Bättre metodik och kartunderlag kan minska körskadorna

Inledning

Under senare år har problematiken kring mark och vatten uppmärksammats allt mer, vilket lett till landsomfattande insatser med utbildningar, krav på användande av hjälpmedel vid överfarter över vattendrag samt en branschgemensam policy mot körskador. Mycket kunskap finns hos maskinförare och i det praktiska skogsbruket, men det finns också stora kunskapsbrister och behov av ny teknik och nya rutiner.

Når längre med rätt metoder

Skogsbrukets arbete med bättre rutiner och metoder för minska påverka på mark och vatten - samtidigt som grot tas ut som biobränsle - visar att det handlar om att planera vägsystemen väl och använda grot som armering av körvägarna på rätt ställen. Med bra planering, fokus på frågan och rätt attityd kan man nå långt i strävan mot bättre hänsyn samtidigt som biobränslesortiment kan tas ut på lämpliga ställen (jfr ”Rätt metod”, Stora Enso Skog AB).

Svår planeringssituation

Men i dagens skogsbruk sker planeringen på många olika sätt. Att hitta de mest bäriga områdena för terrängtransporter i fält med endast traditionella kartor och GPS är dessutom mycket svårt. Att arbetet ibland genomförs under stor tidspress när industrin är i stort behov av virke samt under svåra förhållanden med mörker och snötäcke gör inte arbetet lättare. Nyckeln är att hitta metoder för att förenkla och förbättra trakt och drivningsplanering, samt att hitta rutiner och metoder för att skydda känsliga områden och rinnande vatten vid drivningen.

GIS-stöd

Skogforsk har sedan 2010 arbetat med att utveckla och utforma bättre traktunderlag och kartor för planering och drivning på basis av data från flygburen laserskanning. Genom att utnyttja det punktmoln som genereras från laserskanning från träffar i trädskiktet och terrängen kan modeller över terräng, markfuktighet och trädskikt tas fram. Utifrån modellerna genereras kartskikt, som tillsammans med digitala kartskikt för t ex naturhänsyn, kultur- och fornminnesvård samt övrig mark, t ex vägar och kraftledningar, förväntas ge ett betydligt bättre kartunderlag än de traditionella traktkartorna. Parallellt med detta arbetar vi fram bättre och tydligare rutiner för skonsam terrängkörning fram i samarbete med skogsbruket.  Vi har kallat projektet STIG (Skoglig Terrängplanering I GIS).

Om STIG-projektet

Syftet har varit att ta fram bättre kartunderlag och rutiner för körning i terräng för att minska påverkan på mark och vatten.

Målsättningarna i projektet är:

- Minimerad påverkan på mark och vatten

- Ökad effektivitet och minskad bränsleförbrukning genom bättre logistik i bestånden samt möjlighet att värdera olika drivningsalternativ

- Bättre arbetsmiljö genom tydligare instruktioner, bättre rutiner och minskade vibrationer i maskinerna (pga att man kör på marken och inte i marken)

Kostnadsindexytan

Från början användes DTM tillsammans med andra digitala skikt för att göra en s.k. kostnadsindexyta (Figur 1). Kostnadsindexytan klassade ”drivningskostnaden” (blött och brant=dyrt, tort och platt=billigt) i fyra klasser med olika färg (ljus färg billigt- mörk färg dyrt). Utöver detta klassades ”no go areas” (hänsyn och brant terräng) där ingen körning kan/ska ske (vita områden i Figur 1). Utifrån kostnadsindexytan användes GIS-program (Arcmap) för att optimera huvudvägar (kortast väg genom de ”billigaste” index-rutorna). Detta gjordes genom att destinationspunkter manuellt placerades i ett 15 x 15 m rutnät sammankopplades i vägnät till förutbestämda avlägg. Resultatet visade var vägarna sammanstrålade och där flertalet vägar går ihop antogs att den optimerade huvudvägen borde placeras. 

Figur 1. DTM (Digital TerrängModell) ger i kombination med digitalt kartmaterial en kostnadsindexyta (till höger) där huvudvägar kan optimeras utifrån ekologiska och ekonomiska förutsättningar. Områden med dålig bärighet eller höga naturvärden undviks och kortaste/billigaste vägen från förutbestämda destinationspunkter till avlägget väljs.

Markfuktighetskartor

I tidiga tester antogs att altituden (höjden över havet) var den viktigaste parametern i kostnadsindexytan. Anledningen till detta var att högre terräng kan antas vara torrare och därför bärigare än lägre terräng. Utöver detta användes lutning, lutningens riktning och jordartskarta från SGU. Efterhand utvecklades STIG-modellen med DTW-maps (Depth to water-maps eller markfuktighetskartor) från Kanada. På University of New Brunswick i Fredricton har man utvecklat en metod för att modellera grundvattnets avstånd till markytan utifrån höjd och lutningsförhållanden i terrängen i förhållande till omkringliggande terräng (Arp 2008). Detta ger en bättre bild av markfuktigheten än höjd över havet. Skogforsk har använt liknande verktyg i GIS-program (ArcMap) och därigenom tagit fram modeller för markfuktighet med terrängmodellen från laserskanningen som underlag.

Figur 2. DTW kartan visar områden där grundvattnet enligt modellen finns mindre än 1 m från markytan. Här visas resultatet i några klasser (olika blå nyans 1-0,75 m, 0,75-0,5 m, 0,5-0,25 m och 0,25-0 m). Vita områden är enligt modellen friska eller torra. Modellen bygger på hur vattnet flyter i landskapet (avrinningen) och slutligen ansamlas i s.k. ”flow chanels”, där grundvattnet når markytan.

Utvärdering av modellerna

Under 2012 inleddes ett delprojekt där syftet var att utvärdera hur väl kartskikt utifrån terräng- och markfuktighetsmodeller stämmer överens med verkliga drivningsförhållanden, samt vilken potential som finns i att använda kartskikten i kombination med tydligare rutiner vid planering och drivning.

Testat på 36 drivningar

Projektet genomfördes genom att 36 utförda drivningar på 5 olika områden inventerades med avseende på skadebild och olika åtgärder för att skydda mark och vatten. Drivningslagen hade fått information om projektet och hade i några av fallen tillgång till kostnadsindexytan (dock inte markfuktighetskartan, vilken vi tog fram senare). Av olika anledningar körde man dock inte med hänsyn till kartskikten, framförallt då att man inte lyckades lägga in skikten som digitala traktunderlag i maskindatorerna.  Fältinventeringen kan därför ses som en inventering av drivningsresultaten utan (eller med mycket liten) inverkan av beslutsstöd. Det ger också en tydlig bild av de största potentialerna för utveckling och förbättring.

Fältinventering

Det totala antalet körskador per ha var i medel drygt 6 skador per ha, varierade mellan 2 och 11 skador per ha. Allvarliga skador (klassade som oacceptabla enligt den gemensamma körskadepolicyn) var i medeltal 0,77 skador per ha (Figur 3).

Figur 3. Medelantalen körskador per ha på de 36 trakterna fördelade på mindre allvarliga skador (blå) respektive oacceptabla skador (röd).

Vid inventeringen återfanns drygt 50 % av de allvarliga skadorna på fuktig mark och 3 % på blöt mark (Figur 4). Mindre allvarliga skador finns av naturlig anledning till störst del på frisk mark, dels eftersom den största andelen skogsmark är klassad som frisk, dels då de flesta anledningarna för att definiera en skada som oacceptabel är kopplad till vatten och fuktig/blöt mark.  De allvarliga skador som återfinns på frisk mark är i de flesta fallen kopplad till lämnad hänsyn.

Figur 4. Andelen av det totala antalet skador (mindre allvarliga = blå och allvarliga = röd) som återfinns i olika fuktklasser.

Utvärdering av markfuktighetskartan

Under 2012 utvärderades markfuktighetskartan genom linjetaxering och inventering av provpunkter, där den modellerade fuktighetsklassen jämfördes med verklig fuktklass mätt enligt Riksskogstaxeringens instruktion. Inventeringen genomfördes på 800 provpunkter längs 40 km linjer, fördelade över 10 kvadrater med 1 km sida. Inventeringen visade att mätdata vid fältinventeringen gav samma fuktighetsklass som modellen i 68 % av punkterna (figur 5). När fuktighetsklassningen skilde sig mellan modell och inventering övervärderades fuktklassningen i modellen i de flesta fallen, med 25 % blötare klassning enligt modellen och 7 % blötare klassning enligt inventeringen (Figur 5).

Figur 5. Andel av provpunkterna som klassades som samma markfuktighetsklass som markfuktighetskartan, samt hur många som klassades blötare i modellen respektive vid inventeringen.

En analys genomfördes för att identifiera orsaken till felklassificeringen. Analysen visade att felet kunde kopplas till dikning i 65 % av fallen (modellen tar inte hänsyn till markavvattning). I drygt 7 % av fallen var vägar orsak och i knappt 30 % av felklassningarna hittades ingen orsak (Figur 6).

Figur 6. Orsak till felklassificering i markfuktighetskartan jämfört med fältinventeringen.

En jämförelse genomfördes också mellan markfuktighetskartan och inventeringen av körskador. Detta gjordes genom att de koordinatssatta körskadorna lades ovanpå markfuktighetsskiktet. Syftet var att utvärdera hur stor andel av körvägarna som skadades inom områden som modellen klassar som fuktiga. Utvärderingen visade att mer än 60 % av alla punktskador hamnar inom områden som klassas som fuktiga i modellen (Figur 7).

Figur 7. Punktskador (svarta, orisade och gröna, risade trianglar) och långa skador (röda tjockare linjer på kartan längst till vänster) på markfuktighetsskiktet (blå färg = fuktig mark i klasserna 1-0,75 m, 0,75-0,5 m och 0,5-0,25 m, 0,25-0 m till grundvatten)

Anpassad metod gav bättre resultat

På tre av områdena användes en anpassad metod vid drivningen medan två av områdena ännu inte fått särskiljda instruktioner/rutiner för hur känsliga områden skulle hanteras.  Antalet skador per ha var mer än dubbelt så många på drivningstrakter där metoden inte anpassats jämfört med trakter där en anpassad metod användes. Allvarliga var en tredjedel så många per ha (figur 8). Detta visar att det finns stor anledning att jobba aktivt med frågan och förändra attityden i skogsbruket genom att tydliggöra rutiner och instruktioner vid drivning med hänsyn till mark och vatten.

Figur 8. Antalet skador totalt (blå) respektive allvarliga skador per ha (röd) vid avverkning utan specialanpassad metod respektive med metod anpassad för maximal hänsyn till mark och vatten.

Diskussion och slutsatser

Nedslående resultat…

Resultatet av fältinventeringen ger en till synes nedslående bild av svenskt skogsbruk med nästan 1 oacceptabel körskada per ha. Skogsbrukets gemensamma körskadepolicy (Skogsindustrierna 2011) har stora delar av skogsbruket skrivit under och de oacceptabla skador som ändå uppstår måste givetvis undvikas i ett framtida skogsbruk.  Utvärderingen i denna rapport visar ändå att det finns stora möjlighet att identifiera och undvika en stor andel av skadorna, framförallt de allvarliga nära vatten.

…men stor potential

Utvärderingen av markfuktighetskartan visade på ca 30 % avvikelser mellan modellen och inventeringen. Detta kan givetvis bero på att modellen inte överensstämmer med verkligheten. Bland annat verkar dikning och vägbanker påverka modellen. En utveckling av modellen borde alltså grunda sig i dessa båda faktorer. Avvikelserna kan å andra sidan även bero på koordinatfel (att bedömningen skedde på fel punkt) eller helt enkelt att markfuktigheten klassades fel.

Oavsett detta finns en stor potential i att implementera markfuktighetskartor i drivningsplanering och drivning då merparten av de oacceptabla skadorna är kopplade till blöt och fuktig mark. Modellen verkar övervärdera andelen fuktig mark och det innebär att man i stor andel av fallen kan förutse problematiska drivningsområden.

Ökad risning

Det finns även en stor potential att öka risningen på högtraffikerade drivningsvägar och därigenom både minska skador och förbättra ergonomin i maskinerna då risade vägar minskar ojämnheten i underlaget.

Attityd och fokus kan minska skadorna

Skillnaden i metoder visar en tydlig bild av att attityd och fokus på frågan är mycket viktig i arbetet med att minimera skador vid drivning. Det visar även att det är viktigt att bra kartunderlag följs av tydliga rutiner för hur olika terrängförhållanden ska hanteras och skyddas. Ett aktivt arbete med metodutveckling är mycket viktigt för att begränsa skadorna i skogsbruket.

Slutligen kan konstateras att:

- Broar hade byggts vid samtliga överfarter över vatten, men alla broar var dock inte tillräckligt bra. Det krävs mer utbildning, benchmarking med duktiga ”brobyggare” och instruktioner kring detta.

- Markfuktighetskartorna kan användas redan idag för planering och drivning. Utveckling av modellen genom att t ex ta hänsyn till vägar och diken kan göra noggranheten bättre, men redan idag kan mycket av den känsligaste skogsmarken identifieras och undvikas.

- Aktivt arbete med utbildning, attityder, underlag och rutiner har potential att minska andelen markskador i skogsbruket till en fullt acceptabel nivå.

Fortsatt arbete

Under 2014 och framåt kommer Skogforsk fortsätta arbetet med att ta fram bättre kartunderlag, tydliga rutiner och effektiva analysverktyg. Arbetet ryms inom den strategiska satsningen på produktivitet och skonsamhet.

Tack till Gustav Friberg, Johannes Hansson, Michael Krook, Frosten Nilsson och Örjan Grönlund som genomfört inventeringen i fält.