Bærekraftig bruk av skogressursene i Norge

Bærekraftig bruk av skogres­sur­sene i Norge

Prosjektets primære mål var å bidra til bedre utnyt­telse av skogres­surser og produk­sjons­res­surser samt å bidra til færre konflikter mellom miljø­hensyn og skogs­drift i normalt og bratt terreng.

Bakgrunn

 I  senere år har skog­bruket sett inntoget av sensortek­nikk og andre tekno­lo­gier til flere formål:

  • Bruk av flybåren laser­skan­ning (ALS) er like veletab­lert innen skog­tak­se­ring og terreng­mo­del­le­ring som bruk av geogra­fiske infor­ma­sjons­sys­temer (GIS) og globale posi­sjo­ne­rings­sys­temer (GPS) for prak­tisk skogsdrift.
  • Andre sensorer og platt­former har også kommet på markedet.
  • Utvikling i bilde­opp­løs­ning og kost­nader de siste årene har gjort disse mer attrak­tive for prak­tisk bruk.
  • Utviklingen av informasjons­systemer for plan­leg­ging, gjen­nom­fø­ring og oppføl­ging av avvirk­ning har gått raskt siden 1990-tallet.
  • Utviklingen av apte­rings­sys­temer for hogst­ma­skiner, med tilhø­rende produk­sjons­rap­por­te­ring, har mulig­gjort både analyser av sort­i­ments­ut­fall og produktivitet.
  • Integrasjon av disse syste­mene med data fra ALS og andre sensorer mulig­gjør større innsikt i både virkesegen­skaper og produk­ti­vi­tets­på­vir­kende faktorer.
  • Samtidig har det blitt utviklet en helt ny gene­ra­sjon med systemer for lang­siktig plan­leg­ging for analyse av ulike stra­te­gier for skog­be­hand­ling og miljøhensyn.

På mange av disse områ­dene gjen­står det tekno­lo­gisk utvik­lings­ar­beid, knyttet til testing og tilpas­ning til skog­sek­to­rens forhold, men ny tekno­logi vil kunne bidra til en mer effektiv utnyt­telse av skog­area­lene – inklu­dert miljø­ele­mentet og en bedre balanse mellom avvirk­ning, leve­ranser og industriforbruk.

Bærekraftig bruk av skogressursene i Norge
Sammendrag


ALS (flybåren laserscanning)

  • ALS har åpnet for flere nye mulig­heter i skog­bruket. I jakten på mer tids­ef­fek­tive metoder for å iden­ti­fi­sere gammel natur­skog, er det utviklet en ny metode for å skille mellom gammel natur­skog og gammel kultur­skog basert på vanlige ALS-data. Sammenhengen mellom fore­komsten av miljø­ele­menter i skog (MIS) og land­skaps­va­ri­abler som helning, bonitet, høyde over havet og avstand fra veg) er også blitt analy­sert som gjør det mulig å foku­sere reste­rende kart­leg­gings­inn­sats på de mest sann­syn­lige områ­dene. I bratt terreng var det usik­kert om laser­takster ga tilfreds­stil­lende nøyak­tighet. Undersøkelser viste margi­nalt større middel­feil ved økende helning, men det ble funnet en metode for å korri­gere resul­ta­tene. For arealer med tradi­sjo­nell skog­be­hand­ling brukes ALS alle­rede til å lage nye digi­tale terreng­mo­deller (DTM) og mark­fuk­tig­hets­kart (DTW). Ulike metoder for bruk av DTW for plas­se­ring av drifts­veier fra bestand til skogs­bilvei ble testet i prosjektet.

  • Skogsmaskiners infor­ma­sjons­system
    – I praksis tar prognoser for sort­i­ments­for­de­ling utgangs­punkt i gjen­nom­snitt­lige forde­linger fra tømmer­må­ling for større områder, med juste­ring etter rådende bestands­for­hold. Kombinasjonen av ALS-data og tre-spesi­fikke produk­sjons­data gir mulighet for bedre prognoser av volum og sort­i­ments­for­de­ling for andre bestand med lignende egen­skaper. I
    dette arbeidet var utford­ringen tilstrek­kelig nøyaktig loka­li­se­ring av det enkelte treet (ved hjelp av hogstag­gre­gatet) slik at treet egen­skaper kunne rela­teres til de ALS-dataene som faktisk traff treet. I 2016 lyktes vi å posi­sjo­nere de avvir­kede trærne med en nøyak­tighet på bedre enn en meter og å koble posi­sjons­da­taene med stam­me­da­taene fra hogst­ma­skinen. For
    sagtømmer ble enkelt­plan­kers kvalitet regist­rert på sagbruket og koblet til laser- og hogst­ma­skin­da­taene for å kvan­ti­fi­sere hvilke egen­skaper ved treet og vokse­stedet best predi­kerte E‑modulen (elas­ti­sitet, styrke­egen­skaper). ALS-data ga i den forbin­delse viktig infor­ma­sjon om krone­for­hold og kvist­set­ting.
    Historisk sett har modeller for produk­ti­vitet og kost­nader i avvirk­ning vært basert på tids­be­gren­sede tids­stu­dier i felt. Prosjektet brukte data samlet via produk­sjons­rap­por­te­ring for å kali­brere eksis­te­rende produk­sjons­normer. Etter kali­bre­ring ble det utviklet et prognose­verktøy for både tids­for­bruk og kost­nader per drift slik at funk­sjo­nene kunne tilpasses forskjel­lige skog­for­hold ved juste­ring av et fåtall hoved­pa­ra­me­tere. Siden det ikke finnes tilsva­rende systemer for auto­ma­tisk innsam­ling av produk­sjons­data fra taubaner, ble
    det også testet en rutine for auto­ma­tisk iden­ti­fi­se­ring av arbeids­faser i taubane­ar­beid på samme måte som det gjøres for skog­sma­skiner. En kombi­na­sjon av bilde­sen­sorer, iner­tial measure­ment units (IMU) og GPS ble testet, men ga lav presi­sjon og et nytt alter­nativ er fore­slått. I de fleste fram­tids­vi­sjoner for avvirk­nings­ar­beid har auto­ma­ti­se­ring, og til og med
    autonom styring, en sentral plass. Som et ledd i denne fram­tids­reisen er maski­nenes evne til å kart­legge omgi­vel­sene et avgjø­rende aspekt. Derfor ble det også testet algo­ritmer for «simul­taneous loca­liza­tion and mapping» (SLAM) på en hjul­gå­ende platt­form med 3‑D
    LiDAR-skan­ning, stereo-syn og GPS.
    Under enkle skog­for­hold gav tekno­lo­gien tilfreds­stil­lende kart­leg­ging av både trær og terreng, men det er behov for mer robuste metoder for mer komplekse skog- og terreng­for­hold. Ved prak­tisk drift er fore­komst av hjul­spor en særlig synlig aspekt ved bære­kraftig utnyt­telse av skogres­sur­sene. Basert på bilder innsamlet med droner ble det i prosjektet utviklet nye metoder for bilde­be­hand­ling som gir presis måling av både spor­dybde og masse­for­flyt­ting
    over større arealer. Disse kan kobles videre til kost­nads­mo­deller for skogs­bil­vei­byg­ging for at kvali­tets­sikre grunn­laget for område­plan­leg­ging.
    Langsiktig plan­leg­ging – Test og tilpas­ning av det svenske plan­leg­gings­verk­tøyet Heureka repre­sen­terte et steg over
    en ny terskel for prosjek­tets forsk­nings­team. Av Heurekas tre deler (REG-wise, PLAN-wise og STAND-wise) ble det foku­sert på eien­doms­ni­vået (PLAN-wise). Både biolo­giske og tekniske forut­set­ninger ble gjen­nom­gått, med belys­ning av til dels store forskjeller i f.eks. tilvekst­funk­sjoner og maskin­pro­duk­ti­vitet. Derfor ble Heureka utvidet med skred­der­sydde plug-ins med norske forut­set­ninger, som for eksempel para­me­tere for bruk av taubane i bratt terreng. Arbeidet ble også supplert med analyser av forholdet mellom kart­av­stand og faktisk
    drifts­vei­lengde med helning gjen­nom­ført med GPS-spor­logger­data fra lass­bæ­rere på Østlandet og i Trøndelag.
    Ulike fakto­rers betyd­ning for lang­sik­tige avvirk­nings­vo­lumer ble analy­sert og sammen­lignet mot tilsva­rende hoved­tall fra SGIS for to skog­ei­en­dommer; en gran-domi­nerte på Østlandet (Drammen) og en furu-domi­nert på Vestlandet (Kaupanger). Sammenligningen viser til høyere avvirk­nings­vo­lumer fra Heureka en SGIS i både tilfeller. Den minste avvik (5 %) var for den gran-domi­nert eiendom på Østlandet og den største (opp til 30 %) var for den natur­lige furu­skog på Vestlandet. Vestlands-eien­dommen hadde også høyere drifts­kost­nader i praksis enn beregnet med de norske para­me­tere i Heureka. Unøyaktig inndata kan være en del av forkla­ring for både avvik.