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Präzisionseinschlag ist die Zukunft des Holzeinschlags. Bei dieser Methode basiert die Forstbewirtschaftung auf einem zuvor definierten virtuellen Modell, und der Vorgang wird Baum für Baum geplant, während ökologische Werte geschützt werden.
Die Forstbewirtschaftung in Finnland wurde lange auf der Planung eines Einschlagsplatzes und auf Bestandsebene ausgeführt. Die grundlegende Prämisse lautete, dass der Waldtyp und die Entwicklungsklasse eines Bestands innerhalb eines Einschlagplatzes ähnlich sind, so dass auch die Aufarbeitungsmethode auf dem gesamten Einschlagplatz dieselbe sein kann. "Das ist jedoch nicht immer der Fall, weil es auf einem Einschlagplatz Variationen geben kann, die bei der Forstbewirtschaftung berücksichtigt werden sollten," sagt Jori Uusitalo, Professor für Waldarbeiten und Logistik an der Universität Helsinki, Finnland.
Tatsächlich sagt Uusitalo voraus, dass, wo immer dies möglich ist, ein mehrfach zielgerichtetes Einschlagsmodell sich allmählich neben der Planung auf Einschlagplatzebene durchsetzen wird. Er nennt dieses neue Modell Präzisionseinschlag. Uusitalo hat das Modell in Zusammenarbeit mit seinem Forschungsteam entwickelt. Den Kern des Modells bildet die Fähigkeit, alle Bäume im Wald zu sehen und den Einschlag mit räumlich realistischen Geoinformationen zu planen und auszuführen. "Ein virtuelles Modell des Waldes wird erstellt und dann genutzt, um den Einschlag auf Baumebene zu planen, während gleichzeitig ökologische Werte berücksichtigt werden", sagt Uusitalo.
Ein Modell basierend auf Befahrbarkeit, Baumbestandinventar und einem Netz aus Rückegassen
Das virtuelle Modell des Waldes basiert auf einem Befahrbarkeitsmodell, einem Baumbestandinventar und einem Netz aus Rückegassen, die in einem möglichst präzisen Datensatz miteinander kombiniert werden. Befahrbarkeit beschreibt die Tragfähigkeit des Bodens, auf die sich die Art des Bodens und der Feuchtigkeitsgehalt auswirken. Die Berechnungen erfordern eine Modellierung des Grundwassers basierend auf topographischen Daten. Um ein genaues Bild zu erhalten, muss Uusitalos Forschungsteam Daten aus vielen verschiedenen Quellen erfassen."Die Vorhersage der Befahrbarkeit ist eine Herausforderung. Die Vorhersage der Baumbestandsdaten ist vergleichbar einfach."
Die im Baumbestandinventar verwendeten Daten werden mithilfe eines luftgestützten Laser-Scannings erfasst. Auf der Baumkarte wird der Standort des Baumbestands mit den wichtigsten Stammindikatoren, wie Baumart, Durchmesser, Länge und möglicherweise auch Qualitätsfaktoren kombiniert. "Das Laser-Scanning mit hoher Dichte begann 2020 und bietet ein zehn Mal genaueres Cloud-Clustering im Vergleich zu der früheren Methode. Die Nutzung dieser Daten ist interessant und bietet viele Möglichkeiten."
Laut Uusitalo ist die Optimierung des Rückegassennetzwerks eine der interessantesten Herausforderungen in der Forsttechnologieforschung. "Die Optimierung der Strecken sollte auf Daten über die Bodeneigenschaften sowie auf Daten über den Standort alter Rückegassen basieren. Im Januar hat unser Forschungsteam eine Studie veröffentlicht, in der alte Rückegassen, die nur schwer zu erkennen sind, unter Verwendung des Laser-Scannings mit hoher Dichte aufgefunden werden können."
Mit Präzisionseinschlag das meiste auf dem eingeschlagenen Holz herausholen
Das fertiggestellte virtuelle Modell ist auf vielerlei Weise nützlich. Vor dem Einschlag kann der Waldbesitzer oder Forstunternehmer beispielsweise die Auswirkungen der unterschiedlichen Forstbewirtschaftungsmethoden auf die Struktur des verbleibenden Baumbestands, auf die Entfernung eines Baumbestands oder auf die ökologischen Werte des Waldes testen. Der Käufer wiederum interessiert sich vielleicht für die Maximierung des Wertes des Bestands und auf die Minimierung der Kosten und Emissionen des Transports, indem man die Baumbestandinventar und das Merchandising simuliert.
Nach Ansicht Uusitalos ist der Präzisionseinschlag die Antwort auf die voneinander abweichenden und zunehmenden Erwartungen, die derzeit an Wälder und die Forstwirtschaft gestellt werden. Zwar ist der Waldbestand seit langem ein steigender Trend in Finnland, aber die alleinige Erhaltung des Waldbestands reicht nicht mehr aus, um zu zeigen, dass die Forstwirtschaft eine nachhaltige Grundlage hat. Nachhaltige Forstwirtschaft berücksichtigt auch die Anforderungen der Arten, die Freizeitnutzung und die Rolle der Wälder bei der Regulierung der atmosphärischen Kohlenstoffbilanz.
Es wird auch immer wichtiger, dass in Wäldern eingeschlagenes Holz in größtmöglichem Maße wirtschaftlich genutzt wird. Endnutzungen schließen nicht nur Schnittholz oder Zellstoff ein, sondern auch beispielsweise noch veredelte Bioprodukte, Textilien oder Rohmaterialien für die Pharma- und chemische Industrie.
Automation und Robotertechnik gehen in den Wald
Uusitalo stellt fest, dass der Präzisionseinschlag auch der Automation und Robotertechnik den Weg ebnet. "Der Wald ist vom Standpunkt der Automation aus betrachtet eine der schwierigsten Umgebungen. Forstmaschinenbewegungen sind multidimensional, und die Verwendung der Satellitendaten zur Auffindung einer Maschine in einer Umgebung mit einem Dach aus Baumwipfeln ist schwierig. Außerdem sollte die Forstmaschine die Änderungen in der Tragfähigkeit des Bodens und mögliche Abgründe berücksichtigen."
Trotz der Herausforderungen geht die Arbeit weiter, und zurzeit wird ein Planungs-Tool entwickelt. Uusitalo glaubt, dass die nächsten zehn Jahre bedeutende Fortschritte bei der Forstmaschinenautomation mit sich bringen. "Aber es wird wahrscheinlich noch 20-30 Jahre dauern, bevor es eine vollständig automatisierte Maschine für den gewerblichen Gebrauch gibt."
Text: Maria Latokartano / Foto: Laura Vesa / In The Forest 1/2022
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