7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele http://slidepdf.com/reader/full/efectele-exploatarii-lemnului-in-zona-padurilor-municipiului-sacele 1/68 Teza de doctorat Ing. Munteanu Horatiu George1 Investeşte în oameni!FONDUL SOCIAL EUROPEAN Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – 2013 Axa prioritară 1 „Educaţie şi formare profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere”Domeniul major de intervenţie 1.5. „Programe doctorale şi post -doctorale în sprijinul cercetării”Titlul proiectului: Burse doctorale si postdoctorale pentru cercetare de excelenta Numărul de identificare al contractului: POSDRU/159/1.5/S/134378Beneficiar: Universitatea Transilvania din BraşovPartener:Universitatea Transilvania din Brasov Scoala Doctorala Interdisciplinara Departament: Exploatări Forestiere, Amenajarea Pădurilor şi Măsurători TerestreIng. Horatiu George C. MUNTEANU Efecte ale exploatări lemnului asupra solului în zona pădurilor Primariei Municipiului Săcele. Effects of logging on forest land in the Town Hall Municipipiul of Săcele.Conducător ştiinţificProf.dr.ing. Ciobanu Valentina BRASOV, 2015
68
Embed
Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
FONDUL SOCIAL EUROPEANProgramul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – 2013
Axa prioritară 1 „Educaţie şi formare profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie 1.5. „Programe doctorale şi post-doctorale în sprijinul cercetării” Titlul proiectului: Burse doctorale si postdoctorale pentru cercetare de excelenta Numărul de identificare al contractului: POSDRU/159/1.5/S/134378 Beneficiar: Universitatea Transilvania din Braşov Partener:
Universitatea Transilvania din Brasov
Scoala Doctorala Interdisciplinara
Departament: Exploatări Forestiere, Amenajarea Pădurilor şi
Măsurători Terestre
Ing. Horatiu George C. MUNTEANU
Efecte ale exploatări lemnului asupra solului în
zona pădurilor Primariei Municipiului Săcele.
Effects of logging on forest land in the Town
Hall Municipipiul of Săcele.
Conducător ştiinţific
Prof.dr.ing. Ciobanu Valentina
BRASOV, 2015
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
conf.univ.dr.ing. Iosif Vorovencii, șef lucrări dr. ing. Razvan Câmpu , șef lucrări dr. ing. Florin
Dinulică , șef lucrări dr. ing. Viorel Marinescu.
Se cuvine să mulțumesc cu toată recunoștința și considerația, pentru sprijinul acordat, pentru
grija și răbdarea dovedite în analiza acestei lucrări : Cercet.șt.gr.I,dr.ing. Lucian Dincă, din
cadrul I.C.A.S. București si Cercet. șt. gr. I, dr. ing. Dănuț Chira Institutul Național de
Cercetare-Dezvoltare în Silvicultură “Marin Drăcea”.
Mulțumesc pentru sprijinul acordat la culegerea datelor de teren prietenilor mei Ene Mihai ,
Ciprian Hagiu si Mihaila Emilian și doctorandului Apafaian Andrei, bunul meu prieten. Un
sprijin deosebit am primit pentru lucrările de teren de la domnul inginer. Hermenean Sorin,
director al Regiei Publice Locale a Padurilor Sacele , doamna economist. Olteanu Ileana
Anișoara, contabil sef al Regiei Publice Locale a Padurilor Sacele , inginer. Siposi Attila si
inginer. Nicolescu Larisa, ingineri la Compartimentul Fond Forestier din cadrul Regiei Publice
Locale a Padurilor Sacele si tehnicieni silvici Serban Nicolae A si Nedelcu Casinel,compartimentul Paza si Protecție din cadrul Regiei Publice Locale a Padurilor Sacele și pădurari
Gyerko Peter , Constantin Ionut Ciprian și Matei Gheorghe tot cadrul Regiei Publice Locale a
Padurilor Sacele, cărora le mulțumesc sincer. Nu în ultimul rând vreau să mulțumesc familiei
mele: părinților și bunicilor , precum și sorei mele , cumnatului și nepoatei mele si prietenei mele
care mi-au acordat sprijin și înțelegere de-a lungul anilor de elaborare a lucrării.
Capitolul 1. Stadiul actual al cunoștințelor privind impactul echipamentelor forestiere utilizate la extracția lemnuluiasupra solurilor forestiere ......................................................................................................................................... 8/ 8
1.1. Considerații generale .......................................................................................................................................... 8/8
1.2. Proprietățile fizice ale solurilor. Compactarea solurilor forestiere datorită utilizării echipamentelor forestiere decolectare a lemnului ................................................................................................................................................ 12/9
1.2.1. Proprietățile fizice ale solurilor ..................................................................................................................... 12/9
1.2.2.Compactarea solurilor forestiere datorită utilizării echipamentelor forestiere de colectare a lemnului ....... 18/12
1.3. Sisteme si tehnici de evaluare a impactului echipamentelor forestiere asupra solului ................................. 21/134
1.4. Tipuri de echipamente forestiere utilizate în operații de colectare a lemnului din România şi impactul pe careacestea îl au asupra solurilor forestiere ................................................................................................................. 26/16
Capitolul 2. Scopul şi obiectivele cercetărilor ................................................................................................... 31/188
2.1. Scopul cercetărilor ........................................................................................................................................ 31/188
Capitolul 3. Materiale şi metode .......................................................................................................................... 32/19
3.1. Localizarea de ansamblu a cercetărilor .......................................................................................................... 32/19
3.2. Evaluarea stării de deranjare a solurilor forestiere ca urmare a operaţiilor de exploatare a lemnului în zonamontană ................................................................................................................................................................. 35/19
Capitolul 4 : Rezultate si discuții ......................................................................................................................... 59/33
4.1. Starea solurilor forestiere montane în urma aplicării operațiilor de extracție a lemnului .............................. 59/33
4.1.1. Gradul de deranjare a solurilor forestiere datorită operaţiilor de colectare cu tractoare şi atelaje ............ 59/33
4.1.2. Evoluția perturbării solului în timp ............................................................................................................. 61/34
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
5.1.1. Concluzii cu privire la gradul de deranjare a solurilor forestiere din zona montană în urma aplicării operaţiilorde colectare cu tractoare ........................................................................................................................................ 92/56
5.1.2. Concluzii cu privire la modificările ce apar în soluri pe traseele de adunat cu troliul montat pe tractor .... 93/57
5.1.3. Concluzii cu privire la modificările ce apar în soluri pe traseele de apropiat cu tractorul .......................... 94/57
5.3. Recomandări pentru practică ..........................................................................................................................96/59
5.5. Direcţii noi de cercetare ............................................................................................................................... 97/600
Chapter 1. The current state of knowledge on the impact of forestry equipment used in skidderextraction on forest soils………………………………………………………………………...8/81.1 . General considerations ……………………………………………………………………8/81.2 . The physical properties of soils. Compaction equipment forest soils due to the use of forestwood collection………………………………………………………………………………...12/9
1.2.1 . The physical properties of soils ………………………………………………………..12/91.2.2. Compaction equipment forest soils due to the use of forest wood collection ………...18/121.3 . Systems and techniques for assessing the impact on soil forestry equipment…………..21/141.4 . Types of equipment used in the forest collecting wood operations in Romania and theimpact that they have on forest soils………………………………………………………….26/16Chapter 2. The purpose and objectives of the research ……………………………………. 31/182.1 . Research goals…………………………………………………………………………. 31/182.2 . Research objectives……………………………………………………………………..31/18Chapter 3. Materials and methods ………………………………………………………….32/193.1. Locating overall research ……………………………………………………………….32/193.2 . Evaluation of the disturbance of forest soils as a result of logging operations in the
mountainous area……………………………………………………………………………..35/193.2.1 . The choice of location studies ………………………………………………………..35/213.2.2 . The experimental design and data collection …………………………………………40/213.2.3 . Data processing ……………………………………………………………………….44/233.2.4 . Statistical analysis of data …………………………………………………………….45/243.3. Evaluation of soil compaction and moisture trails of skidder -mounted winch gathered 45/243.3.2 . The experimental design and data collection ………………………………………....47/263.3.3 . Data processing ……………………………………………………………………….52/283.3.4 . Statistical analysis of data ………………………………………………………….....52/283.4 . Evaluation of soil compaction and moisture trails close by the skidder ……………….53/293.4.1. Location studies ……………………………………………………………………….53/293.4.2 . The experimental design and data collection …………………………………………55/303.4.3 . Data processing ……………………………………………………………………….58/323.4.4 . Statistical analysis of data ...…………………………………………………………..59/32Chapter 4: Results and discussion …………………………………………………………..59/334.1. Status upland forest soils in the application skidder extraction operations ……………..59/334.1.1. The degree of disturbance to forest soils due to operations with skidders and cartscollecting ……………………………………………………………………………………..59/334.1.2. Evolution of soil disturbance in time …………………………………………………61/344.1.3. Evaluation of soil disturbance in year 2014 …………………………………………..64/364.2. Changes in forest soil condition on routes together with winch mounted on skidder…...65/37
4.3. Changes in state forest soils on trails. …………………………………………………...71/42Chapter 5: Conclusions, original contributions and recommendations for practice. Disseminationof results and new research directions ……………………………………………………….92/565.1. Conclusions ……………………………………………………………………………..92/56
5.1.1. Conclusions on the degree of disturbance of forest soils in the mountainous area afterapplying skidder collection operations ………………………………………………………92/565.1.2. Conclusions about changes that occur in soils on routes together with winch mounted onskidder………………………………………………………………………………………..93/575.1.3. Conclusions about changes that occur in soils on trails near the skidder……………..94/575.2. Original Contributions …………………………………………………………………..95/585.3. Recommendations for practice ………………………………………………………….96/59
5.4. Dissemination …………………………………………………………………………...96/595.5. New directions of research ……………………………………………………………...97/60Bibliography …………………………………………………………………………………98/61
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
În domeniul forestier a inceput să se pună un accent puternic pe protejarea mediului și a
solului. Astfel se incearcă metode și se cauta utilaje care să reducă pe cât mai mult posibilefectele negative asupra solului produse in timpul procesului de exploatarea a lemnului prin
folosirea utilajelor moderne. Tocmai de aceea tema tezei vrea să raspundă acestor intrebari in
vederea clarificării metodelor si a factorilor ce influentează negativ sau pozitiv deranjarea
solului.
Încep prin a-mi expune motivația alegerii acestei teme de proiect. Am avut șansa să-mi
continui și să-mi extind tema proiectului de disertație, de la studiul privind eroziunea solului
forestier indusă de colectarea lemnului, la una mult mai complexă ce cuprinde modificările ce
apar ca urmare a exploatării lemnului în soluri, rezistenţa la penetrare, ca urmare a compactării
acestuia, precum şi umiditatea, pe traseele de adunat cu troliul montat pe tractor. De asemenea,
gradul de deranjare a solurilor în urma aplicării operaţiilor de colectare a lemnului prin studierea
mai multor variabile şi a perioadei de timp scurse între momentul execuţiei operaţiilor şi
momentul investigării;
Acest lucru m-a motivat să revin in cadrul facultații și împreună cu profesorii din
departamentul de Exploatări Forestiere, să continui studiul mai departe, încercând să descoper
noi metode de reducere a deranjări solului in timpul exploatării lemnului.
Voi incerca și sper să reușesc să elaborez o teză cu cât mai multe date culese din teren și
de la persoane cu mai multă experiență in acest domeniu.
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
are efecte şi asupra respiraţiei rădăcinilor arborilor, fapt consemnat de Gaertig (2001) şi
Schaeffer et al. (2001). Reabilitarea structurii solului, incluzând funcţionalitatea porilor poate fi
redobândită numai dacă încărcarea mecanică este mai mică decât starea de precomprimare la
toate adâncimile (Horn 2004). Pe de altă parte, ameliorarea solurilor compactate durează foarte
mult, deoarece regenerarea (dispariţia) urmelor de pneuri durează între 25 şi 70-140 de ani
(Froehlich 1985; Webb et al. 1986).
Eroziunea provocată de colectarea lemnului cu tractoare a fost studiată de către diverşi
autori, tocmai datorită faptului că prin colectarea lemnului cu tractoare se creează premisele
antrenării particulelor de către apă, particule care sunt trasportate şi sedimentate în zonele mai
joase ale teritoriilor. Eroziunea relaţionată cu drumurile de tractor a fost adesea privită ca o sursă
de sedimente (Anderson 1954; Dyrness 1967). În urma studiilor care s-au realizat pe continentul
american (Oregon şi California), s-a constatat faptul că drumurile sunt responsabile pentru circa
jumătate din eroziunea asociată cu procesul de producţie al exploatării lemnului în condiţiileunor declivităţi medii de 43% (Swansofl şi Dyrness 1983; McCashion şi Rice 1983).
1.2. Proprietățile fizice ale solurilor. Compactarea solurilor forestiere datorită
utilizării echipamentelor forestiere de colectare a lemnului
1.2.1. Proprietățile fizice ale solurilor
Solul reprezintă stratul subțire de la suprafata pământului care este relativ subțire, prolific
şi care este deosebit de complex aflându-se în continuă schimbare (Bica 2000). El reprezintă
una dintre cele mai importante verigi ale comunității biologice, oferind resursele necesare
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
Determinarea densității aparente constă în măsurarea prin cântărire a masei unui eşantion
de sol (epruvetei agregatului) uscat şi raportarea rezultatului la volumul aparent al probei (Iliescuşi Pop 2011).
Solurile au capacitatea de a se deforma prin apăsare şi de a forma împreună cu apa o
pastă ușor modelabilă care își menține coeziunea. Această proprietate fizică a solului poartă
numele de plasticitate, proprietate ce rezultă in urma combinării cantității de argilă din sol cu
a pa. Plasticitatea solului este influențata de textura solului, solurile argiloase fiind cele mai
plastice soluri (Târziu 2004).
Cantitatea de apă care află în sol si la care solul incepe să manifeste plasticitate senumește limita inferioară de plasticitate iar cantitatea de apă maximă până la care se menține
această caracteristică se numește limita superioară de plasticitate.
Umiditatea solului se exprimă în procente şi poate fi determinată în mai multe moduri.
Metodologia clasică de determinare a umidităţii solului presupune determinări de laborator
asupra masei de apă pe care o pierde o probă de pământ ce se usucă într -o etuvă la temperatura
de 105 ͦ C. Metodologiile mai moderne de determinare a umidităţii solurilor presupun utilizarea
unor instrumente prevăzute cu senzori care permit citirea directă a conţinutului în umiditate pe baze electrice. Aceste instrumente se numesc umidometre şi sunt disponibile în diferite variante
constructive, dintre care, unele sunt concepute şi utilizate în mod special pentru evaluarea
umidităti solului.
Din punct de vedere geotehnic (Olteanu 2010), gradul de compactare al unui sol
(pământ) reprezintă raportul dintre starea de îndesare în care se află acesta (exprimată prin
greutatea volumică în stare uscată) şi starea sa de îndesare maximă ce poate fi obţinută în
laborator iar prin compactare greutatea volumică a solului în cauză creşte, pe seama eliminării
fazei gazoase sau, dacă solul este saturat în apă, greutatea sa volumică poate fi sporită prin
eliminarea de apă, fenomen care, din punct de vedere geotehnic poartă numele de consolidare.
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
Compactarea prin eliminarea de aer are loc atunci când solul este supus unor eforturi
repetate cum ar fi presiunile, loviturile şi vibraţiile (Olteanu 2010) iar în cazurile în care solurile
sunt prea uscate particulele vor refuza să se îndese. Atunci când solul este prea umed se vor
înregistra deplasări ale particulelor fără o tasare propriu-zisă (Olteanu 2010).
1.2.2.Compactarea solurilor forestiere datorită utilizării echipamentelor forestiere
de colectare a lemnului
Nivelul de deranjare la care poate ajunge un sol forestier în timpul operaţiilor forestiere
de colectare a lemnului prin utilizarea utilajelor ce folosesc drept suport solul forestier depinde
de mai mulţi factori. În tăierile rase este mult mai probabilă generarea unor zone mai extinse din
categoria celor deranjate prin comparaţie cu alte tipuri de tăieri (Carter et al. 2006; Spinelli et al.
2010). De asemenea, utilizarea atelajelor poate conduce la reducerea zonelor afectate prin
deranjarea solului (Ghaffaryian et al. 2008), dar poate conduce la creşterea gradului de
compactare în orizonturile superioare ale solului fapt ce prezintă repercusiuni asupra regenerării
naturale în cauzul utilizării unor principii ecologice în regenerarea pădurii ( Naghdi et al. 2009).
Comparativ cu utilizarea unor sisteme tehnice complet mecanizate, cuplarea atelajelor cu utilaje
poate conduce la reducerea amplitudinii fenomentului de deranjare a solului (Shresta et al.
2008). Utilizarea diferitelor metode de exploatare a lemnului poate genera diferite niveluri de
compactare pe traseele de colectare şi este cunoscut faptul că metoda arborilor afectează într -o
măsură mai mare solurile pe traseele de colectare (Han et al. 2009). În general, colectarea
lemnului cu tractoare skidder poate afecta solurile forestiere în diferite moduri. Pe traseele de
apropiat, problemele cele mai mari sunt cele legate de compactarea solului ( Naghdi et al. 2009;
Najafi et al. 2009; Majnounian şi Jourgholami 2013; Jaafari et al. 2014), chiar dacă pot să apară
şi alte schimbări ale proprietăţilor chimice (Jaafari et al. 2014) sau fizice ( Najafi et al. 2009;
Soltanpuor şi Jourgholami 2013). Numărul de treceri ale unui utilaj dat, ca şi declivitatea
traseului şi umiditatea solului forestier în timpul desfăşurării operaţiilor de colectare a lemnului
sunt factori recunoscuţi care afectează gradul de compactare a solurilor pe traseele de apropiat
( Naghdi şi Solgi 2014) iar umiditatea solului poate chiar să descrească ca urmare a deplasărilor
repetate ale tractoarelor de tip skidder ( Najafi et al. 2009). Pe de altă parte, atunci când se
utilizează tractoare agricole adaptate pentru operaţii forestiere sau tractoare specializate de tipul
celor skidder, care utilizează trolii la operaţia de adunat, deranjarea solurilor forestiere nu este
limitată doar la traseele de apropiat ci se extinde şi între acestea. Spinelli et al. (2010) au
constatat faptul, că atunci când se aplică metoda sortimentelor definitive la cioată respectiv
tractoar e skidder, pentru colectarea masei lemnoase, zonele în care se manifestă fenomenul dederanjare a solurilor forestiere pot să atingă chiar 58% din suprafaţa parchetelor în cazul tăierilor
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
rase şi chiar 42% din suprafaţa parchetelor în cazul extracţiilor cu caracter parţial. Într -un studiu
ce a vizat testarea acurateţii a trei metode de investigare a gradului de deranjare a solurilor
forestiere ca urmare a aplicării operaţiilor forestiere de extracţie a lemnului, McMahon (1995) a
constatat faptul că zonele puţin deranjate împreună cu cele nederanjate au ocupat circa 70% din
suprafaţa totală supusă operaţiilor într -un caz specific în care s-a utilizat un tractor de tip skidder
şi s-a aplicat metoda trunchiurilor şi a catargelor. Pentru aceleaşi clase de deranjare a solului,
Najafi şi Solgi (2010) au constatat proporţii de ordinul a 90%.
Reducerea gradului de compactare a solurilor forestiere în timpul operaţiilor de colectare
a lemnului cu tractoare de tip skidder, poate fi gestionată, într -o anumită măsură, în diverse
moduri cum ar fi: utilizarea de pneuri de presiune scăzută (Oprea şi Sbera 2004), limitarea
declivităţii traseelor de colectare (Jourgholami et al. 2014; Naghdi şi Solgi 2014), conducerea
operaţiilor de colectare în condiţii de îngheţ (Oprea şi Sbera 2004; Šušnjar et al. 2006) sau în
condiţii de sol uscat (Oprea şi Sbera 2004; Naghdi şi Solgi 2014), colectarea lemnului înspre
aval (Majnounian şi Jourgholami 2013) sau acoperirea traseelor de colectare cu resturi de
exploatare (Akay et al. 2007).
Deşi în zone geografice, altele decât cele româneşti, fenomenul de compactare a solurilor
forestiere pe traseele de apropiat a fost destul de intens studiat, în condiţiile româneşti nu există
studii care să pună în evidenţă diferenţele ce apar, în termeni de modificări cum ar fi rezistenţa
solului şi umiditatea acestuia în zonele deranjate de trafic comparativ cu cele nederanjate. Mai
mult, practicile forestiere româneşti în cazul utilizării tractoarelor de tip skidder la operaţii de
colectare a lemnului diferă semnificativ de cele internaţionale, după cum se arată în Borz (2015).
Astfel, principalele diferenţe rezidă în distanţe de adunat şi de a propiat foarte crescute,
deplasarea unor sarcini mult mai mari pe cursă atât în termeni de volum cât şi în termeni de
lungimi ale pieselor deplasate ca şi desfăşurarea traseelor sau a drumurilor de tractor cu
declivităţi mult mai mari (Borz 2015).
1.3. Sisteme si tehnici de evaluare a impactului echipamentelor forestiere asupra
solului
Nivelul de mecanizare a operaţiilor de exploatare a lemnului diferă de la regiune la
regiune, în funcţie de tipurile de pădure existente local, specia sau speciile majoritare, metodele
utilizate în managementul forestier, condițiile climatice şi de teren (Vusic et al. 2013). Totuși,
marea majoritate a echipamentelor şi utilajelor forestiere folosite momentan în colectarea
lemnului afectează solurile forestiere iar dintre acestea, cele ce utilizează solul forestier în mod
direct pentru deplasare au un impact mai mare (Borz 2014). În timp ce echipamentele forestiere
ce folosesc solul forestier drept suport în deplasare sunt caracterizate de un impact mai mare,limita până la care solul forestier poate fi afectat depinde de unele aspecte esențiale precum
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
gradul de dezvoltare al infrastructurii de colectare care, în cele din urmă, poate fi corelată cu alţi
parametri precum intensitatea extracţiei şi metodele de management ce se aplică.
În operaţiile de colectare a lemnului cu tractorul skidder, masa lemnoasă este deplasată în
contact direct cu suprafaţa solului, contact care este potenţial integral la operaţia de adunat,
respectiv parţial la operaţia de apropiat (Oprea 2008). Acest tip de practică forestieră este largrăspândit la nivel naţional, unde tractoarele dotate cu trolii pentru adunat şi cu alte dispozitive
pentru apropiat prin semitârâre sunt utilizate în proporţie de peste 96% (Sbera 2007; Sbera
2012), dar şi la nivel internaţional (Borz 2015). Mai mult, se cunoaşte faptul că utilizarea
echipamentelor care deplasează sarcina pe suprafaţa solului, este adesea asociată cu perturbarea
zonei care poate duce la degradarea proprietăţilor solului prin creşterea compactării solului,
scăderea porozității solului, precum şi modificarea altor subsisteme învecinate sau incluse
(Demir et al. 2007). Toate acestea pot conduce la acelerarea eroziunii şi la scăderea
productivităţii pădurii în cauză (McMahon 1995).
Evaluarea gradului de deranjare a solurilor forestiere dintr-o locaţie dată se realizează
pentru a se obţine informaţiile necesare care ajută inginerii silvici sau organismele implicate în
managementul forestier local în luarea de decizii, monitorizarea şi adecvarea operaţiilor
forestiere la legislaţia în vigoare (McMahon 1995). Pentru a face posibile astfel de evaluări, s-au
dezvoltat în timp diferite sisteme şi metode de evaluare a gradului de deranjare a solurilor
f orestiere, sisteme ce se utilizează, în mod curent, în întreaga lume. De obicei, astfel de sisteme
de evaluare a gradului de deranjare a solului utilizează anumite clase (tipuri) concepute în jurul
unor atribute descriptive (McMahon 1995; Page-Dumroese et al. 2009), indicând graduări în
severitatea fenomenului, începând cu zone în care nu se observă nici un fel de deranjare a solului
şi terminând cu zonele în care se observă deranjări foarte severe. În clasele respective se
identifică diferite tipuri de perturbare a solurilor forestiere cum ar fi prezenţa făgaşelor,
amestecarea orizontului organic cu cel mineral, compactare etc .(Figura 3 din teză).
În general, se utilizează trei metode de eşantionare (McMahon 1995): metoda punctelor pe transect, care presupune inventarierea gradului de deranjare a solurilor forestiere la nivelul
unor puncte predeterminate situate pe un transect, metoda liniilor pe transect, similară cu prima,
dar la care în locul clasificării gradului de deranjare a solurilor la nivelul unor puncte, se
înregistrează distanţele pe care se manifestă schimbările în gradul de deranjare a solului şi
metoda punctelor de eşantionare pe grilă, care utilizează un sistem de tip grilă amplasat şi
orientat aleator pe o zonă de studiat, cu intersecţiile situate la anumite echidistanţe şi pentru care
se amplasează 2 până la 4 transecte ce se orientează aleator, având lungimea de 30 de metri. De
la aceste metode de bază în investigarea gradului de deranjare a solurilor forestiere s-au dezvoltat
şi alte variaţii prin adaptare sau extindere, ca şi noi metode complet schimbate cum sunt cele
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
compactarea, care precizează dacă elementele din clasele de impact descrise anterior sunt
datorate trecerii unei maşini (pneu sau şenilă) sau a unei piese de lemn. Bolding et al. (2005),
adaptează schema lui McMahon (1995), prin precizarea cauzei şi reconfigurarea limitelor pentru
subclasa 2.4., respectiv restrângerea subclaselor 3.4., 3.5. şi 3.6. la două, cu reconfigurarea
limitelor (Borz 2014) şi mai indică, într -o clasă de clarificatori, tipul de traseu de colectare
incluzând aici şi clasa de elemente nelegate de sol.
Preston (1996), utilizează o clasificare ce grupează deranjarea solurilor în cinci clase.
Similar clasificării propusă de Miller şi Sioris (1986) respectiv McMahon (1995), în prima clasă
evaluabilă vizual se includ solurile care nu sunt deranjate de echipamentul forestier, în a doua
clasă se includ solurile care au fost compactate în mod evident de traficul forestier, dar care nu
prezintă semne de formare a făgaşelor, în a treia clasă se includ soluri care prezintă făgaşe cu
adâncimi mai mici de 20 cm datorate deranjării provocate de trafic, în clasa a patra se includ
zone cu făgaşe mai mari de 20 cm, în timp ce în clasa a cincea se includ soluri puternic
frământate şi bătătorite, cu evidenţe clare privind dislocarea solului.
Page-Dumorese et al. (2009a) specifică un număr de patru clase conform cărora gradul de
deranjare este evaluabil vizual, incluzând şi efectele unor practici nord-americane cum ar fi
incendiile controlate.
1.4. Tipuri de echipamente forestiere utilizate în operații de colectare a lemnului dinRomânia şi impactul pe care acestea îl au asupra solurilor forestiere
La noi în țară cel mai răspandit mijloc de colectare a lemnului este tractorul de tip skidder
(Figura 4 din teză) care s-a impus cel mai probabil datorită mobilităţii şi productivităţii
superioare în astfel de operaţii, capacităţii superioare de a depăşi anumite obstacole (Oprea 2008)
şi probabil datorită uşurinţei de asimilare a tehnicilor operaţionale de către personalul forestier.
Tr actoarele forestiere ca şi cele agricole adaptate pentru astfel de operaţii, pot deplasa materialul
lemnos printr-una dintre următoarele modalităţi:
• târâre completă pe sol (în principal la adunatul lemnului de la cioată până la
formarea sarcinii);
• semitârâre, când un capăt al sarcinii este susţinut de tractor, iar celălalt alunecă pe
sol, situaţie frecvent întâlnită la operaţia de apropiat;
• purtare, care este specifică tractoarelor de tip forwarder şi local celor de tip
skidder, atunci când se recurge şi la extragerea lemnului de dimensiuni mici (în
primul caz, lemnul este încărcat pe remorca sau pe platforma tractorului, iar în cel
de-al doilea caz lemnul este prins în sarcini mici în partea posterioară, prinînfăşurare cu cablurile tractorului).
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
Tractoarele de tip skidder pot fi dotate cu trolii mono- sau bitambure ce pot efectua
adunatul pe distanţe ce variază între 50-60m în regiunea de câmpie şi până la 120-150 m, uneori
peste, în regiunea de munte (Oprea 2008). Practicile obişnuite din România indică distanţe medii
de adunat cu troliul montat pe tractor de ordinul a 20-25 m, cu maxime de ordinul a 60-70 m
(Borz 2015).
Caile de colectare necesare colectări masei lemnoase cu tractorul de tip Skidder trebuie
să corespundă unor condiții tehnico-economice coroborate cu nevoile silviculturale şi ecologice
(Oprea 2008): lățimea necesară deplasarii tractorului în aliniament este de 3 m, iar dimensiunea
căilor de adunat în arboret, în cazul traseelor naturale (care nu necesita lucrari de amenajare, se
recomandă a fi de 4 m la suprafața solului, pentru a se evita prejudicierea arborilor de pe
marginea traseului de adunat cat si a rădăcinilor acestora; traseele trebuie să fie cât mai liniare,
atât pentru a avea o deplasare cat mai ușoară a tractoarelor, cât şi pentru reducerea prejudicierii
arborilor de pe marginea culoarelor de adunat.
Prin comparaţie, tractoarele de tip forwarder (Figura 5 din teză) sunt specializate pentru
deplasarea lemnului scurt prin purtare, lucrând adesea în asociere (sistem tehnic) cu maşini de
tip harvester (Borz 2014).
Pentru acest lucru, sunt specializate pentru operaţii de apropiat, elementele de muncă de
încărcare-descărcare (sau chiar direct transbordare) fiind efectuate cu ajutorul unei macarale
hidraulice precvăzută cu un graifăr. Comparativ cu tractoarele de tip skidder, aceste echipamente
sunt mult mai grele, putând să ajungă la mase (inclusiv lemnul încărcat) de 17-25 tone (Owende
et al. 2002), motiv pentru care provoacă compactarea solurilor forestiere într -o măsură mai mare
decât primele. Trebuie precizat faptul că necesită o accesibilitate tehnică adecvată, uneori
realizată la nivel de culoar de extracţie a lemnului (Oprea 2008). Atelajele sau tracţiunea animală
( Figura 6 din teză) au fost şi, cel puţin pe termen scurt şi mediu, vor rămâne o componentă
importantă în managementul operaţiilor forestiere. Acest tip de echipament forestier încă este
utilizat frecvent în operaţiile forestiere, atât în România (Borz şi Ciobanu 2013; Sbera 2007) cât
şi în alte ţări (Jourgholami 2012; Jourgholami et al. 2010; Magagnotti şi Spinelli 2011).Principalele avantaje ale tracţiunii animale rezidă în eliminarea utilizării de carburanţi şi
lubrifianţi (Borz 2014), acest tip de echipament este caracterizat de o capacitate de tracţiune
redusă comparativ cu echipamentele mecanizate (Oprea 2008). De asemenea, atelajele nu pot fi
utilizate decât pe terenuri cu declivităţi reduse (Oprea 2008; Oprea şi Sbera 2004) şi, în general,
doar la colectarea lemnului înspre aval, cazuri în care sarcinile de deplasat trebuie să fie foarte
bine proporţionate şi corelate cu capacitatea lor de tracţiune (Oprea 2008).
Deşi în România au o răspândire evident mai mică decât ar trebui să o aibă (Sbera 2007; Oprea şi Sbera 2004), funicularele forestiere (Figura 7 din teză) sunt recunoscute pentru un
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
impact mult mai redus asupra solurilor forestiere, în toate situaţiile în care sarcinile sunt
deplasate prin suspendare completă, în cazul operaţiilor de apropiat. Totuşi, la operaţiile de
adunat lateral impactul asupra solurilor forestiere nu poate fi evitat, aici lemnul fiind tractat prin
târâre similar utilizării troliilor montate pe tractoare (Oprea 2008).
Capitolul 2. Scopul şi obiectivele cercetărilor
2.1. Scopul cercetărilor
După cum s-a arătat anterior, în România, colectarea lemnului se realizează într -o
proporţie majoritară prin utilizarea unor echipamente şi utilaje care folosesc drept suport solurile
forestiere în timpul deplasării sarcinilor. Astfel, în marea majoritate a cazurilor, se folosesc
tractoare articulate forestiere care deplasează sarcinile prin târâre în cadrul operaţiilor de adunat
şi prin semitârâre în cazul operaţiilor de apropiat, iar în anumite situaţii operaţionale seutilizează atelajele pentru operaţii de colectare. Dacă la nivel internaţional fenomenul de
deranjare a solurilor forestiere ca urmare a operaţiilor de colectare a lemnului prin utilizarea
echipamentelor descrise a fost studiat destul de serios, în România, pentru moment, după
cunoştinţele proprii, nu există astfel de studii.
În contextul descris anterior, scopul cercetărilor aferente prezentei lucrări a fost de a
evalua gradul de deranjare (afectare) a solurilor forestiere cauzat de operaţiile de colectare a
lemnului cu tractoare şi atelaje, exprimat prin proporţia de participare a suprafeţelor caracterizate de diferite grade de afectare ca şi prin modificările ce apar în termeni de rezistenţă la
compresiune şi conţinut în umiditate a solurilor.
2.2. Obiectivele cercetărilor
Obiectivele cercetărilor au fost structurate în jurul unor etape logice de parcurs în vederea
atingerii scopului general al cercetărilor. Prin urmare, obiectivele prezentelor cercetări au fost de
a:
(i) Evalua gradul de deranjare (remanent) al solurilor forestiere din zona montană
în urma aplicării operaţiilor de colectare a lemnului prin luarea în considerare a
mai multor tipuri de tăieri, tipuri de sol, tipuri de echipamente utilizate la
colectare şi a perioadei de timp scurse între momentul execuţiei operaţiilor şi
momentul investigării;
(ii) Evalua modificările ce apar în soluri în termeni de rezistenţă la penetrare, prin
urmare a compactării acestora, ca şi a umidități , pe traseele de adunat cu troliulmontat pe tractor;
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
• la suprafețele mai mici sau egale cu 5 ha distanțele între două puncte deinventariat successive, echivalentele unei laturi a caroului, s-au luat de 10 m(Figura 10);
• la suprafețele cu suprafața mai mare de 5 ha distanțele între două puncte deinventariat successive, echivalentele unei laturi a caroului, s-au luat de 25 m(Figura 11).
Figura 3. Modul de amplasare a grilei în cazul unor suprafeţe mai mici de 5 hectare
Figura 4. Modul de amplasare a grilei în cazul unor suprafeţe mai mari de 5 hectare
Datele de teren s-au preluat, pentru fiecare unitate amenajistică ce s-a luat în studiu, pe
fişe tipizate în care s-au înscris datele de interes, cum ar fi: numărul de ordine al observaţiei
realizate, codul atribuit pentru observaţia în cauză, ca şi alte elemente de interes şi observaţii
(1. Fără urme de impact ; 2. Litiera la locul ei, peturbaţie minoră; 3. Litieră îndepărtată,
sol organic expus; 4. Litiera şi solul organic amestecate; 5. >5 cm de sol organic amestecat cu
litieră; 6. Solul organic îndepărtat complet; 7. Element de eroziune; 8. Solul organic framântat;
9. Făgaş, 5-15 cm adâncime; 10. Făgaş,16 -30 cm adâncime; 11. Făgaş >30 cm adâncime; 12. Sol neconsolidat sau roca de bază; 13. Resturi exploatare; 14. Rocă sau cioată; 15. Sol
compactat). În scopul preluării datelor din teren, s-a construit un carou din carton colorat având latura
de 10 cm şi o suprafaţă interioară de observat (vizibilă) de 0,01 m2. Acest carou a fost utilizat la
evaluările ce s-au realizat în teren, prin amplasare în fiecare punct de control, după cum poziţia
acestuia a rezultat din grilă. Centrul de greutate al caroului a fost marcat de fiecare dată în teren
prin baterea unui ţăruş (Figura 13 din teză) de dimensiuni reduse care a servit drept reper pentru
amplasarea observaţiilor ulterioare. În mod efectiv, amplasarea punctelor de control în teren a
constat din pornirea de la o limită de subparcelă, parcurgerea distanței calculate în raport cu
suprafața unității amenajistice (corectată cu înclinarea terenului), amplasarea țărușului în cauza
urmată de amplasarea caroului peste țaruș (Figura 13 din teză).
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
Datele colectate în acest fel s-au centralizat intr-o bază de date intocmită in Microsoft
Excel, care a reprezentat baza primară de date ce s-a utilizat ulterior la analiza statistică a datelor.
Prelucrarea datelor a mai constat în revizualizarea anumitor fotografii realizate pentru diverse
puncte de eşantionare la care în faza de teren, nu s-a putut decide exact încadrarea intr-una dintrecategoriile de impact. În aceste cazuri, în faza de birou s-a recurs la analiza fotografiei în cauză și
determinarea pr oportiei majoritare din suprafața caroului ocupată de o anumită categorie de
deranjare a solului, care s-a luat in considerare ca fiind categoria predominantă, indicând starea
eșantionului în cauză. Tot în această bază de date s-au executat sortările si prelucrările necesare
in vederea analizei statistice ale datelor.
3.2.4. Analiza statistică a datelor
Pentru studiile ce vizează gradul de deranjare a solurilor , în general se utilizează tehnicistatistice simple care conduc la stabilirea unor frecvențe, proporții de participare sau suprafețe
caracterizate de un anumit grad de deranjare, tehnici statistice ce sunt corelate cu modul de
colectare al datelor, dar si cu imposibilitatea eșantionării integrale a populației, ultima fiind
infinită. În acest context datele culese din teren au fost analizate sub forma unor frecvențe si
proporții de participare a anumitor grade de deranjare ale solului in colectivitatea totală a
eșantioanelor colectate. Pentru aceasta s-a utilizat programul Microsoft Excel pentru toate
etapele statistice luate în considerare. Într-o primă etapă, s-au analizat fenomenele la nivelulfiecărei unități amenajistice analizate după care s-au întocmit situații centralizatoare în funcție de
caracteristicile necesare luate in studiu. Pentru ușurința interpretării rezultatelor, unele dintre
categoriile de severitate descrise in subcapitolul 3.2.2 au fost grupate in categorii mai generale
indicând variația impactului, de la lipsa acestuia până la cele cu impact foarte mare.
3.3. Evaluarea compactării şi umidităţii solului pe traseele de adunat cu troliulmontat pe tractor
3.3.1. Localizarea studiilor
Pentru a se evalua anumite modificări ce pot să aibă loc în solurile forestiere în timpul
sau imediat după operaţiile de adunat cu troliul montat pe tractor, s-a recurs la alegerea a două
unităţi amenajistice care s-au parcurs cu operaţii de exploatare a lemnului şi în care s -au utilizat
tractoare de tip skidder la colectarea lemnului. De asemenea, pentru a se pune în evidenţă
diferenţele pe care le pot avea diferite tipuri de sol asupra modificărilor generate în timpul
operaţiilor de colectare (adunat cu troliul montat pe tractor), unităţile amenajistice în cauză s-au
ales astfel încât să fie acoperitoare pentru două dintre tipurile de sol care au avut răspândirea cea
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
Figura 8. Penetrometrul utilizat la eşantionarea rezistenţelor la penetrare
Figura 9. Umidometrul utilizat la eşantionarea conţinutului în umiditate a solului
Procedurile descrise anterior s-au aplicat pentru un număr de 27 de transecte (54 de
puncte de control, 27 de puncte afectate şi un număr total de 81 de puncte) în unitatea
amenajistică 86 şi pentru un număr de 52 de transecte (104 de puncte de control, 52 de puncte
afectate şi un număr total de 156 de puncte) în unitatea amenajistică 113.
3.3.3. Prelucrarea datelor
Datele colectate după procedurile explicate anterior au fost prelucrate distinct pentru cele
doua seturi de date: rezistența la penetrare ( RP) şi umiditatea solului (U ). Datele colectate cu
penetrometrul, au fost descărcate în programul software Penetoviewer de unde s-au exportat subforma unor documente office şi s-au preluat şi introdus manual pentru fiecare trasect şi punct în
parte, într-o bază de date realizată în Microsoft Excel.
În baza de date în cauză, rezistenţele la penetrare în zonele martor ( RP M1, RP M2) şi în
zona afectată ( RP A) au fost aranajate în secţiuni distincte, structurat în raport cu adâncimea de
înregistrare a datelor realizată cu un pas de 1cm şi cu numărul transectului din care au provenit.
Ulterior, păstrându-se acelaşi mod de structurare a datelor s-au calculat media pentru citirile din
zonele martor ( RP M ). Aceleaşi proceduri s-au aplicat şi în cazul determinări umidități solului înzonele martor (U M1, U M2 şi U M ) şi în zona afectată (U A), cu diferenţa că, în acest ultim caz,
citirile s-au realizat doar pentru o adâncime fixă de 15 cm, fapt ce a fost luat în considerare la
structurarea bazei de date.
3.3.4. Analiza statistică a datelor
Analiza statistică a datelor a presupus mai multe etape. În primul rând s-a realizat o
filtrare a datelor pentru a se identifica în şirurile analizate acele situaţii în care, din diverse
motive, instrumentul nu a preluat date pentru anumite adâncimi. Aceste şiruri de date
corespunzătoare unor citiri specifice unor transecte au fost eliminate din analiză, fiind
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
considerate valori aberante datorate procedurilor de colectare a datelor. Apoi, s-a realizat testarea
normalităţii datelor pentru variabilele de interes prin aplicarea unui test Shapiro-Wilk
(α=0,05; p>0,05), după care s-a trecut la calcularea statisticilor descriptive ce au constat din
estimarea indicatorilor tendinţei centrale şi ai variabilităţii (dispersiei): media şi abaterea
standard, însoţiţi de valorile minime şi maxime în cazul fiecărei variabile. În descrierea datelor s-
au utilizat şi distribuţii de frecvenţă, respectiv alte gr afice ce au fost considerate necesare în
vederea prezentării datelor. Compararea valorilor variabilelor studiate între zonele afectate şi
cele neafectate s-a realizat în două moduri. În cazul rezistenţei la penetrare, mediile eşantioanelor
din zonele martor au fost comparate grafic cu citirile din zonele afectate, pentru cele două unităţi
amenajistice în funcţie de adâncimea de penetrare. Ulterior, s-au realizat comparaţii pe categorii
de adâncime (0-5, 5-10 şi 10-20 cm) între RP M şi RP A, prin gruparea adecvată a datelor şi prin
implementarea unui test neparametric Mann-Whitney, datorită faptului că datele pentru aceste
variabile nu s-au distribuit normal. Comparaţiile între variabilele U MM şi U A s-au realizat prin
implementarea unor teste t bilaterale pentr u şiruri de date îmeprecheate, dat fiind faptul că datele
s-au distribuit normal.
3.4. Evaluarea compactării şi umidităţii solului pe traseele de apropiat cu tractorul
3.4.1. Localizarea studiilor
Pentru a se evalua anumite modificări ce pot să aibă loc în solurile forestiere în timpul
sau imediat după operaţiile de apropiat cu troliul montat pe tractor, s-a recurs la alegerea a cinciunităţi amenajistice care s-au parcurs cu operaţii de exploatare a lemnului şi în care s -au utilizat
tractoare de tip skidder la colectarea lemnului.
Figura 10. Localizarea unităţilor amenajistice luate în studiu. Legenda: roşu – unitate
amenajistică studiată
De asemenea, pentru a se pune în evidenţă diferenţele pe care le pot avea diferite tipuri de
sol asupra modificărilor generate în timpul operaţiilor de colectare (apropiat cu troliul montat pe
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
Pentru operaţia de apropiat s-a utilizat, în fiecare caz, un tractor skidder de construcţie
românească care a deplasat masa lemnoasă prin semitârâre.
3.4.2. Designul experimental şi colectarea datelor
În cazul de faţă, designul ex perimental a fost întocmit într-un mod similar celor expuse la
paragraful 3.3.2. Prin urmare, la nivel mai general, s-a urmărit surprinderea diferenţelor existente
între zonele de sol neafectate şi cele afectate de traficul tractoarelor atât în ceea ce priveşte
rezistenţele la penetrare cât şi în ceea ce priveşte umiditatea solurilor.
În general, pe traseele de apropiat cu tractorul există două zone de manifestare a
fenomenului de compactare şi anume: zonele ce reprezintă urmele pneurilor, unde transmitereaîncărcărilor la sol este cea specifică ce cumulează masa tractorului şi a sarcinii şi zonele din
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
Acest design experimental, ca şi modul specific de colectare al datelor, a pornit de la
ideea că pot să existe diferenţe între rezistenţele la penetrare, respectiv umiditatea solurilor între
cele trei zone de colectare distincte: martor, pe urma pneului şi în centrul traseului de apropiat.
O descriere a volumului de date colectate prin eşantionare se prezintă în Tabelul 8.
Tabelul 6. Statistici descriptive privind designul experimental şi datele culese din teren
Variabila descriptivă privind colectarea datelor Unitatea amenajistică
72D 75C 84A 74A 80B
Număr de transecte amplasate 6 5 5 4 3 Număr de puncte martor eşantionate 12 10 10 8 6 Număr de puncte eşantionate pe urma pneului 12 10 10 8 6 Număr de puncte eşantionate pe centrul traseului 6 5 5 4 3 Număr total de puncte eşantionate în zone afectate 18 15 15 12 9
3.4.3. Prelucrarea datelor
Datele colectate după procedurile explicate anterior la subcapitolul 3.3.2 au fost
prelucrate distinct pentru cele doua seturi de date: rezistența la penetrare ( RP) şi umiditatea
solului (U ). Datele culese cu penetrometrul s-au descărcat în calculator unde s-au vizualizat cu
ajutorul programului software Penetroviewer după care au fost exportate într-un format
convenabil pentru introducerea într-o bază de date MS Excel. În baza de date în cauză, rezistenţele la penetrare în zonele martor ( RP M1, RP M2), in
zonele afectate de pe calea de rulare afectată ( RPU1, RPU2) şi în zona afectată din centrul
traseului de apropiat. ( RP A) au fost aranjate în secţiuni distincte, structurat în raport cu
adâncimea de înregistrare a datelor realizată cu un pas de 1cm şi cu numărul transectului din care
au provenit. Ulterior, păstrându-se acelaşi mod de structurare a datelor s-au calculat media pentru
citirile din zonele martor ( RP M ) cat si media pentru citirile din zonele afectate ( RP A). Aceleaşi
proceduri s-au aplicat şi în cazul masurări umidități solului în zonele martor (U M1, U M2 şi U M ) şi
în zona afectată (U A), cu diferenţa că, în acest ultim caz, citirile s-au realizat doar pentru o
adâncime fixă de 15 cm, fapt ce a fost luat în considerare la structurarea bazei de date.
3.4.4. Analiza ststistică a datelor
Analiza statistică a datelor s-a facut la fel ca subcapitolul 3.3.4. În final, s-au întocmit
situaţii centralizatoare sub forma unor grafice ce indică, la nivel comparativ, diferenţele în
rezistenţa la penetrare şi a umidități pentru întreg dispozitivul statistic luat în considerare.
Acestea au fost realizate la nivel de categorie de adâncime a solului în cazul rezistenţei la
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
penetrare, respectiv pentru o singură categorie de adâncime (adâncime unică) în cazul umidități
solului.
Capitolul 4 : Rezultate si discuții
4.1. Starea solurilor forestiere montane în urma aplicării operațiilor de extracție a
lemnului
4.1.1. Gradul de deranjare a solurilor forestiere datorită operaţiilor de colectare cutractoare şi atelaje
În urma activității de prelucare a datelor culese din teren ca şi a prelucrării acestora a
rezultat starea generală a solurilor forestiere ce se prezintă în Tabelul 9. Datele prezentate în
tabelul menţionat reprezintă ponderile din suprafeţele investigate ce s-au alocat pe baza
eşantionajului în anumite categorii de deranjare a solului. Categoriile de deranjare a solului s-au
realizat prin gruparea unor atribute specifice pentru a se simplifica interpretarea datelor. Astfel,categoriile 1-5 din sistemul utilizat s-au grupat în categoria solurilor nederanjate, categoriile 6-12
s-au grupat în categoria solurilor puţin deranjate (deranjate superficial), categoriile 13-15 s-au
grupat în categoria solurilor puternic dernajate iar solurile compactate s-au încadrat într-o
categorie distinctă.
Tabelul 7. Perturbarea stării solului in urma utilizării echipamentelor forestiere de extracție a
Dupa cum se arată, la momentul colectării datelor de teren, aproape jumătate dinsuprafața investigată (aproximativ 47%) nu a prezentat semne de afectare (deranjare) a solurilor
forestier e prin activitatea de exploatare (colectare) a lemnului. Totuşi, au existat situaţii în care,
în urma extrapolării, anumite unităţi amenajistice au prezentat doar pe circa 13% din suprafaţă
soluri nederanjate după cum în alte cazuri, a existat cel puţin o unitate amenajistică în care
suprafaţa nederanjată a solului a fost de circa 88%. Amplitudinea de variaţie ca şi abaterea
standard au indicat o variabilitate destul de ridicată a datelor pentru această categorie luată în
considerare. Suprafeţele pe care solurile au prezentat un grad de deranjare superficial (adâncime
mică) au reprezentat, în medie, circa 37,43%. În acest caz, amplitudinea de variaţie ce s-a
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
înregistrat a fost mai mică, aspect ce a fost valabil şi în cazul abaterii standard dar, luate
împreună, acestea au indicat şi în acest caz o variabilitate crescută a datelor.
Suprafeţele pe care solurile au prezentat un grad de deranjare ridicat (profund) au
reprezentat, în medie, circa 6,04% din suprafaţa eşantionată. Au existat situaţii în care această
categorie de deranjare a solului nu a fost înregistrată în teren, după cum au existat şi situaţii încare această categorie de deranjare a solurilor a reprezentat circa 30% din suprafaţa unei unităţi
amenajistice luate în considerare. Absenţa acestei categorii poate fi rezultatul unei recuperări
parţiale sau a mascării efectelor deranjării solurilor prin acoperirea cu litieră a acestuia. Oricum,
la nivel general, media a indicat, mai degrabă, o suprafaţă redusă încadrabilă în această
categorie, iar abaterea standard a indicat o variabilitate crescută a categoriei.
Resturile de exploatare, resturile de subarboret şi alte elemente vizibile la suprafaţa
solului în momentul eşantionării au avut o proporţie medie de cica 6,02 %, existând şi în a cestcaz situaţii în care acest fenomen nu s-a manifestat deloc în punctele eşantionate în anumite
unităţi amenajistice, până la manifestarea pe circa 21%. Variabilitatea datelor a fost, pe de altă
parte, mare.
Fenomenul de compactare a solurilor s-a manifestat în proporţii de 0 până la aproape
15%, această categorie ocupând, în medie circa 4% din suprafaţa analizată, aspect ce indică un
caracter mai degrabă îngrijit al lucrărilor ce s-au executat, ca şi posibila limitare a deplasării
lemnului în operaţii de apropiat la trasee bine delimitate, impuse. Pe de altă parte, limitarea laaceste trasee poate să aibă alte efecte nedorite, legate de creşterea prin mijloace artificiale, a
gradului de compactare la anumite valori care nu mai permit revenirea la starea normală a
solurilor. Rezultate privind aceste efecte se prezintă în subcapitolele următoare.
Trebuie menţionat aici faptul că rezultatele prezentate se referă la unităţi amenajistice
care au fost supuse operaţiilor la diferite momente în timp. Prin urmare , este posibil ca în unele
cazuri anumite efecte să fi fost mascate. De exemplu, prin acumularea de litieră, s-ar fi putut
acoperi anumite trasee de adâncimi mici pe care s-au deplasat piese de lemn sau utilaje.
4.1.2. Evoluția perturbării solului î n timp
Cele mai multe dintre studiile efectuate până în prezent au încercat să evalueze modul în
care echipamentele forestiere de exploatare a masei lemnoase, ce utilizează drept suport de rulare
solul, pot avea un impact asupra acestuia în ceea ce privește perturbarea lui, prin evaluarea
perturbării solului ce are loc imediat după operațiunile de extracție. Cu toate acestea, în timp
natura încearcă și poate reuși să repare sau să acopere impactul provocat la un moment dat de
extracţia masei lemnoase. În Figura 13 se redă o imagine de ansamblu cu privire la starea
solului în ceea ce privește perturbarea lui luând-se în considerare următoarele aspecte: clasa de
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
perturbare, anul în care s-au efectuat operaţiile de exploatare a lemnului și tipul intervenţiei
silvotehnice care s-a aplicat. Magnitudinile reprezentate pe axa y, reprezintă proporţiile din
suprafaţă pe care s-au înregistrat anumite categorii de deranjare a solurilor (axa x) şi tipul de
intervenţie silvotehnică ce s-a aplicat (de asemnea axa x).
Datele prezentate în figura menţionată se referă numai la acele unități amenajistice în care
au fost utilizate tractoarele de tip skidder în operaţii de colectare a masei lemnoase. După cum se
arată in figură, nu s-au putut identif ica factori rezonabili care să explice (distingă între) gradul
de deranjare a solurilor forestiere. Pe de altă parte, se pare că distribuţia solurilor pe clase de
deranjare este mult mai relaţionată cu anul aplicării operaţiilor de exploatare a lemnului, p rin
urmare cu perioada de timp sucrsă între data realizării eşantionărilor şi momentul în care s-au
aplicat operaţiile de exploatare. De exemplu, proporţia de participare a solurilor fără deranjare a
prezentat o tendință descrescătoare, de la o valoare de mai mult de 60% în 2007 până la o valoare
de circa 20% în 2014 Figura 14. În acelaşi timp, solurile deranjate superficial ca şi cele
deranjate în profunzime au prezentat creşteri raportate la perioada de timp scursă, un aspect ce a
fost general valabil şi în cauzl solurilor ce au prezentat fenomene de compactare.
În Figura 25 se prezintă tendința generală privin evoluţia claselor de deranjare a solului
pe parcursul timpului, prin reprezentarea valorilor medii ce s-au calculat la nivelul fiecărui an.
Este posibil ca recuperarea pe cale naturală să reprezine unul dintre motivele care explică
evoluţia clasei de soluri nederanjate, deoarece suprafeţele încadrate în această categorie au
crescut gr adual pe măsura creşterii diferenţei temporale între momentul colectării datelor şi
momentul efectuării operaţiilor de exploatare a lemnului.
Figura 15. Modificări ale solului în timp.( Tăieturi accidentale, Igienă , Progresive) pe grupe de
sol ( neperturbat, deranjat superficial, profund perturbat și perturbat puternic)
Rezultatele prezentate în Figura 25 indică faptul că variaţia suprafeţelor încadrate în
anumite categorii de deranjare a solurilor este dependentă de anul în care s-au aplicat operaţiilede exploatare a lemnului. În timp ce clasa solurilor nederanjate a tins să descrească în perioada
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
2007-2014, suprafaţa încadrată în categoria solurilor compactate a tins să crească pentru o
aceeaşi perioadă, pe măsura apropierii de momentul eşantionării.
Preciziile diferitelor proceduri de eşantionare pot fi discutabile, după cum acest aspect a
fost tratat de diverşi autori (McMahon 1995, Najafi şi Solgi 2010). Totuşi, rezultatele prezentate
în acest subcapitol sugerează faptul că este posibil ca solurile forestiere afectate să se recupereze
într-o anumită durată de timp fără intervenţii artificiale adiţionale sau, unele dintre efecte pot fi
mascate de alte fenomene cum ar fi acumularea de litieră sau dezvoltarea vegetaţiei din
subarboret. Mai mult, unele dintre unităţile amenjistice ce s-au luat în studiu au prezentat, la
momentul colectării datelor din tere, regenerare completă a vegetaţiei, incluzând aici vegetaţia
lemnoasă. În eşantionul ce s-a luat în considerare, doar o singură unitate amenajistică ce a fost
parcursă cu lucrări în 2009 a fost luată în studiu, un aspect care poate explica distribuţiile
categoriilor solurilor puţin şi profund deranjate. Este posibil şi ca, prin colectarea unui set mult
mai mare de date să se ajungă la rezultate oarecum diferite sub raportul magnitudinii dar, în
acelaşi timp, trendurile de evoluţie ar trebui să fie cam aceleaşi.
Figura 16. Tendințele de evoluţie a claselor de deranjare a solului raportat la momentul
efectuării operaţiilor de exploatare a lemnului
4.1.3. Evaluarea gradului de deranjare a solului în 2014
În două unități amenajistice (24 A respectiv 24 D) a fost evaluată perturbarea solului în
urma exploatări lemnului în anul de referință 2014. În aceste unităţi amenajistice s-au utilizattractoare de tip skidder pentru colectarea lemnului, care au efectuat operaţiile de colectare în
primăvara şi vara anului 2014.
În unităţile amenajistice în cauză s-au aplicat tăieri accidentale şi tăieri de igienă. Prin
excluderea din studiu a categoriei de sol în care s-au înregistrat resturi de exploatare, rocă la
suprafaţă ca şi cioatele unor arbori extraşi, rezultatele indică faptul că solurile nederanjate au
avut proporţii de 20,75 % în unitatea amenajistică 24 A și de 20,37% în unitatea amenajistică 24
D. Solurile puțin deranjate au reprezentat aproape 53% în unitatea amenajistică 24 A și 35% încazul unități amenajistice 24 D, în timp ce solurile puternic afectate au fost de aproximativ 15 %
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
respectiv 30% în aceleaşi unităţi amenajistice. Solurile compactate au fost identificate pe 11 %,
respectiv 15% din suprafața totală. McMahon (1995) a constatat în studiul său că solurile
nederanjate şi cele puţin deranjate pot fi prezente pe 68,7-77,3%, solurile puternic deranjate se
pot manifesta pe 4,0-5,7%, iar solurile compactate poate să reprezinte între 34,7 si 42,7%.
Rezultatele obţinute în studiul condus în cele două unități amenajistice, unde s-au efectuat
operații de exploatare a lemnului în 2014 sugerează faptul că cifrele medii pentru aceleași
categorii de deranjare a solului au fost de 64,57 %, 22,36% și 13,07%, subliniind faptul că
rezultatele privind solurile nederanjate si cele superficial deranjate au fost destul de similare cu
cele raportate de McMahon (1995), precum și diferențele legate de soluri puternic deranjate și
cele compactate care în studiul lui McMahon (1995) au fost diferite. Pe de altă parte, Najafi și
Solgi (2010) au arătat că solurile nederanjate si cele puțin deranjate pot fi identificate într -un
procent de 88-90%, soluri puternic deranjate pot fi identificate într-un procent de 0.6-1.3% iar
soluri compactate pot reprezenta un procent de 11-14%, rezultatele obtinute la ultima categorie
fiind oarecum similare cu cele indicate de acest studiu.
4.2. Modificări în starea solurilor forestiere pe traseele de adunat cu troliul montat pe
tractor
Statisticile descriptive privind rezistenţa la penetrare și a umidități solului, după cum
acestea au fost calculate pentru zonele afectate de piesele de lemn aflate în mişcare, ca și pentru
zonele de control în cazul unităţilor amenajistice 86 respectiv 113, sunt incluse în Tabelul 10. După cum se observă în tabelul menţionat, valorile medii ale rezistenţei la penetrare a solului în
zonele afectate ( RP A), prin luarea în considerare a categoriilor de adâncime studiate, au fost
diferite de cele specifice zonelor neafectate ( RPCM ), determinate ca medii pentru aceleaşi
categorii, cu o singură excepţie care a fost specifică categoriei de adâncime 0-5 cm, în unitatea
amenajistică nr. 113.
Ca un fapt general, în unitatea amenajistică nr. 86, valorile rezistenţelor la penetrare pe
categorii au fost mai mici în zonele afectate cu 8,5 %, 12 % și 16% pentru categoriile deadâncime a solului de 0 - 5, 5 - 10 cm și 10 - 20 cm în comparație cu cele medii înregistrate
pentru aceleaşi categorii de adâncime în cazul zonelor martor.
Cu excepția adâncimii solului de 0 - 5 cm, unde cele două rezistenţe la penetrare (zona
martor şi zona afectată) au generat valori medii egale, tendința descrescătoare a rezistenţei la
penetrare în zonele afectate faţă de zonele martor a fost, de asemenea, observată şi în cazul
unităţii amenajistice nr. 113, unde valorile medii ale rezistenţei la penetrare în punctele de
control (media acestora) au fost mai mari cu 5,4 % respectiv 8,4% decât cele ale rezistenţei la
penetrare a solului în zona afectată pentru adâncimi ale solului de 5 - 10 cm și 10 - 20 cm.
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
Tabelul 8. Statistici descriptive privind rezisten ţa la penetrare şi a umidității solurilor pe
traseele de adunat şi în zonele martor
Unitateaamenajistică
Descriptive statistics
Variabila Clasa deadâncime
(cm)
Nr. deobservaţii
(N)
Media(Mpa)
Abatereastandard
(Mpa)86 RP A 0-5 133 0.54 ±0.37
5-10 133 0.81 ±0.4110-20 263 1.05 ±0.69
RPCM 0-5 133 0.59 ±0.295-10 133 0.92 ±0.41
10-20 263 1.25 ±0.57
U A 15 27 5.55 ±3.59
U CM 15 27 6.02 ±2.87
113 RP A 0-5 255 1.22 ±0.835-10 255 1.93 ±0.83
10-20 514 2.18 ±0.92
RPCM 0-5 255 1.22 ±0.605-10 255 2.04 ±0.64
10-20 514 2.38 ±0.66
U A 15 52 7.39 ±3.38
U CM 15 52 7.29 ±2.10
În cazul unităţii amenajistice nr. 86, umiditate solului în zona afectată de deplasarea pieselor de lemn, exprimat prin valoarea medie (U A) a fost apropiat de cel calculat ca medie
pentru zonele neafectate (martor) - U CM , iar în cazul unităţii amenajistice nr. 113, diferenţele
între cele două valori medii au fost chiar mai mici, cu precizarea că în zonele afectate s-a
constatat o umiditate mai mare decât cea din zonele neafectate. O altă constatare este cea legată
de stările de compactare iniţiale diferite între cele două soluri luate în considerare. Astfel,
indiferent de categoria de adâncime pentru care s-au efectuat măsurătorile, după cum se observă
în Tabelul 10, rezistenţa la penetrare a solului a fost de circa două ori mai mare în cazuleutricambosolului din unitatea amenajistică 113, tendința ce s-a păstrat şi în cazul rezistenţei la
penetrare în zonele afectate prin operaţia de adunat cu troliul montat pe tractor. Dispersia datelor
în jurul valorilor medii, exprimată prin abaterea standard, a fost mai mare în cazul
districambosolului din unitatea amenjaistică 86, valoarea acestui indicator crescând cu
adâncimea atât în cazul eşantioanelor colectate din zonele afectate cât şi a celor colectate din
zone neafectate. În schimb, în cazul eutricambosolului din unitatea amenajistică nr. 113, valorile
acestui indicator nu au mai variat semnificativ în raport cu adâncimea, indiferent de zonainvestigată.
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
Figura 17. Rezistenţa la penetrare a solului în zona afectată (roşu) şi în zona de control (verde)
în cazul unităţii amenajistice nr. 86. Cu linie punctată sunt reprezentate abaterile standard în
culoarea specifică curbei la care se referă
În Figura 26 se prezintă variaţia RP A şi RPCM în funcţie de adâncimea solului, inclusiv
variaţia abaterilor standard specifice valorilor medii ale celor două curbe pentru districambosolul
din unitatea amenajistică 86. După cum se observă, în general, dispersia valorilor rezistenţei la
penetrare în jurul mediei a fost mai mică în porţiunile neafectate de sol, comparativ cu cele
afectate şi indiferent de zona în care s-au preluat eşantioanele, dispersia valorilor a crescut cu
adâncimea. De asemenea, în primii 5 cm de sol nu s-au înregistrat diferenţe foarte mari între RP A
şi RPCM iar în domeniul de adâncime 5-20 cm, rezistenţa la penetrare a înregistrat valori mult
mai mici în zonele afectate decât în cele martor, urmând ca peste valoarea de 20 cm RP A să
crească şi chiar să depăşească RPCM în domeniul de adâncime imediat următor.
În Figura 27, se prezintă variaţia RP A şi RPCM în funcţie de adâncimea solului,
inclusiv variaţia abaterilor standard specifice valorilor medii ale celor două curbe pentru
eutricambosolul din unitatea amenajistică 113. După cum se observă, în general, dispersia
valorilor rezistenţei la penetrare în jurul mediei a fost mai mică în porţiunile neafectate de sol
comparativ cu cele afectate şi indiferent de zona în care s-au preluat eşantioanele, dispersia
valorilor a manifestat un trend relativ constant cu adâncimea. De asemenea, în primii 5 cm de sol
nu s-au înregistrat diferenţe foarte mari între RP A şi RPCM , acestea fiind relativ egale iar în
domeniul de adâncime 5-20 cm, rezistenţa la penetrare a înregistrat valori mult mai mici în
zonele afectate decât în cele martor, urmând ca peste valoarea de 20 cm RP A să crească, să
egaleze şi chiar să depăşească RPCM în domeniul de adâncime imediat următor.
În Figura 28 se prezintă variația rezistenţei la penetrare a solului în zonele afectate
versus variaţia rezistenţelor la penetrare în punctele de control (media acestora) în raport cu
adâncimea solului în cele două unități amenajistice luate în studiu. După cum se prezintă, înintervalul de adâncime de 0 - 5 cm, diferențele nesemnificative între rezistenţa la penetrare a
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
Dacă în primii 10 cm, valoarea medie a probelor martor a indicat o rezistenţă la penetrare
de 1,08 MPa, în domeniul 10-20 cm aceasta a urcat la 1,54 MPa, iar în domeniul de 20-30 cm
aceasta a continuat să crească ajungând la 2,13 MPa. De asemenea, tot în primii 10 cm,
rezistenţa la penetrare medie măsurată la nivelul urmelor de pneu a fost de ordinul a 1,68 MPa,
iar cea măsurată în centrul traseului a fost mult mai mare, cu o valoare medie de 2,65 MPa.
Rezistenţa la penetrare măsurată ca medie a citirilor din intervalul menţionat, realizate atât la
nivelul urmelor de pneu cât şi în centrul traseului ( RP A) indică o creştere faţă de media zonelor
martor ( RP MM ) de circa 0,91 MPa. Pentru adâncimea de 10-20 cm, creşterile au fost mai mari,
rezistenţa la penetrare măsurată ca medie a citirilor din intervalul menţionat realizate atât la
nivelul urmelor de pneu cât şi în centrul traseului ( RP A) indicând o creştere faţă de media
zonelor martor ( RP MM ) de circa 1,17 MPa. O creştere semnificativă se observă în domeniul de
adâncime de 20-30 cm unde rezistenţa la penetrare măsurată ca medie a citirilor din intervalul
menţionat, realizate atât la nivelul urmelor de pneu cât şi în centrul traseului ( RP A) indică o
creştere faţă de media zonelor martor ( RP MM ) de circa 1,82 Mpa dublându-se faţă de valoarea
din domeniul de adâncime 0 - 10 cm.
În ceea ce priveşte umiditatea solului, acesta a fost în medie, mai mică în zonele martor
faţă de cele afectate (U MM faţă de U AM ), iar în centrul traseului de apropiat, acesta a fost mai
mică decât pe urmele de pneu, putându-se afirma faptul că a existat şi în acest caz o corelaţie
între conţinuturile medii în umiditate ale solului şi valorile rezistenţelor la penetrare în cele trei
zone eşantionate: martor, sub pneu şi în centrul traseului de colectare. Astfel, dacă unei rezistenţe
medii la penetrare în zona martor de 2,13 MPa i-a corespuns o umiditate de 6,16%, zonei
afectate i-a corespuns o umiditate de 6,88% în condiţiile unei rezistenţe la penetrare medii în
domeniul 20-30 cm de 3,95 MPa.
Tabelul 13. Statistici descriptive privind umiditatea solului în zonele martor şi în difer ite zone
afectate eşantionate pe traseul de apropiat cu tractorul
Parchet Sol Repetari Variabila Statistica descriptiva
minim Maxim medie ab. Standar
75 C Districambosoltipic
5 U MM 4.45 8.5 6.16 ±1.64
5 U M1 3.7 9.1 6.28 ±2.13
5 U M2 6.4 13.1 8.94 ±2.72
5 U P1 5.4 12.3 8.22 ±2.85
5 U P2 4.7 7.9 6.04 ±1.53
5 U PM 6.5 12.7 8.58 ±2.75
5 U C 4.5 9.4 6.38 ±2
5 U AM 4.5 12.3 6.88 ±2.26
Variaţia rezistenţelor la penetrare în zona martor, sub pneu şi în centrul traseului de
apropiat, reprezentată sub forma unor curbe construite pe baza valorilor medii obţinute înintervalul de adâncime luat în studiu se prezintă în Figura 30.
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
În Figura 30 se prezintă variaţia RP MM , RP AP şi RPAC în funcţie de adâncimea solului.
În primii 3 cm de sol nu s-au înregistrat diferenţe foarte mari între RP MM şi RP AP, fenomenul
fiind oarecum similar cu cel din cazul prezentat anterior. Peste această adâncime, rezistenţa la
penetrare a înregistrat valori mult mai mari în zonele afectate decât în cele martor, iar curba
reprezentând media citirilor pe centru a înregistrat un comportament relativ similar cu cel
prezentat la cazul anterior. Acest lucru a indicat, cel mai probabil, manifestarea unor fenomene
similare în ceea ce priveşte starea solului în această zonă investigată. După cum se observă,
valorile RP AC au fost mai mari comparativ cu RP MM , şi chiar cu rezistenţele la penetrare citite pe
urmele de pneu în primii 10 cm de sol. Mai departe, fenomenul de descreştere a rezistenţei la
penetrare în zona centrală a traseului, ca şi creşterea bruscă a acestuia se datorează modificărilor
din zonele respective, urmate de revenirea la granulometria obişnuită supusă compactării. Alur ile
curbelor mediilor colectate la nivelul urmelor pneurilor au fost comparabile cu cele culese în
zonele martor, cu deosebirea că primele au înregistrat magnitudini mai mari în ceea ce priveşte
rezistenţa la penetrare
Figura 21. Rezistenţa la penetrare în zona martor (albastru), sub pneu (roșu) şi în centrul
traseului de apropiat pentru unitatea amenajistică 75 C
Prin urmare, variațiile frecvente arătate de curba mediilor înregistrate în centrul traseelor
de colectare RP AC nu indică erori de eșantionat, ci indică variabilitatea generată mai de grabă deamestecarea straturilor de sol decât de compactarea acestora.
În Tabelul 16 se prezintă statisticile descriptive privind rezistenţa la penetrare a solului
pe traseele de apropiat, comparativ cu rezistenţa la penetrare a solului în zonele martor, pentru un
sol încadrat în clasificarea veche drept brun eumezobazic tipic. Datorită prezenţei rocii mamă
aproape de suprafaţa solului, citirile s-au realizat până la adâncimi relativ mici, motiv pentru care
acestea s-au clasificat în două categorii: 0-10 cm respectiv 10-20 cm .
Tabelul 14. Statistici descriptive privind rezistenţa la penetrare a solului în zonele martor şi î ndiferite zone afectate eşantionate pe traseul de apropiat cu tractorul
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
19 RP APM 0,65 4,75 2,34 ±1,578 RP AC 1,51 3,53 2,59 ±0,71
27 RP A 0,65 4,75 2,42 ±1,36
Dacă în primii 10 cm, valoarea medie a probelor martor a indicat o rezistenţă la penetrare
de 0,94 MPa, în domeniul 10-20 cm aceasta a urcat la 1,92 MPa. De asemenea, tot în primii 10
cm, rezistenţa la penetrare medie măsurată la nivelul urmelor de pneu a fost de ordinul a 1,93
MPa, iar cea măsurată în centrul traseului a fost mult mai mare, cu o valoare medie de 2,10 MPa.
De asemenea, rezistenţa la penetrare măsurată ca medie a citirilor din intervalul menţionatrealizate atât la nivelul urmelor de pneu cât şi în centrul traseului ( RP A) indică o creştere faţă de
media zonelor martor ( RP MM ) de circa 1,16 MPa. Pentru adâncimea de 10-20 cm, creşterile au
fost mai mici, dar tot semnificative.
Tabelul 15. Statistici descriptive privind umiditate solului în zonele martor şi în diferite zone
afectate eşantionate pe traseul de apropiat cu tractorul
Parchet Sol Repetari Variabila Statistica descriptiva
minim maxim medie ab. Standar
84 A Eutricambosoltipic
5 U MM 4.2 8.1 6.36 ±1.51
5 U M1 4.6 8.4 6.36 ±1.41
5 U M2 7.6 14 10.08 ±2.76
5 U P1 6.2 12.4 8.7 ±2.63
5 U P2 3.8 7.8 6.36 ±1.69
5 U PM 6.9 13.2 9.39 ±2.69
5 U C 4.6 8.7 6.88 ±1.85
5 U AM 3.8 12.4 7.31 ±2.2
În ceea ce priveşte umiditate solului (Tabelul 17), în general acesta a fost în medie maimică în zonele martor faţă de cele afectate (U MM faţă de U AM ), iar în centrul traseului de
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
Tabelul 18. Statistici descriptive privind rezistenţa la penetrare a solului în zonele martor şi în
diferite zone afectate eşantionate pe traseul de apropiat cu tractorul
Unitateaamenajistică
Tipul de sol Categoriade
adâncime
Număr deobservaţii
Variabila Statistica descriptivă (Mpa)
Valoarea
minimă
Valoarea
maximă
Media Abaterea
standard81 A Districambosol
tipic0 - 10 cm 66 RP MM 0,06 2,22 0,88 ±0,74
33 RP M1 0,06 2,22 1,09 ±0,84
33 RP M2 0,09 1,41 0,66 ±0,54
30 RP AP1 0,15 2,77 0,78 ±0,79
28 RP AP2 0,49 3,02 1,71 ±0,89
58 RP APM 0,15 3,02 1,23 ±0,96
25 RP AC 0,08 3,07 1,09 ±0,90
83 RP A 0,08 3,07 1,19 ±0,94
10 - 20 cm 42 RP MM 0,06 2,57 1,14 ±0,90
21 RP M1 0,06 2,57 1,48 ±1,0621 RP M2 0,09 1,29 0,79 ±0,53
9 RP AP1 0,12 2,5 0,67 ±1,04
7 RP AP2 2,27 2,73 2,58 ±0,22
16 RP APM 0,12 2,73 1,51 ±1,25
7 RP AC 0,97 2,27 1,19 ±0,48
23 RP A 0,12 2,73 1,41 ±1,07
Dacă în primii 10 cm, valoarea medie a probelor martor a indicat o rezistenţă la penetrare
de 0,95 MPa, în domeniul 10-20 cm aceasta a urcat la 1,26 MPa. De asemenea, tot în primii 10cm, rezistenţa la penetrare medie măsurată la nivelul urmelor de pneu a fost de ordinul a 1,00
MPa, iar cea măsurată în centrul traseului a fost mai mare, cu o valoare medie de 1,13 MPa. De
asemenea, rezistenţa la penetrare măsurată ca medie a citirilor din intervalul menţionat realizate
atât la nivelul urmelor de pneu cât şi în centrul traseului ( RP A) indică o creştere faţă de media
zonelor martor ( RP MM ) de circa 0,10 MPa. Pentru adâncimea de 10-20 cm, creşterile au fost mai
mici, dar tot semnificative.
Tabelul 19. Statistici descriptive privind umiditate solului în zonele martor şi în diferite zoneafectate eşantionate pe traseul de apropiat cu tractorul
Parchet Sol Repetari Variabila Statistica descriptiva
minim maxim medie ab. Standar
81 A Districambosol 4 U MM 4.15 8.1 6.09 ±2
4 U M1 4.5 9.3 6.63 ±2.13
4 U M2 5.9 11.6 8.98 ±2.38
4 U P1 6.2 11.4 8.38 ±2.41
4 U P2 3.8 7.7 5.55 ±2.05
4 U PM 6.05 11.5 8.68 ±2.34
4 U C 4.6 8.4 6.68 ±1.91
4 U AM 3.8 11.4 6.87 ±2.28
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
are valore maximă de 2,13 MPa in domeniul de activitate 20 - 30 ea ajunge la o valoare de 5
MPa diferența fiind una de 2,87 MPa.
Figura 25. Comparaţie între rezistenţele medii la penetrate ale solurilor pentru categoriile de
adâncime luate în studiu şi pentru unităţile amenajistice eşantionate
În Figura 34 se prezintă mediile înregistrărilor privind rezistențele la penetrare pentru
diferite poziţii de eşantionare: zone martor, urma pneului şi centrul traseului la nivel de unitate
amenajistică şi adâncime de eşantionare. După cum se poate observa, în marea majoritate a
cazurilor, rezistența medie a solului înregistrată în zonele martor, a fost mai mică prin
comparaţie cu cea înregistrată pe traseele de apropiat. La nivelul urmelor pneurilor, rezistența la penetrare a fost mai mare decât în celelalte zone de eşantionaj în toate cazurile, variind între
circa 0,99 MPa şi circa 3,8 MPa. Rezistenţa la penetrare în centrul traseelor de ap ropiat a
înregistrat, de asemenea, în marea majoritate a cazurilor, valori mai mari. Variațiile frecvente
arătată de mediile înregistrate în centru traseelor de colectare RP AC nu indică erori de eșantionat,
ci indică variabilitatea generată mai de grabă de amestecarea straturilor de sol, decât de
compactarea acestora.
Figura 26. Comparaţie între rezistenţele medii la penetrate ale solurilor pentru categoriile de
adâncime luate în studiu şi pentru unităţile amenajistice eşantionate
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
Figura 28. Valorile medii ale umidități solurilor din cele cinci unităţi amenajistice pentru zonel e
martor, urma pneurilor şi centrul traseelor
Capitolul 5: Concluzii, contribuţii originale şi recomandări pentru practică. Diseminarearezultatelor şi direcţii noi de cercetare
5.1. Concluzii
5.1.1. Concluzii cu privire la gradul de deranjare a solurilor forestiere din zona
montană în urma aplicării operaţiilor de colectare cu tractoare
În urma analizei datelor colectate din cele 19 unități amenajistice si bazat pe un numar
de 1211 puncte de eșantionare se extrage următoarele concluzii cu privire la gradul de deranjareal solurilor datorită operațiilor de colectare a masei lemnoase.
i) Categoria solurilor neperturbate au reprezentat proporția cea mai mare in unitățile
amenajistice luate in studiu (in termen de suprafață), fiind urmată de categoria
solurilor cu perturbări superficiale, apoi de categoria solurilor profund perturbate,
urmată de categoria resturilor de exploatare de sub arboret si alte element și în ultima
categorie cu procent cel mai mic fiind solurile compactate. Proporțile medi de
participare în suprafața totala au fost de circa 47 %, 37%, 6%, 6% si 4 % pentrucategoriile luate în calcul cat și în ordinea studiată.
ii) Totuși, datele au arătat variabilități semnificative in toate categoriile studiate . Astfel au
existat cazuri în care unitățile amenajistice au avut suprafețe încadrate în prima
categorie cuprinsă intre 13 – 88%, au existat situații în care perturbările superficiale
s-au manifestat pe suprafețe cuprinse intre 13 -56%, și au existat și situați în care
perturbarile profunde și solul compactat au lipsit.
iii)
Raportat la evoluția în timp în perioada 2007 -2014 s-a constatat faptul că suprafațaîncadrată în prima categorie(sol neperturbat) a înregistrat un trend descrescător destul
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
către pozițiile de eșantionare traseu respectiv martor. În ceea ce priveste rezistența de penetrare a
solului s-a constatat faptul că pentru adâncimi de 0 -10cm aceasta a fost în patru din cinci cazuri
studiate, mai mare decât cea înregistrată in zonele martor .
i) Pentru adâncimi cuprinse intre 10 -20 cm rezistența la penetrare a solului pe urmele de
pneuri a fost întotdeauna mai mare decât cea înregistrată în zonele martor iar ceaînregistrate în centrul traseului a fost într-un singur caz mai mare decât celelalte doua
și în trei cazuri mai mică decât acestea.
ii) Pentru categori de adâncime 20 -30 cm rezistența la penetrare in centrul traseului a
înregistrat cea mai mare valoare medie și a depășit rezistența la penetrare in celălalte
două puncte de esantion. De asemenea în acest caz rezistența la penetrare pe urmele
de pneuri a fost aproape dublă comparativ cu cea din zona martor iar rezistența la
penetrare in centrul traseului a fost de două ori și jumatate mai mare decât în zonele
martor.
iii) Deși surprinzător , rezultatele care indică faptul că rezistența la penetrare in centrul
traseului de apropiat a avut valoarea cea mai mare ele, pot fii explicate prin prizma
modificărilor texturale ce au loc după deplasarea multor sarcini pe acest traseu,
respectiv amestecarea particolelor reprezentând faza solidă a solului , aspect cea a
condus la formarea unei cruste puternic consolidate la suprafața unei zone mai
poroase într-un strat intermediar și a unei zone compactate în adâncime.
iv) În ceea ce priveste umiditatea solului pe traseele de apropiat s-a constatat faptul că,
indiferent de traseu (unitate amenajistică) analizată conținutul mediu in umiditate al
solului a fost de fiecare dată, cel mai mare, pe urmele pneurilor de tractor, aceste
valori au fost urmate ca rezistența de cele din centrul traseelor de apropiat și în
totdeauna, umiditatea solului, a fost cel mai mică în zonele martor. Este posibil ca
acest fenomen să fie explicat de acumulările de apă de pe urmele de pneuri ce au loc
după traficul pe aceleași trasee , cazuri in care urmele de pneuri au comportamentul
unor colectori de apă, iar conținutul în umiditate mai crescut în centru să fie rezultatul
infiltrări apei din lateral din zonele pneurilor.
5.2. Contribuţii originale
Prin cercetările efectuate s-au adus mai multe contribuți la stadiul actual al cunoștintelor
legate de fenomenele ce apar în urma colectări lemnului cu tractorul forestier de tip skidder dupa
cum urmează :
i)
Distribuția din punct de vedere al suprafeței ocupate a claselor de deranjare ale solurilorforestiere suferă modificări care sunt imprimate de scurgerea timpului în sensul că
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele
California, Journal of the American Water Resources Association, vol 35, no. 5, pp.
1171-1182.
43. Rieppo, K., 2001: Forwarder werden immer schwerer. Forst und Technik 2, pp.16-17.
44. Robinson M., Blyth K., 1982: The effect of forestry drainage operations on upland
sediment yields-a case-study. Earth Surface Processes and Landforms 7, pp. 85-90.
45. Rollerson T. P., 1990: Influence of wide-tire skidder operations on soils. International
Journal of Forest Engineering, 2(1), 23-30.
46. Sakai H., Nordfjell T., Sudicani K., Talbot B., Bollehuus E. (2008). Soil compaction on
forest soils from different kind of tires and tracks and possibility of accurate estimate.
Croatian Journal of Forest Engineering 29(1): 15-27.
47. Sbera I. (2007). Resursele de lemn şi potenţialul pieţei din România. Meridiane
Forestiere 2: 3-7.
48.
Sbera I. (2012). Adaptarea de strategii ecologice pentru exploatarea lemnului. Revista
Pădurilor 127 (4): 24-26.
49. Soltanpour S., Jourgholami M. (2013). Soil bulk density and porosity changes due to
ground-based timber extraction in the Hyrcanian forest. Notulae Scientia Biologicae
5(2): 263-269.
50. Soltanpuor S., Jourgholami M. (2013). Soil bulk density and porosity changes due to
ground-based timber extraction in the Hyrcanian forest. Notulae Scientia Biologicae
5(2):263-269.
51. Spinelli R., Magagnotti N., Nati C. (2010). Benchmarking the impact of traditional
small-scale logging systems used in Mediterranean forestry. Forest Ecology and
Management 260: 1997-2001.
52. Stamatiu Mihai. 1962 : Mecanica rocilor .
53. Târziu D. (1997). Pedologie şi staţiuni forestiere. Ceres Publishing House, Bucharest.
54. Vossbring, J., Horn, R., 2004: Modern forestry vehicles and their impact on soil
physical properties, Journal of Forest Research, 123, pp. 259-267.55. Wallbrink, P. J., Croke, J., 2002: A combined rainfall simulator and tracer approach to
assess the role of Best Management Practices in minimising sediment redistribution and
loss in forests after harvesting. Forest Ecology and Management 170, pp. 217-232.
56. Wallbrink, P. J., Roddy B. P., Olley, J. M., 2002: A tracer budget quantifying soil
redistribution on hillslopes after forest harvesting. Catena 47, pp. 179-201.
În domeniul forestier a inceput să se pună un accent puternic pe protejarea mediului șia solului. Astfel se incearcă metode și se cauta utilaje care să reducă pe cât mai mult posibilefectele negative asupra solului produse in timpul procesului de exploatarea a lemnului prinfolosirea utilajelor moderne.
În contextul descris anterior, scopul cercetărilor aferente prezentei lucrări a fost de aevalua gradul de deranjare (afectare) a solurilor forestiere cauzat de operaţiile de colectare alemnului cu tractoare şi atelaje, exprimat prin proporţia de participare a suprafeţelorcaracterizate de diferite grade de afectare ca şi prin modificările ce apar în termeni de rezistenţăla compresiune şi conţinut în umiditate a solurilor :
Evalua gradul de deranjare (remanent) al solurilor forestiere din zona montană în urmaaplicării operaţiilor de colectare a lemnului prin luarea în considerare a mai multor tipuri detăieri, tipuri de sol, tipuri de echipamente utilizate la colectare şi a perioadei de timp scurseîntre momentul execuţiei operaţiilor şi momentul investigării;
Evalua modificările ce apar în soluri în termeni de rezistenţă la penetrare, prin urmare acompactării acestora, ca şi a umidități, pe traseele de adunat cu troliul montat pe tractor;
Evalua rezistenţa la penetrare şi a umidități solului ca efecte remanente după operaţiile decolectare pe traseele de apropiat cu tractorul de tip skidder.
ABSTRACT
In the field of forestry there is a powerful tendency towards environment and soil protection.Thus methods are on probation and facilities are looked for in order to reduce the possible negative effects on soil during the wood exploition process with the help of themodern machinery.
In the above mentioned context, the aim of the exploration akin to this paper was toevaluate the disturbance degree of the forestry soil caused by the wood collection operationswith tractors and harnesses. This is expressed by the participation proportion of the surfacescharacterized by different disturbance degrees, as well as by the changes that occur in terms ofcompression resistance and humidity of soil:
To evaluate the (remanent) disturbance degree of the forestry soil in the mountainousarea due to the wood collection operations, by taking into consideration many types of cuts, soiltypes, collection machinery types and the time passed between execution and investigation;
To evaluate the changes which appear in the soil in terms of penetration resistance dueto its compression, as well as humidity on the collection tracks with the trolleys mounted ontractors;
To evaluate de penetration resistance and soil humidity as remanent effects after thecollection operations on the tracks for the skidder tractors.
7/21/2019 Efectele exploatarii lemnului in zona padurilor municipiului Sacele