,
EMIS, EnerTree, FORESTAR, FVS, ForestGALES, GAYA, Habplan, Heureka, LMS,
Mesta, MGC Larch, MfLOR, Microforest, NED, NetWeaver, SGIS, SIMO, SIMPPLLE,
SimForTree, Vista, WIS.2, SIBYLA
- Forest level: AFFOREST- sDSS, Capsis, Conifer Timber Quality, Criterium
DecisionPlus, EFIMOD, EMDS, ESC, FMPP, FORESTAR, Heureka, LMS, MELA,
MONTE, Mesta, MfLOR, Monsu, NED, NetWeaver, ProgettoBosco, SADMVMC,
SADPOF, SADfLOR, SIMO, SIMPPLLE, SimForTree, Spectrum, The Forest Time
Machine, VDDT, Vista, WIS.2
- Regional/national level: AFFOREST- sDSS, AVVIRK-2000, Agflor, DSS for managing
forest fire casualties, DSS-WuK, DTRAN, EFIMOD, EMDS, FFIREDESSYS,
HARVEST, Hugin, LANDIS, MAPSS, MELA, MISFORM, Mesta, MfLOR, NetWeaver,
PYL, ProgettoBosco, SIMO, SIMPPLLE, Spectrum, TEAMS, VDDT, Vista, Woodstock
Based on the knowledge management technique used the DSS tools were identified the
following categories
- Expert systems: WIS.2, SGIS, CONES, MILOR, NetWeaver, Criterium Decision Plus,
Capsis
- Simulation systems: AVVIRK-2000, FVS, HARVEST, Heureka/PlanWise, Hugin,
LEaRNForME, MAPSS, SADILOR/SAGILOR, SADMVMC, SIMPPLLE, The Forest Time
Machine, GAYA, SIMO, SADPOF, SIBYLA, LANDIS
From the aspect of participatory processes there were identified those systems in which the
participatory process was included: Example DSS (EDSS).
As the spatial DSSs were classified: AFFOREST-sDSS, CONES, Capsis, DSS for managing
forest fire casualties, DSS-WuK, EMDS, FORESTAR, Geo-SIMA-HWIND, Monsu, PYL,
SADfLOR/SAGfLOR, SGIS, TEAMS, WIS.2.
Among those tools which are free of charge belong: AFFOREST-sDSS, Capsis, MISFORM,
NED, ProgettoBosco, SADMVMC, SIMPPLLE, SIBYLA.
5. CONCLUSIONS
Forest DSSs allow the forest managers to use the advanced decision support tools,
such as expert and knowledge based systems, multi-criteria techniques as well as
communication and visualization tools. The experience with developing and applying forest
DSSs for forest management provides a solid foundation for technological innovation and
their next implementation in the practice of forest management. Here presented article
introduces the basic information from the sphere of DSS theory, the particular DSSs which
are more described on the wiki web page representing the results of FORSYS COST Action
solving. There is also introduced their classification based on the country of origin, field of
application, temporal and spatial scale and knowledge management technique used.
This article provides the first information about web portals introducing the basic
terminology, theory related to the particular components of DSS as well as the its application
at all.
197
6. ACKNOWLEDGEMENT
This work was supported by the VEGA Grant Agency of the Ministry of Education,
Science, Research and Sport of the Slovak Republic, under the contracts no. VEGA
1/0764/10, VEGA 1/0313/09. Special thanks belong to the COST Action FP 0804 –
FORSYS.
7. REFERENCES
Armstrong, M. P., 1993. “Perspectives on the development of group decision support systems
for locational problem solving.” Geographical Systems 1: 69–81.
Densham, P. J, 1991. Spatial Decision Support Systems. (Maguire, D. , Goodchild, M. &
Rhind, D. , Eds.). Harlow, Essex, England : Longman Scientific and Technical.
Densham P. J., Armstrong M P, 1987. A spatial decision support systems for location
planning: design, implementation and operation. Proceedings of AUTOCARTO 8.
ACSM/ASPRS. Bethesda Maryland, pp. 112-121.
Holsapple, C. and A. Whinston, 1996. Decision Support Systems: A Knowledge-Based
Approach, Minneapolis/St. Paul, MN: West Publishing.
Keen, P. G. W., 1977. The Evolving Concept of Optimality: Multiple Criteria Decision
Making, Starr, M.K., and Zeleny, M., eds., New York, North-Holland.
Reynolds, K.M., and D.L. Schmoldt, 2006. Computer-aided decision making. Pages 143-169
in Shao, G. and Reynolds, K.M., eds. Computer applications in sustainable forest
management. New York: Springer.
Sprague, R. H., & Watson, H. J., 1986. Decision support systems: Putting theory into practice.
New Jersey: Prentice Hall.
Address of authors
Ing. Andrea Majlingová, PhD.
Department of Fire Protection, Faculty of Wood Sciences and Technology,Technical University in Zvolen
T.G. Masaryka 24, 960 53 Zvolen, Slovakia
e-mail: amajling@vsld.tuzvo.sk
Ing. Maroš Sedliak
Department of Forest Management and Geodesy, Faculty of Forestry, Technical University in Zvolen
T.G. Masaryka 24, 960 53 Zvolen, Slovakia
e-mail: sedliak@vsld.tuzvo.sk
198
ŤAHOVÉ VLASTNOSTI ŠPECIÁLNEHO LESNÉHO KOLESOVÉHO
TRAKTORA V LESNOM TERÉNE
TRACTION PROPERTIES OF SPECIAL FOREST WHEELED
TRACTOR IN THE TERRAIN
JURAJ MIKLEŠ, MILAN MIKLEŠ
Abstract
Traction properties are treated in special forest tractors used for wood skidding. The basic parameters traction
driving force overcoming the rolling resistance are described; these parameters are applicable only if the data on
wheel slip are given. Gradeability is given maximum angle of slope αmax, maximum load are determined using
the limiting criteria as follows: engine power, adhesion conditions, weight distribution and geometric design of
the tractor. This article also deals with problems of measuring the relationship between the traction force and
slippage, traction power, speed of work, of terrain vehicles – tractors, especially the instantaneous of these
quantities.
Key words: forest machinery, tractors, traction properties
Problematika ťahových vlastností je všeobecne známa a pomerne veľmi dobre
rozpracovaná u poľnohospodárskych traktorov. Aj keď špeciálny lesný traktor pracuje tieţ na
poddajnej podloţke, vyskytujú sa pri vyšetrovaní ťahových vlastností špecifiká, na ktoré je
v článku predovšetkým zameraná pozornosť. Pri rozbore sú vyšetrované hlavne moţnosti
ŠLKT (špeciálny lesný kolesový traktor) v lesnom teréne na základe jeho hmotnostno-
geometrických parametrov.
V rámci experimentu boli vykonané štandardné ťahové skúšky špeciálnych lesných
kolesových traktorov slovenskej výroby LKT-81 a LKT 120B (bezúväzkové pribliţovanie).
Ťahová charakteristika je veľmi účelná ako technický podklad pre koncepcie traktoru a jeho
konkrétnych zostáv. V rámci OECD pri skúšanie traktorov sa ťahové vlastnosti traktorov
merali na betónovej dráhe pri prostom ťahu. Preto by bolo idealistické povaţovať výsledky
určitej ťahovej skúšky za reprezentáciu vlastností traktorov v iných zostavách a na inom
povrchu.
1. ŤAHOVÉ VLASTNOSTI ŠLKT
Doteraz publikované práce z tejto oblasti sú zamerané na teoretický výpočet alebo
meranie ťahových vlastností prevaţne univerzálnych traktorov. Závislosť, ktorá
charakterizuje stroj (traktor) ako celok, od určitej podloţky je moţné jednoducho upraviť na
vzťah medzi hnacou (obvodovou) silou na samotnom hnacom ústrojenstve a medzi preklzom
a konečne na vzťah medzi súčiniteľom záberu (pomer hnacej sily k zaťaţeniu hnacieho
ústrojenstva-tiaţ) a preklzom. To všeobecne charakterizujú záberové schopnosti hnacieho
ústrojenstva bez ohľadu na stroj.
Definícia veličín
Skôr ako pristúpime k vyšetrovaniu ťahových vlastností ŠLKT definujeme niektoré
základné veličiny:
Fx - zloţka celkovej ťahovej sily, rovnobeţná s povrchom dráhy,
Hi - hnacia sila na i-tej (i = 1, 2 .....) náprave definovaná vzorom [4],
H - celková hnacia sila ŠLKT,
Ti - posuvná sila na i-tej náprave, sila prenášaná osou nápravy na rám,
Ri - celkový odpor valenia i-tej nápravy,
199
R - celkový odpor valenia ŠLKT,
G - celková tiaţ ŠLKT,
Zi - tlaková sila (normálová reakcia) jednej nápravy,
Fx/G - merná ťahová sila,
H/G - merná hnacia sila Cm,
Hi/Zi - súčiniteľ záberu i ,
Ti/Zi - súčiniteľ ťahu i ,
R/G, Ri/Zi - súčiniteľ valenia i, .
Vzťahy medzi definovanými veličinami sú tieto:
iiiiix HRTRTRFH (1)
iiiiii (2)
Preklz je definovaný dráhou, ktorú prejde hnacie koleso na určitej podloţke pri
otočení o jednu otáčku, bez hnacej sily (l0) a pri prenose hnacej sily (l):
0l
ll (3)
Hnacia sila na styčnej ploche hnacieho ústrojenstva a podloţky je vyvolaná hnacím
momentom. Práca tohoto momentu na jedno otočenie hnacieho kolesa s prihliadnutím na
mechanickú účinnosť hM2 kompenzuje prácu vnútorného odporu valenia pd Rr 2
a prácu hnacej sily Hrd 2 . Z podmienky rovnováhy vyplýva:
HrRrM dpdh 222
Pre veľkosť hnacej sily platí:
p
d
h Rr
MH
(4)
Celkový odpor valenia R sa u kolesa s pneumatikou skladá z vonkajšej Rt
a vnútornej Rp zloţky, ktoré vznikajú vplyvom špecifických strát vo vlastnom hnacom
ústrojenstve. Straty, ktoré sú však závislé od prenášaného hnacieho momentu, je treba zahrnúť
do mechanickej účinnosti hnacieho ústrojenstva .
Vo výpočtoch sa často pouţíva pribliţná definícia: hnacia sila H je pomer hnacieho
momentu Mh k účinnému (valivému) polomeru kolesa rd. Vnútorný odpor valenia sa pripočíta
k vonkajšiemu a tvorí s ním celkový odpor valenia.
Pri ťahových skúškach terénnych vozidiel, ktoré sa vykonávajú zásadne na rovine,
nemoţno dosiahnuť nulový preklz. Pri ťahovej skúške sa meria závislosť medzi ťahovou silou
Fx a relatívnym preklzom . Tento relatívny preklz sa potom prepočítava na (skutočný)
preklz . Hnacie kolesá meraného stroja majú pri nulové jazde preklz zodpovedajúci hnacej
sile H, ktorej veľkosť je rovná súčtu vonkajšieho odporu valenia hnacích kolies a celkového
trakčného odporu (vlečené kolesá). Táto metóda je pri meraní v teréne všeobecne platná pri
aplikácii na rôzne terénne vozidlá.
Skutočný preklz pri vyjadrení pomocou otáčok kolies n (s hnacou silou) a n0 (bez
hnacej sily) hnacieho kolesa na rovnakej dráhe s
00 nlnls
dosadením n
nll 0
0/ do rovnice (3) dostaneme
200
n
nn
n
n 001
(5)
Meraný stroj musí byť pred skúškou prehriaty. Ťaţné zariadenie s dynamografom
má pôsobiť pokiaľ moţno vodorovne. Ťahové vlastnosti terénneho vozidla alebo záberové
vlastnosti hnacieho mechanizmu sa obtiaţne definujú, čo komplikuje ich meranie. Sem patrí
hlavne preklz, polomer valenia, hnacia sila a odpor valenia.
2. ANALÝZA VYBRANÝCH VELIČÍN LESNÉHO TRAKTORA
Najprv budeme vyšetrovať svahovú dostupnosť danú uhlom svahu max , limitovanú
výkonom motora, pričom uvaţujeme s maximálnym točivým momentom motora Mmax.
Vtedy môţeme napísať:
maxmaxmax sincos1
Gr
iMd
p (6)
Kde:
amax - maximálny uhol sklonu svahu,
Mmax - maximálny točivý moment motora,
ip - celkový prevodový pomer prevodového ústrojenstva,
- celková mechanická účinnosť hnacieho ústrojenstva,
dr - účinný polomer hnacieho kolesa,
G - tiaţ traktora,
- súčiniteľ valenia.
Ak výraz dp riM /max vydelíme tiaţou traktora, dostaneme mernú hnaciu silu Cm
mmmC max,max, sincos (7)
Zo vzťahu (6) určíme uhol svahu max v ideálnych podmienkach; údaj však aj
napriek tomu poskytne obraz o svahovej dostupnosti traktora limitovanej výkonom motora
traktora:
1
1sin
1
1cos
2
2
1
2
2
1
max,
mmmm
m
CCCc (8)
Vzťah (7) sme dostali vyriešením kvadratickej rovnice. Na obr. 1 je vynesená
závislosť uhla svahu max od súčiniteľa odporu odvaľovania pri rôznych konštantných
hodnotách mernej hnacej sily Cm. Pri rozbore vzorca (7) musí byť výraz pod odmocninou
v čitateli: 012 mC . Z toho vyplýva, ţe veličina mernej hnacej sily 12 mC . Tým
dostávame vymedzenú oblasť hodnôt Cm, keď svahová dostupnosť traktora je limitovaná
výkonom motora (obr. 2).
201
Obr. 1 Svahová dostupnosť traktora limitovaná výkonom motora.
Obr. 2 Oblasť hodnôt Cm, keď svahová dostupnosť je limitovaná výkonom motora.
Ďalší prípad budeme vyšetrovať, keď svahová dostupnosť je limitovaná adhéziou
medzi podloţkou a traktorom. Vtedy môţeme napísať rovnicu:
aaa GG max,max,max, sincoscos (9)
kde: amax, - maximálny uhol svahu limitovaný adhéziou.
Riešením rovnice (8) dostaneme:
11
max,
tgtga (10)
kde: - súčiniteľ ťahu.
Na obr. 3 je vynesená závislosť uhla svahu amax, od súčiniteľa ťahu . Z grafu
vidieť, ţe (teoreticky) maximálny uhol limitovaný adhéznymi podmienkami je 45°.
V reálnych podmienkach pri priaznivých adhéznych podmienkach (lesná cesta hlinitá,
hlinitopiesčitá suchá) sa súčiniteľ ťahu pohybuje v intervale 0,6 – 0,7, z čoho potom vyplýva
uhol amax, = 30°- 35°, v nepriaznivých adhéznych podmienkach (lesná cesta hlinitá,
hlinitopiesčitá mokrá) .25205,04,0 max, a A konečne pre úplnosť, svahovú
dostupnosť (uhol pmax, ) určuje aj celkové hmotnostno-geometrické riešenie traktora (poloha
ťaţiska), to znamená, ţe pri svahu väčšom ako pmax, dôjde k prevráteniu traktora. Uhol
svahu pmax, pri statickom riešení dostaneme z rovnice:
pTp GhGl max,max,1 sincos (11)
T
ph
ltg 11
max,
(12)
kde:
l1 - vzdialenosť ťaţiska traktora od osi zadnej nápravy (vzdialenosť je v podstate zhodná
so vzdialenosťou k bodu okolo ktorého dochádza k preklápaniu traktora),
hT - výška ťaţiska traktora.
202
Pri určovaní uhla pmax, je, ako vidíme rozhodujúci pomer Th
l1 , ktorý sa pohybuje
u súčasných traktorov v rozmedzí 1,0 – 1,7 čo zodpovedá uhlu svahu 45°- 60°(obr. 4).
Obr. 3 Svahová dostupnosť traktor limitovaná adhéznymi podmienkami medzi
podloţkou a traktorom.
Obr. 4 Svahová dostupnosť limitovaná hmotnostno-geometrickým riešením traktora.
3. ROZBOR VZÁJOMNÉHO SILOVÉHO PÔSOBENIA LESNÝ TRAKTOR – KMENE
V tejto časti vykonáme analýzu silového pôsobenia na kmene a ŠLKT počas
operácie pribliţovania v polozávese. Najprv pristúpime k vyšetrovaniu silového pôsobenia na
zväzok kmeňov. Na obr. 5 je schéma silového pôsobenia na kmene pri pribliţovaní
v polozávese. Pri dĺţke kmeňov lL určíme polohu ťaţiska zväzku kmeňov pomocou súčiniteľa
ke (určenie pôsobiska sily Q). Potom z podmienky rovnováhy síl a momentov v rovine
môţeme odvodiť tieto rovnice:
0coscossin FRfR kk (13)
0sincossin QRfRF k (14)
cossinsincoscos FFQke (15)
Kde:
Q - tiaţ nákladu (kmeňov),
F - sila v lane navijaka traktor,
Rk - reakcia pôsobenia na zväzok kmeňov od podloţky,
- uhol sklonu svahu,
- uhol sklonu lana traktora voči horizontále,
- uhol sklonu kmeňov voči terénu,
f - súčiniteľ vlečného odporu kmeňov.
203
Obr. 5 Schéma silového pôsobenia na pribliţované kmene v polozávese ŠLKT
Z rovníc (12) a (13) určíme silu v lane F:
00 sincos
cossin
f
fQF
(16)
pritom 0 .
Úpravou rovníc (14) a (15) dostaneme uhol sklonu lana :
tg
ftg
tgfk
ktg e
e
1
1
11 (17)
Jednoduchou úpravou rovnice (15) môţeme určiť aj tiaţ pribliţovaných kmeňov
(náklad) Q, pri danej veľkosti sily v lane
sincos
sin 00
f
fFQ (18)
Z obr. 5 vidíme, ţe ak 0 , rovnice (12), (13) sa nemenia, ale musí platiť (aby
kmene boli na zemi):
cossinsincoscos FFQke (19)
Pre daný prípad určíme F aj z rovnice (15), resp. Q z rovnice (17), pritom však pre
silu v lane (ako vyplýva z nerovnosti (18) musí platiť ţe:
0sin
cos
QkF e (20)
4. VÝSLEDKY – EXPERIMENT
Ťahové skúšky traktora LKT 81
Traktor LKT 81 je určený na úväzkové pribliţovanie dreva. Na skúšky bol pouţitý
traktor vybavený radlicou a ochranným štítom. Pôsobisko ťahovej sily bolo v osi kladky
lanového kozlíka, smer pôsobenia sily k vodorovnej rovine bol 35°. Tabuľkové a grafické
spracovanie je v tab. 1 a na obr. 6. merané boli prvé 3 prevodové stupne. Pri meraniach boli
zapnuté pohony všetkých hydrogenerátorov.
204
Ťahové skúšky traktora na betónovom povrchu
Druh skúšobnej dráhy: betónová vozovka
Súčiniteľ valivého odporu: ψ = 0,025
Poloha ovládacej páky regulátora: plné otáčky motora
Palivo: motorová nafta letná podľa STN 65 6506
Olej – motorový: M5 AD
prevodový: PP 90
Výška ťaţného bodu: cca 1850 mm
Vzdialenosť od osi zadných kolies: 680 mm
Smer pôsobenia ťahovej sily: 35°
Hmotnosť traktora: 6890 kg
Vertikálna statická reakcia – predná náprava: 42,67 kN
zadná náprava: 24,92 kN
Rozmery pneumatík – predné 16,9/14 – 30 10 PR
zadné 16,9/14 – 30 10 PR
Tlak v pneumatikách – predných: 150 kPa
- zadných: 150 kPa
Tab. 1 Najväčší ťahový výkon
Prevodový
stupeň
Výkon
[kW]
Ťahová
sila [kN]
Rýchlosť
[m.s-1
]
Preklz
[%]
Merná
spotreba
paliva
[g.kwh-1
]
Atmosfer. podmienky
Teplota
vzduchu
[°C]
Relatívna
vlhkosť
[%]
Tlak
[kPa]
1 30 37,5 0,8 16 480 14,6 56 94,76
2 33,2 19,7 1,68 5 434 21,2 38 94,69
3 32,7 12,2 2,68 2,4 440 19,4 56 94,70
Výsledky ťahových skúšok na betónovej vozovke analogický charakter.
Ťahové skúšky traktora LKT 120 B
Traktor LKT 120 B je určený na bezúväzkové pribliţovanie dreva. Traktor bol vybavený
radlicou a klieštinami. Prevodové ústrojenstvo: hydrodynamický menič, štvorstupňová
prevodovka, hnacie nápravy so samosvorným diferenciálom. Pri meraniach boli vypnuté
nepotrebné pohony. Pôsobisko zaťaţovacej sily bolo zvolené v otočnom čape klieštin
(drapáku). Výsledky meraní sú v tab. 2 a na obr. 7.
Skúšky na betónovom povrchu
Pruh skúšobnej dráhy: betónová vozovka, súč. val. odporu ψ = 0,031
Poloha ovládacej páky regulátora: plné otáčky motora
Palivo: motorová nafta letná podľa STN 65 6506
Olej ÷ motorový: M5AD
- prevodový: PP 90
Výška ťaţného bodu: cca 2100 mm
Vzdialenosť od osi zadných kolies 1520 mm
Smer pôsobenia ťahovej sily: 320
Hmotnosť traktora: 10650 kg
Vertikálny statická reakcia – predná náprava: 62,78 kN
- zadná náprava: 41,69 kN
Tlak v pneumatikách – predných: 150 kPa
- zadných: 150 kPa
205
Obr.6 Ťahová charakteristika traktora LKT 81 Obr. O br. 7 Ťahová charakteristika traktora LKT 120 B na
betónovej vozovke na betónovej podloţke
Tab. 2 Najväčší ťahový výkon
Prevodový
stupeň
Výkon
[kW]
Ťaţná
sila [kN]
Rýchlosť
[m.s-1
]
Preklz
[%]
Merná
spotreba
paliva
[g.kwh-1
]
Atmosférické podmienky
Teplota
vzduchu
[°C]
Relatívna
vlhkosť
[%]
Tlak
[kPa]
1 40,2 49 0,82 12 14,4 80 95,4
2 44,1 25 1,76 5,5 18,1 55 95,4
3 43,2 12 3,6 3,2 18,1 55 95,4
ZÁVER
Skúšané lesnícke traktory majú niţšiu účinnosť ako poľnohospodárske traktory. To je
zrejme spôsobené pouţitím hydrostatických pohonov.
Vplyvom uchytenia ťahovej sily, ktoré zodpovedá podmienkam pri nasadení traktora
v prevádzke sa dosiahne menší preklz. Maximálna sila nie je limitovaná stopercentným
preklzom, ale riaditeľnosťou traktora.
LITERATÚRA
Grečenko, A., 1994.Vlastnosti terenních vozidel, VŠZ Praha, 1994, s. 115
Mikleš, M.; Holík, J.; Mikleš, J..2010. Projektovanie a výpočet lesných strojov, Technická
univerzita vo Zvolene, 2010, s. 200, ISBN 978-80-228-2096-7
Adresa autorov:
Ing. Juraj Mikleš, PhD., Prof. Ing. Milan Mikleš, DrSc.
Katedra lesnej a mobilnej techniky, Fakulta environmentálnej a výrobnej techniky,
Technická univerzita vo Zvolene
206
VYBRANÉ POSTUPY SPRACOVANIA NÁHODNÝCH ŤAŢIEB
SELECTED PROCEDURES FOR PROCESSING OF INCIDENTAL
FELLING
MAREK PAZDERA ,VLADO GOGLIA, PETER POLAKOVIČ
Abstract
The work deals the procedures for processing of the selected incidental felling, describes the security conditions
that must be followed in such cases. It further describes specific cases of individual situations, which occur most
frequently. Movies of examples are documented in a presentation on the CD medium.
Key words: the incidental felling, workflows, movies
Kľúčové slová: náhodná ťaţba, pracovné postupy, filmy
ÚVOD
Náhodné ťaţby predstavujú významný podiel ťaţieb na Slovensku, čo sa týka ich
plošného rozsahu, ale aj objemu. V roku 2009 činil tento objem 60,4 % objemu všetkých
ťaţieb (Zelená správa 2010). Vzhľadom na takéto mnoţstvo musíme pristupovať k ich
spracovaniu s osobitným prístupom, čo sa týka legislatívnych, ale aj ekologických,
ekonomických a technologických podmienok.
Príspevok je zameraný na vybrané pracovné postupy pri spracovaní náhodnej ťaţby,
pozostáva z prehľadu jednotlivých postupov spracovania náhodných ťaţieb a je doplnený ich
videosekvenciami, ktoré sa nachádzajú v prezentácii na priloţenom CD médiu.
PROBLEMATIKA
Pri náhodných ťaţbách bývajú kmene stromov spravidla spojené s koreňovou časťou,
ktorá je zo zeme vytrhnutá a tvorí tzv. koreňový koláč (obr. 1).
Obr. 1. Koreňový koláč
Pri spracovaní kalamity je potrebné vykonať fyzicky náročné a nebezpečné práce. Aby
bolo moţné drevo zachrániť, je spravidla nutné realizovať práce rýchlo, pritom však nesmie
byť ohrozená bezpečnosť tých, ktorí ich vykonávajú.
207
S prenosnou reťazovou pílou je treba pracovať tak, aby nedošlo k poškodeniu dreva
a predovšetkým aby bolo minimalizované nebezpečenstvo vzniku úrazu.
Spracovane vývratov vyţaduje veľké skúsenosti a dobrú a premyslenú organizáciu
práce. Práve z dôvodov obtiaţnosti a nebezpečnosti nemôţe byť v ţiadnom prípade
vykonávaná jednotlivcami. Moţnosť pouţitia strojov (aj jednoduchých) je veľkou výhodou.
Dobrá spolupráca medzi lesným robotníkom a obsluhou stroja je bezpodmienečne
nutná pokiaľ má byť zaistená bezpečnosť. Pokiaľ je to moţné, mal by stroj nasledovať
pracovníkov a v prípade potreby zasiahnuť.
Predpokladom pri spracovaní vývratov je dobré plánovanie a dokonalá znalosť
miestnych podmienok. Pracovať treba vţdy s prehľadom a sledovať ako práce prebiehajú.
Kaţdý piliar, ktorý spracúva vývraty má byť vybavený pretláčacou lopatkou, pílou,
rukavicami chrániacimi ruky pred trieskami, helmou s ochranou zraku a sluchu, opaskom
s hákom, meracím pásmom a noţnicami, lekárskym materiálom pre prvú pomoc, odevom so
signálnou farbou, nohavicami s ochranou proti porezaniu, topánkami s protišmykovou
podráţkou a vystuţenou špicou, klinom, obracákom zavesených stromov, druhou
výkonnejšou pílou, ak je porast väčšieho vzrastu.
Pri spracúvaní vývratu sa vţdy začína pracovať na strane tlaku a kmeň sa zabezpečí
proti rozštiepeniu spínačom kmeňov (obr. 2).
Obr. č. 2. Spínač kmeňov
Pri spracovaní skupiny vývratov (hromady, závaly alebo búdy) sa začína od
posledného pňa ku korunám stromov.
Pracovný proces môţeme rozdeliť do nasledujúcich častí:
• Pracovať v smere od okraja kalamitiska z vonkajšieho okraja do stredu
• Nikdy nevstupovať na spadnuté kmene ani medzi ne a udrţovať si voľnú ústupovú cestu
Z dôvodu bezpečnosti sa musí pracovať zhora dole a pritom postupovať podľa nasledujúcich
krokov:
1. naklonené a vyvrátené stromy
2. zlomené stromy
3. leţiace stromy
4. zlomy kmeňov (štompy)
208
Ak sa pracuje zhora dole, vyťahované sú najprv naklonené stromy, tieto sú
nebezpečné a preto sa začína nimi. Pri práci je nevyhnutné postupovať opatrne. Najprv je
potrebné urobiť rez v tvare písmena V (obr. 3). Je ţiaduce, aby sa linky písmena V navrchu
kríţili. Pre bezpečnosť je dôleţité, aby zvieraný uhol tvoril max. 90°, ostrejší uhol je ešte
výhodnejší.
Obr. č. 3. V-rez
Ak sa jedná o nadrozmerné kmene, alebo kmene s hrúbkou väčšou ako je technologická dĺţka
lišty odporúča sa postup zobrazený na obrázku (obr. 4).
Obr. č. 4. Postup vedenia jednotlivých rezov pri oddeľovaní koreňového koláča od kmeňa
Zlomené stromy, na ktorých ostali ešte zvyšky vetiev môţu byť nebezpečné.
Vyťahovat' stromy pred odvetvením nie je moţné. Vetvy musia byť najprv odrezané,
bezpečnosť je tu najdôleţitejšia, nesmie sa rezať cez ruku.
Zavesené stromy v blízkosti pracoviska môţu byť nebezpečné, treba dbať na to aby,
boli najprv uvoľnené.
Pri pílení je nutné postaviť sa na správnu stranu a rezať niekoľkými rezmi tak, aby
nedošlo k zovretiu píly v reze.
Ak sa jedná o leţiace a takmer padnuté stromy, predstavujú stromy leţiace cez ne
najväčšie nebezpečenstvo.
Najbezpečnejšie je odrezanie kmeňa nad koreňovým koláčom. Začína sa rezať
zospodu, na strane tlaku (obr. 5). Pri rezaní je treba pozorne sledovať rez. Na ňom je zavčasu
vidieť, či sa kmeň pohybuje a či nehrozí zovretie píly. Treba počítať s tým, ţe kmeň sa môţe
209
po odrezaní vymrštiť, preto si treba udrţovať ústupovú cestu. Pokiaľ hrozí nebezpečenstvo, ţe
by časť kmeňa s koreňom mohla padnúť dopredu, teda na piliara, treba rezať v dostatočnej
vzdialenosti od koreňového koláča, aby nedošlo k ohrozeniu piliara. Pokiaľ je k dispozícii
mechanizačný prostriedok, je vhodné urobiť rez vo väčšej vzdialenosti (dĺţka prvého výrezu
plus výška pňa) a prízemkovú časť spíliť aţ po postavení stromu mechanizačným
prostriedkom (obr. 6). V prípade, ţe nie je k dispozícii ţiadny stroj, je vţdy nutné viesť
priečny rez minimálne vo vzdialenosti rovnajúcej sa priemeru koreňového koláča, ktorý
zabraňuje, aby koreňový koláč padol dopredu. Po odrezaní vývratov sa majú koreňové koláče
vrátiť do pôvodnej polohy, najvhodnejšie lanom traktora. Nikdy sa nesmie z dôvodu
úspornosti ohroziť bezpečnosť.
Obr. č. 5. Vymedzenie ťahovej a tlakovej zóny Obr. č. 6. Postavenie koreňového koláča pomocou navijaka
Voľbu miesta a postupu priečneho delenia (rezu) treba robiť s ohľadom na pnutie v
kmeni. Ak je pnutie malé, stačí normálny protirez. Pri strednom pnutí je vhodný otvorený
protirez a pri silnom pnutí je najlepšie voliť metódu v tvare písmena V.
Nikdy sa nesmie pracovať bez uváţenia, posúdenia situácie, prácu je nevyhnutné vykonávať
v kľude, nič neriskovať. Neodmysliteľná je obhliadka pracoviska a naplánovanie práce,
postupovať z vonkajšej strany dovnútra a zhora dole.
Naklonené stromy alebo stromy s vonkajším nedorezom priečne deliť rezom v tvare
V. Leţiace stromy je vhodné krátiť priečnym rezom. Pri leţiacich stromoch treba určiť
správny postup a miesto s ohľadom na pnutie v kmeni (otvorený protirez, rez v tvare písmena
V).
ZÁVER
Podstatou príspevku je popis a následná demonštrácia vybraných postupov pri
spracovaní náhodných ťaţieb v podobe videoukáţok. Uvedené videoukáţky vznikli počas
riešenia projektu KEGA č. 3/6429/08 "Integrácia obsahu a štruktúry predmetov z oblasti
ergonómie, bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci v študijných programoch na LF a DF TU
Zvolen", práca bola podporovaná Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe
zmluvy č. LPP-0420-09 Analýza bezpečnostných, zdravotných a hygienických rizík pri
spracovaní lesnej biomasy na energetické účely, Ministerstvom školstva Slovenskej republiky
v rámci riešenia grantu VEGA 1/0764/10- Výskum princípov a metód precízneho lesníctva a
COST Action FP 0902 Development and harmonization of new operational research and
assessment procedures for sustainable forest biomass supply.
POUŢITÁ LITERATÚRA
Moravčík, M. a kol., 2010. Správa o lesnom hospodárstve v Slovenskej republike 2010
(Zelená správa). Bratislava, MP SR a NLC-LVÚ Zvolen, 102 s.
210
Pazdera, M., 2009. E-learningový vzdelávací program pre kurzy obsluhy prenosných
reťazových píl, diplomová práca, 108 pp.
Suchomel, J., Belanová, K., Vlčková, M., Ivan, Ľ., 2008. Analýza pracovných úrazov v Lesoch
SR, š.p. TU Zvolen, 135 pp. ISBN 978-80-228-1979-4
Suchomel, J., Slančík, M., Gejdoš, M., 2006. Vzdelávací program obsluhy prenosnej reťazovej
píly v ťaţbe dreva [elektronický zdroj], Zvolen: Technická univerzita vo Zvolene
Suchomel, J., Slančík, M., Gejdoš, M., 2010. Vzdelávací program rozvoja princípov
humanizácie a zásad bezpečnosti a ochrany zdravia v lesníctve I. [elektronický zdroj].
Zvolen: Technická univerzita vo Zvolene
Suchomel, J., Slančík, M., Gejdoš, M., Pazdera, M., 2010. Vzdelávací program rozvoja
princípov humanizácie a zásad bezpečnosti a ochrany zdravia v lesníctve II.
[elektronický zdroj]. Zvolen: Technická univerzita vo Zvolene
Adresa autorov:
Ing. Marek Pazdera, KLŤM, LF Technická univerzita Zvolen, pazdera@vsld.tuzvo.sk
Prof. dr. sc. dr. h. c. Vlado Goglia, Department of Forest Harvesting, Faculty of Forestry, University of Zagreb,
Croatia, goglia@sumfak.hr
PaedDr. Peter Polakovič, PhD., KPO, DF Technická univerzita Zvolen, polakov@vsld.tuzvo.sk
211
HODNOTENIE KOMBINOVANEJ TECHNOLÓGIE NA BÁZE
HARVESTERA KAISER S2 NASADENEJ PRI ODSTRAŇOVANÍ
PODKÔRNIKOVEJ KALAMITY
EVALUATION OF COMBINED TECHNOLOGY BASED ON THE
KAISER S2 HARVESTER DURING SANITATION OF BARK BEETLE
CAUSED SALVAGE FELLING
JOZEF SLUGEŇ
Abstract: The paper deals with performance evaluation of wheeled - walking harvester Kaiser S2, in mountains.
The harvester worked in terrain with slope of 70 % as a part of combined technology, which was used to process
the timber from incidental felling caused by the bark beetle. Time consumption of individual work operation and
for whole work cycles was recorded using camcorder. The paper presents results about correlation between
recorded time consumption and dimensions of felled trees. The contribution also evaluates negative impacts of
technology to forest soil. Pedocompaction was measured through penetration resistance. Finally, the results are
changed into practical suggestions which may decrease negative impacts of technology.
Key words: harvester Kaiser S2, combined technology, pedocompaction.
1. ÚVOD
Na Slovensku sa nachádza viac ako 50% zásob drevnej suroviny v porastoch so
sklonom väčším ako 41%. V týchto horských oblastiach musia v súčasnosti lesníci
a obhospodarovatelia lesov zápasiť s novodobým problémom, a to odumieraním smrečín.
Zvyčajne bývajú súvislé smrekové porasty prvotne poškodené abiotickými škodlivými
činiteľmi (vietor) a následne biotickými, podkôrnym hmyzom. Pri oneskorenom spracovaní
kalamity dochádza k jeho masívnemu premnoţeniu a expanzií aj do okolia, čoho následkom
je len ďalšie zväčšovanie výmery porastov postihnutých podkôrnikovou kalamitou. Táto
kritická situácia si vyţaduje urýchlené odstraňovanie kalamity. Na tento účel sú vhodné
a dobre sa osvedčili vysokovýkonné viacoperačné technológie na báze harvesterov alebo ich
kombinácie (FERENČÍK 2008). Konkrétne harvestery na kolesovo-kráčajúcom podvozku sú
schopné prekonávať veľké terénne nerovnosti, extrémne prekáţky alebo strţe vďaka svojej
špeciálnej konštrukcii. Dokáţu prekonávať aj svahy so sklonom väčším ako 100%
a v porovnaní s inými typmi harvesterov sa tieto stroje vyznačujú relatívne nízkou
hmotnosťou. No kaţdá ťaţbová technológia vplýva na ostávajúci porast aj negatívne, a to
poškodzovaním ostávajúceho porastu, podrastu a porastovej pôdy. Hlavne poškodenie
na ostávajúcom poraste, ako je oder koreňových nábehov a spodnej časti kmeňa, môţe
spôsobiť infekciu drevokaznými hubami a tým vznik hniloby, čo má za následok okrem
zníţenia kvality drevnej hmoty aj ďalšie oslabenie porastu pred abiotickými vplyvmi. Pri
poškodení pôdy sa okrem erózie prihliada hlavne na jej zhutnenie, čím dôjde k zníţeniu
kapilárnej schopnosti, z čoho vyplýva hrozba následného vzniku vodnej erózie a strate na
prírastku drevnej hmoty.
Cieľom príspevku je zisťovanie výkonnosti kombinovanej technológie na báze
harvestera Kaiser S2 a hodnotenie negatívnych aspektov práce harvestera na porastovú pôdu.
2. MATERIÁL A METÓDY
Vlastné merania sa uskutočnili v pohorí Nízke Tatry, LHC Demänová, v poraste 819.
Vykonávalo sa tu odstraňovanie následkov podkôrnikovej kalamity za pomoci prenosnej
reťazovej píly (PRP), harvestera Kaiser S2 a špeciálneho lesníckeho kolesového ťahača
212
(ŠLKT 81T) s pouţitím metódy surových kmeňov. Taxačné charakteristiky porastu z údajov
z LHP sú v tab. 1.
Tab. 1 Taxačné charakteristiky porastu 819
Drevina Zastúpenie Výška
(m)
Hrúbka
(cm) Objem (m
3) Bonita Zásoba m
3 (1ha) Zásoba celkom (m
3)
SM 50 18 27 0,41 24 173 1072
JD 30 15 25 0,34 20 73 454
BK 20 18 28 0,48 24 68 423
Vek porastu bol 105 rokov, priemerný sklon dosahoval 70%. Pôda bola miestami
skalnatá, terénny typ 10, nadmorská výška 980 – 1020 m.n.m..
2.1 Zisťovanie výkonnosti kombinovanej technológie
Výkonnosť technológie sa zisťovala za pomoci metódy videochronometráţe
a vyhotovený videozáznam sa následne ďalej spracovával v kancelárskych podmienkach.
Jednotlivé pracovné úkony sa evidovali s presnosťou na päť stotín minúty a na ich celkové
vyhodnotenie sa vyuţila regresná a korelačná analýza.
Pri práci harvestera sa merali nasledovné pracovné úkony:
t´A121 – prejazd harvestera po poraste [m, min],
t´A122 – nastavenie polohy hydraulického manipulátora [min],
t´A123 – spiľovanie [min],
t´A124 – odvetvovanie [min],
t´A125 – iné práce hydraulického manipulátora [min],
t´A126 – iné práce harvestera [min],
T´ – prestávky, ostatné [min].
Pri určovaní spotreby času na jednotlivé pracovné operácie zohrával dôleţitú úlohu tzv.
deliaci bod, ktorý nám určoval koniec pracovného úkonu.
Pracovná zmena trvala štandardne 8 hodín. Spiľovanie hrubších stromov bolo
motomanuálne s PRP, odvetvovanie stromov harvesterom, ktorý zároveň koncentroval
vyrobené surové kmene pre ŠLKT. Spílené stromy, ktoré sa nenachádzali v pracovnom
priestore hydraulického manipulátora (dosah 8 m), si harvester priblíţil prostredníctvom
navijaka umiestneného v prednej časti stroja (obr. 1). Pribliţovanie vyrobených kmeňov
zabezpečovalo ŠLKT úväzkovým spôsobom na odvozné miesto. Harvester o hmotnosti 10 ton
bol vybavený harvesterovou hlavicou Woody 50 (obr. 2), ktorá umoţňuje spiľovanie kmeňov
do max. hrúbky v mieste rezu 55 cm.
Na výpočet ceny 1 m3 vyrobeného dreva na odvoznom mieste (OM) sme vyuţili údaje
od prevádzkovateľa stroja Salatín s.r.o. o skutočne vynaloţených nákladoch na jednotlivé
pracovné činnosti. Vzhľadom na to, ţe sa jednalo o kombinovanú technológiu, výsledná cena
sa vypočítala ako súčet nákladov na spiľovanie prostredníctvom PRP, prácu harvestera
a sústreďovanie ŠLKT 81T.
213
Obr. 1 Navijak na harvesteri Kaiser S2 Obr. 2 Harvesterová hlavica Woody 50
2.2 Zisťovanie negatívnych dopadov na porastovú pôdu
Výskumné plochy na zisťovanie poškodenia pôdy mali tvar štvorca o rozmeroch
20 × 20 m (obr. 3) a vytyčovali sa aţ po skončení práce harvestera.
Obr. 3 Tvar výskumnej plochy Obr. 4 Miesta poškodenia na kmeni
Merania zhutnenia pôdy prostredníctvom statickej penetrácie penetrometrom
„Pentrologer Set“ (obr. 4) od firmy Ejkelkamp sa vykonávali na výskumných plochách
v koľajach, pod podperou stroja a aj na neporušenej pôde v ostávajúcom poraste (kontrolné
merania). Pri meraniach bol pouţitý z titulu vyššej skeletnatosti kuţeľ s plochou 1 cm2
a uhlom 60°.
3. VÝSLEDKY A DISKUSIA
Na dosiahnuté výsledky mali nezanedbateľný vplyv extrémne výrobno-technické
podmienky, v ktorých sa vykonávalo odstraňovanie kalamity. Pri práci bolo potrebné
predovšetkým klásť dôraz na bezpečnosť a ochranu zdravia pri práci, najmä z titulu zloţitého
a strmého terénu.
3.1. Výkonnosť kombinovanej technológie
Harvester sa v poraste pri odstraňovaní kalamity pohyboval po spádnici, no podľa
potreby (vývraty, skalné bralá) vybočoval zo svojej trasy. Jeho zlý technický stav
(opotrebované hydraulické hadice), spôsoboval časté prerušovanie pracovných úkonov a tým
následné zniţovanie výkonnosti. Dôleţitý bol aj vplyv piliara s PRP, ktorý do značnej miery
ovplyvňoval priemerný čas spiľovania stromov. Pohyboval sa na úrovni 2,13 min.. Priemerná
denná výkonnosť sa pohybovala na úrovni 35 m³. Iní autori napr. SCHÖTTLE et al. (1997),
214
uvádzajú výkonnosť pásových harvesterov v strmých svahoch pri priemernej objemovosti
0,70 m³ na úrovni 20,5 m³.h-1
, čo je pri 8 hodinovej pracovnej zmene 164 m3.
Štruktúra pracovných operácií harvestera je znázornená na obr. 5. Poskytuje nám
informácie o percentuálnom podiele jednotlivých pracovných úkonoch stroja, na základe čoho
môţeme objektívne zhodnotiť efektivitu práce a rozsah neproduktívnych prestojov. Najväčší
podiel spotreby času zo všetkých pracovných úkonov tvorilo odvetvovanie (36 %).
Obr. 5 Štruktúra pracovných operácií harvestera Obr. 6 Štruktúra prac. úkonov po započítaní času PRP
Najniţší podiel tvorilo spiľovanie (6 %). Tento výsledok je spôsobený najmä tým, ţe
išlo o kombinovanú technológiu, kde podstatnú časť spiľovania vykonávala PRP. Autori
TAJBOŠ – MESSINGEROVÁ (2010), ktorí robili výskum v ihličnatom prebierkovom poraste
s harvesterom John Deere 770D, dospeli k nasledovnej štruktúre pracovných úkonov:
manipulácia 45 %, prejazdy 26 %, prestávky 17%, spiľovanie 12 %. Zistené rozdiely oproti
našim výsledkom sú spôsobené najmä odlišnosťou technológií a podmienok, v ktorých stroj
pracoval. V našom prípade totiţ stroj nevykonával výrobu sortimentov. Na obr. 6 je
znázornená štruktúra pracovných úkonov harvestera spolu so započítaním času spiľovania
PRP. Štruktúra grafu je v tomto prípade výrazne pozmenená. Najdlhšie trvajúcim pracovným
úkonom bolo spiľovanie (55 %), ktoré tak tvorí viac neţ polovicu pracovného času
potrebného na vyrobenie jedného kusa surového kmeňa.
Vzájomným zisťovaním korelačných závislostí medzi dĺţkou trvania jednotlivých
pracovných úkonov a dendrometrickými veličinami stromov sme zistili štatisticky významné
závislosti medzi časom spiľovania a časom odvetvovania stromu od jeho objemu (obr. 7, 8).
Obr. 7 Závislosť času spiľovania od objemu kmeňa Obr. 8 Závislosť času odvetvovania od objemu kmeňa
V prípade závislosti času spiľovania od objemu kmeňa (obr. 7) sa hodnota
korelačného koeficienta pohybuje na úrovni R = 0,8861, čo je relatívne tesná závislosť.
Priebeh hodnôt ovplyvňuje do značnej miery stúpajúca objemovosť kmeňa. Koeficient
determinácie sa pohybuje na úrovni R² = 0,7852, z čoho nám vyplýva, ţe 79 % závislého
znaku (t.j. čas spiľovania) ovplyvňuje znak nezávislý (t.j. objem kmeňa). Priebeh hodnôt má
logickú postupnosť (so stúpajúcou objemovosťou narastá aj hodnota času spiľovania).
spiľovanie
6%
odvetvovanie
36%
iné HM
10%
iné
10%
prestávky
11%
prejazd
11%nastavenie HM
16%
prejazd
5%
spiľovanie
55%
nastavenie HM
8%
prestávky
5%iné
5%iné HM
5%
odvetvovanie
17%
y = 0,2626x + 0,1418
R = 0,8861
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Objem kmeňa (m3)
Čas s
piľ
ovan
ia (
min
)
y = 0,239x + 0,1333
R = 0,6886
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
0 1 2 3 4 5
Objem kmeňa (m 3)
Čas o
dvetv
ovan
ia (
min
)
215
Na základe zistených hodnôt môţeme povedať, ţe medzi časom odvetvovania
a objemom kmeňov (obr. 8) existuje priemerná závislosť, nadobúdajúca hodnoty korelačného
koeficienta na úrovni R = 0,6886. Oproti predchádzajúcemu grafu je o niečo niţšia, čo je
spôsobené najmä tým, ţe so stúpajúcim objemom kmeňov, narastá aj problém s ich
odvetvovaním a manipuláciou.
Logicky významná sa prejavila aj tesná závislosť medzi časom prejazdu harvestera
a dĺţkou prejazdu v metroch v poraste počas práce. Stroj bol vybavený protišmykovými
reťazami na všetkých štyroch kolesách, pri presune často vyuţíval pomoc hydraulického
manipulátora, ktorý je na konci vybavený špeciálnou podpernou pätkou, ktorá je dobre
viditeľná na obr. 2. Vo všeobecnosti však môţeme povedať, ţe čas presunu aj na kratšie
vzdialenosti je v prípade týchto strojov o niečo vyšší ako pri kolesových typoch. Tieto
rozdiely vyplývajú na jednej strane z konštrukčnej charakteristiky stroja, na strane druhej
z náročnosti terénnych podmienok, v ktorých stroj pracoval.
Pri hodnotení nákladovosti technológie sa zohľadňovala náročnosť terénnych
a výrobných podmienok. Skutočný priemerný objem ťaţených kmeňov na základe zisteného
empirického materiálu sa pohybovala na úrovni 1,25 m³.kmeň-1
. Priemerná vzdialenosť
sústreďovania sa pohybovala na úrovni 400 m.
Tab. 2 Základné cenové kalkulácie pri objemovosti kmeňov 1,00 m³ a viac
Pracovná operácia Kalkulovaná cena €.m-³
Spiľovanie prostredníctvom PRP (stromová metóda) 1,21
Harvester (spiľovanie, odvetvovanie celých kmeňov) 9,76
Sústreďovanie kmeňov ŠLKT 81T 3,81
Celková cena kombinovanej technológie 14,78
Kalkulovaná cena kombinovanej technológie (tab. 2) dosahuje relatívne priaznivú
hodnotu (14,78,- €.m-3
). Tento jav je spôsobený tým, ţe dodávateľ prác pracoval vo svojich
porastoch so svojimi strojmi, ktoré uţ boli po odpisovej dobe. V prípade dodávateľských
sluţieb pre iné subjekty, by bola táto cena určite vyššia. V porovnaní s inými autormi, napr.
SCHÖTTLE et al. (1997) uvádza nákladovosť pásového harvestera IMPEX 1650 T
„Königstiger“ pri objeme stredného kmeňa 0,70 m³ na úrovni 7,82,- €.m-³, pričom nám vyšla
o 1,94,- €.m-³ vyššia hodnota. Podobne aj WEIXLER et al. (1999) uvádza nákladovosť
pásového harvestera Neuson 11002 HV pri sklone 40 % a objeme stredného kmeňa 0,30 m³
na úrovni 4,45,- €.m-³. Oproti nami kalkulovanej cene tu vznikajú určité rozdiely spôsobené
najmä odlišnosťou pouţitých strojov a prírodných a porastových podmienok. TAJBOŠ –
MESSINGEROVÁ (2010) zistili priame náklady na výrobu 1 m3 dreva harvesterom na OM pri
priemernom objeme ťaţených kmeňov 1,00 m3 a viac a pri sústreďovaní hore svahom 14,84,-
€.m-3
. Tento údaj je podobný nami kalkulovanej cene na OM dosiahnutej kombinovanou
technológiou, pričom so stúpajúcim objemom kmeňov, klesá aj hodnota nákladov na ťaţbový
proces.
3.2. Zhutnenie porastovej pôdy
Pri meraní zhutnenia pôdy statickou penetráciou bola meraná aj jej vlhkosť
vlhkomerom „ThetaProbe“, pretoţe táto má najvýraznejší vplyv na jej odolnosť voči
utláčaniu. Stúpajúca vlhkosť je príčinou zniţujúcej sa odolnosti pôdy proti jej stlačeniu.
Kritický obsah vlhkosti pôdy je od 39,0 do 49,0% (RAAB, 1999). Pri spracovaní nameraných
údajov pre vyhodnotenie penetračného odporu sme brali do úvahy iba hodnoty v rozsahu od 0
do 15 cm so stúpaním hodnôt po 1 cm. Príčinou nemoţnosti merania vo väčších hĺbkach bolo
veľmi skeletnaté podloţie. Pre koľaj, podperu a porast boli vykonané 3 série po 20 meraní.
Ďalej bola závislosť odporu pôdy od hĺbky merania a vlhkosti podrobená viacrozmernej
regresnej a korelačnej analýze (obr. 9), ktorá potvrdila závislosť odporu pôdy od hĺbky
216
a vlhkosti. Na odpor pôdy ma výraznejší vplyv hĺbka a potom vlhkosť. Hĺbka aj vlhkosť
ovplyvňujú variabilitu závislého znaku, čiţe odpor pôdy. Čím sú hodnoty vyššie, zväčšuje sa
aj odpor pôdy.
3 2,8 2,6 2,4 2,2 2
Obr. 9 Penetračný odpor v závislosti od hĺbky a vlhkosti Obr. 10 Priemerné hodnoty penetračného odporu
Na obr. 10 je zobrazený priebeh penetračného odporu pre všetky tri merané miesta.
K najvýraznejšiemu zhutneniu vo všetkých hĺbkach došlo pod podperou stroja. Penetračný
odpor na kontrolných miestach v poraste dosahoval od hĺbky 3 cm vyššie hodnoty, neţ
penetračný odpor v koľaji. Tento zaujímavý jav môţe byť spôsobený vyššou skeletnatosťou
pôdy, stabilizáciou stroja v poraste cez podperné pätky ako aj jeho netradičným spôsobom
pohybu. V porovnaní s údajmi, ktoré uvádza FERENČÍK (2009), sú nami namerané údaje
vyššie, no napr. DVOŘÁK (2008) zistil maximálnu hodnotu aţ 3,4 MPa v koľaji a 3,1 MPa
v poraste. Uvedený autori ale vykonávali merania aţ do hĺbky 25 – 40 (52) cm.
4. ZÁVER
Dôleţitou informáciou o vhodnosti nasadenia konkrétnej technológie je jej výkonnosť.
Kombinovaná technológia na báze harvestera Kaiser S2, PRP a ŠLKT dosiahla pri strednom
objeme ťaţených kmeňov dennú výkonnosť iba 35 m3. Stroje boli nasadené v extrémnych
výrobno-technických podmienkach, čo sa odzrkadlilo v porovnaní s údajmi iných autorov na
relatívne podpriemernej výkonnosti. Väčší dôraz neţ na výkonnosť, tu bol kladený na BOZP.
Obhospodarovateľ lesa tu úspešne vyuţil vlastné prostriedky, ktoré aj napriek nie dobrému
technickému stavu dokázali „vyprodukovať“ priaznivú cenu za m3 dreva na odvoznom
mieste. Pokiaľ by bol nútený pre spracovanie kalamity vyuţiť dodávateľským spôsobom
napríklad podľa nás vhodnejšie lanové dopravné zariadenie, došlo by aj ku navýšeniu ceny za
m3 vyrobeného dreva. Výsledné poškodenie porastovej pôdy jej zhutnením by bolo ale určite
menšie. V našom poraste dochádzalo ku najväčšiemu zhutneniu pod stabilizačnou podperou
harvestera. Toto poškodenie je ale iba pomiestne a nehrozí pri ňom zvýšené riziko pôdnej
erózie. Utláčanie pôdy kolesami v koľajach na linke je v porovnaní so zhutnením v okolitom
neporušenom poraste irelevantné.
Na základe zistených výsledkov by sme by sme navrhovali:
- pouţívať pri tomto harvesteri iný typ stabilizačnej podpery, ktorá má iné konštrukčné
riešenie a nevytvára taký vysoký tlak na pôdu,
- zohľadňovať klimatické podmienky, konkrétne mnoţstvo spadnutých zráţok za posledné
dni, čo má prostredníctvom vlhkosti pôdy najvýraznejší vplyv na zhutňovanie pôdy,
- prednostne vyuţívať vlastné prostriedky za účelom zniţovania nákladov vynaloţených na
pouţitú technológiu,
Zh
utn
en
ie M
Pa
Hĺbka
Porast
Koľaj
Podpera
217
- v rámci dôslednej technologickej prípravy nezabúdať na vhodnú časovú a výkonnostnú
synchronizáciu mechanizačných prostriedkov, obzvlášť pri kombinovaných
technológiách.
„Táto publikácia vznikla vďaka podpore v rámci operačného programu Výskum a vývoj pre
projekt: Centrum excelentnosti: Adaptívne lesné ekosystémy, ITMS: 26220120006,
spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.“
LITERATÚRA
Dvořák, J., 2004: Harvestorové technologie a podmínky pro jejich nasazení v lesním
hospodářství. In: Harvestorové technologie v lesním hospodářství v rámci programu
SAPARD, Svoboda n. Úpou: SOU ve Svobodě n. Ú., s. 25 – 37.
Dvořák, J., 2008: Mechanické poškodenie a zhutňení pudy při nasadzení harvesterových
technológií na kalamitních plochách, Integrované ťaţbovo-dopravné technológie,
Zvolen. s 25-32. ISBN 978-80-228-1916-9
Ferenčík, M., 2008: Objektivizácia výrobno-technických parametrov pre vyuţitie
integrovaných technológií ťaţby dreva na Slovensku, Dizertačná práca. TU vo Zvolene,
116 s.
Raab, S. 1999: Arbeitsverfahren für die Pflege in der Fichte. Bericht aus der LWF Nr. 20,
Freising,86 S.
Schöttle, R.; Pfeil, C.; Sauter, F., 1997: Vollmechanisierte Holzernte am Steilhang,
Raupenharvester „Impex 1650 T Königstiger“ - Forwarder „Valmet 860“ -
Kurzstreckenseilkran „Ritter KSK“. Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-
Württemberg, Versuchsbericht Nr. 2
Tajboš, J., Messingerová, V., 2010: Štruktúra a spracovanie drevnej hmoty z prebierok
ihličnatých porastov v horských podmienkach Slovenska. In Integrovaná logistika pri
produkcii a vyuţití biomasy. Zvolen: Technická univerzita vo Zvolene, 2010. ISBN
978-80-228-2148-3, s 175-181
Weixler, H.; Feller, S.; Hamberger, J. 1999: Der Raupen-Harvester Neuson 11002 HV -
Leistung, Kosten, Pfleglichkeit. Abschlußbericht, Bayerische Landesanstalt für Wald
und Forstwirtschaft und Lehrstuhl für Forstliche Arbeitswissenschaft und Angewandte
Informatik, 37 S.
Kontaktná adresa:
Ing. Jozef Slugeň, PhD.,
Technická univerzita vo Zvolene, Lesnícka fakulta,
T. G. Masaryka 24, 960 53 Zvolen,
Slovenská republika,
e-mail: slugen1@hotmail.com,
tel. +421 455206262
218
MOŢNOSTI VYUŢITIA LETECKÉHO LASEROVÉHO SKENOVANIA
PRE POTREBY PRECÍZNEHO LESNÍCTVA
USING POSSIBILITIES OF AEREIAL LASER SCANNING FOR
PRECISE FORESTRY
RÓBERT SMREČEK
Abstract:
Airborne laser scanning is a remote sensing technique which is originally designed to measure the topography of
the Earth's surface. The airborne laser scanning can be used also in precision forestry for retrieval of tree
parameters. For retrieval of vegetation parameters the most common procedure is to calculate digital terrain
model, forma a digital surface model and calculate a normalized digital surface to represent the height of the
vegetation. So derived vegetation height model can be used as input for further vegetation analysis. Many
authors see the possibility of using airborne laser scanning in forestry inventories and retrieval of forest
characteristics. The paper will focus on possibility of using airborne laser scanning in precision forestry.
Key words: forestry, LiDAR, diameter, height
1. ÚVOD
Cenová dostupnosť hi-tech technológií umoţnila ich nasadenie v oblastiach, kde to
teraz pre ich cenovú nedostupnosť nebolo moţné. Ich nasadenie umoţňuje zvýšiť efektivitu
práce a takisto prináša aj nové informácie. Jednou z týchto technológií je aj letecké laserové
skenovanie, ktoré má obrovský potenciál vyuţitia aj v lesníctve. Nedielnou súčasťou definícií
precízneho lesníctva je aj vyuţívanie hi-tech technológií. Podľa WARKOTSCHA (2006)
precízne lesníctvo vyuţíva hi-tech snímacie a analytické nástroje na podporu stanovištne
závislých ekonomických, environmentálnych a trvale udrţateľných rozhodnutí v lesníctve.
Vyuţitie údajov z leteckého laserového skenovania v precíznom lesníctve uvádzajú aj ďalší
autori (BARE 2003, TAYLOR a kol. 2000, TAYLOR a kol. 2006). Výhodou údajov získaných
pomocou leteckého laserového skenovania je vysoká miera automatizácie spracovania. Takto
je moţné získať podrobnejšie informácie z väčších území, ktoré by pri získavaní klasickými
metódami boli časovo náročnejšie. Vyuţitiu leteckého laserového skenovania pre lesnícku
inventúru sa venovalo viacero autorov (WACK a kol. 2003, ANDERSEN a BREIDENBACH 2007,
KORPELA a kol. 2007).
V praxi a v literatúre sa stretávame s pojmom LiDAR. LiDAR je technológiu
leteckého laserového skenovania. Skratka pochádza z anglického Light Detection and
Ranging. Prvý „full waveform“ LiDAR skener bol skonštruovaný uţ v roku 1980 a komerčne
sa pouţíva od roku 2004, jednalo sa o LiteMapper – 5600 (HUG a kol. 2004). Vyuţívanie
leteckého laserového skenovania začalo uţ v roku 1970, išlo o presné určovanie prevýšenia
terénu (LILLESAND a kol. 2008). Dáta boli získavané len pod lietadlom v smere letu a kvôli
vysokým nákladom nebola táto technológia vhodná na získavanie údajov na veľkých
územiach. Jednou z prvých úspešných aplikácií bolo presné zisťovanie hĺbky vody.
LiDAR sa vyuţíva na mapovanie terénu a následné odvodenie digitálneho modelu
reliéfu (DMR) a digitálneho modelu terénu (DMT). V porovnaní s radarovými systémami
a fotogrametriou poskytuje najvyššiu presnosť mapovania terénu. Môţe sa pouţiť na
mapovanie porastových štruktúr ako aj mapovanie nízkej vegetácie. Na odstránenie šumu
a tvorbu DMR a DMT sa vyuţívajú rôzne techniky filtrovania. Na trhu existuje viacero
programov na spracovanie LiDAR-ových dát, napr. SCOP++, NGATE, QT Modeler,
LAStools a pod. Aj napriek silným nástrojom filtrovania, neustále bude asi 1 % bodov zle
219
klasifikovaných (DTMaster 2009). Tieto body je potrebné preklasifikovať zmenou
parametrov filtrovania alebo manuálne pomocou ďalších nástrojov a produktov.
2. LiDAR V LESNÍCTVE
Najväčšia pozornosť pri získavaní lesných parametrov pomocou LiDAR-u bola
venovaná výške. Môţe sa zisťovať výška pre porast alebo po segmentácii bodového mraku
pre jednotlivé stromy. Z dát je moţné získať priemernú, maximálnu výšku, výšku stromu,
výšku nasadenia koruny a pod.
Smerodajnú odchýlku 1,49 m, čo predstavuje 7,6 % z výšky stromov na skúmanej
ploche dosiahli NÆSSET a ØKLAND (2002) pri určovaní výšky v poraste smreka obyčajného
(Picea abies (L.) Karst.). Smerodajnú odchýlku 1,8 m dosiahli COOPS a kol. (2007)
v zmiešanom poraste duglasky tisolistej (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) a jedľovca
rôznolistého (Tsuga heterophylla (Raf.) Sarg.). Pri určovaní výšky jednotlivých stromov
v porastoch s prevahou buka lesného (Fagus sylvatica L.) a smreka obyčajného (Picea abies
(L.) Karst.) dosiahol HEURICH (2008) priemernú odchýlku medzi výškou z LIDAR-u
a meraniami v teréne -0,54 m.
Väčšina autorov uvádza podhodnotenie výšky získanej z LiDAR-ových dát. Toto
podhodnotenie je spôsobené rozmiestnením laserových impulzov na korunách stromov. Na
väčšine korunách sa impulz neodrazí od terminálu. V niektorých prípadoch môţe dôjsť
k nadhodnoteniu výšky. V týchto prípadoch dochádza k odrazeniu impulzov od blízkych
vyšších stromov (LIM a kol. 2001, FARID a kol. 2006).
Hrúbku stromov je potrebné odvodzovať pomocou rôznych modelov. PERSSON a kol.
(2002) dosiahli vo svojej práci strednú kvadratickú chybu pre d1,3 3,8 cm. HEURICH (2008)
dosiahol strednú kvadratickú chybu v rozmedzí od 4,6 do 5,9 cm a v prípade práce autorov
ANDERSON a kol. (2008) bola priemerná stredná kvadratická chyba 2,86 cm, najlepší výsledok
bol pre jedľovec kanadský (Tsuga canadensis (Bong.) Carr.) 1,93 cm. Na výpočet hrúbky d1,3
pouţil DEAN a kol. (2009) rovnicu:
d hBLC
hM
kde hBLC je výška po nasadenie koruny, kde výškou nasadenia nebol prvý ţivý konár,
ale začiatok koruny a hM je mediánová výška koruny, ktorá bola v rámci terénnych meraní
určená ako stredový bod medzi výškou najvyššieho stromu na skusnej ploche a minimálnou
výškou nasadenia koruny korunovej vrstvy na ploche.
3. EXPERIMENTÁLNY MATERIÁL
Laserové letecké skenovanie prebehlo na ploche cca 52 km2 na území odštepného
závodu Roţňava, lesná správa Betliar. Skenovanie prebehlo v septembri 2009 leteckým
laserovým skenerom Leica ALS 50-II. Dáta boli poskytnuté firmou Geodis Slovakia, s.r.o.
Spracovanie prebehlo v prostredí SCOP++ od firmy INPHO. Na filtrovanie bol pouţitý
algoritmus „hierarchic robust filtering“ určený na filtrovanie LiDAR-ových dát.
4. ODVODENIE DMR A DMT
DMR a DMT sú odvodené pomocou algoritmu „hierarchic robust filtering“, ktorý je
určený na filtrovanie LiDAR-ových dát. Filtrovanie prebieha v postupných krokoch pomocou
modulov „eliminate buildings“, „thin out“, „sort out“, „interpolate“, „filter“. Odvodenie
DMR nevyţaduje stanovenie náročnej stratégie. Pomocou jednotlivých krokov sa eliminuje
šum a definuje sa tolerancia pre pripojenie bodov k povrchu. Odvodený DMR je na Obr. 1.
220
Odvodenie DMT vyţaduje stanovenie stratégie, ktorá by dokázala eliminovať budovy
a tieţ vegetáciu. Na eliminovanie budov slúţi samostatný modul „eliminate buildings“.
V prípade vegetácie je potrebné mať body na úrovni terénu v poraste. Tieto body vzniknú
prienikom laserových impulzov cez vegetačný kryt. Úspešnosť a presnosť výsledného DMT
závisí od počtu týchto bodov a tieţ od nastavenia parametrov jednotlivých modulov.
Odvodený DMT je na Obr. 2.
Obr. 1: Odvodený DMR Obr. 2: Odvodený DMT
Na základe potreby bodov na úrovni terénu v prípade odvodenia DMT pod porastom
je vhodné skenovať územie počas vegetačného kľudu, kedy prenikne viacej laserových
impulzov na úroveň terénu. Pre odvodenie DMR je vhodnejšie vegetačné obdobie, nakoľko
viacej laserových impulzov sa odrazí od korún stromov a nízkej vegetácie. V prípade
opadavých drevín je táto skutočnosť významnejšia ako pre neopadavé dreviny. Skenovanie
DMR vo vegetačnom období platí najmä pre určovanie výšky vegetačného krytu (WAGNER
a kol. 2004).
5. URČENIE VÝŠKY OBJEKTOV NAD ÚROVŇOU TERÉNU
Pre určenie výšky objektov nad úrovňou terénu, napr. výšku porastu, je potrebné
odčítať DMT od DMR. Ako bolo spomenuté vyššie, pre lepšie výsledky je vhodné pouţiť
DMT z obdobia vegetačného kľudu a DMR z vegetačného obdobia. Výsledkom bude
normalizovaný digitálny model reliéfu (nDMR). Hodnoty buniek reprezentujú výšku objektov
nad úrovňou terénu (Obr. 3).
6. ZÁVER
Kvalita DMT odvodených z dát leteckého laserového skenovania je veľmi vysoká.
Kvalita závisí od mnoţstva laserových impulzov na jednotku plochy (m2). Problematické je
odvodenie DMT pod porastom, v tomto prípade je kvalita závislá od mnoţstva laserových
impulzov, ktoré prenikli cez korunovú klenbu.
Kvalitne spracované dáta z leteckého laserového skenovania umoţňujú odvodenie
mnoţstva parametrov o teréne, vegetácii, zástavbe a pod. Z porastových veličín je moţné
odvodiť výšku, výšku nasadenia koruny, zápoj a pod. Pomocou modelov a výpočtov sa
následne odvodí hrúbka, objem, zásoba a pod. V prípade dostatočnej hustoty bodov sa tieto
charakteristiky môţu odvodiť pre jednotlivé stromy. Takéto spracovanie je výpočtovo
náročnejšie.
Letecké laserové skenovanie môţe nahradiť niektoré doterajšie postupy zisťovania
informácií o lese. Výhodou je vysoká miera automatizácie a moţnosť získania informácií o
lese na veľkých územiach za pomerne krátky čas. Potenciál vyuţitia leteckého laserového
skenovania na lesnícke inventúry bol prezentovaný vo viacerých prácach (ZIEGLER a kol.
221
2000, WACK a kol. 2003, ANDERSEN a BREINDENBACH 2007, KORPELA a kol. 2007). Prvé
lesnícke inventúry pomocou s vyuţitím leteckého laserového skenovania boli vo Fínsku
vykonané uţ v roku 1999.
Obr. 3: Normalizovaný digitálny model reliéfu
Poďakovanie
Poďakovanie firme Geodis Slovakia, s.r.o. za poskytnutie dát z leteckého laserového skenovania. Príspevok
vznikol na základe výskumu riešeného v projekte Vedeckej grantovej agentúry Ministerstva školstva, vedy,
výskumu a športu SR a Slovenskej akadémie vied 1/0764/10 (VEGA): Výskum princípov a metód precízneho
lesníctva.
LITERATÚRA
Andersen, H.-E., Breindenbach, J. 2007: Statistical Properties of Mean Stand Biomas
Estimators in a LIDAR-based Double Sampling Forest Survey Design. In: International
Society for Photogrammetry and Remote Sensing, Volume XXXVI, Part 3/W52, Laser
Scanning 2007 and SilviLaser 2007, s. 8 – 13, ISSN 1682-1777.
Anderson, J. E., Plourde, L. C., Martin, M. E., Braswell, B. H., Smith, M.-L., Dubayah, R. O.,
Hfton, M. A., Blair, J. B., 2008. Integrating waveform lidar with hyperspectral imagery
for inventory of a northern temperate forest. In: Remote Sensing of Environment,
Volume 112, Issue 4, s. 1856-1870, ISSN 0034-4257.
Bare, B., B. (2003). Opening remarks and welcome to the first international precision forestry
symposium. In: Proceedings of the second international precision forestry symposium,
Seattle, Washington, 15 – 17 June 2003, s. 1 – 2.
Coops, N. C., Hilker, T., Wulder, M. A., St-Onge, B., Newnham, G., Siggins, A., Trofymow, J.
A., 2007. Estimating canopy structure of Douglas-fir forest stands from discrete-return
LiDAR. In: Trees - Structures and Function, Volume 21, Number 3, s. 295 - 310, ISSN
0931-1890.
Dean, T. J., Cao, Q. V., Roberts, S. D., Evans, D. L., 2009. Measuring heights to crown base
and crown median with LiDAR in mature, even-aged lobolly pine stand. In: Forest
Ecology and Management, Volume 257, Issue 1, s. 126-133, ISSN 0378-1127.
DTMaster Manual for Version 5.2 and higher (2009). INPHO GmbH, Stuttgart.
Farid, A., Goodrich, D. C., Sorooshian, S., 2006. Using airborne lidar to discern age classes
of cottonwood trees in a riparian area. In: Western Journal of Applied Forestry, Volume
21, Issue 3, s. 149-158, ISSN 0885-6095.
222
Heurich, M. (2008). Automatic recognition and measurement of single trees based on data
from airborne laser scanning over the richly structured natural forests of the Bavarian
Forest National Park. In: Forest Ecology and Managent, Volume 255, Issue 7, s. 2416-
2433, ISSN 0378-1127.
Hug, C., Ullrich, A. and Grimm, A. 2004: Litemapper-5600 - A Waveform-Digitizing LIDAR
Terrain and Vegetation Mapping System. In: ISPRS Laser-Scanners for Forest and
Landscape Assessment, Vol. 36, Frieburg, Germany, 2004, ISSN 1682-
1750. [online], [január 2008]. In:
<http://www.isprs.org/commission8/workshop_laser_forest/HUG.pdf>
Korpela, I., Dahlin, B., Schäfer, H., Bruun, E., Haapaniemi, F., Honkasalo, J., Ilvesniemi S.,
Kuutti, V., Linkosalmi, M., Mustonen, J., Salo, M., Suomi, O., Virtanen, H. 2007:
Single-tree forest inventory using LIDAR and aerial images for 3D treetop positioning,
species recognition, height and crown width estimation. In: International Society for
Photogrammetry and Remote Sensing, Volume XXXVI, Part 3/W52, Laser Scanning
2007 and SilviLaser 2007, s. 227 – 233, ISSN 1682-1777.
Lillesand, M. T., Kiefer, W. R., Chipman, W. J., 2008. Remote sensing and image
interpretation. 6th edition, John Wiley & Sons, Hoboken, 756 s., ISBN 978-0-470-
05245-7.
Lim, K., Treitz, P. Groot, A., St-Onge,B., 2001. Estimation of individual tree heights using
LIDAR remote sensing. In: Proceedings of the 23 rd Annual Canadian Symposium on
Remote Sensing, 20-24 August 2001, Quebec, s. 243-250.
Nӕsset, E., Økland, T., 2002. Estimating tree height and tree crown properties using airborne
scanning laser in a boreal nature reserve. In: Remote Sensing of Environment, Volume
79, Issue 1, s. 105-115, ISSN 0034-4257.
Persson, Å., Holmgren, J., Söderman, U., 2002. Detecting and measuring individual trees
using an airborne laser scanner. In: Photogrammetric Engineering and Remote Sensing,
Volume 68, Number 9, s. 925-932.
Taylor, E., S., McDonald, P. T., Fulton P., J., Shaw, N., J., Corley, W., F., Brodbeck, J., C.
(2006). Precision forestry in the Southeast U. S. In: Precision forestry in plantations,
seminatural and natural forests, International Precision ForestrySymposium, March 5–
10 2006, Stellenbosch University, Stellenbosch, South Africa, ISBN 0-7972-1121-7. 18
s. [online], [marec 2011]. URL <
http://academic.sun.ac.za/forestry/pf2006/iufro2006.html>
Taylor, E., S., Veal, W., M., Grift, E., T., McDonald, T., P., Corley, W., F. (2000). Precision
forestry: operational tactics for today and tomorrow. 2000. 6 s.
[online], [marec 2011]. URL
<http://www.eng.auburn.edu/department/an/research/ForestEngineering/PrecisionForest
ry/S_Taylor_COFE.pdf>
Wack, R., Schardt, M., Barrucho, L., Lohr, U., Oliveira, T. 2003: Forest inventory for
eucalyptus plantations based on airborne laserscanner data. In: International Society for
Photogrammetry and Remote Sensing, Volume XXXIV, Part 3/W13, 3D reconstruction
from airborne laserscanner and InSAR data, Dresden, ISSN 1682-
1750. [online], [január 2008]. In:
<http://www.isprs.org/commission3/wg3/workshop_laserscanning>
Wagner, W., Eberhöfer, C., Hollaus, M., Summer, G. (2004). Robust Filtering of Airborne
Laser-Scanner Data for Vegetation Analysis. In: International Archieves of
Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol XXXVI, Part
8/W2, ISSN 1682-1750.
Warkotsch, W. (2006). Precision forestry today and tomorrow. In: Precision Forestry in
Plantations, Semi-Natural and Natural Forests. Power point presentation in the
223
International Precision ForestrySymposium, March 5–10 2006, Stellenbosch University,
Stellenbosch, South Africa, ISBN 0-7972-1121-7. [online], [marec 2011]. URL
<http://academic.sun.ac.za/forestry/pf2006/iufro2006.html>
Ziegler, M., Schradt, M., Konrad, H. 2000: Einsatzungmöglichkeiten von Laserscannerdaten
für die Forstinventur – Laserscanning for forest inventur. In: Aplikácia dieľkového
prieskumu Zeme v lesníctve, III. Medzinárodné sympózium, Lesnícka fakulta, TU vo
Zvolene, s. 57 – 64, ISBN 80-968494-0-9.
Adresa autora:
Ing. Róbert Smreček, PhD.
Katedra hospodárskej úpravy lesov a geodézie
Lesnícka fakulta, Technická univerzita vo Zvolene,
T.G. Masaryka 24,960 53 Zvolen
e-mail: smrecek@vsld.tuzvo.sk
224
PROJEKT NA SPRACOVANIE KALAMITY NA PRÍKLADE
VYSOKÝCH TATIER
PROJECT FOR PROCESSING OF WOOD FROM WINDFALL BASED
ON VYSOKÉ TATRY
JOZEF SUCHOMEL, MILOŠ GEJDOŠ, JÁN TUČEK, MARTIN SLANČÍK, KATARÍNA BELANOVÁ
Abstract
This paper reports the details of a project, which was executed in relation to the wind calamity in the High Tatras
in the end of 2004. Composite authors had compiled a number of related projects within the framework of
complex processing of the calamity, preventing of forest fires and insect infestation and the post elimination of
the wind calamity consequences in the affected area. There is a more detailed explanation of the project of the
calamity processing. This project consists of an open system of information, criteria, principles and priorities for
the choice of an optimal wood harvesting and transport technology alternative for the calamity processing or the
designation of areas without human intervention. Apart from the alternative design of optimal or substitutive
harvesting and transport technology for the processing of the calamity wood and the prioritizing of certain
localities in order to minimize negative outcomes of the calamity, the project also suggests system measures that
can be applied in all areas of Slovakia.
Keywords: wind calamities, calamity processing, wood harvesting and transport technologies
1. ÚVOD
Dňa 19. novembra 2004 v čase medzi 1500 a 2000 hodinou územie SR zasiahla
veterná smršť s najväčším negatívnym dopadom na lesné ekosystémy v regiónoch Horehronie
(okresy Brezno, Banská Bystrica, Zvolen), Kysuce (okresy Čadca, Kysucké Nové Mesto),
Orava (okresy Námestovo, Tvrdošín), Spiš (okresy Spišská Nová Ves, Gelnica, Levoča),
Gemer (Roţňava, Revúca) a Tatry (okresy Poprad, Keţmarok, Liptovský Mikuláš, Spišská
Magura, Stará Ľubovňa, osobitne lesný pôdny fond na území Tatranského národného parku).
Sila vetra dosahovala v nárazoch rýchlosť takmer 200 km.h-1. Víchrica zanechala po sebe
kalamitu, ktorá postihla lesy na území o celkovej rozlohe takmer 330 tis. ha. Celkový objem
dreva zo zlomených alebo vyvrátených stromov, ktoré zasiahla kalamita, predstavoval objem
cca 4,7 mil. m3 dreva. Na lesných pozemkoch vo vlastníctve štátu bolo zničených 3,75 mil.
m3 a vo vlastníctve neštátnych subjektov lesného hospodárstva predstavoval rozsah kalamity
0,95 mil. m3.
V zmysle ZÁKONA č. 100/1977 Zb., v znení neskorších predpisov, v prípade
mimoriadnych okolností a nepredvídaných škôd v lesoch (veterné a snehové kalamity,
premnoţenie škodcov, nebezpečenstvo vzniku lesných poţiarov v období sucha a pod.) sú
uţívatelia lesov povinní neodkladne urobiť opatrenia na ich odvrátenie a odstránenie
následkov škôd.
Ak odhadnutý objem dreva z náhodnej ťaţby počas platnosti lesného hospodárskeho
plánu presiahne 20 % zásoby dielca alebo ak vznikne holina s výmerou viac ako 0,5 hektára,
obhospodarovateľ lesa ohlási túto skutočnosť do siedmych dní odo dňa, keď zistil, ţe k nim
došlo, najneskôr však do 30 dní od ich vzniku, orgánu štátnej správy lesného hospodárstva, v
chránených územiach so štvrtým a piatym stupňom ochrany tieţ orgánu štátnej správy
ochrany prírody a krajiny.
Ak je náhodná ťaţba v rozsahu, na ktorej vykonanie do šiestich mesiacov od jej
vzniku obhospodarovateľ lesa nemá sily a prostriedky, vypracuje návrh harmonogramu
(projektu) na jej vykonanie a predloţí ho orgánu štátnej správy lesného hospodárstva na
schválenie. Odvolanie proti rozhodnutiu o schválení harmonogramu (projektu) náhodnej
ťaţby nemá odkladný účinok.
225
Na území TANAP bolo kalamitou postihnutých cca 12 600 ha lesných ekosystémov a
objem kalamitného dreva bol odhadnutý na 2,5 mil. m3. V pôsobnosti MP SR a ním
zriadených a zaloţených organizácií boli vykonané opatrenia na zvládnutie zabezpečovacích
prác, na ktorých sa zúčastňujú vlastníci, správcovia a uţívatelia postihnutých lesov. Cieľom
tohto príspevku je popísať tvorbu projektu na spracovanie kalamity z roku 2004 vo Vysokých
Tatrách.
2. ZÁSADY TVORBY PROJEKTOV NA SPRACOVANIE KALAMITY
Základom pre postup spracovania náhodnej ťaţby, v prípade ak je náhodná ťaţba v
rozsahu, na ktorej vykonanie do šiestich mesiacov od jej vzniku obhospodarovateľ lesa nemá
sily a prostriedky, je v zmysle zákona 100/1977 Zb. „Projekt spracovania náhodnej ťažby“.
Mal by pozostávať z organizačnej, technologickej, biologickej a ekonomickej časti. Jeho
hlavnými cieľmi sú predovšetkým:
spresniť rozsah a povahu poškodenia lesných porastov,
zhodnotiť porastové, ekologické a technologické podmienky v postihnutom území,
navrhnúť vhodné technologické postupy spracovania dreva z postihnutých porastov,
navrhnúť časový harmonogram spracovania kalamity,
navrhnúť spôsob merania, evidencie dreva, logistiky dodávok,
stanoviť zásady prideľovania pracovísk bezpečnosti práce a preberania výsledkov,
definovať širšie väzby a súvislosti v oblasti trhu s drevom, a odbytom, súčinnosti
s neštátnymi subjektmi a štátnou správou,
rešpektovanie poţiadaviek Štátnej ochrany prírody – dosiahnuť kompromis,
navrhnúť organizačné, technické, ekonomické opatrenia pre úspešnú realizáciu projektu
spracovania náhodnej ťaţby.
Ako prvé je v projekte potrebné vypracovať zásady pre tvorbu pracovných polí
s ohľadom na: stupeň ochrany prírody, časovú naliehavosť spracovania kalamity, moţné
riziká ohrozenia ţivota a zdravia, vznik náhodných ţivelných pohrôm (záplavy, poţiare),
ročné obdobie, potenciálne nebezpečenstvo, vek porastov, drevinové zloţenie porastov, sklon
svahov a priechodnosť terénu.
Druhým krokom je návrh ťaţbovo-dopravných technológií na základe všeobecných zásad
eliminácie zdravotných a bezpečnostných rizík, environmentálnych aspektov a ekonomických
aspektov.
2. PROJEKT NA SPRACOVANIE KALAMITY VO VYSOKÝCH TATRÁCH Z 19.
11. 2004
Rozhodnutím ministra zo dňa 30. 11. 2004 bolo určené spracovať 3 projekty – projekt
spracovania kalamitného dreva, projekt revitalizácie územia a projekt ochrany lesov.
Následne boli vypracované 4 projekty:
Projekt na spracovanie kalamity vo Vysokých Tatrách zo dňa 19. 11. 2004 (SUCHOMEL,
a kol.,2004).
Projekt revitalizácie lesných spoločenstiev na území Vysokých Tatier postihnutom
vetrovou kalamitou zo dňa 19. 11. 2004 (JANKOVIČ a kol., 2005).
Projekt protipoţiarnej ochrany na území Vysokých Tatier po vetrovej kalamite (HLAVÁČ
a kol.,2005).
Projekt ochrany lesa (ZÚBRIK a kol. 2005).
226
Keďţe, čo do rozsahu, bolo najviac vetrovou kalamitou postihnuté územie
Tatranského národného parku (tabuľka 1), bolo nutnosťou čo najrýchlejšie vypracovať projekt
na spracovanie kalamitnej hmoty, pričom beţné postupy a plánovanie sťaţovala hlavne
skutočnosť výskytu chránených území a ochranných pásiem.
Projekt na spracovanie kalamity bol koncipovaný tak, aby predstavoval otvorený systém
informácií, kritérií, zásad a priorít na voľbu optimálneho variantu ťaţbovo-dopravnej
technológie pre spracovanie kalamity, resp. určenie lokalít bez zásahu.
Tabuľka 1 Rozsah objemu kalamity na území TANAP-u (Suchomel, a kol. 2004)
Ochranný
obvod
Sústredená kalamita Roztrúsená
kalamita
Kalamita
spolu
(m3) Vývraty
(m3)
Zlomy
(m3)
Vývraty
(m3)
Zlomy
(m3)
Podbanské 48694 20869 9188 5250 84001
Štrbské Pleso 78779 34870 18726 9685 142060
Vyšné Hágy 374956 111567 42556 11502 540581
D. Smokovec 397281 351338 28377 6756 783752
T. Lomnica 172870 259305 34574 35654 502403
K. Ţľaby 204398 146775 31530 19570 402273
ŠL TANAPu 1276978 924724 164951 88417 2455070
3.1 Materiály a údaje pouţité pre vypracovanie projektu
Základom pre lokalizáciu a rozsah poškodenia lesných porastov bolo letecké
snímkovanie z vrtuľníka, snímky boli prekryté digitálnou lesníckou mapou. Určenie rozsahu
kalamity v ŠL TANAP vychádzalo z určenia plochy JPRL (porastov), objemu dreva v JPRL.
Na základe prekrytia snímok boli určené plochy sústredenej a rozptýlenej kalamity. Následne
bol určený objem kalamity z informačnej vrstvy jednotiek priestorového rozdelenia lesov
s databázou popisov a hospodárskych opatrení. Tieto zistenia boli dopĺňané, resp.
konfrontované so zisteniami pracovníkov ochranných obvodov ŠL TANAP.
Určenie druhu a stupňa poškodenia dreva v JPRL bolo spresnené terénnym zisťovaním
a konzultáciou s pracovníkmi ochranných obvodov ŠL TANAP..
Ďalšie vstupné údaje boli získané z digitálnej základnej lesníckej mapy, pričom išlo najmä o
informačné vrstvy:
jednotiek priestorového rozdelenia lesov s databázou popisov a hospodárskych opatrení,
organizačného členenia územia na lesnícke obvody,
rastrového digitálneho modelu reliéfu terénu (primárne výšky s odvodenými hodnotami
sklonu terénu),
vodných tokov, ciest,
lesných typov,
členenie územia z hľadiska ochrany prírody podľa zákona č. 543/2002 Z.z., vrátane
výskytu lokalít chránených – NATURA, DAPHNE.
Ako nové boli vytvorené informačné vrstvy:
hraníc zón so sústredenou a rozptýlenou kalamitou,
pracovných polí,
odvozných miest a kumulačných plôch.
227
3.2 Postup, metódy a faktory vplývajúce na spracovanie údajov
Ako prvá sa vypracovala definícia pracovných polí s ohľadom na: stupeň ochrany
prírody, časovú naliehavosť spracovania kalamity, ročné obdobie, potenciálne
nebezpečenstvo, vek porastov, drevinové zloţenie porastov, sklon svahov a priechodnosť
terénu.
S ohľadom na tieto faktory bolo vymedzených 97 pracovných blokov s optimálnym
a náhradným spôsobom spracovania kalamity.
Druhým krokom bol návrh ťaţbovo-dopravných technológií na základe všeobecných
zásad eliminácie zdravotných a bezpečnostných rizík, environmentálnych aspektov
a ekonomických aspektov.
Zdravotné a bezpečnostné riziká
Pri návrhu ťaţbových technológií je potrebné sa z tohto pohľadu prioritne orientovať
na technické prostriedky a postupy, s cieľom minimalizovať riziká na zdraví a ţivote
obyvateľov regiónu a pracovníkov, ktorí sa podieľajú na spracovaní kalamity a prednostne
realizovať opatrenia na zabránenie vzniku povodní, poškodení ciest, ţelezníc, mostov
a ďalších objektov, pričom treba preferovať technické, technologické a pracovné postupy,
ktoré efektívne zníţia riziko následnej kalamity podkôrneho a drevokazného hmyzu, riziko
vzniku poţiarov a znehodnotenia zdrojov pitnej vody.
Environmentálne aspekty
Pri navrhovaní a realizácii opatrení bolo pri týchto aspektoch potrebné vychádzať z
aktuálneho právneho stavu chránených území (3., 4. a 5. stupeň ochrany prírody a krajiny
v zmysle zákona č. 543/2002 Z.z.). Nutné bolo rešpektovanie stupňa ochrany prírody lokalít
zahrnutých do siete NATURA 2000. Jednotlivé opatrenia a ich realizáciu bolo potrebné
navrhovať a zabezpečovať v súlade s rozhodnutím príslušného orgánu štátnej správy
ţivotného prostredia, pričom osobitná pozornosť bola venovaná zamokreným a podmáčaným
územiam vyšpecifikovaných Štátnou ochranou prírody.
Ekonomické aspekty
Prednostne bolo potrebné ako prvú spracovať kalamitnú hmotu v rubných porastoch,
kde je predpoklad maximálneho zhodnotenia dreva, v rámci nich sa bolo potrebné orientovať
predovšetkým na tie, ktoré tvoria súčasť génových základní, určených na získavanie
semenného materiálu v súlade so zákonom č. 217/2004 Z.z., a kde je pred a počas spracovania
kalamity predpoklad získania zdrojov kvalitného semena.
Dôleţitým aspektom bol taktieţ podkôrny hmyz, preto bolo dôleţité prednostne spracovať
kalamitu v oblastiach so silným výskytom podkôrneho hmyzu.
Z hľadiska maximálnej moţnej produkcie piliarskych výrezov sa malo uprednostňovať
spracovanie vývratov.
Dôleţité bolo aj maximálne moţné vyuţívanie integrovaných lanových systémov a
harvesterovej technológie predovšetkým na lokalitách s prevládajúcou pôdo-ochrannou
funkciou a v dosahu na existujúcu lesnú cestnú sieť, pričom sa mali maximálne uplatňovať
integrované lanové systémy (lanovka – procesor, pri uplatňovaní stromovej metódy aj
štiepkovač).
Pri výbere optimálneho variantu ťaţbovo – dopravnej technológie bola orientácia na
ekologicky vhodné prostriedky, ktoré zároveň majú vysokú výkonnosť, dokáţu pracovať
v zloţitých výrobnotechnických podmienkach (vrstva snehu do 0,5 m (1,5 m) a teploty do -
20°C). Mimoriadnu dôleţitosť v týchto prípadoch má aj rýchly postup spracovania kalamity,
čím sa zníţi riziko znehodnotenia dreva, urýchli kolobeh finančných prostriedkov, vytvoria sa
zdroje pre ochranu, obnovu a revitalizáciu poškodeného územia, atď.
228
V určených JPRL, kde bolo rozhodnuté ponechať kalamitnú hmotu „in situ“, je
v prípade listnatých drevín odporúčané ponechať drevnú hmotu bez zásahu, v prípade
ihličnatých drevín, kde je riziko premnoţenia podkôrneho hmyzu, je nutné jej spracovanie
(spíliť, odvetviť a odkôrniť) a ponechanie na mieste.
V odôvodnených prípadoch (strţe, drobné vodné toky a neprístupné lokality) bolo
navrhnuté vyuţitie sústreďovania dreva leteckou technikou (stromová metóda).
3.3 Harmonogram spracovania kalamity
V rámci Tatranského národného parku bolo teda vymedzených 97 pracovných blokov
s konkrétnym návrhom optimálneho a náhradného variantu realizácie spracovania kalamity.
Následne bol navrhnutý harmonogram spracovania kalamity a rozdelenie veľkosti objemov
spracovania na jednotlivé technológie (tabuľka 2).
Tabuľka 2 Harmonogram spracovania kalamity v zmysle projektu na spracovanie kalamity z r. 2004 vo V.
Tatrách (SUCHOMEL a kol., 2004)
∑ŠL TANAP celkom m3 2 455 070 m
3
v roku 2005 – 1 759 274 m3
v roku 2006 – 695 796 m3
2005 2006
Harvester – celkom 1 112 981 m3 823 538 m
3 303 443 m
3
Lanovka – celkom 572 716 m3 465 430 m
3 107 286 m
3
UKT, LKT – celkom 712 686 m3 427 619 m
3 285 067 m
3
Vrtuľník – celkom 13 682 m3 13 682 m
3
Bez zásahu – celkom 20 579 m3 20 579 m
3
Asanácia – celkom 8426 m3 8 426 m
3
3.4 Varianty ťaţbovo-dopravných technológií (TVDT)
Jednotlivé varianty ťaţbovo-dopravných technológií (TVDT) pre kaţdý z 97
pracovných blokov boli navrhované v tejto štruktúre:
Optimálny variant ťaţbovo-dopravnej technológie (TVDT) – návrh v najvyššej miere
zodpovedal ekologickým poţiadavkám a výrobnotechnickým podmienkam (VTP) v danom
bloku;
Náhradný variant TVDT - z dôvodov nedostatočnej dodávateľskej kapacity bolo prípustné
menej vhodné, ale reálne moţné riešenie – variant TVDT, resp. 2. variant bolo moţné
uplatniť v určitých VTP (napr. priaznivé klimatické podmienky);
Reálny variant 1 – vychádzal z najvyššieho moţného počtu pouţitých lesníckych lanoviek a
harvestrov odvodeného expertným odhadom z ponúk dodávateľov k 18. 12. 2004;
Reálny variant 2 – mal oproti variantu 1 zníţený počet lesníckych lanoviek so zvýšením
podielu TVDT na báze harvestrov a čiastočne tieţ TVDT na báze traktorov; vychádzalo sa
z toho, ţe disponibilné počty lesníckych lanoviek (najmä integrovaných lesníckych lanoviek)
boli oveľa niţšie ako bola ich optimálna potreba (variant 1);
Reálny variant 3 – mal oproti variantu 2 zníţený počet TVDT na báze lesníckych lanoviek a
harvestrov so zvýšením podielu TVDT na báze traktorov.
Prehľad jednotlivých variantov TVDT a ich podielov na spracovaní kalamity je
uvedený v tabuľke 3.
229
Tabuľka 3 Navrhnuté varianty TVDT (SUCHOMEL a kol., 2004)
Rok Variant lanovky harvestory traktory vrtuľník
bez
zá
sah
u
asa
no
va
ť
spo
lu
2005
Optimálny
celkom m3 465430 823538 427619 13682 20579 8426 1759274
dni 20233 6587 16446 55
počet strojov 68 22 55 1
Náhradný
celkom m3 334871 347328 958330 89740 20579 8426 1759274
dni 14559 2780 36857 359
počet strojov 49 10 123 3
2006
Optimálny
celkom m3 107286 303443 285067 0 0 0 695796
dni 4665 2428 10964 0
počet strojov 15 8 37
Náhradný
celkom m3 139047 44316 512433 0 0 0 695796
dni 6046 355 19709 0
počet strojov 19 2 66
Spolu
Optimálny celkom m
3 572716 1126981 712686 13682 20579 8426 2455070
dni 24898 9015 27410 55
Náhradný celkom m
3 473918 391644 1470763 89740 20579 8426 2455070
dni 20605 3135 56566 359
Spracovanie kalamity optimálnym variantom predstavovalo vyššie priame náklady na
realizáciu spracovania kalamity, ale prinášalo so sebou celý rad výhod:
niţšie riziko ohrozenia ţivota a zdravia pracovníkov,
ekologickú vhodnosť variantu TVDT a niţší rozsah škôd,
rýchlejšie spracovanie a zhodnotenie dreva,
niţšie riziko následnej hmyzovej kalamity a poţiarov,
vyššiu ekonomickú efektívnosť.
Potrebné počty prostriedkov v jednotlivých variantoch sa vypočítali z mnoţstva
kalamitného dreva v konkrétnom bloku a výkonnosti prostriedkov. Výpočet výkonnosti
prostriedkov vychádza z priemernej ročnej výkonnosti prostriedkov podľa typov
v obnovných (rubných) ťaţbách zníţenej o 30 % na prácu v kalamite, počtu dní práce za rok:
300 dní práce v roku 2005 z toho dôvodu, ţe predovšetkým integrované lesnícke lanovky,
harvestre a procesory neboli k dispozícii hneď na začiatku roka, pretoţe kontrakty na prácu
s nimi sa z dôvodu ich vysokej ceny a výkonnosti uzatvárali najmenej na dobu troch
mesiacov;
330 dní práce v roku 2006;
Pri harvestroch sa uvaţovalo s prácou 1,5 zmeny za deň.
V zmysle navrhnutých technológií boli navrhnuté aj zásady výberu mechanizačných
prostriedkov na spracovanie kalamity.
Pri ťaţbe kalamitného dreva odporúčame maximálne uplatňovať stromovú metódu ťaţby.
Technológia motomanuálna (JMP): pouţívanie biologicky rýchlo odbúrateľných
mazacích olejov, na prepravu PHM pouţívanie bandasiek, ktoré vylúčia únik
a vyparovanie do ovzdušia.
Technológia strojová integrovaná lanovka, kombinácia lanovka + procesor, resp.
harvester: pouţívanie strojov, ktorých vek nepresiahol dobu odpisovania, v hydraulických
systémoch pouţívanie výlučne biologicky odbúrateľných tlakových médií, na málo
únosných podloţiach (rašeliniská, mokré humózne pôdy, vlhké pôdy a podmáčané pôdy)
pouţívanie kolopásových alebo pásových podvozkov, v sklonoch nad 40 % na únosných
230
podloţiach pouţívanie výlučne špeciálnych horských harvestrov a harvestrov na
kráčajúcom podvozku a uprednostňovať stroje s pouţívaním bionafty a alternatívnych
biologicky odbúrateľných univerzálnych motorovo – prevodových olejov.
V sústreďovaní dreva:
Sústreďovanie univerzálnymi kolesovými traktormi (UKT): pouţívať len stroje, vek
ktorých nepresahuje dobu odpisovania, v hydraulických systémoch pouţívanie výlučne
biologicky odbúrateľných tlakových médií, uprednostňovať UKT s diaľkovo ovládanými
navijakmi na zvýšenie moţnosti usmerňovania pohybu nákladu pri jeho vyťahovaní
z porastu, uprednostňovať stroje s pouţívaním bionafty a alternatívnych biologicky
odbúrateľných univerzálnych motorovo – prevodových olejov, na máloúnosných
podloţiach (rašeliniská, mokré humózne pôdy, vlhké pôdy a podmáčané pôdy)
uprednostňovať stroje s flotačnými pneumatikami, so zníţeným tlakom na podloţie,
kolopásové, pásové.
Sústreďovanie špeciálnymi lesníckymi kolesovými traktormi (ŠLKT): pouţívať stroje,
vek ktorých nepresahuje dobu odpisovania, uprednostnenie ŠLKT s diaľkovo ovládanými
navijakmi na zvýšenie moţnosti usmerňovania pohybu nákladu pri jeho vyťahovaní
z porastu, uprednostňovať stroje s pouţívaním bionafty a alternatívnych biologicky
odbúrateľných univerzálnych motorovo – prevodových olejov, na máloúnosných
podloţiach (rašelinická, mokré humózne pôdy, vlhké pôdy a podmáčané pôdy)
uprednostňovať stroje s flotačnými pneumatikami so zníţeným tlakom na podloţie.
Sústreďovanie dreva lesníckymi lanovkami (LL): pri špeciálnych lesníckych lanovkách,
lanovkách na traktorovom aj na automobilovom podvozku pouţívanie strojov, vek
ktorých nepresahuje dobu odpisovania, uprednostňovať LL s diaľkovým ovládaním
vozíka aj zapínačom z porastu, uprednostňovať integrované LL na sústreďovanie stromov
a ich spracovanie integrovaným procesorom na odvoznom mieste, v terénoch so
zvýšeným rizikom vodnej erózie uprednostňovať LL so sústreďovaním dreva v plnom
závese, pri LL na báze kolesových traktorov aj nákladných automobilov uprednostňovať
stroje s pouţívaním bionafty a alternatívnych biologicky odbúrateľných univerzálnych
motorovo – prevodových olejov, uprednostňovať LL s pouţívaním biologicky
odbúrateľných tlakových médií v hydraulických systémoch.
V odvoze dreva
Vývoz dreva vývoznými súpravami (VS): pouţívať stroje, vek ktorých nepresiahol dobu
odpisovania, uprednostňovať stroje s pouţívaním bionafty a alternatívnych biologicky
obúrateľných univerzálnych motorovo – prevodových olejov, na máloúnosných
podloţiach (rašeliniská, mokré humózne pôdy, vlhké pôdy a podmáčané pôdy)
uprednostňovať stroje s kolopásmi a flotačnými pneumatikami so zníţeným tlakom na
podloţie, uprednostňovať VS s pouţívaním biologicky odbúrateľných tlakových médií
v hydraulických systémoch.
Odvoz dreva nákladnými automobilmi (NA): pouţívanie strojov, vek ktorých nepresiahol
dobu odpisovania, uprednostňovať stroje s pouţívaním bionafty a alternatívnych
biologicky odbúrateľných univerzálnych motorovo – prevodových olejov, uprednostňovať
NA s pouţívaním biologicky odbúrateľných tlakových médií v hydraulických systémoch.
3.5 Odporúčania v závere „Projektu“
Na záver „Projektu na spracovanie kalamity vo Vysokých Tatrách zo dňa 19. 11.
2004“ boli formulované tieto praktické odporúčania:
231
Potreba posilniť ŠL TANAP-u personálne o cca 50 – 60 pracovníkov (manipulačných
majstrov, marketing, obchod, odbyt, nové informačné technológie, kontrola).
Do 25. 1. 2005 vypracovať marketingovú analýzu trhu s ihličnatým surovým drevom
v SR, resp. v stredoeurópskom regióne, vrátane analýzy cien sortimentov surového dreva
nedostatok integrovaných lesníckych lanoviek a čiastočne i vhodných harvesterových
uzlov je potrebné riešiť: dodávateľsky (cca 85 % - 90 % podiel), nákupom (cca 10 % -
15 % podiel).
Získanie a udrţanie dodávateľských kapacít (urýchlená realizácia predaja dreva na pni,
pričom rozhodujúce uplatňované kritérium – vhodnosť variantov TVDT).
Osobitný reţim dopravy a jej regulácie, resp. čiastočných obmedzení.
Urýchlene zabezpečiť projektovú prípravu, schválenie a realizáciu výstavby, resp.
rekonštrukcie cestnej siete.
Riešiť odbyt energetickej štiepky v objeme cca 350 tisíc m3 (Systémový prístup vlády SR.
vypracovať osobitný projekt).
Schváliť, resp. implementovať do obchodných zmlúv rámcové smernice pre predaj dreva
na pni.
Vyhodnotiť pravidlá pre moţnú úpravu ceny dreva na pni.
Striktne dodrţiavať Zásady pre výber mechanizačných prostriedkov na spracovanie
kalamity v lesoch vodohospodárskeho významu, v ostatných prípadoch uprednostňovať
firmy a stroje s týmito riešeniami.
Zabezpečiť pri mechanizačných prostriedkoch označenie osvedčujúce, ţe boli pre
spracovanie kalamity vybrané.
Povýrobná úprava – sanácia pracovísk
Predchádzať poškodeniu prírodného prostredia (prípravy výroby a voľba vhodných
ťaţbových technológií, rešpektovanie optimálnych podmienok pre vykonanie prác,
v prípadoch nepriaznivej poveternostnej situácie počítať s moţnosťou presunu ťaţieb
z ohrozených pracovísk na menej ohrozené).
Riešiť problémy v oblasti evidencie dreva (aktuálna potreba novelizácie vyhlášky č.
244/97 Z.z.; Navrhnúť a overiť moderný postup pre evidenciu sortimentov surového
dreva).
Novelizovať „Pravidlá o ochrane zdravia a bezpečnosti pri práci v ťaţbovom procese“,
osobitnú pozornosť venovať spracúvaniu náhodných ťaţieb.
Do 20. 01. 2005 zabezpečiť preškolenie BOZP.
4. ZÁVER
Rozsah vetrovej kalamity v objeme cca 2,5 mil. m3 presiahol v podmienkach ŠL
TANAP-u takmer 72 násobne priemerný ročný etát. Napriek kalamite obrovských rozmerov
sa podarilo vďaka úsiliu a nasadeniu všetkých pracovníkov túto kalamitu spracovať, aj keď
časový harmonogram nebol dodrţaný. Nedostatok harvesterových uzlov (vo vtedajších
podmienkach ich pracovalo cca 56) a integrovaných lesníckych lanoviek mal za následok
zníţenie tempa spracovania kalamity, čiastočné znehodnotenie sortimentov smrekového
dreva, a následné ohrozenie ostávajúcich porastov podkôrnym hmyzom a poţiarmi, ktoré sa
stalo realitou s ďalšími negatívnymi dôsledkami. Čiastočne k tomu prispeli aj postoje Štátnej
ochrany prírody a organizácii tretieho sektora, ktoré zabránili dôslednej realizácii všetkých
opatrení na zabránenie následnej kalamity podkôrneho hmyzu.
Dnes môţeme konštatovať, ţe neboli akceptované všetky odporúčania predloţeného
projektu, najmä odporúčania, ktoré sa týkali legislatívnych zmien príslušných právnych
predpisov, resp. boli zmenené nevyhovujúcim spôsobom aj napriek pripomienkam. Niektoré
232
právne predpisy boli novelizované aţ s odstupom veľmi dlhého času po spracovaní kalamity.
Nebola vypracovaná marketingová analýza trhu s ihličnatým surovým drevom v SR, resp.
stredoeurópskom priestore, vrátane analýzy cien sortimentov surového dreva.
Aj napriek tomu, ţe neboli akceptované všetky odporúčania projektu a všetky práce
neprebehli optimálnym a plánovaným spôsobom, tak sa celú kalamitu podarilo spracovať
v relatívne krátkom čase.
POĎAKOVANIE: Príspevok vznikol na základe výsledkov výskumu riešeného v projektoch VEGA
1/0764/10 Výskum princípov a metód precízneho lesníctva. APVV LPP-0420-09 Analýza
bezpečnostných, zdravotných a hygienických rizík pri spracovaní lesnej biomasy na energetické
vyuţitie. COST Action FP 0902 “Development and harmonization of new operational research and
assessment procedures for sustainable forest biomass supply”
LITERATÚRA HLAVÁČ, P. a kol. 2005. Projekt protipoţiarnej ochrany lesa na území Vysokých Tatier po
vetrovej kalamite. Realizačný projekt, TU Zvolen 2005, 53 s.
JANKOVIČ a kol. 2005. Projekt revitalizácie lesných spoločenstiev na území Vysokých Tatier
postihnutom vetrovou kalamitou zo dňa 19. 11. 2004, 2005
SUCHOMEL, J. a kol. 2004. Projekt na spracovanie následkov vetrovej kalamity zo dňa
19.11.2004, Technická univerzita vo Zvolene, 90 s.
ZÁKON Č. 100/1977 Zb. o hospodárení v lesoch a štátnej správe lesného hospodárstva
ZÁKON Č. 217/2004 Z.z. o lesnom reprodukčnom materiáli a o zmene niektorých zákonov
ZÁKON Č. 326/2005 Z.z. Zákon o lesoch v znení neskorších predpisov (2005)
ZÁKON Č. 543/2002 Z.z. o ochrane prírody a krajiny
ZÚBRIK a kol. 2005. Projekt ochrany lesa, Národné lesnícke centrum Zvolen, 2005
Adresa autorov:
doc. Ing. Jozef Suchomel, CSc., Prof. Ing. Ján Tuček, CSc., Ing.Miloš Gejdoš, PhD., Ing. Martin Slančík, PhD.,
Ing. Katarína Belanová, PhD.
Technická univerzita vo Zvolene, Lesnícka fakulta, Katedra lesnej ťaţby a mechanizácie
T. G. Masaryka 24, Zvolen 960 53
gejdos@vsld.tuzvo.sk, suchomel@vsld.tuzvo.sk, tucek@vsld.tuzvo.sk, slancik@vsld.tuzvo.sk,
belanova@vsld.tuzvo.sk,
233
ŠKODLIVÉ ÚČINKY SPAĽOVACÍCH MOTOROV
HARMFUL EFFECTS OF COMBUSTION ENGINES
VLADIMÍR ŠTOLLMANN, MICHAL ALLMAN
Abstract:
The share of air pollution emissions are also forestry mechanization means. The article summarized findings
from the literature on the harmful exhaust gases, mechanisms of action and the consequences toll on human
health and the environment. Increased attention to acid rain and its impact on the death of vegetation. In
conclusion, the article talks about the necessity of finding new ways of development of forest resources and the
mechanization of human society in general.
Key words: foresty machinery equipment, internal combustion engines, emissions, acid rain
1. ÚVOD
Ľudská spoločnosť je v súčasnosti vystavená globálnym ekologickým zmenám ako
nikdy predtým. Tieto zmeny sa týkajú vzduchu ktorý dýchame, vody ktorú pijeme, potravín,
ktoré jeme, zhoršujúceho sa zdravotného stavu obyvateľstva. Počiatky tohto nepriaznivého
stavu súvisia s obdobím nástupu priemyselnej revolúcie v 18. storočí.
Na znečistení ovzdušia sa vo veľkej miere zúčastňujú predovšetkým spaľovacie
motory. Odhaduje sa, ţe spaľovacie motory automobilov vyprodukujú vo svete
10 000 000 000 m3 emisií z výfukových plynov za rok [4]. Svojim najväčším podielom v
tomto smere prispieva cestná doprava, ktorá vyprodukuje 91-97% škodlivých emisií zo
všetkých druhov dopravy [6]. Podiel automobilov na celoeurópskych emisiách kysličníkov
dusíka v súčasnosti predstavuje aţ 63 % [4]. Pre organické látky (napr. benzén) je to 47 %,
tuhé častice 10-25 %, kysličník síričitý 6,5 % [4]. V mestských aglomeráciách, kde v
súčasnosti ţije aţ 70% populácie, sú tieto príspevky ešte vyššie [4]. Napríklad podiel dopravy
na koncentrácii tuhých častíc v prízemnej vrstve atmosféry v Londýne predstavuje aţ 80%, čo
je spôsobené hlavne naftovými vozidlami [4]. V iných veľkomestách to nie je o nič lepšie.
Spaľovacie motory pracovných strojov sa na celkovom znečistení podieľajú oveľa
menším podielom, pretoţe ich počet je menší, ale ani ich vplyv nie je zanedbateľný. Pri
spálení normálnej pohonnej zmesi tvorenej 1 kg benzínu resp. nafty, vznikne pribliţne 15 kg
exhalátov, ktoré okrem iného obsahujú 2,5 kg kysličníka uhličitého, 0,350 kg kysličníka
uhoľnatého, 0,05 kg uhľovodíkov, 0,015 kg oxidu dusíka, vyše 0,005 kg olova a ďalších cca
250 druhov škodlivín, ktoré ovplyvňujú ľudské zdravie [5].
Na znečisťovaní ovzdušia sa podieľajú aj lesnícke mechanizačné prostriedky aj keď
oveľa menším podielom. Špecifikom prác v lese je zvyšovanie koncentrácie škodlivín
v dôsledku lesného zápoja. Ťaţké terénne a výrobné podmienky, v ktorých musia lesnícke
mechanizačné prostriedky pracovať a vo všeobecnosti malá starostlivosť o ich technický stav,
zvyšujú spotrebu pohonných hmôt, čo v konečnom dôsledku zvyšuje mnoţstvo vypúšťaných
škodlivých látok.
Ľudia sú si vedomí škodlivosti výfukových plynov. Väčšina však nepozná mieru
nebezpečnosti týchto škodlivých účinkov, mechanizmus ich pôsobenia, aké následky
zanechávajú na zdravý človeka a prírode. Potom podceňujú riziko a nebezpečenstvá z toho
vyplývajúce. Treba povedať, ţe táto situácia vyhovuje jedine nadnárodným korporáciám,
ktoré v tejto oblasti robia biznis. Preto si článok kladie za cieľ podrobne o týchto veciach
informovať na základe odbornej literatúry uvedenej v závere článku. Je to predpoklad pre to,
aby sa mohli hľadať nové cesty rozvoja lesníckych mechanizačných prostriedkov a ľudskej
spoločnosti vo všeobecnosti.
234
2. ŠKODLIVÉ ZLÚČENINY VO VÝFUKOVÝCH PLYNOCH
Pri činnosti spaľovacieho motora sa uvoľňujú do ovzdušia nasledovné škodlivé
zlúčeniny. Sú to predovšetkým :
a) kysličníky dusíka,
b) kysličník siričitý,
c) kysličník uhoľnatý,
d) kysličník uhličitý,
e) uhľovodíky a organické látky,
f) olovo a ťaţké kovy,
g) tuhé častice.
a) Kysličníky dusíka
V spaľovacích motoroch dochádza k tvorbe zmesy kysličníkov dusíka označovanej
ako NOx, ktorá vzniká v dôsledku vysokého tlaku a teploty v motore, pri ktorej reaguje dusík
s kyslíkom. Viac ako 90 % kysličníkov dusíka je emitovaných vo forme kysličníka dusného
N2O. Vo vzduchu sa však tento plyn rýchlo mení na kysličník dusičitý NO2. NO2 reaguje so
vzdušnou vlhkosťou na kyselinu dusičnú, ktorá vedie ku vzniku tzv. kyslých daţďov.
V prízemných vrstvách atmosféry sa vplyvom slnečného ţiarenia časť NO2 mení na
kysličník dusnatý a kyslík:
NO2 + slnečné ţiarenie NO + O (1)
Uvoľnený atóm je vysoko reaktívny a pri reakcii s kyslíkom sa mení na ozón :
O + O2 O3 (2)
Tento prízemný ozón je pre organizmy škodlivý. Spôsobuje neţiaduce zmeny v
pľúcnom tkanive. Poškodzovanie buniek má za následok natekanie tekutín do pľúc, ale aj ich
nahrádzanie hrubšími bunkami, ktorými vzduch ťaţšie preniká. Výsledkom takéhoto stavu sú
chronický zápal a zníţená funkčnosť pľúc. Prízemný ozón zapríčiňuje vyšší výskyt zápalu
dýchacích ciest a vzniku bolesti pri hlbokom dýchaní. Podieľa sa na zvýšenom počte úmrtí
osôb hospitalizovaných s dýchacími problémami a zvyšuje citlivosť alergikov na prítomnosť
peľových častíc vo vzduchu.
Prízemný ozón má vplyv aj na vegetáciu, hlavne stromy. Poškodenie lesných porastov
nastáva v dôsledku interakcie ozónu s uhlíkom, čo negatívne ovplyvňuje priebeh fotosyntézy.
Okrem ţivých organizmov prízemný ozón negatívne vplýva aj na niektoré materiály
ako napr. textil, gumu a plasty, u ktorých spôsobuje predčasné starnutie.
Emisie N2O, ktoré nestihli zreagovať na NO2, sa dostávajú do vyšších vrstiev atmosféry,
kde poškodzujú ochrannú ozónovú vrstvu Zeme. N2O účinkuje tieţ ako skleníkový plyn,
ktorý sa podieľa na otepľovaní Zeme.
Ozónová vrstva
Na vrchole stratosféry, asi vo výške 50 km nad zemským povrchom, je
koncentrovaný ozón vo vrstve, ktorej hovoríme ozónová vrstva. Teplota je tu vyššia neţ v
troposfére (vrstva najbliţšia zemskému povrchu), pretoţe ozón zachytáva veľké mnoţstvo
škodlivých ultrafialových slnečných lúčov. V ozónosfére prebieha neustály kolobeh vzniku a
zániku ozónu v dôsledku fotochemických procesov. Pre ţivot na Zemi je dôleţité
predovšetkým to, ţe sa pri týchto procesoch zachytáva alebo odráţa späť do vesmíru väčšina
ultrafialového ţiarenia, pričom viditeľné svetlo sa prepúšťa na zemský povrch. Ozón je
zvláštna forma existencie kyslíka – trojatómový kyslík O3. Beţný kyslík, ktorý je nevyhnutný
pre dýchanie, poznáme v dvojatómovej podobe O2. Ozón je plyn, vo vyššej koncentrácii
jedovatý. V troposfére je preto neţiadúci, ale v stratosfére je pre ţivot nevyhnutný. Od roku
235
1970 pozorujeme stenčovanie ozónovej vrstvy v oblasti celej zemegule. Je to spôsobené
civilizačnými vplyvmi. V súčasnosti poznáme viac ako 200 chemických reakcií procesu
rozkladu ozónu. Hlavnou príčinou úbytku ozónu sú v súčasnosti najmä freóny – to je
obchodný názov zlúčenín pouţívaných napr. na chladenie (chladničky, mrazničky,
klimatizácia), ale aj ako hnací plyn sprejov. V súčasnosti je celosvetový pokles mnoţstva
ozónu v ozónovej vrstve asi 5% [5].
Obr. 1 Ozónová diera nad Antarktídou (zdroj: http://www.meteo.sk)
b) Kysličník siričitý
Emisie kysličníka síričitého SO2 v lesníctve pochádzajú hlavne zo spaľovania nafty v
nákladných automobiloch, traktoroch, harvestroch a pod.. Benzínové motory produkujú aţ 6-
krát menšie mnoţstvo SO2 ako motory naftové [2 ]. Podiel cestnej dopravy v Európe je 3 –
6 % na emisiách SO2 [5]. Tieto emisie nie sú teda veľké a sú silne závislé na pôvode ropy.
Napr. ruská ropa obsahuje veľa síry, lýbijská takmer ţiadnu. Aj keď emisie SO2 nie sú veľké,
výrazne ovplyvňujú ţivotné prostredie a zdravie ľudí. Síra obsiahnutá v palive v spaľovacích
motoroch oxiduje a do atmosféry sa dostáva vo forme kysličníka síričitého SO2. Ten reaguje
so vzdušnou vlhkosťou a vzniká kyselina sírová H2SO4, ktorá vedie ku vzniku kyslých
daţďov. Kysličník síričitý SO2 spolu s kysličníkom dusičitým NO2, sú hlavnou príčinou
kyslých daţďov.
Kyslé daţde
Kyseliny neutralizujú vápenaté častice v pôde a uvoľňujú ťaţké kovy, ktoré sa
nachádzali v pôde vo forme neškodných nerozpustných zlúčenín. Pôda mení svoje zloţenie
a stáva sa kyslou. Ničia sa pôdne baktérie a ďalšie ţivé organizmy v pôde. Pôda sa
následkom toho zhutňuje, stráca nasiakavosť. Povrchová voda rýchlo steká do dolín
a spôsobuje záplavy. Jemné korene stromov odumierajú, klesá odolnosť stromov voči
chorobám, mrazom, obdobiam sucha. Les sa poškodzuje. Najviac trpia mladé
stromy. Poškodenie porastov sa prejavuje opadávaním listov a ihličia. Najskôr uschýnajú
vrcholce stromov a dochádza k prerieďovaniu ich korún. Neskôr stromy úplne hynú.
236
Obr. 2 Vplyv kyslých daţďov a iných škodlivín na
poškodenie lesných ekosystémov (zdroj : http://ovode.wep.sk)
Kyslé daţde pôsobia škodlivo nielen cez pôdu a korene, ale aj priamo cez ihličie a
listy. Kyseliny v týchto orgánoch poškodzujú bunky a chlorofyl, následkom čoho sa
zastavuje fotosyntéza. Predpokladá sa, ţe len v strednej Európe je v dôsledku kyslých
daţďov poškodených 31 miliónov hektárov lesov [4].
Kyslé daţde spôsobujú aj vymieranie rýb v jazerách a vodných tokoch, Ohrození sú
však aj ľudia, ktorí v dôsledku kyslých daţďov trpia hlavne na ochorenia dýchacieho systému.
Najdôleţitejším negatívnym vplyvom na ľudské zdravie je vznik astmatických ochorení. Len
v USA kyslé daţde spôsobujú okolo 50 tisíc úmrtí ročne [4].
Kyslé daţde spôsobujú škody aj na neţivej prírode. Škody spôsobené ľuďom
v dôsledku korózie oceľových konštrukcií, rozpadávania stavebných diel v dôsledku
vymývania vápenného spojiva z muriva (hrady a iné kultúrne pamiatky), záplav a erózie pôdy
sú obrovské.
Odstránenie negatívnych účinkov kyslých daţďov by si vyţadovalo zníţenie
kyselinotvorných emisií vypúšťaných do ovzdušia o 80 aţ 90 % [4]. Takýmto podielom by sa
na zníţení emisií mali podieľať všetky odvetvia, ktoré kyselinotvorné emisie produkujú, teda
aj lesné hospodárstvo.
c) Kysličník uhoľnatý Na celkových emisiách kysličníka uhoľnatého CO sa v súčasnosti podieľajú
spaľovacie motory viacej ako 78 % [5]. Vzniká pri prevádzke spaľovacích motorov v
dôsledku nedokonalého spaľovania, pri ktorom uhlík obsiahnutý v palive len čiastočne
oxiduje. Pri dokonalom spaľovaní dochádza v motore k tvorbe kysličníka uhličitého CO2.
Katalytické konvertory (katalyzátory) sú schopné emisie CO zníţiť. Ich účinok je však malý
počas studeného chodu motora a pri nízkych otáčkach.
237
Pre organizmus je škodlivý, pretoţe pri vdychovaní zniţuje schopnosť krvi viazať a
prenášať kyslík, Spôsobuje bolesti hlavy, stres, respiračné choroby, ochorenia srdca a pri
vyššej koncentrácii rýchlu smrť človeka.
d) Uhľovodíky a organické látky
V súčasnosti viac ako 1/3 celosvetových emisií uhľovodíkov a organických látok
pochádza zo spaľovacích motorov [5]. Majú rakovinotvorné účinky. Veľmi nebezpečný je
benzén, ktorý má veľmi silné rakovinotvorné účinky a zapríčiňuje aj vznik leukémie. Medzi
uhľovodíky patrí tieţ samotná ropa, benzín, nafta. Ku vdychovaniu benzénu môţe teda dôjsť
aj pri čerpaní a manipulácii s pohonnými hmotami. Uhľovodíky reagujú s kysličníkmi
dusíka pri účinku slnečného ţiarenia a vytvárajú iné škodlivé látky ako napr. prízemný ozón.
e) Olovo a ťaţké kovy
Počas spaľovania paliva v spaľovacích motoroch sú do ovzdušia uvoľňované aj ťaţké
kovy obsiahnuté v benzíne resp. nafte, napr. arzén As, kadmium Cd, ortuť Hg, olovo Pb,
zinok Zn. Najvýznamnejšími z hľadiska vplyvu na zdravie sú emisie olova. Vplyv účinku
olova vo vzduchu na zdravie obyvateľstva sa prejavuje hlavne v oblasti zniţovania IQ u detí.
Na Slovensku, ako v jednej zo štyroch európskych krajín (Rakúsko, Dánsko, Fínsko, SR), sa
podarilo v dôsledku úplného vylúčenia výroby olovnatých benzínov tento problém
eliminovať. V mnohých krajinách predstavujú stále veľkú záťaţ pre ţivotné prostredie.
Olovnaté benzíny sa v súčasnosti podieľajú aţ 35 % na predaji benzínov vo svete [5].
f) Tuhé častice
Tuhé častice predstavujú zmes látok pozostávajúcu z uhlíka, prachu a
aerosolov. Vznikajú hlavne pri spaľovaní nafty. Ich rozmery sa pohybujú od 0,1 μm vyššie.
Mnohé nie sú okom ani viditeľné a práve tieto mikroskopické častice predstavujú pre zdravie
človeka váţne riziko. Častice s veľkosťou 10 μm a viac sa zachytávajú v nose a membránach.
Menšie častice však postupujú hlboko do pľúc a sú zodpovedné za nárast počtu
hospitalizovaných osôb s chronickými dýchacími problémami, za zvýšený výskyt astmy,
zápaly nosohltana, rakoviny pľúc a chrípkové ochorenia.
g) Kysličník uhličitý
Kysličník uhličitý CO2 nie je pre organizmy toxický, má však vplyv na zmenu klímy.
Patrí medzi najdôleţitejšie skleníkové plyny a je zodpovedný za viac ako 50% emisií
prispievajúcich k tomuto v súčasnosti najzávaţnejšiemu ekologickému problému [4].
Spaľovacie motory sa na celosvetových emisiách CO2 podieľajú v priemere 25% [4]. V
niektorých krajinách však podiel dosahuje aţ 38% [4].
ZÁVER A DISKUSIA
Čistý vzduch, voda a pôda sú pre zdravie ľudí nenahraditeľné. Ţijúc pod neustálym
ekonomickým tlakom si ľudia poškodzujú ţivotné prostredie, a potom trpia astmou,
rakovinou, srdcovocievnymi ochoreniami, alergiami. Počet týchto ochorení je veľký a svedčí
o tom, ţe náš národ je chorý. Veľký podiel na znečistení ţivotného prostredia majú
spaľovacie motory. Najzávaţnejšie na súčasnej situácii je to, ţe emisie zo spaľovacích
motorov vo vyspelých krajinách neustále rastú ako v relatívnych tak aj v absolútnych číslach.
Je vôbec správne nazývať takéto krajiny vyspelé?
V článku sa popisovali rôzne škodliviny nachádzajúce sa vo výfukových plynoch,
mechanizmy pôsobenia a účinky na zdravie ľudí a prírodu.V tejto súvislosti treba povedať, ţe
vo vzduchu sa nachádza veľké mnoţstvo škodlivín. Jednoznačne určiť, ktorá z nich a v akom
238
rozsahu je zodpovedná za konkrétne ochorenie, nie je moţné, nakoľko škodliviny pôsobia
súčasne a individuálna citlivosť ľudí na ne je rôzna. Platí však, ţe starší ľudia, osoby ktoré uţ
trpia chorobami, tehotné ţeny a ich budúce deti sú vo výrazne vyššom riziku.
Znečistenie ţivotného prostredia spôsobuje aj odumieranie lesov a klimatické zmeny.
Stabilizácia globálnej teploty Zeme (zastavenie nárastu priemernej teploty) by si vyţadovala
aţ 60%-né zníţenie celosvetových emisií CO2 do roku 2050 [4]. Takéto zníţenie
znečisťovania ovzdušia by bolo potrebné uskutočniť vo všetkých oblastiach vrátane lesného
hospodárstva.
Vynára sa tu otázka, či cesta technického rozvoja pre ľudskú spoločnosť nie je slepou
uličkou. Akosi všetky technické diela sa nakoniec obracajú proti človeku. Donedávna sa
napr. nafta pokladala za čistejšie palivo ako benzín, nakoľko pri jej spaľovaní dochádza k
niţším emisiám CO a NOx. Avšak v dôsledku zistenia emisií tuhých častíc menších ako
10 μm a ich váţnemu vplyvu na zdravie ľudí došlo k zmene pohľadu na toto palivo. Freóny –
boli vynájdené v roku 1930. Začali sa vyrábať v presvedčení o ich veľkej uţitočnosti a
neškodnosti. Sú nehorľavé, nejedovaté, bez zápachu, nereagujú s inými látkami a sú lacné.
Dnes je ich výroba a pouţívanie zakázané pretoţe sa zistilo, ţe porušujú ozónovú vrstvu.
Alebo si zoberme haváriu jadrovej elektrárne vo Fukušime – čo by dnes dali Japonci za to,
keby si v minulosti zvolili inú cestu rozvoja ...
Technická činnosť je človeku predurčená. Umoţňujú ju také dannosti ako tvorivosť,
predstavivosť a logika. Nástroje, stroje a zariadenia však musíme vyrábať nie preto, aby sme
robili biznis, ale preto, aby pomáhali človeku a aby človek pomocou nich premenil našu Zem
na kvitnúcu záhradu. Kaţdá činnosť má za následok zmenu ţivotných podmienok. To je
objektívna realita. Len gradient týchto zmien nesmie prekročiť určité limity, za ktorými sa
stráca schopnosť organizmov adaptovať sa na zmenené podmienky. Budeme musieť zmeniť
náš súčasný hodnotový systém a orientovať sa na trvalejšie hodnoty neţ sú tie dnešné
. Musíme vytvoriť taký spoločenský systém, aby naša existencia nebola závislá na výrobe
a pouţívaní technických zariadení. Všetko potrebné pre náš ţivot príroda vytvorila. Len sa
musíme naučiť lepšie vyuţívať tieto moţnosti a naše schopnosti. Ako príklad môţu slúţiť
slovenskí lesníci, ktorí v našich lesoch uţ storočia hospodária tak, ţe koľko stromov vyrúbu,
toľko aj vysadia. Aj ropy by sme mali za rok spotrebovať toľko, koľko sa jej za rok dokáţe
vytvoriť. Uzatvárať sa do umelého a virtuálneho sveta je z dlhodobého hľadiska
neperspektívne.
Článok vznikol v rámci riešenia projektov RELAZ I Aplikovaný výskum a vývoj špeciálnych lanových zariadení.
Špeciálny lanový vozík, ITMS 2620220036 a RELAZ II Aplikovaný výskum a vývoj špeciálnych lanových
zariadení. Špeciálny zotrvačník, ITMS 2620220035, ktoré sú spolufinancované Ministerstvom školstva, vedy,
výskumu a športu SR a zo štrukturálnych fondov EÚ.
Preklad do anglického jazyka: Mgr. Mária Laciková
LITERATÚRA
Ďurčanská, D. – Moravčík, M., 2003: Posudzovanie vplyvu automobilovej dopravy na
znečistenie ovzdušia – Assesment of the impact of road traficc on air pollution.
Hlavňa, V. a kol., 1996: Dopravný prostriedok a ţivotné prostredie. Ţilina: ES VŠDS, 1996,
ISBN 80-7100-306-9.
Suchánková, J.: Doprava, jej dopad na ŢP a zdravie človeka. Zdroj: http://enviro-edu.sk, [cit.
dňa 15.7.2011].
239
Ţivotné prostredie v Slovenskej republike, vybrané ukazatele v r. 1996 – 2000 (The
Environment in the Slovak Republic, Selected Indicators in 1996 – 2000). Bratislava:
ŠÚ SR, 2000.
http://www.eea.europa.eu, [cit. dňa 15.7.2011].
http://www.ovzdusie.wz.cz, [cit. dňa 15.7.2011].
http://ovode.wep.sk, [cit. dňa 15.7.2011].
http://www.meteo.sk, [cit. dňa 15.7.2011].
Adresa autorov:
Doc. Ing. Vladimír Štollmann, CSc. PhD.,
Ing. Michal Allman,
Technická univerzita vo Zvolene, Katedra lesnej ťaţby a mechanizácie, T. G. Masaryka, 24, 960 53 Zvolen.
E-mail: stollman@vsld.tuzvo.sk, tel.: 045/5206290, allman.michal@centrum.sk, tel.: 045/5206562..
240
TECHNOLÓGIA FFI A JEJ VPLYV NA ENVIRONMENT
TECHNOLOGY FFI AND ITS INFLUENCE ON ENVIRONMENT
VLADIMÍR ŠTOLLMANN, ŠTEFAN ILČÍK
Abstract:
The problems of relationship human-machine-environment are solved in the paper. The stress is laid on the
influence of air pollutants in exhaust gases on man and environment. The causes, which are responsible for
current ecological crisis, are analysed and possible solutions are searched. There are described various
possibilities how to decrease the amount of air pollutants in exhaused gases when the main attention is paid to
optimisation of combustion process in cylinders. The aim of the paper is mainly to inform forest experts about
high technology in this area, which is known as FFI.
Key words: combustion engines, optimisation of combustion process, emissions
1. ÚVOD
Spaľovacie motory sú v súčasnosti hlavným pohonným agregátom dopravných
prostriedkov, pracovných strojov a mnohých druhov prenosného náradia. Umoţnili ľuďom
voľnosť pohybu, cestovanie po celej zemeguli, odbremenili ich od ťaţkej fyzickej práce.
Môţeme povedať, ţe sú základom súčasnej technickej civilizácie s vysokou ţivotnou
úrovňou.
Keď ľudstvo nastúpilo na túto cestu vývoja, málokto si v tom čase uvedomoval riziká
tohto vývoja. Veď všade bol dostatok čistého vzduchu, vody, zdravých potravín, neexistovali
dnešné tzv. civilizačné choroby. Zdalo sa, ţe to tak zostane navţdy. Zásoby ropy boli
obrovské a nikto sa nezamýšľal nad tým, ţe sa raz minú. Svedčí o tom aj oslavný článok
v jednych londýnskych novinách zo začiatku minulého storočia, keď sa v londýnskych
uliciach objavil prvý automobil, v ktorom sa písalo, ţe Londýn bude konečne bez konského
trusu a zápachu.
Postupne ľudia získavali skúsenosti a prichádzali na to, ţe spaľovacie motory majú aj
negatívne stránky a ţe človeku nielen pomáhajú, ale aj škodia. Rovnako aj prírode. Do
ovzdušia vypúšťajú exhaláty, prostredie zaťaţujú hlukom a vibráciami, spotrebovávajú
ţivotodarný kyslík, produkujú odpadové teplo, jedovatými látkami kontaminujú pôdu,
povrchové a podzemné vody, spôsobujú kyslé daţde, vznik prízemného ozónu, odumieranie
lesov, masové rozšírenie dovtedy nepoznaných chorôb, produkujú skleníkové plyny,
nebezpečné prachové mikročastice, a pod..
V Londýne v 50. r. m. stor. behom jedného týţdňa zomrelo 2 000 ľudí na otravu.
Príčinou úmrtí bolo znečistené ovzdušie v dôsledku automobilovej dopravy. Podobné
problémy mali aj iné veľkomestá, napr. v Tokiu museli zaviesť automaty na kyslík. Dnes uţ
nikto nepíše oslavné články na to, ţe po uliciach veľkomiest jazdia automobily. Treba však
povedať, ţe to bol úplne normálny vývoj. Niečo sa vymyslelo, aby to ľudstvu pomáhalo
a prinieslo úţitok, potom sa objavili nedostatky a tie sa začali odstraňovať. V tejto fáze
odstraňovania negatívnych dopadov prevádzky spaľovacích motorov sa v súčasnosti stále
nachádzame, čo ilustruje aj tab. 1, ktorá ukazuje na sprísňovanie predpisov EURO týkajúcich
sa povolenej produkcie emisií spaľovacích motorov. Nesprávne na tejto vývojovej ceste bolo,
ţe do toho vstúpil biznis, ktorý neberie ohľad na skutočné potreby človeka, ţivotné
prostredie, trvalý a stabilný rozvoj ľudskej spoločnosti. Dôsledkom zavedenia hromadnej
241
výroby a masového rozšírenia bolo prekročenie ekologických limitov, príliš rýchle zmeny
ţivotného prostredia, ktorým sa ţivé organizmy nedokázali prispôsobiť.
Tab. 1 Vývoj podielu karcinogénnych látok pre spaľovacie motory (Hlavňa – Isteník, 2003)
Vznetový motor EURO I EURO II EURO III Záţihový motor bez/s katalyzátorom
100 % 60 % 30 % 15 % 20 – 4 %
Zatiaľ štáty, politické strany ani samotní ľudia, nie sú pripravení prijať radikálne
globálne riešenie tohoto problému. Politici a nadnárodné spoločnosti sa nechcú vzdať ziskov
a moci, obyčajní ľudia zase rôznych technických vymoţeností a pohodlného ţivota. Na takéto
riešenia doba zrejme dozreje aţ po vyčerpaní všetkých fosílnych palív. Je to škoda. Svedčí to
o tom, ţe súčasná spoločnosť nie je dobrá, nevie sa správať cieľavedome, je nenásytná a
pozerá iba na svoje egoistické záujmy. Nie je schopná zabezpečiť svojim deťom zdravé
ţivotné prostredie, netrápi ju, ţe ďalším generáciám nezanechá taký vynikajúci energetický
zdroj akým je ropa, obnova ktorého bude prírodu trvať miliardu rokov. Ľudia na celom svete
by si mali zobrať príklad od sloveských lesníkov, ktorí uţ niekoľko stročí hospodária v lesoch
tak, ţe koľko stromov vyrúbu, tak toľko aj vysadia a vďaka nim máme zachované naše lesy.
2. MOŢNOSTI ZNIŢOVANIA EMISIÍ Z VÝFUKOVÝCH SYSTÉMOV
SPAĽOVACÍCH MOTOROV
Najväčší počet spaľovacích motorov sa dnes pouţíva v cestnej doprave. Preto je aj
doprava v súčasnosti najväčším znečisťovateľom ţivotného prostredia. Na celkových
emisiách v SR sa sa doprava podieľa aţ 24% (Televízne noviny, televízia Markíza, cit. dňa
23.7.2011). Podiel lesníckych mechanizačných prostriedkov na celkovom znečistení je malý.
Súčasná nepriaznivá situácia si však vyţaduje, aby sa produkcia emisií zniţovala všade.
Existuje viacero spôsobov, ako je moţné zníţiť emisie škodlivých látok obsiahnutých vo
výfukových plynoch spaľovacích motorov:
Prechodom na iné alternatívne fosílne palivá (zemný plyn, propán), biopalivá (metanol,
etanol, bionaftu, bioplyn, bioolej, drevný plyn), vodík.
Pouţívaním elektrických pohonov. To prichádza do úvahy hlavne na manipulačno
expedičných skladoch, kde je k dispozícii elektrorozvodná sieť. Vývoj ale smeruje
k tomu, ţe v budúcnosti bude moţné vyuţívať elektrický pohon aj pri mobilných
prostriedkoch. Obrat v tomto smere by mohla priniesť H2 lanovka (Štolmann a kol.,
2010), ktorej vývoj prebieha v súčasnosti na TU vo Zvolene.
Čistením výfukových plynov. Najúčinnejším prostriedkom čistenia výfukových plynov
benzínových motorov v súčasnosti je pouţitie katalyzátora. Nové katalyzátory sú pri
optimálnych podmienkach schopné zníţiť emisie oxidov dusíka, oxidu uhoľnatého a
uhľovodíkov takmer o 90%. Tento efekt je však moţný aţ po zohriatí katalyzátora na
pracovnú teplotu. Celkový účinok katalyzátora na zníţenie emisií počas ţivotnosti
automobilu sa odhaduje na 60-80% v porovnaní s vozidlom bez katalyzátora. Katalyzátor
však nemá vplyv na zniţovanie emisií skleníkových plynov (oxidu uhličitého).
242
Pouţitím motorov pracujúcich pri vysokých teplotách, ktoré zabezpečujú zhorenie
väčšieho mnoţstva škodlivých látok. Zvyšujú sa nároky na konštrukčné materiály blokov
motorov a ich mazanie.
Zavedením konštrukčného princípu „relaz“ do praxe. Vysvetlenie tohto princípu je témou
samostaného článku. V lesníctve má tento princíp osobitne vhodné podmienky uplatnenia
najmä s ohľadom na vyuţitie horskej energie, ktorá predstavuje v súčasnosti nevyuţívaný
alternatívny zdroj energie.
Zlepšovaním konštrukcie motorov a optimalizovaním spaľovacieho procesu. Podrobnejšie
sa im budeme venovať v ďalšom.
Poznámky:
1. Zníţenie spotreby pohonných hmôt a exhalátov produkovaných pri spaľovaní pohonných hmôt v motoroch je
moţné dosiahnuť aj jednoduchými organizačnými opatreniami. Napr. zníţením prepravnej rýchlosti. Vo
všeobecnosti platí, ţe priemerné vozidlo s benzínovým motorom má aţ o 30% niţšiu spotrebu pri rýchlosti
90 km.h-1
ako pri rýchlosti 120 km.h-1,
, čo si jednoducho môţe overiť kaţdý motorista. Do úvahy môţe
prichádzať aj direktívne obmedzenie povolených rýchlostí na cestách. Obmedzenie rýchlosti má okrem
zníţenia spotreby pozitívny vplyv najmä na zníţenie emisií oxidov dusíka.
2. Významné zníţenie produkovaných exhalátov by sa v spoločnosti dalo dosiahnuť posilnením verejnej
dopravy hlavne v mestách. Skúsenosti tu sú z minulého obdobia našej spoločnosti, na ktoré by bolo moţné
nadviazať. Sú to práve mestá, kde je moţné zníţením exhalátov docieliť najväčšie a najvýraznejšie zlepšenie
ţivotného prostredia s pozitívnymi dopadmi aj na lesy a hospodárenie v lesoch. V tomto smere by malo svoj
význam aj zobrať si príklad z Číny, Vietnamu a iných ázijských krajín a snaţiť sa o posilňovanie bicyklovej
dopravy.
3. ZHODNOTENIE SÚČASNÉHO TECHNICKÉHO STAVU
V súčasnosti sa rôznymi konštrukčnými riešeniami podarilo výrazne zníţiť mnoţstvo
exhalátov produkovaných v spaľovacích motoroch. Uveďme zvýšenie kompresného pomeru
motorov, zavedenie vstrekovacích jednotiek aj v prípade záţihových motorov, ventilových
rozvodov s variabilným časovaním. Výrazné zlepšenie stavu sa dosiahlo zavedením
elektronických riadiacich systémov, tzv. motormanaţmentov, ktoré vykonávajú
multiparametrickú optimalizáciu činnosti spaľovacieho motora. Za účelom obmedzenia emisií
NOx boli vyvinuté rôzne redukčné činidlá, ktoré sa pridávajú do nafty. Na podobnom
princípe fungujú aj systémy s dodatočným vstrekom paliva vo fáze expanzie, pričom ako
redukčné činidlo sa pouţívajú chemicky aktívne uhľovodíky obsiahnuté v samotnom palive.
Zdokonaľovaním konštrukcie spaľovacích motorov sa podarilo výrazne zníţiť
produkované exhaláty. Napriek tomu nedošlo k očakávanému zmierneniu dopadov na ţivotné
prostredie, ba práve naopak ešte k zhoršeniu situácie. Príčinou tohto stavu je neustály nárast
ich počtu. Tento nárast nie je ale opodstatnený potrebami spoločnosti a uţ vôbec nie prírody.
Súvisí najmä so zlou organizáciou spoločnosti a jej jednostrannou orientáciou na ekonomiku.
Napriek vysokému stupňu dokonalosti dnešných spaľovacích motorov sú stále oblasti,
kde neboli ešte dosiahnuté limity a je moţné ďalšie vylepšovanie. Napríklad stále sa nám
takmer 2/3 energie z pohonných hmôt strácajú vo forme odpadového tepla. Je to alarmujúci
poznatok. Alebo si zoberme pracovný cyklus a analyzujme ho. Pracovný cyklus spaľovacích
motorov pozostáva zo 4 pracovných fáz: nasávanie, stláčanie, výbuch, expanzia a výfuk. Zo
samotného princípu dvojtaktných motorov vyplýva, ţe časť pohonnej zmesy sa pri výplachu
243
valca dostáva do výfukového potrubia. Pri štvortaktných motoroch sa taktieţ časť nespálenej
pohonnej zmesy dostáva vo fáze výfuku do výfukového potrubia, kde postupne dohára, čo
v konečnom dôsledku znamená vyššiu spotrebu pohonných hmôt. Tento nedostatok
súčasných štvortaktných motorov by bolo moţné odstrániť optimalizáciou procesu horenia.
Výsledkom takejto optimalizácie by malo byť to, aby všetka pohonná zmes zhorela vo valci
a do výfukového potrubia sa dostávali len samotné exhaláty.
Technológie na dosiahnutie takejto optimalizácie spaľovacieho procesu existujú.
O jednej takejto špičkovej High Tech technológii pochádzajúcej z USA bude pojednané
v ďalšej kapitole.
4. TECHNOLÓGIA FFI
Americká fy Fuel Freedom International vyvinula technológiu pre upravenie
spaľovacej komory vo valci motora. V spaľovacej komore sa vytvára katalytická vrstva a to
pomocou špeciálnej látky pridávanej do pohonných hmôt vo forme tabliet. Obchodné
označenie tejto látky je MPG Caps a jej zloţenie je chránené výrobcom. Tablety sa v palive,
ktorým môţe byť ako benzín tak aj nafta, rozpúšťajú, ale nemenia jeho vlastnosti. Palivo
v tomto prípade slúţi len ako transportný prostriedok. Pomocou neho sa MPG Caps dostáva
do spaľovacej komory, kde aktivuje jej povrch. MPG Caps nie je teda aditívum v beţnom
význame slova.
Vytvorená katalytická vrstva na stenách v spaľovacej komore má rozmery
v mikrónoch. Jej účel spočíva v tom, ţe urýchľuje zapálenie a horenie pohonnej zmesy. Tým
dochádza, podľa údajov výrobcu, k efektívnejšiemu spaľovaniu vo fáze výbuchu.
V prevádzke motora sa to prejavuje zvýšením výkonu, zníţením spotreby a zníţením
mnoţstva exhalátov. Chod motora sa stáva vďaka dokonalejšiemu horeniu rovnomernejším
a zniţuje sa teplota výfuku. Nedochádza k prehrievaniu výfuku a výfukového potrubia.
Environmentálne dopady sú nasledovné:
V dôsledku horenia pri vyššej teplote a krátkej dobe horenia sa zniţuje obsah všetkých
exhalátov, vrátane oxidov N, S a C.
Testy vykonané v nezávislých inštitáciách ukázali, ţe MPG Caps umoţňuje zníţiť emisie
o 75 – 80 % v porovnaní s dnešným stavom!
Technológia MPG Caps sa vyznačuje aj dekarbonizačnými účinkami. Steny
spaľovacej komory sú bez karbónových usadenín, čo vplýva okrem iného na vyššiu ţivotnosť
spaľovacích motorov.
Súčasťou technológie sú aj ďalšie produkty, ktoré prispievajú ešte k výraznejšej
úspore pohonných hmôt . Uveďme napr. prísady do motorového oleja a prevodového oleja,
ktoré na zníţenie spotreby PHM účinkujú cez zníţenie trenia v pohyblivých častiach motora
a prevodovky.
244
Obr. 1 Tablety MPG Caps
5. ZÁVER A DISKUSIA
Za posledných 15. rokov zníţili výrobcovia automobilov emisie na cca 25 % z pôvodnej
hodnoty. Je to veľa, avšak tablety MPG Caps umoţňujú zníţiť dnešnú úroveň o ďalších 75 –
80 %. Je to podstatné zlepšenie dnešného stavu, ktoré môţe výrazne prispieť k ozdraveniu
ţivotného a prírodného prostredia. Zároveň dochádza k šetreniu ropy, ktorej zásoby sú
vyčerpateľné. Pritom je to taká vzácna energetická surovina, ţe je našou povinnosťou
zabezpečiť, aby ju mali k dispozícii aj naše deti a ďalšie generácie našich potomkov.
Technológia FFI je špičkovou High-Tech technológiou USA. Zahŕňa celý rad produktov,
z ktorých sme v tomto článku venovali pozornosť produktu MPG Caps, ktorý umoţňuje
optimalizáciu spaľovacieho procesu vo valci motora. V súčasnosti sa tieto produkty dostávajú
aj na náš tuzemský trh prostredníctvom sieťového marketingu (multi- level-marketing).
Poznatky o technológii FFI boli prvotne získané pri riešení projektov
RELAZ I Aplikovaný výskum a vývoj špeciálnych lanových zariadení. Špeciálny lanový
vozík, ITMS 2620220036 a RELAZ II Aplikovaný výskum a vývoj špeciálnych lanových
zariadení. Špeciálny zotrvačník, ITMS 2620220035, ktoré sú spolufinancované
Ministerstvom školstva, vedy, výskumu a športu SR a zo štrukturálnych fondov EÚ. Prísne
byrokratické predpisy Agentúry Ministerstva školstva, vedy výskumu a športu SR pre
štrukturálne fondy však neumoţnilli výskum tejto novej technológie. Prínosy deklarované
výrobcom predmetnej technológie sú ale také závaţné, ţe sme vypracovali nový projekt
a s ním sme sa uchádzali o finančné prostriedky v rámci Internej grantovej agentúry TU vo
Zvolene. Podali sme projekt IPA o názve „Testovanie technológie FFI v podmienkach
VŠLP“, ktorý bol prijatý na riešenie. Jedná sa o pilotný projekt v rámci lesného hospodárstva.
Výsledky tohoto projektu budú známe koncom r. 2011 a budeme o nich informovať odbornú
lesnícku verejnosť.
Preklad do anglického jazyka: Mgr. Mária Laciková
LITERATÚRA:
Ďurčanská, D. – Moravčík, M., 2003: Posudzovanie vplyvu automobilovej dopravy na
znečistenie ovzdušia – Assesment of the impact of road traffic on air pollution. Ţilina:
EDIS, In: čas. Komunikácie/Communications, č. 1, 2003, s. 5 – 14, ISSN 1335-4205.
245
Hlavňa, V. – Isteník, R., 2003: Niektoré problémy konštrukcie a prevádzky automobilu vo
vzťahu k ţivotnému prostrediu – Possibilities of solution of an automobile designing
and operation in relation to the environment. Ţilina: EDIS, In: čas.
Komunikácie/Communications, č. 1, 2003, s. 16 – 25, ISSN 1335-4205.
Štollmann,V. – Šmál, P. – Ilčík, Š. – Suchomel, J., 2010: Mechanické rekuperačné lanové
zariadenie s palivovými článkami. Banská Bystrica: Úrad priemyselného vlastníctva
SR, prihláška patentu PP 50053-2010 , 2010.
Firemná literatúra fy Fuel Freedom International, USA.
Adresa autorov:
Doc. Ing. Vladimír Štollmann, CSc. PhD.,
Ing. Štefan Ilčík, PhD.,
Technická univerzita vo Zvolene, Katedra lesnej ťaţby a mechanizácie,
T. G. Masaryka, 24, 960 53 Zvolen.
E-mail: stollman@vsld.tuzvo.sk, tel.: 045/5206290, ilcik@vsld.tuzvo.sk, tel.: 045/5206562.
246
ZMENY V ŠTRUKTÚRE PORASTOV VYSOKÝCH TATIER PO
KALAMITE Z ROKU 2004 A PRIEBEH ICH REKONŠTRUKCIE
STRUCTURAL CHANGES OF FOREST STAND INVYSOKÉ TATRY
AFTER THE WINDFALL IN 2004 YEAR AND THEIR
RECONSTRUCTION PROCESS
JOZEF TAJBOŠ, JOZEF SUCHOMEL
Abstract
In the present work is given the structure of the High Tatras forest stands before and after the wind disaster in
November 2004. Calamity very much and on large area (60 x 2 km) undermine the integrity of the ecosystem.
The main source of data was documents from NLC-Lesoprojekt, forest management plans LHC High Tatras
1997-2006 and 2007-2016, the general part and especially description of forest stands in digital form and
statements of the form LHE L 144. The data was processed in programming environment Visual FoxPro. Part of
the paper is a brief overview of proposed and executed a cutting and silvicultural measures
Keywords: structure of forest stands, calamity, stock, area.
1. ÚVOD A PROBLEMATIKA
V novembri 2004 postihla lesy Tatranského národného parku vetrová kalamita (vietor
dosahoval rýchlosť 140-180 km za hodinu). Vietor poškodil aj iné chránené územia v
severnej a centrálnej časti Slovenska - Národný park Nízkych Tatier a Národný park
Muránska planina. Mnoţstvo stromov a padnutého dreva bolo také veľké, ako 90% ročnej
ťaţby ihličnatého dreva na území celého Slovenska. Postihnuté boli prevaţne smrekové
monokultúry, umelo vysadené na začiatku 20. storočia.
Vysoké Tatry sú naším najvyšším pohorím, majú štítovitý character veľhôr. Lesné porasty
sú v horskom, vysokohorskom a alpínskom pásme od 700 metrov nad morom v piatom
jedľovo-bukovom vegetačnom stupni na juhu v Tatranskej kotline, aţ miestami nad 2300
metrov nad morom v deviatom kosodrevinovom vegetačnom stupni, aţ alpínskom pásme,
teda aţ 800 metrov nad hornou hranicou vysokého lesa, len 300 metrov pod najvyššími
vrcholmi. Výmera porastovej pôdy je 36 450 ha.Ako je uvedené v ďalších častiach, porasty
plnia predovšekým ochranné a rekreačné funkcie, majú vysokú hodnotu ako stabilný
ekosystem.
Kalamita veľmi podstatne a na veľke ploche (pribliţne 60 x 2 km) narušila celistvosť
ekosystému a zmenila štruktúra lesa. Z toho vyplynuli úlohy na riešenie obnovy, resp.
rekonštrukcie poškodenej časti.
1. MATERIÁL A METODIKA
Hlavným zdrojom údajov boli podklady z NLC-Lesoprojekt, lesný hospodársky plán
LHC Vysoké Tatry 1997-2006 a 2007-2016, ich všeobecné časti a predovšetkým popis
porastov v digitálnej forme a výpisy z tlačív LHE L 144. Dáta sa spracovali v prostredí Visual
FoxPro jednoduchými účelove vyvinutými procesnými programami, vizualizovali sa v
prostredí Excel a Statistika. Pouţité boli metódy triedenie, agregovanie údajov podľa
zadaných parametrov a štandardné matematicko – štatistické metódy.
Polohopis, resp. vertikálna štruktúra porastov sa prevzala z digitalizovaných
mapových podkladov, spracovali sa v prostredí ArcGIS. Vývoj rekonštrukcie (výchovy)
porastov, resp. plnenie predpisov lesných hospodárskych plánov sa verifikovali s údajmi
štatistických výkazov LHE L 144 časti ťaţba a zalesňovanie za obdobie rokov 1997-2009.
247
2. VÝSLEDKY
Štruktúra porastov
Vzhľadom k rozsashu predkladanej práce sú ďalej uvedené len najdôleţitejšie
agregované údaje v grafickej, resp. tabuľkovej forme. Na obr. 1 je uvedená zásoba v m3 a
výmera (obr. 2) v hektároch podľa jednotlivých drevín pri inventarizácii v roku 1996 a 2006.
Dominantnou drevinou je smrek, jeho plošný podiel klesol o 12%, zásoba len o 1,6 percenta.
Bol najviac poškodenou drevinou, na druhom mieste je borovica. V absolútnom vyjadrení sa
výmera smreka v dôsledku kalamity zmenšila pribliţne o 3600 ha, zasoba o 1841 m3. Pomer,
resp index stavu zásob v m3 a výmery drevín v ha 2006/1996 je na obr. 3. Napríklad
porastová výmera jarabiny narástla 3-násobne tým, ţe ostala na ploche a zvyšok smrekováho
porastu vyvrátila kalamita (zakmenenie porastu sa zníţilo).
Obr. 1 Štruktúra drevnej hmoty porastov podľa drevín
Obr. 2 Štruktúra výmery podľa drevín
0
1000000
2000000
3000000
4000000
5000000
6000000
7000000
Pic
ea
abie
s
Ab
ies
alb
a
Pin
us
sylv
est
ris
Pin
us
mu
go
Pin
us
cem
bra
Lari
x d
eci
du
a
Sorb
us
aucu
pa
ria
Be
tula
ve
rru
cosa
Aln
us
inca
na
Ace
r p
seu
do
pla
tan
us
Fagu
s sy
lvat
ica
Aln
us
glu
tin
osa
Po
pu
lus
tre
mu
la
Salix
alb
a
Ulm
us
mo
nta
na
Frax
inu
s e
xce
lsio
r
oth
ers
záso
ba
(m
3 )
drevina
1996
2006
0
5000
10000
15000
20000
25000
Pic
ea
abie
s
Ab
ies
alb
a
Pin
us…
Pin
us
mu
go
Pin
us
cem
bra
Lari
x d
eci
du
a
Sorb
us…
Be
tula
…
Aln
us
inca
na
Ace
r…
Fagu
s…
Aln
us…
Po
pu
lus…
Salix
alb
a
Ulm
us…
Frax
inu
s…
oth
ers
un
sto
cke
d…
záso
ba
(h
a)
drevina
1996
2006
248
Obr. 3 Indexy plochy a zásoby 2006/1996
Obr. 4 Priemerné veky dreviny zoradené zostupne
Ďalšou výraznou zmenou je zníţenie priemerného veku drevín o 10 rokov (zalesnením
kalamitných plôch). Za celé Vysoké Tatry je to pokles z 87 rokov na 77 rokov (obr. 4).
Priemerný vek smreka, ktorý sa podieľa na zmenách všeobecne, nielen pri veku rozhodujúcou
mierou, klesol z 85 rokov na 75 rokov.
Na obr. 5 sú uvedené zastúpenia kategórií lesa. Pribudli hospodárske lesy po delimitácii
plôch.
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
Pic
e…
Ab
i…
Pin
…
Pin
…
Pin
…
Lari
…
Sor…
Bet
…
Aln
…
Ace
…
Fag…
ind
ex
m3
020406080
100120140
1996 wood averageage
020406080
100120140
Pin
us
nig
ra
Pin
us
cem
bra
Pic
ea a
bie
s
Po
pu
lus
alb
a
Salix
alb
a
Aln
us
glu
tin
osa
Fagu
s sy
lvat
ica
Tilia
co
rdat
a
Bet
ula
…
Ulm
us…
Frax
inu
s…
2006 wood…
249
63,86
29,95
6,20 2006
protectionforest
63,87
36,13
1996
protection…
Obr. 5 Zastúpenie kategórii lesa
Rekonštrukcia porastov
Na obr. 6 je návrh obnovnej ťaţby na decennium 1997-2006 a 2007-2016 podľa
kategórií lesa je. Ťaţba smreka na decennium 2007-2016 po vekových tr. je na obr. 7.
Obr. 6 Obnovné ťaţby podľa kategórií lesa
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
180000
production forest special purposeforest
protection forest
mai
n f
ellin
g (
m3)
forest category
1996
2006
250
Obr. 7 Ťaţba smreka na decenium 2006-2010 po vekových triedach
Na obr. 8 je graficky znázornený plán zalesňovania podľa drevín na decennium 2007-
2016. Smrek 1410 ha, 40% prirodzené zmladenie (PZ), smrekovec 950 ha, 4% (PZ), borovica
420 ha, 3% (PZ), jarabina 380 ha, 95%(PZ), javor horský 350 ha, 2% (PZ), jedľa 310 ha, 7%
(PZ), breza 220 ha, 98% (PZ). Výrazne sa podporili dreviny ktoré vydrţali vo víchrici – sc, jb,
jh.
Obr. 8 Plán zalesňovanie podľa drevín na decennium 2007-2016
Skutočný priebeh zalesňovania je uvedený na obr. 9. Po kalamite sa ročná
zalesňovacia plocha viac ako zdvojnásobila. Najväčší rozsah zalesňovania bol v roku 2006 po
uvoľnení kalamitnej plochy.
Práca je súčasťou projektu RELAZ I, Aplikovaný výskum a vývoj špeciálnych lanových
zariadení. Špeciálny lanový vozík. ITMS 2620220036.
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
50000
-60 61-80 81-100 101-120 121-140 141-160 161+
mai
n f
elli
ng
(m
3)
age class
Picea abies productionforest
specialpurposeforest
0
500
1000
1500
SM JD SC BO LB KS
BK
JH JX BR JB O
S
BH JL JS
LM VK
DG
vým
era
(h
a)
drevina
z toho zmladenie
zalesňovanie (ha)
251
Obr. 9 Priebeh zalesňovania LHC Vysoké Tatry
3. DISKUSIA A ZÁVER
V súvislosti s kalamitou 2004 nastali zmeny v štruktúre porastov, ale aj v prístupe k
ich výchove. Ako je uvedené v predchádzajúcej časti, klesol priemerný vek porastov o 10
rokov, napriek tomu ţe pomerne veľkú čast kalamitnej plochy tvorili umele vysadené 80-90
ročné porasty. Smrek bol najviac poškodenou drevinou okrem iných faktorov aj v dôsledku
nevhodného štíhlostného koeficientu a slabého zavetvenia (nepestované monokultúry). Podiel
jeho plochy klesol o 12%. V absolútnom vyjadrení sa výmera smreka v dôsledku kalamity
zmenšila pribliţne o 3600 ha, zásoba o 2000 m3.
Zvýšil sa podiel ťaţby v ochranných lesoch. Zalesňovanie bolo v deceniu 1997-2006
predpísané na 960 ha, z toho 410 ha sa rátalo s prirodzeným zmladením. V súčasne platnom
decéniu je predpis 4,5 krát vyšší, ale dôleţitá je štruktúra zalesňovaných drevín napr.
smrekovec 950 ha oproti predošlým 90 ha, javor horský 350 ha oproti 50 ha. Sú to dreviny
ktoré sa jednoznačne presadili ako odolné a môţu podrţať architektúru porastu pri kalamitách
podobného typu.
LITERATÚRA
Tuček, J., Majlingová, A2004.Hodnotenie kvality a vhodnosti pouţitia digitálnych modelov
terénu. In Aktuálne problémy lesníckeho mapovania : II. Sympózium : zborník
referátov. Zvolen: Technická univerzita vo Zvolene, 2004. - ISBN 80-228-1406-7. - S.
105-111.
Tuček, J., Majlingová, A.2004. Vyhodnotenie kvality a presnosti vybraných digitálnych
modelov terénu. In Aktuální problémy fotogrammetrie a DPZ [elektronický zdroj] :
sborník konference. - Praha : FSv ČVUT, 2004. - ISBN 80-01-03171-3. - 13 s.
Adresa autorov:
Ing. Jozef Tajboš, CSc., doc. Ing. Jozef Suchomel, CSc., LF, KLŤM, TU Zvolen, T.G.Masaryka 24, 960 53
Zvolen, Slovensko, e-mail: tajbos@vsld.tuzvo.sk, suchomel@vsld.tuzvo.sk
297 285 311 260 236 226
517 701 631 605 577
75 57 70 36 48 53
35
543
56 139
1036
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
19
99
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
20
09
zale
sňo
van
ie (
ha)
rok
zmladenie
umelé
252
VÝVOJ CIEN A ODBYTU VLÁKNINOVÉHO DREVA V SR ZA
OBDOBIE ROKOV 1999-2011
DEVELOPMENT OF PRICES AND OUTLET OF PULPWOOD IN
SLOVAKIA DURING THE YEARS OF 1999 - 2011
JOZEF TAJBOŠ, MÁRIA BREZINOVÁ
Abstract
Development of price and timber market of pole timber in period years 1999-2003 is presented in this paper.
This assortment create the largest part of timber logs from calamities. Using methods of analysis, synthesis, data
comparison and trend development evaluation there are analysed pole timber production selected indicators –
price, participation in profits, volume and participation in pulpwood production. Source data were taken from the
particular business subjects from the form Les (MP SR) 2-04. Their aggregation formed the basis for the creation
of relevant section in the "Green Report".
Keywords: pole timber, prices, harvesting, marketing
1. ÚVOD A PROBLEMATIKA
Trh s drevom je pre lesné hospodárstvo hlavným zdrojom príjmov. Poznanie trendov
vývoja cien surového dreva a analýzy trhu sú dôleţité pre optimálne rozhodovanie v súvislosti
s maximalizáciou zhodnotenia dreva.
Zásoba dreva sa v lesoch Slovenskej republiky dlhodobo zvyšuje. K 31. 12. 2005 bola
zásoba dreva v lesoch SR 438,9 mil. m3 bez kôry, k 31. 12. 2009 bola 456,4 mil. m
3. Pri
celkovej súčasnej výmere porastovej pôdy 1 938 tis. ha je priemerná zásoba na 1 ha
porastovej pôdy 236 m3 b.k.
Výška ťaţby dreva z jeho zásob sa pre uţívateľov lesných pozemkov stanovuje počas
vypracovania LHP v etáte ťaţby dreva. Takto určený a orgánom štátnej správy LH schválený
ťaţbový etát predstavuje objektívne a reálne ťaţbové moţnosti vyplývajúce zo skutočného
stavu lesných porastov a legislatívnych ustanovení platných na úseku ťaţbovej úpravy lesov.
Pri kalamitách vzniká náhodná ťaţba, ktorá má najvyššiu prioritu spracovania a tým sa
čiastočne, alebo úplne mení predpis ťaţieb z LHP
2. MATERIÁL A METODIKA
Zdrojom informácií pre sledovanie vývoja priemerných tuzemských cien sú štvrťročné
štatistické zisťovania o dodávkach a priemerných cenách sortimentov surového dreva
sledované v subjektoch štátnych a neštátnych lesov na Slovensku Les (MP SR) 2-04 (ich
agregovaním vznikajú podklady pre vytvorenie príslušnej sekcie „Zelenej správy“) a
Spravodajca Lesoprojektu, v ktorom sú spracované údaje z uvedených štatistických výkazov.
Vývoj priemerných cien a dodávok surového dreva sa analyzovali za obdobie rokov 1999-
2010 a za I. štvrťrok 2011. Uvedené ceny platia pre lokalitu ES (expedičný sklad).
Informácie sa spracovali štandartnými metódami pouţívanými v ekonomike – metóda
analýzy, syntézy, komparácie údajov a zhodnotenie trendov vývoja. Vzhľadom k rozsahu
práce nie sú analyzované sezónne odchýlky (mesačné, resp. štvrťročné), spracovali sa
agregované ročné údaje ako stredne aţ dlhodobé trendy vývoja.
3. VÝSLEDKY
Z celkových realizovaných dodávok drevnej hmoty v roku 2010, sa predalo na domácom
253
0,05
13,04
24,20
31,32 0,12
0,05
0,32
27,70
3,20
ihličnaté
trieda I.a II.
trieda III.A
trieda III.B
trieda III.C
0,06 0,56 3,18
14,99
21,39
0,01
0,01
54,41
5,40
listnaté
trieda I.
trieda II.
trieda III.A
trieda III.B
trhu 93 % a na export bolo dodaných 7 % hmoty, štátne subjekty mali podiel podobne ako v
predchádzajúcich rokoch 58%, neštátne 42% (tab 1). Podiel ihličnatých sortimentov bol 66%,
listnatých 34%.
Tab. 1 Podiely dodávok sortimentov surového dreva
dodávky celkom
m3
%
tuzemské vývoz spolu tuzemské vývoz spolu
štátne 5248606 306764 5555370 54.68 3.20 57.87
neštátne 3667764 375934 4043698 38.21 3.92 42.13
spolu 8916370 682698 9599068 92.89 7.11 100.00
Na obr. 1 je uvedený podiel jednotlivých sortimentov surového dreva. Najviac
obchodovaným sortimentom ihličnatého surového dreva boli výrezy III.B a C triedy akosti,
ktoré tvorili 24 a 31% z celkového objemu realizovaných dodávok a ihličnaté vlákninové
drevo 28%. Listnaté výrezy III.B a C triedy akosti mali 15 a 21%, listnaté vlákninové drevo
54 %. Spolu ihličnaté a listnaté malo vlákninové drevo najväčší podiel – viac ako 33% (obr.
4).
Obr. 1 Podiely dodávok podľa sortimentov surového dreva
Tieto sortimenty surového dreva sú podstatné z hľadiska objemu hmoty (dodávok) aj
tvorby zisku.
Vývoj cien a dodávok vlákninového dreva
Ceny ihličnatých a listnatých sortimentov surového dreva v štátnych lesoch aj neštátnych
subjektoch od roku 2009 stúpajú (obr. 2-3).
254
Obr. 2 Trend vývoja cien ihličnatého vlákninového dreva
v porovnaní s priemerným speňaţením ihličnatých sortimentov surového dreva
Obr. 3 Trend vývoja cien listnatého vlákninového dreva v porovnaní
s priemerným speňaţením listnatých sortimentov surového dreva
Na obr. 5-7 je uvedený vývoj vybraných ukazovateľov –podiel na trţbách, objem a podiel
dodávok vlákniny. Priemerná cena ihličnatých a aj listnatých sortimentov surového dreva
dosiahla minimum v roku 2009. Od roku 2010 do 1. štvrťroku 2011 priemerné ceny
ihličnatého a listnatého dreva rástli. V prvom štvrťroku 2011 vzrástli priemerné ceny
surového dreva v porovnaní s rovnakým obdobím minulého roka o 20%. V roku 2010 sme
zaznamenali medziročne nárast priemerných cien o 15%.
20
25
30
35
40
45
50
55
60
1…
2…
2…
2…
2…
2…
2…
2…
2…
2…
2…
2…
2…
cen
a (
€.m
-3)
rok
ihličnaté štátne
neštátne
vlákninaspolu
20
25
30
35
40
45
50
55
19
99
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
20
09
20
10
20
11
cen
a (
€.m
-3)
rok
listnaté
štátne
neštátne
vlákninaspolu
255
Obr. 4. Trend vývoja cien vlákninového dreva v porovnaní s priemerným speňaţením
sortimentov surového dreva za ihličnaté a listnaté sortimenty spolu
Obr. 5 Trend vývoja percentuálneho podielu vlákniny na celkovom objeme
dodávok sortimentov surového dreva a podielu vlákniny na celkovom objeme trţieb
Obr. 6 Trend vývoja dodávok sortimentov surového dreva spolu
a vlákninových sortimentov
20
25
30
35
40
45
50
55
19
99
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
20
09
20
10
20
11
cen
a (
€.m
-3)
rok
vláknina
20
25
30
35
40
45
50
55
19
99
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
20
09
20
10
20
11
%
rok
podiel zcelkového…
20003000400050006000700080009000
10000
19
99
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
20
09
20
10
tis.
m3
rok
dodávkysortimentov surovéhodreva…
256
Obr. 7 Trend vývoja trţieb
Obr. 8 Trend vývoja dodávok vlákninových sortimentov podľa dreviny
Obr. 9 Trend vývoja trţieb za vlákninové sortimenty podľa dreviny
Na obr. 8 a 9 je znázornený trend vývoja dodávok a trţieb za vlákninové sortimenty v
členení ihličnaté a listnaté dreviny. V roku 2009 stúpali dodávky ihličnatého vlákninového
dreva, čo spôsobilo udrţanie hladiny trţieb napriek poklesu cien. Dodávky ihličnatého
vlákninového dreva boli v porovnaní s dodávkami listnatého dreva vyššie o 11%. Vzhľadom
0
100000
200000
300000
400000
500000
tis.
€
rok
tržby spolu
tržby vláknina
0
500
1000
1500
2000
2500
19
…
20
…
20
…
20
…
20
…
20
…
20
…
20
…
20
…
20
…
20
…
20
…
tis.
m3
rok
ihl.
list.
20000
30000
40000
50000
60000
70000
19
…
20
…
20
…
20
…
20
…
20
…
20
…
20
…
20
…
20
…
20
…
20
…
tis.
€
rok
ihl.li…
257
k zvýšeniu cien dreva sme zaznamenali nárast trţieb za vlákninové drevo aj pri jeho niţších
dodávkach.
4. DISKUSIA A ZÁVER
Vlákninové drevo spolu (ihličnaté a listnaté) malo v roku 2010 stále najväčší podiel z
dodaných sortimentov surového dreva – viac ako 33%. Z ihličnatých sortimentov boli najviac
obchodovaným sortimentom výrezy III.B a C triedy akosti, ktoré tvorili 24 a 31% z celkového
objemu realizovaných dodávok a ihličnaté vlákninové drevo s 28%. Listnaté sortimenty dreva
mali najviac zastúpené vlákninové drevo (54 %) a listnaté výrezy III.B a C triedy akosti (15 a
21%).
Z celkových realizovaných dodávok drevnej hmoty v roku 2010 sa predalo na
domácom trhu 93 % a na export bolo dodaných 7 % hmoty. Štátne subjekty lesov z toho
dodali podobne ako v predchádzajúcich rokoch 58%, neštátne 42%. Podiel ihličnatých
sortimentov z celkových dodávok surového dreva bol 66%, listnaté sortimenty tvorili 34%.
Koeficient prepočtu mnoţstva dodávok vybraných subjektov neštátnych lesov na celý objem
bol 4,68.
Priemerná cena ihličnatých a aj listnatých sortimentov surového dreva dosiahla
minimum v roku 2009. Od roku 2010 do 1. štvrťroku 2011 priemerné ceny ihličnatého
a listnatého dreva rástli. V prvom štvrťroku 2011 vzrástli priemerné ceny surového dreva
v porovnaní s rovnakým obdobím minulého roka o 20%. V roku 2010 sme zaznamenali
medziročne nárast priemerných cien o 15%. Trţby boli v roku 2010 vyššie o 18% oproti roku
2009, dodávky 2010 vyššie o 3% oproti 2009 (v štátnych lesoch bol pokles o 5%).
Práca je súčasťou projektu RELAZ I, Aplikovaný výskum a vývoj špeciálnych
lanových zariadení. Špeciálny lanový vozík. ITMS 2620220036 a RELAZ II, Aplikovaný
výskum a vývoj špeciálnych lanových zariadení. Špeciálny zotrvačník. ITMS 2620220035.
LITERATÚRA
Spravodajca Lesoprojektu, ročník 1999-2011.
Tajboš, J. Brezinová, M., Slugeň, J., 2004. Vývoj cien a odbytu vlákninového dreva v SR za
obdobie rokov 1999-2003. In.: Zborník referátov z MVK „Financovanie 2004 Lesy –
drevo“, Zvolen, TU: 6 s., ISBN 80-228-1389-3, CD.
Suchomel, J., Gejdoš, M., 2009. Ťaţbovo-dopravné technológie. Sortimentácia dreva a
tovaroznalectvo v lesníctve. TU Zvolen, ISBN 978-80-228-2057-8: 292 pp.
www.forestportal.sk
Adresa autorov:
Ing. Jozef Tajboš, CSc.
TU Zvolen, KLŤM, T.G.Masaryka 24, 960 53 Zvolen
e-mail: tajbos@vsld.tuzvo.sk,
Ing. Mária Brezinová
NLC, Sokolská 2, 960 01 Zvolen
258
POROVNANIE PRÁCE HARVESTEROVÉHO UZLA PRI
SPRACOVANÍ NÁHODNEJ A ÚMYSELNEJ ŤAŢBY
THE COMPARISON OF HARVESTER NODE WORK IN THE
PROCESSING OF AN INCIDENTAL AND PLANNED FELLING
JOZEF SUCHOMEL, MARTIN SLANČÍK, KATARÍNA BELANOVÁ, MATÚŠ TOMAN
Abstract: The aim of this work was to carry out the techno-economical evaluation of harvester Rottne H 5005
with forwarder Rottne solid F9. The basic source of information for techno-economical evaluation were
registration books for machines. Results of analysis indicate that for the year 2002, the average performance of
harvester H 5005 was 13.28 m3.phm
-1 assortments of raw wood at an average tree volume in the range 0.4 to
1.0 m3. In 2005, the average performance of harvester H 5005 was 16.42 m
3.phm
-1 assortments of raw wood.
Forwarder F9 achieved in 2002 the average performance of 9.11m3.phm
-1 assortments of wood by average tree
volume in the range from 0.4 to 1.0 m3. In 2005, the average performance was 13.40 m
3.phm
-1 assortments of
wood.
Key words: harvester, forwarder, techno-economical evaluation
ÚVOD
Viacoperačné stroje a technológie predstavujú v súčasnej dobe v ťaţbovo-výrobnom
a dopravnom procese vrchol moderných technológií a sú základným predpokladom pre trvalé
obhospodarovanie lesov.
Prvé pokusy o vyuţívanie viacoperačných strojov na území Československa spadajú
do 70. rokov minulého storočia, kde boli snahy o vyuţitie vývozných súprav a rôznych
procesorov pri spracovaný kalamít. Rôzne príčiny, či uţ objektívne alebo subjektívne brzdili
ďalší rozvoj nasadenia technológií s pouţitím viacoperačných strojov.
Okolo roku 2000 začína rozvoj vo vyuţívaní viacoperačných strojov v SR. Dôvody sú
rôzne, okrem poklesu stavov kvalifikovanej pracovnej sily v lesnom hospodárstve, cez
potrebu rýchleho spracovania veľkého objemu kalamitného dreva, k potrebe vyťaţenia
väčšieho mnoţstva drevnej hmoty za časovú jednotku z dôvodu ceny dreva. Na území SR
rozvoj týchto technológií napredoval veľmi sporadicky, bez snahy o ich zavedenie do lesnej
prevádzky. Boli to ojedinelé pokusy, ktoré nedokázali váţnejšie ovplyvniť rozvoj tohto
odvetvia v lesnom hospodárstve. Zlom nastal koncom roka 2004, v novembri, kedy vetrová
smršť v TANAP-e, ale aj v ďalších oblastiach SR, spôsobila rozsiahlu vetrovú kalamitu. To
odštartovalo potrebu a následný rozvoj nasadenia harvesterových technológií, čo malo
vzostupný trend, aţ kým tento rozvoj nezabrzdila hospodárska kríza.
S ekonomickou krízou nastal krátkodobý pokles dopytu po dreve (Suchomel, Gejdoš,
2009). Nástupom obdobia krízy koncom roku 2008 a začiatkom roku 2009 začali byť
harvesterové technológie v podmienkach Slovenska „drahé“.
Od tohto obdobia sú harvesterové technológie nasadzované veľmi sporadicky a
nekoncepčne. Deformácia trhu práce má za následok opätovné zvýšenie podielu klasických
technológií, ktoré sú často nasadené v nevhodných podmienkach.
PROBLEMATIKA
Hlavnou príčinou, prečo sa začali presadzovať harvesterové technológie bola vyššia
bezpečnosť a produktivita práce ako pri klasickej metóde. S tým súvisela aj niţšia spotreba
času na ťaţbu a spracovanie jednotlivých stromov v poraste. Vyššia výkonnosť
harvesterových uzlov (HU) sa hlavne ocenila v porastoch pri potrebe rýchleho spracovania
porastov z dôvodu zamedzenia rozmnoţenia hmyzích škodcov. Výhodou HU v spolupráci
259
s balíkovačom v prípade úmyselných ťaţieb sú nielen ťaţba hrubiny, ale aj príprava plôch pre
ďalšie zalesňovanie (Lieskovský, 2008).
Najdôleţitejšou výhodou tejto technológie je vyššia bezpečnosť práce, obzvlášť pri
spracovávaní kalamity, kde sa výrazne zniţuje úrazovosť (Suchomel et al., 2008). Súčasná
harvesterová technológia odbremenila človeka od náročnej fyzickej práce v ťaţbovej činnosti.
Oslobodila ho od hluku, vibrácií a vytvorila mu v mnohom komfortné pracovné podmienky
(Štollmann, 2006).
Nevýhodou harvesterových technológií sú vysoké počiatočné náklady, vysoké
poţiadavky na úlohu ľudského činiteľa (úloha operátora, dokonalá technologická príprava a
organizácia činností) a dostatočné mnoţstvo dreva (koncentrácia práce) pre prevádzkové
nasadenie celej harvesterovej technológie. Relatívnou nevýhodou týchto technológií je tieţ
skutočnosť, ţe sú predovšetkým určené ku spracovaniu ihličnatých porastov (Ulrich, 2002).
Veľký rozsah náhodných ťaţieb v Európe, osobitne víchrice Lothar a Martin z decembra 1999
výrazne ovplyvnil vývoj a konštrukčné riešenie harvesterových hlavíc. V súčasnosti sa HU
pouţívajú aj v listnatých porastoch.
METODIKA
Základným zdrojom informácií pre technicko-ekonomické vyhodnotenie HU boli
strojné knihy, v ktorých sa evidujú podrobné poloţky ekonomických nákladov.
Získané údaje zo strojných kníh boli vloţené do programu Microsoft Excel. Následne
boli spracované do tabuliek a grafov, ktoré boli vyhodnotené. Vyhodnotením HU Rottne H
5005 s forwardrom Rottne solid F14 by sme chceli poukázať na ekonomickú efektívnosť
daného HU, ktorý spracovával úmyselnú ťaţbu v roku 2002 a náhodnú ťaţbu v roku 2005.
Okrem ekonomických aspektov však musíme brať do úvahy aj produktivitu práce,
výťaţnosť, hygienu porastov a v neposlednom rade poškodenie porastov a pôdy. Rozsah
rozboru bol situovaný do všetkých vekových kategórií lesných porastov. V mladých lesných
porastoch od prvých prebierok, kedy vzniká pri ťaţbe hmota hrúbia, cez prebierky do 50
rokov a nad 50 rokov. Stroje boli nasadené v jednotlivých výberoch, pri presvetľovaní
porastov, spracovávaní kalamity, podkôrnikovej alebo vetrovej.
Vybrané ukazovatele technicko-ekonomického hodnotenia v prípade HU zloţeného
z harvesteru Rottne H 5005 a forwarderu Rottne solid F9 boli analyzované za obdobie rokov
2002 – 2006.
Harvester Rottne H 5005 je vysoko výkonný štvorkolesový harvester vhodný pre
prebierkovú, predrubnú a rubnú ťaţbu v tých najnáročnejších terénoch. Moderný
jednohmatový kompaktný harvester je veľmi flexibilný, s jednoduchou manévrovateľnosťou a
silným hydraulickým ţeriavom s výnimočným dosahom cez 10 m. Rottne 5005 má pojazdový
hydromotor v kaţdom ramene kolesa. Mimoriadne kvalitná funkcia vyrovnávania umoţňuje
stroju ľahšie zdolávať i veľmi náročné členité terény. Tento typ vďaka vyspelej technológii
vyniká tieţ jednoduchou ovládateľnosťou stroja. Systém IQAN, ktorý riadi a monitoruje
funkcie motora, pracovnej hydrauliky, pojazdu a hydraulického ţeriavu, dovoľuje operátorovi
to najjemnejšie nastavenie podľa terénu a jazdných podmienok.
Forwarder Rottne solid F9 je nasadzovaný do prebierkových porastov na vývoz
sortimentov surového dreva z lesa. Tento typ forwardra plní náročné poţiadavky na vysokú
ţivotnosť a prevádzkovú spoľahlivosť stroja, úsporu energie, vysoký pracovný výkon,
ekonomickú a hlavne ekologickú prevádzku. Vzhľadom k pruţnému prevodu hnacej sily,
osemkolesovému podvozku, nízkej hmotnosti stroja a optimálnej nosnosti, dosahuje tento
forwarder veľmi malý tlak na pôdu (cca 40 kPa).
Harvesterový uzol sa nasadzuje do vopred vybraných porastov tak, aby jeho
výkonnosť za 10-12 mth bola minimálne 120-150 m³. Vyznačenie porastov vyţaduje reflexné
znaky vo výške 1,8 m, aby obsluha pri postupe porastom rýchlo rozoznala vyznačené stromy.
260
Pri výberoch pracuje v štvormetrových linkách vedených proti svahu. Spiľovanie je
výhodné realizovať šikmo proti svahu. Veľkosť a veľmi dobrá manévrovateľnosť v porastoch
umoţňuje zvládnutie problémových porastov s prihliadnutím na moţnosti forwardera
v poraste.
VÝSLEDKY
V tejto časti práce sú vyhodnotené vybrané ukazovatele technicko-ekonomického
hodnotenia harvesterového uzla.
Významným ekonomickým činiteľom harvesterových technológií je výkonnosť harvestera.
Pri udávaní výkonnosti sa väčšinou pouţíva pomer medzi objemom vyťaţeného dreva (m³)
a motohodinou (mth).
Za rok 2002 dosiahol H 5005 priemernú výkonnosť 13,28 m-3
.mth-1
(min 7,61 m-
3.mth
-1, max 15,24 m
-3.mth
-1) sortimentov surového dreva pri priemernej objemovosti kmeňov
v intervale od 0,4 do 1,0 m3. V roku 2005 predstavovala priemerná výkonnosť H 5005
16,42 m-3
.mth-1
(min 12,20 m-3
.mth-1
, max 18,92 m-3
.mth-1
) sortimentov surového dreva.
Forwader F9 v HU v kombinácii s H 5005 dosiahol v roku 2002 priemernú výkonnosť
9,11 m3.mth
-1 (5,83 - 18,75 m
-3.mth
-1) sortimentov surového dreva pri priemernej objemovosti
kmeňov v intervale od 0,4-1,0 m3. V roku 2005 bola priemerná výkonnosť 13,40 m
-3.mth
-1
(min 11,37 m-3
.mth-1
, max 15,83 m-3
.mth-1
) sortimentov surového dreva.
V nasledujúcej časti sú štatisticky vyhodnotené vybrané ukazovatele technicko-
ekonomického hodnotenia HU zloţeného z harvestra H 5005 a forwardra F9 za roky 2002 a
2005.
Obr. 13 Grafické zobrazenie výkonnosti H 5005 v závislosti od priemernej objemovosti, rok 2002
H 5005 od priemernej objemovosti ťaţených kmeňov v roku 2002 (Obr. 13).
Z vypočítaného korelačného koeficientu R = 0,7956 vyplýva, ţe závislosť medzi
výkonnosťou a priemernou objemovosťou môţeme charakterizovať pri stupni voľnosti (n-2)
= 9, na hladine významnosti α = 0,01 a s 99 % pravdepodobnosťou ako štatisticky veľmi
významný, tzn., ţe priemerná objemovosť ťaţených stromov výrazne ovplyvňuje výkonnosť
harvestra H 5005.
Na základe hodnoty koeficientu determinácie R² = 0,6329 a vypočítanej regresnej
rovnice y = 6,9599x + 9,321, môţeme konštatovať, ţe v roku 2002 bol 63,29 %-ný podiel
výkonnosti stroja ovplyvnený objemovosťou kmeňov. Zvyšných 36,71 % výkonnosti bolo
ovplyvnených inými faktormi, v tomto prípade rôznorodými výrobno-technickými
podmienkami (terén).
261
Obr. 2 Grafické zobrazenie výkonnosti H 5005 v závislosti od priemernej objemovosti, rok 2005
Rovnaké štatistické charakteristiky boli vypočítané aj v prípade závislosti výkonnosti
harvestra H 5005 od priemernej objemovosti ťaţených kmeňov v roku 2005 (Obr. ).
Z vypočítaného korelačného koeficientu R = 0,1378 vyplýva, ţe medzi výkonnosťou
a priemernou objemovosťou neexistuje štatisticky významná závislosť.
Na základe hodnoty koeficientu determinácie R² = 0,019 a vypočítanej regresnej
rovnice y = 2,7729x + 14,557, môţeme konštatovať, ţe v roku 2005 bol podiel výkonnosti
(necelé 2 %) stroja ovplyvnený objemovosťou kmeňov len minimálne. Z uvedeného vyplýva,
ţe výkonnosť harvestra H 5005 bola v roku 2005 ovplyvnená predovšetkým spracovaním
náhodnej ťaţby v tomto období (spracovanie kalamity z roku 2004), ale tieţ ďalšími
rôznorodými výrobno-technickými podmienkami (terén).
Obr. 3 Grafické zobrazenie výkonnosti F9 (HU H5005 + F9)
v závislosti od priemernej objemovosti, rok 2002
Výkonnosť závislosti od objemovosti vyťaţených stromov bola analyzovaná
a štatisticky vyhodnotená aj u forwardrov. Na obrázku (Obr. 3) je graficky znázornená
závislosť výkonnosti F9 od priemernej objemovosti kmeňov v roku 2002. Z grafu vyplýva, ţe
výkonnosť stroja v závislosti od priemernej objemovosti kmeňa rastie.
Na základe hodnoty korelačného koeficientu R = 0,5529 môţeme konštatovať, ţe pri
stupni voľnosti (n-2) = 9, hladine významnosti α = 0,05 a s 95 % pravdepodobnosťou medzi
výkonnosťou forwardra a objemovosťou kmeňa existuje štatisticky významný vzťah.
Z koeficientu determinácie R² = 0,3057 a vypočítanej regresnej rovnice y = 3,9965x +
5,8472, vyplýva, ţe v roku 2002 sa podiel priemernej objemovosti ťaţených kmeňov prejavil
na výkonnosti stroja 30,57-mi percentami a 69,43 % výkonnosti bolo ovplyvnených inými
faktormi (špecifické výrobno-technické podmienky).
262
Obr. 4 Grafické zobrazenie výkonnosti F9 (HU H5005 + F9)
v závislosti od priemernej objemovosti, rok 2005
Na obrázku (Obr. 4) je graficky znázornená výkonnosť forwardra F9 v závislosti od
priemernej objemovosti vyťaţených kmeňov v roku 2005.
Na základe hodnoty korelačného koeficientu R = 0,2209 môţeme konštatovať, ţe
medzi výkonnosťou a priemernou objemovosťou kmeňov u forwardra F9 v sledovanom
období neexistuje štatisticky významná závislosť.
Z koeficientu determinácie R² = 0,0488 a vypočítanej regresnej rovnice y = 2,8482x +
15,108, vyplýva, ţe v roku 2005 sa podiel priemernej objemovosti ťaţených kmeňov prejavil
na výkonnosti stroja necelými 5-mi percentami, takţe aj pokles výkonnosti forwardra
zaznamenaný v grafe nie je rozhodujúcou mierou ovplyvnený priemernou objemovosťou
ťaţených kmeňov. Výkonnosť hodnoteného stroja bola ovplyvnená predovšetkým
spracovaním náhodnej ťaţby v tomto roku (spracovanie kalamity z roku 2004).
Okrem priemernej objemovosti vyťaţených kmeňov ovplyvňuje výkonnosť
forwardrov aj vývozná vzdialenosť. Vplyv tohto ukazovateľa bol analyzovaný a štatisticky
vyhodnotený za roky 2002 a 2005.
Grafické znázornenie výkonnosti forwardra F9 v závislosti od vývoznej vzdialenosti
v roku 2002 je na obrázku (Obr.).
Aj napriek logickému poklesu výkonnosti pri narastajúcej vývoznej vzdialenosti sa na
základe určeného korelačného koeficientu R = 0,3322 nepotvrdil štatisticky významný vzťah
medzi týmito dvoma ukazovateľmi.
Na základe koeficientu determinácie R² = 0,1104 a vypočítanej regresnej rovnice y =
0,0091x + 13,726, môţeme konštatovať, ţe v roku 2002 bola výkonnosť stroja ovplyvnená
vývoznou vzdialenosťou len v 11 %. Iné faktory ovplyvňujúce výkonnosť forwardra sú
v tomto prípade objemovosť ťaţených stromov a rôznorodé výrobno-technické podmienky.
Závislosť medzi výkonnosťou forwardra a vývoznou vzdialenosťou v roku 2005 je
uvedená na obrázku (Obr.). Výkonnosť má v priebehu roka prevaţne stagnujúci vývoj.
Vypočítaný korelačný koeficient R = 0,1144 charakterizuje analyzovanú závislosť výkonnosti
stroja od vývoznej vzdialenosti ako štatisticky nevýznamnú.
Regresná rovnica y = 0,0013x + 14,06 a vypočítaný koeficient determinácie R² =
0,0131 určuje, ţe výkonnosť forwardra je ovplyvnená vývoznou vzdialenosťou len minimálne
(pribliţne 1 %). Môţeme teda skonštatovať, ţe výkonnosť stroja v tomto prípade závisí
predovšetkým od VTP pracoviska, druhu spracovávanej ťaţby (náhodná ťaţba) a pod.
Priemerné priame náklady na HU H 5005 a F9 dosiahli v roku 2002 výšku pribliţne
9,85 €.m -3
(7,33 – 18,49 €.m-3
). V roku 2005 dosiahli priemerné priame náklady 8,28 €.m-3
(4,75 – 15,35 €.m-3
).
263
Obr. 5 Grafické zobrazenie výkonnosti F9 (HU H5005 + F9)
v závislosti od vývoznej vzdialenosti, rok 2002
Obr. 6 Grafické zobrazenie výkonnosti F9 (HU H5005 + F9)
v závislosti od vývoznej vzialenosti, rok 2005
Základné štatistické charakteristiky boli vypočítané aj v prípade závislosti priamych
nákladov HU H 5005 + F9 od priemernej objemovosti ťaţených kmeňov v roku 2002 a sú
zrejmé z obrázku (Obr.).
Obr. 7 Grafické zobrazenie priamych nákladov HU H5005 + F9
v závislosti od priemernej objemovosti, rok 2002
264
Z vypočítaného korelačného koeficientu R = 0,7554 vyplýva, ţe závislosť medzi
výkonnosťou a priemernou objemovosťou môţeme charakterizovať pri stupni voľnosti (n-2)
= 10, na hladine významnosti α = 0,01 a s 99 % pravdepodobnosťou ako štatisticky veľmi
významný, tzn., ţe priemerná objemovosť ťaţených stromov výrazne ovplyvňuje priame
náklady HU.
Na základe hodnoty koeficientu determinácie R² = 0,5707 a vypočítanej regresnej
rovnice y = 7,9764x-0,58
, môţeme konštatovať, ţe v roku 2002 bol 57,07 %-ný podiel
priamych nákladov HU ovplyvnený objemovosťou kmeňov. Zvyšných 32,93 % výkonnosti
bolo ovplyvnených inými faktormi, v tomto prípade rôznorodými výrobno-technickými
podmienkami (terén).
Obr. 8 Grafické zobrazenie priamych nákladov HU H5005 + F9
v závislosti od priemernej objemovosti, rok 2005
Obdobné štatistické charakteristiky boli vypočítané aj v prípade závislosti priamych
nákladov HU H 5005 + F9 od priemernej objemovosti ťaţených kmeňov v roku 2005 (Obr.).
Z vypočítaného korelačného koeficientu R = 0,2452 vyplýva, ţe medzi priamymi
nákladmi a priemernou objemovosťou neexistuje štatisticky významná závislosť.
Na základe hodnoty koeficientu determinácie R² = 0,0601 a vypočítanej regresnej
rovnice y = 10,197x0,4836
, môţeme konštatovať, ţe v roku 2005 bol podiel výkonnosti (cca
6 %) HU ovplyvnený objemovosťou kmeňov len minimálne. Výkonnosť HU bola v roku
2005 ovplyvnená predovšetkým spracovaním náhodnej ťaţby v tomto období, ale tieţ ďalšími
rôznorodými výrobno-technickými podmienkami (terén).
ZÁVER
V podmienkach lesníctva SR plní ťaţbový proces významné funkcie. Zabezpečuje
podmienky pre nepretrţitú výchovu, obnovu a ochranu lesných porastov s cieľom
optimálneho zhodnotenia ťaţbového fondu na princípoch trvale udrţateľného hospodárenia.
Efektívnosť lesníctva je moţné zabezpečiť prostredníctvom zvyšovania produktivity práce,
zvyšovaním bezpečnosti systémov a ekologizáciou lesníckych činností. Ekologizovať
lesnícku činnosť je moţné predovšetkým prostredníctvom vhodnej techniky a technológie.
Cieľom práce bolo vykonanie technicko-ekonomického zhodnotenia vybraných variantov
ťaţbovo-dopravných technológií na báze harvestrov. Hodnotená bola výkonnosť a priemerné
náklady harvesterového uzla: harvester H 5005 a forwarder F9.
Za rok 2002 dosiahol H 5005 priemernú výkonnosť 13,28 m-3
.mth-1
(min 7,61 m-
3.mth
-1, max 15,24 m
-3.mth
-1) sortimentov surového dreva pri priemernej objemovosti kmeňov
v intervale od 0,4 do 1,0 m3. V roku 2005 predstavovala priemerná výkonnosť H 5005
16,42 m-3
.mth-1
(min 12,20 m-3
.mth-1
, max 18,92 m-3
.mth-1
) sortimentov surového dreva.
265
Forwader F9 v HU v kombinácii s H 5005 dosiahol v roku 2002 priemernú výkonnosť
9,11 m3.mth
-1 (5,83 - 18,75 m
-3.mth
-1) sortimentov surového dreva pri priemernej objemovosti
kmeňov v intervale od 0,4-1,0 m3. V roku 2005 bola priemerná výkonnosť 13,40 m
-3.mth
-1
(min 11,37 m-3
.mth-1
, max 15,83 m-3
.mth-1
) sortimentov surového dreva.
Ukazovateľom ekonomického hodnotenia vybraných variantov boli priame náklady.
Priemerné priame náklady HU H5005 a F9 dosiahli v roku 2002 výšku pribliţne
9,85 €.m-3
(7,33 – 18,49 €.m-3
). V roku 2005 dosiahli priemerné priame náklady 8,28 €.m-3
(4,75 – 15,35 €.m-3
).
Na základe hodnoty koeficientu determinácie R² = 0,8345 môţeme konštatovať, ţe v
roku 2005 priemerná objemovosť vyťaţených stromov významným podielom (83,45 %)
ovplyvnila vývoj výkonnosti harvestra H 2004. Ostatných 16,55 % bolo zapríčinených inými
faktormi (rôznorodé výrobno-technické podmienky, skúsenosti operátora a pod.).
Táto práca bola podporovaná Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe zmluvy č. LPP-0420-09
Analýza bezpečnostných, zdravotných a hygienických rizík pri spracovaní lesnej biomasy na energetické účely,
Ministerstvom školstva Slovenskej republiky v rámci riešenia grantu VEGA 1/0764/10 - Výskum princípov a
metód precízneho lesníctva a COST Action FP 0902 Development and harmonization of new operational
research and assessment procedures for sustainable forest biomass supply.
LITERATÚRA
Lieskovský, M., 2008: Spracovanie dendromasy z kalamitných porastov viacoperačnými
strojmi. In: Těţebně dopravní technologie a stavební úpravy v kalamitních těţbách,
211-217, ISBN 978-80-213-1791-8
Suchomel, J., Gejdoš, M., 2009: Ťaţbovo-dopravné technológie. Zvolen: Technická
univerzita, pp. 223-224. ISBN 978-80-228-2057-8.
Suchomel, J., Gejdoš, M., Slančík, M., Tuček, J., 2008: Projekt spracovania kalamity vo
Vysokých Tatrách zo dňa 19.11.2004. In Těţebně dopravní technologie a stavební
úpravy v kalamitních těţbách, p 179-188
Štollmann, V., 2006: Prečo robotizovať. In: Perspektívy vývoja ťaţbovo dopravného procesu
a vyuţitia biomasy v lesnom hospodárstve, Zvolen: KLŤM TU, pp. 239-242. ISBN 80-
228-1661-2.
Ulrich, R., Schlaghamerský, A., Štorek, V., 2002: Pouţití harvesterové technologie
v probírkách. MZLU Brno, 97 pp. ISBN 80-7157-631-X.
Adresy autorov:
doc. Ing. Jozef Suchomel, CSc., Ing. Martin Slančík, PhD., Ing. Katarína Belanová, PhD., Ing. Matúš Toman
Katedra lesnej ťaţby a mechanizácie
Lesnícka fakulta
Technická univerzita Zvolen
T. G. Masaryka 24
960 53 Zvolen
e-mail: suchomel@vsld.tuzvo.sk
e-mail: slancik@vsld.tuzvo.sk
e-mail: belanova@vsld.tuzvo.sk
e-mail: toman@vsld.tuzvo.sk
266
NAVIGAČNÉ SYSTÉMY V LESNÍCTVE
NAVIGATION SYSTEMS IN FORESTRY
JOZEF SUCHOMEL, MARTIN SLANČÍK, VLADO GOGLIA
Abstract
The contribution is focused on the issues of navigation systems in forestry. These systems are instrumental to
position determination and navigation in forests. The Global Navigation Satellite Systems (GNSS), Inertial systems
and GNSS / IMU Inertial Measurement Unit are described in this paper. From the GNSS there is the NAVSTAR
GPS (Navigation System with Time And Ranging Global Positioning System), GLONASS (GLObaľnaja
NAvigacionnaja Sputnikovaja Sistema) and the forthcoming European, commercial satellite system GALILEO
mentioned. Obtained accurate data can be used for mapping purposes, and then these mapping specifications can be
integrated into the systems for modeling and optimization of timber harvesting and transport technologies.
Keywords: forestry, navigation systems, inertial navigation
1. ÚVOD
Pouţitie GNSS v lesníctve je datované od konce 80. rokov. Najskôr sa GNSS pouţívali na
lokalizácii plôch, pri vypracovaní lesného hospodárskeho plánu a pri plánovaní lesnej cestnej
siete. GNSS zariadenia majú dnes široké uplatnenie, jeho logickým vyústením je praktické
pouţívanie GNSS v moderných ťaţbovo-dopravných strojoch – harvesteroch, forwarderoch
a odvozných súpravách čo umoţňuje sledovať pohyb sortimentov dreva v logistickom reťazci
jeho spracovanie.
Vyuţitie súčasných mobilných geoinformačných technológií a prostriedkov, najmä GNSS
zariadení, je dôleţitým predpokladom pre zber detailných informácii o lese. V tomto prípade ide
najmä o aplikáciu týchto systémov pre účely mapovania lesnej dopravnej siete, mapovanie
terénnych prekáţok a javov podmieňujúcich únosnosť pôdy. Tieto prostriedky umoţňujú výrazne
racionalizovať postup zberu a urýchliť doplnenie týchto technologicky mimoriadne dôleţitých
informácií do systému. Otázka súvisí priamo aj s problematikou potreby vykonávania samotného
dopravného a následne aj technologického prieskumu prostredia.
2. NAVIGAČNÉ SYSTÉMY V LESNÍCTVE Pri meraní polohy v lesníctve systémami GNSS vznikajú problémy s nedostupnosťou
signálov GNSS (nepriechodnosť signálu cez kmene stromov, nesprávne postavenie satelitov
vzhľadom k mikro a makroreliéfu) a zlou kvalitou navigačných signálov. Nízka kvalita
navigačných signálov GNSS môţe byť spôsobená nízkym postavením navigačných satelitov
(signál musí prekonať väčšiu vzdialenosť cez atmosféru a tým je viac ovplyvnený
atmosférickými vplyvmi) a odrazmi – falošnými signálmi, zapríčinenými vplyvom odrazov
objektov v blízkosti merania (budovy, skalné steny a iné odrazové plochy), ktoré
zniţujú presnosť merania. Tieto nedostatky je moţné s časti eliminovať vyuţívaním viacerých
GNSS, nedostatok satelitov jedného systému (napr. GPS) sa nahradí satelitmi druhého systému
(napr. GLONASS) resp. dlhšími dobami merania a meraním pri ideálnom postavení satelitov.
Riešením môţe byť vyuţitie navigačných systémov vyuţívajúcich princíp inerciálnej navigácie,
ktoré sú nezávislé na vonkajších zdrojoch navigačnej informácie a ich kombinácia s GNSS.
2.1 GNSS GNSS nie sú jediný prostriedok na určenie polohy a synchronizácie času. Ale z hľadiska
efektívnosti (časovej, kvalitatívnej, finančnej, infraštrukturálnej) je najperspektívnejším
267
nástrojom riadenia dynamických aplikácií. Stáva sa základnou infraštruktúrou globálnych
permanentných monitorovacích systémov. Umoţňuje lokalizovať v priestore a čase všetky
objekty, javy a fenomény prebiehajúce na a nad povrchom Zeme. Medzi GNSS patria dva uţ
existujúce satelitné systémy :
NAVSTAR GPS (NAVigation System with Time And Ranging Global Positioning
System) – prevádzkovaný USA,
GLONASS (GLObaľnaja NAvigacionnaja Sputnikovaja Sistema) – prevádzkovaný
Ruskom.
Obidva satelitné systémy slúţia primárne na vojenské ciele. Sluţby sú pre civilnú sféru
poskytované bezodplatne. Tretí pripravovaný európsky, komerčný satelitný systém je GALILEO.
S jeho budovaním začala Európska únia rozhodnutím 26. marca 2002. Ambíciou je vybudovať
vlastný globálny satelitný navigačný systém plne kompatibilný s GPS. 26. júna 2004 v Dubline,
Írsku, bola podpísaná zmluva o stanovení modelu spolupráce a metodológii pre rádio-frekvenčnú
kompatibilitu druţicových navigačných systémov GPS a Galileo. Bude slúţiť primárne na
komerčné aplikácie. Predpokladá sa, ţe základné sluţby nebudú poskytované bezúplatne. Budú
zaloţené na komerčnom princípe. Predpokladaný termín operačného spustenia systému je rok
2014.
2.2 INERCIÁLNE SYSTÉMY
Pri inerciálnej navigácii sa vyuţívajú gyroskopy, ktoré sú schopné dlhodobo udrţovať a
indikovať zadaný smer (najčastejšie severný smer). Dlhodobo sa vyuţívali klasické gyroskopy aţ
posledných rokoch sa začali objavovať aj moderné optické gyroskopy, ktoré uţ nemajú ţiadne
mechanické časti a meranie sa uskutočňuje (prebieha) na základe šírenia laserového impulzu vo
veľmi dlhom do cievky stočenom sklenenom vlákne. S pokrokom snímaču pohybu (a hlavne v
zrýchlení) sa objavujú aj inerciálne navigačné systémy pracujúce na odlišnom princípe. Tieto
systémy sú tvorené sadami akcelerometrov schopných veľmi citlivo merať zmeny smeru pohybu
snímača. Tento snímač pracuje v spolupráci s vyhodnocovacím počítačom, ktorý priebeţne
integruje vstupný signál jednotlivých akcelerometrov, a tak zisťuje aktuálnu polohu sledovaného
objektu.
Zavedenie navigačných systémov vyuţívajúcich princíp inerciálnej navigácie bolo kvôli
poţiadavkám na autonómnu navigáciu, t.j. nezávislosť na vonkajších zdrojoch navigačnej
informácie (napr. rádiomajáky, GNSS). Princíp inerciálnej navigácie je zaloţený na vyuţití
Newtonovho zákona v inerciálnom priestore.
Meraním lineárneho zrýchlenia pohybujúceho sa objektu vieme výpočtom určiť jeho rýchlosť
t
t
vdtav
0
0
(1) a dráhu, ktorú prešiel
t
t
t
t
stdas
0 0
0
2
(2)
Inerciálne navigačné systémy vyuţívajú akcelerometre, t.j. snímače lineárneho zrýchlenia,
ktoré sú schopné veľmi citlivo merať zmeny pohybu snímača. Tento snímač pracuje s
vyhodnocovacím počítačom, ktorý priebeţne integruje výstupný signál jednotlivých
akcelerometrov.
V súčasnosti s nástupom snímačov tzv. MEMS technológie výroby snímačov sa pojmom
inerciálna navigácia, presnejšie inerciálna meracia jednotka (IMU) (Inertial Measurement Unit)
označuje často jednotka na báze akcelerometrov či v súčasnosti častejšie akcelerometrov a
gyroskopov , slúţiaca pre meranie uhlových rýchlostí a polohových uhlov nosiča navigačného
systému.
268
V súčasnosti je uţ dostupných viacero typov snímačov, dokonca aj priamo v trojosých
prevedeniach s minimálnymi chybami, to je odchýlkami od kolmosti citlivých osí.
Nové MEMS inerciálne systémy sa vyznačujú minimálnymi rozmermi a hmotnosťami.
Polohové uhly sú v nich určované spravidla integráciou údajov gyroskopov a dynamicky
korigované na základe údajov akcelerometrov. Citlivosť doteraz síce nedosiahla úroveň potrebnú
pre inerciálnu navigáciu. Pre určovanie polohových uhlov je uţ citlivosť MEMS snímačov
postačujúca. V súčasnosti uţ sú dostupné aj miniatúrne trojosé magnetometre, ktoré spolu s
inerciálnymi snímačmi umoţňujú vytvárať takzvané AHRS navigačné systémy, ktoré sú často
kombinované so systémami GNSS.
2.3 GNSS/IMU
Vhodné systémy určovania polohy a navigácie v lesnom poraste by mali byť
viacsenzorové, pričom samotný prijímač GNSS je povaţovaný za jeden zo senzorov. Určenie
presnej priestorovej polohy a priestorovej orientácie hrá kritickú rolu vo všetkých dynamických,
statických, dopravných aplikáciách, či uţ pozemnej automobilovej, leteckej a vodnej doprave.
Schopnosť detekovať polohu a orientáciu v reálnom čase umoţňujú prudko sa vyvíjajúce
geodetické, negeodetické a integrované GNSS a GNSS/IMU zariadenia. Sú to prístroje, ktoré
dokáţu buď individuálne alebo simultánne spracovávať signály GNSS s frekvenciou 1 Hz
a prostredníctvom inerciálnych meracích jednotiek IMU (Inertial Measurement Unit) dokáţu
s relatívne vysokou presnosťou detekovať zmenu polohy objektu v priestore a čase s frekvenciou
10-512 Hz. IMU je mikro-elektro-mechanický systém (MEMS) kombinovaný s GNSS
prijímačom. Dáta z obidvoch systémov tečú v reálnom čase do riadiacej jednotky (počítača), v
ktorej sa prostredníctvom vhodných spracovateľských algoritmov vypočíta spresnená priestorová
a časová poloha, orientácia, rýchlosť, zrýchlenie (Klobušiak a kol. 2006).
Obr. 1 Chyba určenia polohy GNSS a IMU v závislosti od času (Soták a kol. 2008)
Vlastnosti jednotlivých navigačných systémov IMU a GNSS sú takmer ideálne
komplementárne, a tak sa vzájomne dopĺňajú (Obr. 1). IMU disponuje vysokou presnosťou
navigačných informácií počas krátkeho času, jeho hlavnou nevýhodou je však neohraničený
nárast chyby v polohe vzhľadom na čas. Tento nárast je spôsobený integráciou chýb gyroskopov
a akcelerometrov. GNSS má naopak niţšiu krátkodobú presnosť, ale chyba sa s časom
269
nezväčšuje, je v čase ohraničená. Komplementárnosť týchto dvoch systémov sa prejavuje v
schopnosti poskytnutia navigačních informácií počas krátkych aj dlhých navigačných aplikácií.
IMU poskytuje kompletné navigačné informácie (poloha, rýchlosť a uhlová poloha) s vysokou
rýchlosťou a v reálnom čase, aj keď je GNSS signál nedostupný alebo rušený. GNSS zase
disponuje relatívne konštantnou presnosťou nezávislou od času v okolí celej Zeme a jeho pouţitie
dovoľuje doplnkovú kalibráciu IMU, zarovnávanie, odhad a korekciu chýb inerciálního
navigačného systému (Soták a kol 2008).
Presnosť určenia polohy automobilu pri jazde v zastavanom území systémami GNSS
a GNSS/IMU porovnávali Rinnan a kol (2008). Výsledky sú uvedené na obr.2, 3.
Obr. 2 Trasa pri meraní GNSS a GNSS IMU (Rinnan a kol 2008)
270
Obr. 3 Odchýlka od štartu GNSS a GNSS IMU (Rinnan a kol 2008)
3. ZÁVER Vhodné systémy určovania polohy a navigácie v lesnom poraste by mali byť
viacsenzorové. Ide predovšetkým o GNSS/IMU zariadenia. Tieto systémy umoţnia určenie
presnej priestorovej polohy a priestorovej orientácie vo všetkých dynamických a statických
aplikáciách v sťaţených podmienkach lesného porastu.
Systémy zároveň slúţia pre presnú orientáciu viacoperačných strojov aţ po strom,
umoţňujú sledovanie presnej polohy strojov a logistiku pohybu zásob dreva. Takto získané
presné dáta je moţné vyuţiť pre účely mapovania a následne podklady z mapovania integrovať
do systémov pre modelovanie a optimalizáciu ťaţbovo-dopravných technológií. Vyuţívanie
optimálnych variantov ťaţbovo-dopravných technológií je súčasťou filozofie precízneho
lesníctva (Tuček, Koreň, 2010; Kovacsova, Antalová, 2010).
POĎAKOVANIE: Príspevok vznikol na základe výsledkov výskumu riešeného v projektoch VEGA 1/0764/10 Výskum
princípov a metód precízneho lesníctva. APVV LPP-0420-09 Analýza bezpečnostných, zdravotných a hygienických
rizík pri spracovaní lesnej biomasy na energetické vyuţitie. COST Action FP 0902 “Development and
harmonization of new operational research and assessment procedures for sustainable forest biomass supply”
Literatúra Hlaváč, P. a kol., 2005. Projekt protipoţiarnej ochrany lesa na území Vysokých Tatier po
vetrovej kalamite. Realizačný projekt, TU Zvolen 2005, 53 pp.
Jankovič a kol., 2005. Projekt revitalizácie lesných spoločenstiev na území Vysokých Tatier
postihnutom vetrovou kalamitou zo dňa 19. 11. 2004,
271
Klobušiak, M., Leitmanová, K., Ferianc, D., Pribul, T., 2005. SKPOS – kľúč k presnému
určovaniu polohy, navigácii a synchronizácii času, In: GIS vo vodnom hospodárstve,
14.11.2006, 11 pp.
Kovacsova, P., Antalová, M., 2010. Precision forestry – definition and technologies. Šumarski list
143(11-12), pp. 603-611, ISSN 0373-1332
Rinnan, A., Robertsen, A., Marit E. Sigmond, M., E., Johansen, E., Kvan, A., 2008. INS-GNS
Integration Based on MEMS Technology Dynamic Positioning Conference – October 7 –
8,
Soták, M., Králík, V., Kmec, F., 2008. Cenovo dostupná inerciálna navigácia pre integrované
navigačné systémy, AT&P journal 6/2008, pp. 72-74
Suchomel, J. a kol., 2004. Projekt na spracovanie následkov vetrovej kalamity zo dňa 19.11.2004,
Technická univerzita vo Zvolene, 90 s.
Tuček, J., Koreň, M., 2010. Precízne lesníctvo a podpora rozhodovania: Tradícia a výzvy
súčasnosti. In: Biometria, informatika, inventarizácia, modelovanie lesa – základ pre
precízne lesníctvo, pp. 69-83, ISBN 978-80-228-2158-2
Zákon č. 100/1977 Zb. o hospodárení v lesoch a štátnej správe lesného hospodárstva
Zákon č. 217/2004 Z.z. o lesnom reprodukčnom materiáli a o zmene niektorých zákonov
Zákon č. 326/2005 Z.z. Zákon o lesoch v znení neskorších predpisov
Zákon č. 543/2002 Z.z. o ochrane prírody a krajiny
Zúbrik a kol., 2005. Projekt ochrany lesa, Národné lesnícke centrum Zvolen, 2005
Adresa autorov:
doc. Ing. Jozef Suchomel, CSc., Ing. Martin Slančík, PhD.,
Technická univerzita vo Zvolene,
Lesnícka fakulta, Katedra lesnej ťaţby a mechanizácie
T. G. Masaryka 24
Zvolen 960 53
Goglia Vlado prof.,Department of Forest Harvesting; Forestry Faculty Zagreb, Svetošimunska 25, 10 000 ZAGREB,
Croatia,goglia@hrast.sumfak.hr; gejdos@vsld.tuzvo.sk, suchomel@vsld.tuzvo.sk
273
PREDAJ ŠPECIALIZOVANÉHO MECHANICKÉHO A RUČNÉHO NÁRADIA PRE LESNÉ A DREVÁRSKE HOSPODÁRSTVO,
POĽNOHOSPODÁRSTVO, PARKY A ZÁHRADY. Katalógova ponuka: 1. Motorové píly – píly ,krovinorezy, kosačky a príslušenstvo, pilníky,
mazacie oleje, náradie
2. Ručné náradie – sekery, kliny, meracie pásma, sapíny, odkôrňovače
3. Vyznačovanie stromov – priemerky, číselníkove systémy, značkovacie spreje, črtáky
4. Spracovanie dreva – reťazove úväzky,háky, klzáky,pilove kotúče,šrankovníky
5. Záhradnícke potreby – ošetrovanie stromov, zavlažovacie systémy,príslušenstvo
6. Príprava pôdy – mechanizmy, zalesňovacie náradie, prestihávacie nožnice
7. Ochrana lesa – mechanická ochrana, chemická ochrana, feromónové
odparníky, vyvetvovacie súpravy
8. Hospodárska úprava lesa – výškomery, prírastkomery, geodetické prístroje, relaskopy,
stereoskopy,
9. Ochranné pracovné pomôcky – pilčícke prilby, ochrana sluchu, ochrana tváre,
pilčíckeoblečenie, pilčícka obuv, pracovné rukavice
Váš les v dobrých rukách !
274
G-FOREST, s.r.o.
Pre Vás zrealizuje:
- Piliarske práce - Výroba jednoduchých výrobkov z dreva
- Montáž výrobkov z dreva - Výroba dreveného uhlia
- Prípravné práce pre stavbu-demolácie a zemné práce - Poradenská činnosť v oblasti obchodu a služieb
- Požičiavanie automobilov, zemných strojov, ručného náradia
- Vnútroštátna nákladná cestná doprava - Medzinárodná nákladná cestná doprava
- Predaj nespracovaných poľnohospodárskych a lesných výrobkov
G-FOREST, s.r.o. Pražská 2 Košice 040 11 Ing. Erich Gregor Južná trieda 2987/48C Košice 040 01
275
- Reťazové píly
- Kosačky na trávu
- Robotické kosačky
- Záhradné traktory
- Ridery
- Vyžínače
- Krovinorezy
- Plotostrihy
- Fúkače
- Snehové frézy
HSQ – TEAM – Ing. Radek Godora
Adresa
Námestie Slobody 5 974 01 Banská Bystrica 048/4141505, 0800199999 hsq-team@mail.t-com.sk
Neresnícka cesta 12
960 01 Zvolen
045/5333704, 0800199999
hsqzv@mail.t-com.sk
top related