林地坡度、樹木傾角對伐根鋸上口高度影響研究

許妙洋

摘要：在油鋸采伐作業(yè)中建立了三角函數模型，分析了鋸上口高度與作業(yè)坡度、油鋸導板寬度、樹木傾角之間的三角函數關系，獲得了鋸上口高度的計算公式，求算了其最大值，以期規(guī)范適宜的伐根鋸上口高度范圍，達到降低伐根的要求，推進森林資源的節(jié)約利用，提高林木資源利用率。

關鍵詞：油鋸；坡度；傾角；鋸上口；伐根

中圖分類號：S757.4+5

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）13-0174-03

1 引言

伐根是森林資源的重要組成部分，且伐根材的生產利用是全樹利用的重要內容，也是提高林木資源利用率的重要途徑[1]。據調查，在周寧縣境內，對于采伐跡地的伐根開采利用率很低，幾乎為“零開采、零利用”，且遺留在山場腐爛，給很多細菌創(chuàng)造了寄生環(huán)境，對森林生態(tài)環(huán)境造成不利影響。分析其原因一是周寧縣缺少伐根生產利用的產業(yè)市場；二是由于開采伐根成本相對過高，破壞林地狀況嚴重，缺少合理開采伐根及伐根處理的技術，不適合開采；三是采伐作業(yè)者對森立資源節(jié)約利用意識不夠，常常只追求砍伐效率，忽略降低伐根這一要求[2]。

為提高伐根利用率，從油鋸作業(yè)中控制鋸上口位置高度作為啟發(fā)點，根據坡度、傾角、油鋸導板寬度，分析鋸上口高度的最大值，以期規(guī)范適宜的伐根高度范圍，以提高林木利用率，減少林木資源的損失，促進林業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

2 研究方法

周寧縣境內采伐工具主要以油鋸采伐為主，研究油鋸型號為YD-78（BH29），導板寬度為8～10 cm（寬度為導板加鋸鏈的寬度）。在野外作業(yè)時，以油鋸可以自由切割林木的寬度為宜，所以研究計算過程導板寬度取10 cm。

為進一步提高提高林木出材率，如何降低伐根高度是重要的決定因素；而影響伐根高度的因素有樹種材質、林地坡度、樹木傾角、伐根直徑、油鋸導板寬度等。研究涉及樹木為馬尾松和杉木，油鋸導板寬度為10 cm，可忽略樹種材質及油鋸導板寬度的因素，重點研究林地坡度、樹木傾角兩個因素。而樹木生長方向與地面的位置關系有：①地面上露出樹根的，其無歧根上口位置可以選擇為樹根最高點，有歧根的可以選擇為歧根分歧點高度位置為上口位置，采伐作業(yè)可以做到“零伐根”或接近“零伐根”砍伐。②樹根未露出的地面，樹木無傾斜的，可以根據地面坡度，與油鋸操作寬度，樹干與地面接觸點到作業(yè)坡面的水平距離，來確定上口高度范圍。③樹根未露出的地面，樹木有傾斜的（背坡傾斜或向坡傾斜），可以根據山形地面坡度，與油鋸操作寬度，樹木傾斜角，來確定上口高度范圍。

對于第一種情況，可以做到“零伐根”或接近“零伐根”砍伐，不作研究；對于第二、三種情況，按直立樹木、背坡傾斜樹木、向坡傾斜樹木三種形式分別建立鋸上口高度與林地坡度、樹木傾角的三角函數關系，分析其最大值情況，代入各影響因素參數值，計算出鋸上口高度的最大值。

3 結果與分析

3.1 直立樹木鋸上口高度與林地坡度、樹木傾角的關系

依據圖1、2進行推算分析。根據三角函數關系，可推算出鋸上口高度H上的計算公式為：

H上=（10-K）×tanθ（1）

由此得出，當K為一定值時，H上與θ成正比關系，即θ越大，H上越大；當θ為一定值時，H上與K成反比關系，即K越大，H上越小。因此，當θ為最大值，K為最小值時，H上獲得最大值；當θ為最小值，K為最大值，H上獲得最小值。

K>10時，H上為負值。

0≤K≤10時，根據山形地面坡度，計算不同坡度段對應的H上范圍。結果見表1。

圖中θ為山形地面坡度；H上為鋸上口位置到地形坡面與樹干交點的高度；K為坡面與樹干交點至坡面的水平距離；油鋸導板寬度為10 cm。

3.2 背坡傾斜樹木鋸上口高度與林地坡度、樹木傾角的關系

依據圖3、4進行推算分析。

利用三角函數關系，可以推算出鋸上口高度H上的計算公式為：

根據山形地面坡度及不同傾角，分析最大值的情況，計算出不同坡度段對應的H上最大值，結果見表2。

圖中θ為山形地面坡度；α1為樹木自然傾斜角；h土為地面土層到地形坡面與樹干交點的高度；油鋸導板寬度為10 cm

2.3 向坡傾斜樹木鋸上口高度的與林地坡度、樹木傾角的關系

依據圖5、6進行推算分析。

林木向坡傾斜時，樹木倒向選擇大多數都是倒向山上。當傾斜角α2較大時，如需改變倒向則需要借助外力，來改變倒向，這會使森林采伐成本提高，此處暫不做研究。當傾斜角α2很小時，可以通過鋸下口的位置選擇，控制樹倒方向。在此研究0<α2<10時，鋸上口高度和作業(yè)坡度、油鋸導板寬度的關系。

根據山形地面坡度及不同傾角，分析最大值的情況，計算出不同坡度段對應的H上最大值。結果如表3所示。

4 小結與討論

（1）伐根鋸上口高度主要受作業(yè)坡度、樹木傾斜角的影響，當油鋸導板寬度為10 cm時，利用三角函數關系，研究分析鋸上口高度最大值問題，得出各坡度段，不同傾斜角時，鋸上口高度最大值。

通過表3，可以得出，在油鋸采伐作業(yè)中可以做到伐根鋸上口高度低于上表最大值?？梢杂蒙媳韥頇z查使用導板寬度為10 cm的油鋸伐木時，是否有做到降低伐根要求。伐區(qū)檢查伐根高度時，可隨機抽查伐根鋸上口高度，參考表4，油鋸工采伐作業(yè)時，是否有做到降低伐根要求。由于油鋸鋸鏈存在厚度，油鋸鋸鏈與地面直接接觸等原因，建議允許提高鋸上口最大值1～2 cm，即在表4的鋸上口最大值允許超過1～2 cm；

（2）油鋸伐木時伐根居上口的位置確定，不僅要考慮地面坡度、傾斜角等作業(yè)條件，還要考慮油鋸的導板寬度選擇。當油鋸導板寬度降低時，鋸上口高度最大值也會隨之減小。油鋸采伐作業(yè)過程中，當坡面與林木之間距離狹窄時，鋸上口開楂可以選擇導板寬度小的油鋸鋸材作業(yè)。

（3）針對降低伐根高度要求，提高森林資源利用率，建議：油鋸手進行崗前工作責任的教育和技能的培訓，并進行嚴格的技考核，合格者方能上崗。如模擬特殊作業(yè)環(huán)境，讓油鋸手鋸材，測量其伐根鋸上口高度，是否有超過可鋸材作業(yè)的最大值，未超過的評為合格，否則為不合格。

參考文獻：

[1]蔡培印.伐根資源的利用大有可為[J].林業(yè)科技，1984（3）.

[2]國家林業(yè)局.森林采伐作業(yè)規(guī)程：LY-T 1646-2005[S].北京：國家林業(yè)局，2005.

[3]白 帆，白勝文，肖 冰，等.我國木材生產機械的發(fā)展（一）——木材采伐機械[J].林業(yè)機械與木工設備，2012（12）：13～15.

[4]肖生靈.伐根適宜高度的研究[J].森林工程，1999，27（4）：42～45.

[5]孟 春，龐鳳艷.伐根研究進展[J].森林工程，2005，21（4）：11～13.