A detrimental soil disturbance prediction model for ground-based timber harvesting

Soil properties and forest productivity can be affected during ground-based harvest operations and site prepara- tion. The degree of impact varies widely depending on topographic features and soil properties. Forest managers who under- stand site-specific limits to ground-based harvesting can alter harvest method or season to limit soil disturbance. To determine the potential areal extent of detrimental (potentially plant growth limiting) soil disturbance based on site character- istics and season of harvest, we developed a predictive model based on soil monitoring data collected from 167 ground- based harvest units. Data collected included dominant site parameters (e.g., slope, aspect, soil texture, and landtype), harvest season, harvest type (intermediate or regeneration), and the machine(s) used during ground-based harvest operations. Aspect (p = 0.0217), slope (p = 0.0738), landtype (p = 0.0002), and the interaction of harvest season × landtype (p = 0.0002) were the key variables controlling the areal extent and magnitude of detrimental soil disturbance. For example, harvesting during non-winter months on gently rolling topography resulted in greater soil disturbance than similar harvest operations on landscapes that are highly dissected. This is likely due to the ease with which equipment can move off designated trails. A geospatially explicit predictive model was developed using general linear model variables found to significantly influence the areal extent of detrimental soil disturbance on nine defined landtypes. This tool provides a framework that, with local calibration, can be used on other forest lands as a decision support tool to geospatially depict landtypes susceptible to detri- mental soil disturbance during ground-based harvest operations. Resume : Les operations de recolte et de preparation de terrain qui se deroulent sur le terrain peuvent avoir un impact sur les proprietes du sol et la productivite de la foret. L'ampleur de l'impact varie enormement selon les caracteristiques topo- graphiques et les proprietes du sol. Les amenagistes qui comprennent les limites inherentes a chaque station pour la recolte sur le terrain peuvent modifier les methodes de coupes ou la saison de recolte afin de minimiser la perturbation du sol. Pour determiner l'etendue areale potentielle des perturbations nefastes (qui peuvent limiter la croissance des plantes) du sol selon les caracteristiques de la station et la saison de recolte, nous avons elabore un modele de prediction base sur des don- nees de suivi du sol collectees dans 167 unites de recolte sur le terrain. Les donnees qui ont ete recueillies incluaient les principaux parametres de la station (p. ex. pente, exposition, texture du sol et type de sol), la saison de recolte, le type de coupe (intermediaire ou de regeneration) et la machinerie utilisee lors des operations de recolte sur le terrain. L'exposition (p = 0,0217), la pente (p = 0,0738), le type de sol (p = 0,0002) et l'interaction entre la saison de recolte et le type de sol (p = 0,0002) etaient les principales variables responsables de l'etendue et de l'ampleur des perturbations nefastes du sol. Par exemple, le fait de recolter a d'autres moments que pendant les mois d'hiver sur un relief vallonne perturbait davantage le sol que les memes operations de recolte dans des paysages fortement disseques. Cela est probablement du a la facilite avec laquelle la machinerie peut s'ecarter des sentiers designes. Un modele de prediction geospatialement explicite a ete de- veloppe a l'aide des variables du modele lineaire general qui avaient une influence significative sur l'etendue areale des per- turbations nefastes du sol pour neuf types de sol caracteristiques. Cet outil procure un cadre qui, apres une calibration locale, peut etre utilise sur d'autres territoires forestiers comme outil d'aide a la decision pour representer geospatialement les types de sol sensibles aux perturbations nefastes du sol lors d'operations de recolte qui se deroulent sur le terrain. (Traduit par la Redaction)