Beslutsstöd kan ge bättre markberedning

Bakgrund

Markberedning i lutande terräng

Markberedningsmetoderna harvning och högläggning har skilda arbetsprinciper som påverkar hur föraren väljer att arbeta i brant eller sluttande terräng. Högläggaren viker med sig den omvända torvan i färdriktningen medan harven lägger ut den omvända torvan vinkelrätt i maskinens körriktning.

I praktiken innebär detta att en högläggare kan få problem vid körning uppför, då torvan riskerar att ramla tillbaka ner i gropen. Man undviker också att höglägga i starkt motlut - det går tungt, vilket har negativa effekter för bränsleförbrukning och prestation. När man harvar undviker man att köra på skrå, då den övre torvan kan falla tillbaka ner i harvspåret.

Alltför brant motlut innebär svårigheter för bägge metoderna och föraren kan då tvingas till ”rundkörning” (att köra uppför utan att markbereda, för att sedan vända maskinen och markbereda nedför branten). Högläggaren har i sin arbetsprincip en bättre möjlighet att då arbeta på skrå och undvika rundkörning.

Givetvis finns ändå lutningsgrader och ytstrukturer som påverkar vad förare och maskin kan klara av. Att tidigt få relevant information om hur trakterna ser ut är därför viktigt för planering av körningen. Och den informationen får man idag från digitala terrängmodeller.

Identifiering av behoven

Under fyra seminariedagar undersöktes markberedningsbranschens behov av beslutstöd. Totalt mötte Skogforsk ca 100 personer med representanter från maskintillverkare, beställare och utförare. Gemensamt konstaterades att lutning på trakter och markfuktighet är de viktigaste faktorerna för markberedningsarbetet, men att dessa hinder också bör kunna visas i ett beslutsstöd.

Syfte och mål

Studien skulle ge en bild av förhållandet mellan produktiv och oproduktiv körsträcka vid markberedning. Syftet var också att utvärdera potentialen i att använda terräng- och markfuktighetsmodeller vid markberedning för att nå ett skonsammare och effektivare markberedningsarbete. Dessutom skulle maskinförarna tillfrågas om hur de upplevde beslutsstöden.

Metodik

Beslutsstöd

Två olika beslutsstöd utvärderades i detta projektet. Dels det lutningsindex som utvecklades under projektet, dels markfuktighetskartan som redan fanns implementerad i det svenska skogsbruket. Ett markberedningsentreprenör medverkade under modelleringen av lutningsindexet. Feedback från kompetenta maskinförare säkerställde att inga opraktiska hinder uppkom i beslutsstödet eller studieupplägget.

För att möta kravspecifikationen valdes 15 grader att utgöra tröskelvärde vid urvalet av lutning. Mindre sluttningar som i längd eller bredd understeg åtta meter togs inte med. För att visa lutningens struktur, skapades en buffertzon om tio meter runt om de utvalda lutningsklustren inom vilken all lutning från tio grader och uppåt visades i beslutsstödet. Dessutom tilldelades alla pixlar med lutning över 27 grader samma färgvärde. 

Figur 1. Illustration av lutningsindexet på en studietrakt ovanpå ett ortofoto.

Markfuktighetkarta

Som markfuktighetskarta under markberedningen användes skogsföretaget SCA:s markfuktighetskarta.

Figur 2. Markfuktighetskarta på en studietrakt ovanpå ett ortofoto.

Kluster

Ett sätt att beskriva den rumsliga fördelningen av både lutning och markfuktighet utöver storlek och andelar i studien var antalet kluster, dvs. sammanhängande pixlar av antingen markfuktighet eller lutning. Figur 3 ger en schematisk bild av kluster på en trakt.

Figur 3. Schematisk bild över ett antal kluster på en trakt, dvs. hinder i form av lutning och/eller markfuktighet.

Markberedning

Markberedningen utfördes med en fyrradig högläggare (Bracke M46) med en Komatsu 895 skotare som dragmaskin. Inga studiespecifika instruktioner gavs maskinförarna för att ändra deras arbetssätt eller annat i deras arbete. Beställningarna från markägaren omfattade mellan 1 900 – 2 300 planteringspunkter per hektar och med generell hänsyn i enlighet med FSC-standarden.

Indata från markberedningsarbetet

All körning loggades med GPS av värdföretaget och presenterades i linjesektioner. De innehöll information om markberedningsaggregatets läge: upplyft (oproduktiv körning) eller nedsänkt (produktiv körning), vilket illustreras i Figur 4 där röda linjer visar oproduktiv körning och gröna linjer produktiv körning.

Även antalet planteringspunkter per hektar erhölls från värdföretaget. Maskinförarna lade själva ut provytorna som inventerades.

Figur 4. Ett exempel av körloggen från markberedarna där rödmarkerade sektioner är oproduktiva körsträckor och grönmarkerade sektioner är produktiva körsträckor.

Resultat

Markberedd körsträcka och antalet planteringspunkter

Trakterna där beslutsstödet användes hade en längre markberedd sträcka än referenstrakterna när andelen lutning över 15 % var låg. När andelen brant mark ökade, minskade skillnaden relativt snabbt. Även om den markberedda sträckan skilde sig åt mellan beslutsstödstrakterna och referenstrakterna så fanns ingen skillnad i antalet planteringspunkter per ha mellan behandlingarna. De minskade däremot med ökande andel brant areal.

Då det gäller antalet planteringspunkter per markberedd sträcka fanns en signifikant skillnad mellan beslutsstödstrakterna och referenstrakterna (Figur 5). För beslutsstödstrakterna påverkades inte antalet planteringspunkter av andelen lutning > 15 grader, men för referenstrakterna minskade antalet planteringspunkter då andelen stark lutning ökade.

Figur 5. Sambandet mellan antalet godkända planteringspunkter per markberedd meter och andelen lutning för behandlingarna beslutstöd och referens.

Oproduktiv körning

Förhållandet mellan oproduktiv körning och produktiv körning skilde sig mellan trakterna. Medelvärdet för samtliga trakter var 20 procent oproduktiv körning. Den oproduktiva körningen för referenstrakterna hade medelvärdet 18 procent och den oproduktiva körningen för beslutsstödstrakterna var 23 procent.

Figur 6. Förhållandet mellan produktiv och oproduktiv körsträcka för på studietrakterna. Medelvärdet var 20% för oproduktiv körsträcka.

Rumslig fördelning av körsträckan

Andelen oproduktiv körning var högre nära lutningsklustren. 10 meter från klustren återfanns 46% av all oproduktiv körsträcka mot 36% av all produktiv körsträcka. Med större buffertavstånd minskade skillnaden och vid 50 meters buffert fångades 72 respektive 73% av respektive körsträcka.

Även nära fuktiga kluster hade den oproduktiva körningen en större koncentration än den produktiva körningen för samtliga buffertdistanser. Av den totala körsträckan var 12% belägen i markfuktighetskartans markerade områden.

Vad tyckte maskinförarna?

Maskinförarnas uppfattning om beslutstödets nytta varierade. Däremot upplevde samtliga förare att de utpekade branterna i beslutsstödet var relevanta att ta hänsyn till. Man tyckte att färgskalan visade hur brant lutningen var – det var möjligt att utläsa släntens utformning.

De ansåg också att de kunde avgöra om markberedningen kunde utföras på skrå, något som det aktuella företaget eftersträvar med sina högläggare när de jobbar i lutning.

Slutsats

Studien visar att det förekom mer oproduktiv körning då beslutsstödet användes, men att lutningsindexet bidrar till att skapa ett jämnare markberedningsresultat som är oberoende av andelen lutning och ger en marginellt längre körsträcka. På trakter med större andel lutning gav beslutstödet också fler godkända planteringspunkter per meter markberedning.

Det finns potential att öka både effektivitet och skonsamhet genom att använda digitala hjälpmedel i form av lutningsindex och markfuktighetskarta. De kan hjälpa föraren att planera arbetet bättre och att öka andelen produktiv körning nära lutningar och fuktstråk.