我國(guó)營(yíng)林和森保機(jī)械的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

高曼莉

（安徽林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230031）

林業(yè)機(jī)械化水平是現(xiàn)代林業(yè)重要標(biāo)志之一，現(xiàn)代林業(yè)的建設(shè)與發(fā)展離不開(kāi)林業(yè)機(jī)械的應(yīng)用[1]。林業(yè)機(jī)械在森林培育、森林保護(hù)、加工利用等各個(gè)領(lǐng)域都有重要作用，為建設(shè)現(xiàn)代林業(yè)提供強(qiáng)有力的裝備支撐和技術(shù)保障，不僅提升了森林資源經(jīng)營(yíng)利用水平，而且還降低了營(yíng)林加工成本。林業(yè)機(jī)械分為營(yíng)林機(jī)械、加工機(jī)械、森保機(jī)械、園林機(jī)械和生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化機(jī)械5 大類(lèi)[2]，本文主要闡述營(yíng)林機(jī)械、森保機(jī)械的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。

1 營(yíng)林和森保機(jī)械的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 造林撫育

營(yíng)林機(jī)械中開(kāi)溝機(jī)和挖坑機(jī)是最常見(jiàn)的植樹(shù)機(jī)。栽植小樹(shù)苗時(shí)因所栽植深度與寬度較小，常采用開(kāi)溝機(jī)植樹(shù)；栽植大樹(shù)苗，多采用挖坑機(jī)和拖拉機(jī)共同完成。目前新型植樹(shù)機(jī)作業(yè)可不受地形和障礙物的影響，隨意調(diào)節(jié)開(kāi)溝深度、栽植深度，且工作效率高。應(yīng)用于除草、割灌、間伐、修枝等主要撫育管理措施的營(yíng)林機(jī)械有割灌機(jī)、油鋸、高枝鋸等。割灌機(jī)用于割除灌木和雜草、次生林改造、林地清理、幼林撫育等，具有體積較小、便捷的優(yōu)點(diǎn)。在林木撫育中通常用油鋸進(jìn)行間伐作業(yè)，采用人工選擇方式，按經(jīng)營(yíng)目標(biāo)和樹(shù)種特性確定合理的林木密度，實(shí)現(xiàn)保留目標(biāo)木的精準(zhǔn)培育。修枝是促進(jìn)林木主干生長(zhǎng)和培育大中徑級(jí)無(wú)節(jié)材的主要技術(shù)措施。近年來(lái)，安徽省主要推廣采用伸縮式高枝鋸（圖1），開(kāi)展楊樹(shù)、南方紅豆杉等樹(shù)種的修枝作業(yè)，不僅促進(jìn)林木主干生長(zhǎng)、提高木材飽滿(mǎn)度和出材率，而且修枝效率提高50%，有效降低生產(chǎn)成本[3]。

1.2 采伐運(yùn)輸

采伐作業(yè)包括伐木、打枝和造材等環(huán)節(jié)，主要采伐機(jī)械有油鋸、輕便動(dòng)力打枝機(jī)和采伐聯(lián)合作業(yè)機(jī)等。FB150-9P 履帶式林木聯(lián)合采育機(jī)（圖2）由北京林業(yè)大學(xué)和中國(guó)福馬機(jī)械集團(tuán)有限公司共同研發(fā)，為我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代履帶式聯(lián)合采育機(jī)，其將多個(gè)工序有機(jī)結(jié)合，不僅顯著提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，還大大降低了木材損傷并顯著提高了剝皮效果。在林區(qū)運(yùn)輸木材，通常使用集材拖拉機(jī)進(jìn)行集材，一般同絞盤(pán)集材共用，以提升集材拖拉機(jī)的通過(guò)性和機(jī)動(dòng)性。當(dāng)在高山林區(qū)或地貌復(fù)雜地區(qū)，采用索道集材，即利用架空索道進(jìn)行集材，其作業(yè)不受復(fù)雜地貌及惡劣天氣等影響，且在作業(yè)過(guò)程中對(duì)地表植被破壞小。當(dāng)前，在山區(qū)一般將集材拖拉機(jī)與索道集材結(jié)合使用，以提高木材運(yùn)輸效率。

1.3 森林保護(hù)

影響林業(yè)安全的最大危害為森林病蟲(chóng)害與森林火災(zāi)。我國(guó)每年森林病蟲(chóng)害面積高達(dá)0.12 億hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)1 100 億元[4]。森林病蟲(chóng)害防治裝備種類(lèi)繁多、形式多樣，從便攜式小型噴霧器到高射程噴霧機(jī)，從地面噴灑機(jī)具到飛機(jī)裝載的空中噴灑設(shè)備，如針對(duì)蛾蝶類(lèi)等有趨光性害蟲(chóng)的升降式太陽(yáng)能滅蟲(chóng)儀、車(chē)載自動(dòng)高射程噴霧噴煙噴生物農(nóng)藥機(jī)等。采用飛機(jī)、無(wú)人機(jī)防治病蟲(chóng)害見(jiàn)效快、效率高、效果好，能及時(shí)與地面防治同步進(jìn)行，在短時(shí)間內(nèi)即可降低蟲(chóng)口密度。

圖2 FB150-9P 履帶式林木聯(lián)合采育機(jī)

森林火災(zāi)是一種破壞性大、突發(fā)性強(qiáng)、處置性難的自然災(zāi)害。目前森林火災(zāi)預(yù)防與撲救的技術(shù)與裝備受到極大關(guān)注并開(kāi)展了很多研制工作。常用滅火設(shè)備有背負(fù)式滅火器、便攜式風(fēng)力滅火機(jī)、防火開(kāi)帶機(jī)、履帶式森林消防車(chē)、蟒式全地形森林消防車(chē)等。航空滅火是撲救森林火災(zāi)最為先進(jìn)有效的手段，特別是對(duì)于地形復(fù)雜、山高坡陡、地面人員難以接近的森林火災(zāi)，利用飛機(jī)高空偵察，對(duì)火場(chǎng)概況有一個(gè)直觀(guān)、全面的了解分析，便于制定更加科學(xué)合理?yè)浠鸱桨?，具有快速、高效、安全等?yōu)勢(shì)[5]。通過(guò)森保裝備的應(yīng)用推廣，森林災(zāi)害管控防治和應(yīng)對(duì)處置能力明顯提升。2019 年安徽省林業(yè)有害生物防治全面完成國(guó)家下達(dá)的“四率”指標(biāo)，發(fā)生森林火災(zāi)42起，未發(fā)生重特大森林火災(zāi)，森林火災(zāi)受害率0.01‰[6]。

2 營(yíng)林和森保機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)優(yōu)質(zhì)生態(tài)產(chǎn)品的需求不斷增加，對(duì)林業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)要求不斷提高，已成為林業(yè)機(jī)械發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。林業(yè)機(jī)械發(fā)展以“生態(tài)效益優(yōu)先”為原則，堅(jiān)持生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益相統(tǒng)一。從發(fā)展層面來(lái)說(shuō)，未來(lái)的營(yíng)林、森保等林業(yè)機(jī)械呈現(xiàn)出系統(tǒng)化、綠色化、多樣化、信息化的趨勢(shì)。

2.1 系統(tǒng)化

單一的林業(yè)機(jī)械只應(yīng)用于某一個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)，而林業(yè)機(jī)械系統(tǒng)化則能大大提高作業(yè)效率。林業(yè)機(jī)械系統(tǒng)化是指用全盤(pán)機(jī)械化的方法，使進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)械必須在機(jī)械性能和工藝性能上互相協(xié)調(diào)和互相匹配，且這些機(jī)械能適應(yīng)林業(yè)生產(chǎn)環(huán)境等需要[7]。如張樹(shù)君等[8]研究出苗圃精細(xì)筑床技術(shù)、精少量播種技術(shù)、高密度苗木移植技術(shù)、苗圃高效噴藥技術(shù)、步道溝松土除草技術(shù)及高效起苗技術(shù)等苗圃機(jī)械一體化技術(shù)，有助于提升苗木產(chǎn)業(yè)化水平和經(jīng)濟(jì)效益，以及改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

2.2 綠色化

在林業(yè)建設(shè)發(fā)展的過(guò)程中，要堅(jiān)持綠色發(fā)展新理念，保護(hù)環(huán)境、尊重自然、可持續(xù)發(fā)展是一個(gè)永恒的主題。因此，在進(jìn)行林業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類(lèi)健康的要求。應(yīng)當(dāng)注重林業(yè)機(jī)械的節(jié)能技術(shù)研究應(yīng)用，通過(guò)改進(jìn)林業(yè)機(jī)械的有效功率來(lái)提高燃料燃燒率，避免因燃料燃燒不充分造成的環(huán)境污染，從而影響人類(lèi)健康。

2.3 多樣化

針對(duì)營(yíng)林生產(chǎn)的特點(diǎn)，按林業(yè)生產(chǎn)各個(gè)階段的要求，機(jī)械要有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性；要適用于山地、平原、采伐跡地、荒地等立地條件，適用性也要強(qiáng)。目前林業(yè)機(jī)械主要應(yīng)用于用材林撫育、采伐、加工等，由于林業(yè)資源面臨著匱乏的局面，林業(yè)必須由簡(jiǎn)單的生產(chǎn)加工模式逐步向深加工模式發(fā)展，提高林產(chǎn)品的利用率。同時(shí)，針對(duì)各地大面積種植的油茶、山核桃等木本油料林，急需借用機(jī)械在果實(shí)采摘等方面實(shí)現(xiàn)集約化經(jīng)營(yíng)，達(dá)到提高生產(chǎn)效率、降低人工成本的目標(biāo)。

2.4 信息化

計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，為林業(yè)機(jī)械信息化設(shè)計(jì)與制造奠定了基礎(chǔ)，比如計(jì)算機(jī)集成制造、虛擬設(shè)計(jì)等。采用計(jì)算機(jī)集中控制無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)森林病蟲(chóng)害、森林預(yù)警等，大大推進(jìn)裝備網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。立足林業(yè)機(jī)械裝備發(fā)展方向，大力研發(fā)集成高效的資源監(jiān)測(cè)管理技術(shù)裝備，開(kāi)發(fā)高效集成的與全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、遙感系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)相結(jié)合的綜合專(zhuān)業(yè)裝備[9]。

3 結(jié)語(yǔ)

林業(yè)機(jī)械作為林業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要輔助，要適應(yīng)林業(yè)的根本性戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，為踐行“兩山論”、實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革提供有力的裝備支撐[10]；要扎實(shí)推進(jìn)林業(yè)機(jī)械行業(yè)組織管理、產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策優(yōu)化，多渠道投入體系建立、學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)等政策措施落實(shí)到位[11]，不斷優(yōu)化林業(yè)機(jī)械創(chuàng)新水平和裝備結(jié)構(gòu)，全面提升林業(yè)機(jī)械化整體發(fā)展水平，推進(jìn)現(xiàn)代林業(yè)建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展。