植樹機的林區(qū)應(yīng)用特點與新技術(shù)發(fā)展趨勢分析

張衛(wèi)國，宋光輝

(1.國家林業(yè)和草原局哈爾濱林業(yè)機械研究所，哈爾濱 150086；2.大興安嶺林業(yè)集團生態(tài)修復(fù)處技術(shù)推廣站，黑龍江 加格達(dá)奇 165000)

0 引言

林業(yè)資源是生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)資源，隨著社會加強了對資源節(jié)約的重視程度，為進(jìn)一步實現(xiàn)節(jié)能減排的工作任務(wù)，更好地維護(hù)自然環(huán)境，植樹造林工作一直是林區(qū)必須執(zhí)行的重要工作，也有效彌補了社會發(fā)展對天然林的消耗。經(jīng)過我國第六次對全國資源進(jìn)行清查，從森林資源來看，我國森林總面積維持在17 490萬hm2，森林蓄積 1245億m3，覆蓋率達(dá)到18.21%，森林采伐量與森林的建設(shè)量逐漸趨向于平衡狀態(tài)，這得益于我國林區(qū)常年堅持封山育林和有序采伐，更得益于堅持不懈的造林工作。但從側(cè)面來看，我國的森林管理與維護(hù)工作也存在著一定的問題，從機械化植樹造林工作來說，存在著人力植樹工作量大、先進(jìn)輔助機械不足、自動化指數(shù)機械缺乏應(yīng)用等問題，嚴(yán)重影響造林的速度和質(zhì)量，也導(dǎo)致造林成本得不到有效控制。

1 植樹機械技術(shù)特點

我國對于植樹造林的機具引進(jìn)相對較晚，但通過對國外先進(jìn)機型的研究，結(jié)合我國林區(qū)的實際情況，經(jīng)過林業(yè)機械企業(yè)和科研院所的共同努力，近年來自主研制的自動化、半自動化機型已逐漸應(yīng)用到林業(yè)植樹工作中來。目前來看，植樹造林的機械產(chǎn)品根據(jù)不同的使用環(huán)境形成了具有區(qū)域化的特點，對于山區(qū)的植樹工作，主要通過小馬力拖拉機配套半自動化植樹機、懸掛式挖坑機、手提式挖坑機進(jìn)行；對于平原地區(qū)的植樹造林工作，可通過大馬力拖拉機配套半自動化植樹機、條狀開溝機、螺旋挖坑機實施，部分地區(qū)也引進(jìn)了自動化的先進(jìn)機型，如圖1所示為CQM-TS80型球狀栽樹機作業(yè)情況，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的挖坑和栽植工作；此外，還有很多先進(jìn)機型針對防風(fēng)固沙造林工作設(shè)計，例如牽引式開溝投苗機、沙丘植樹機等，能很好滿足沙地造林的需求。盡管現(xiàn)階段植樹機械的機型眾多，但在實際植樹造林工作中應(yīng)用的比例仍明顯不足，很多地區(qū)受限于經(jīng)費和環(huán)境條件，仍在以人力造林為主，造成了勞動量大、效率低等問題。

圖1 CQM-TS80型植樹機作業(yè)示意

2 植樹機的研究與應(yīng)用價值

從現(xiàn)有的森林覆蓋情況來看，由于我國人口眾多，森林資源的人均占有面積嚴(yán)重不足，我國森林資源人均占有面積僅為世界平均水平的16%左右，森林覆蓋率也僅為世界平均水平的16%左右，因此，森林培育工作對于我國生態(tài)環(huán)境的改善十分重要，植樹機械的研究與應(yīng)用主要在以下幾方面體現(xiàn)著價值：一是機械植樹有利于土地沙漠化的有效控制。隨著我國土地沙漠化問題的日益嚴(yán)峻，提高森林覆蓋率是防風(fēng)固沙的最佳手段，尤其對于沙地來說，植樹造林的效率才是關(guān)鍵，只有實現(xiàn)快速的大面積栽植樹木，才有利于對土壤沙化起到最佳的抑制作用，植樹機械的應(yīng)用有效應(yīng)對了沙地植樹工作量大的問題，不僅提高了造林速度，而且顯著提高了沙地樹苗成活率；二是有利于木材資源的快速補充。在我國的社會生產(chǎn)過程中建筑業(yè)、工業(yè)、生活家裝等各個方面需要消耗大量的木材資源，通過現(xiàn)代化的植樹機械有利于快速提升木材資源的補充效率，為社會發(fā)展和人民生活提供充足的資源保障；三是有利于進(jìn)一步解放林區(qū)的勞動力，逐漸實現(xiàn)依靠最少的人力實現(xiàn)最佳的植樹造林任務(wù)效果。

3 植樹機的作業(yè)形式

從目前我國的植樹機應(yīng)用來看，植樹機的作業(yè)根據(jù)不同的機型特點和功能，可實現(xiàn)以下三類不同的植樹造林形式，如圖2所示。圖2中a所示為連續(xù)開溝栽植方式，作業(yè)過程中在一定面積范圍內(nèi)進(jìn)行整體開溝，在樹苗放置后再整體對樹苗根部進(jìn)行土壤覆蓋；圖2中b所示為條狀開溝栽植的形式，利用條狀開溝機完成，并利用后方的覆土輪實現(xiàn)自動覆土，條狀開溝機可在人工放置樹苗的情況下完成快速栽植和覆土的效果，具有良好的工作效率；圖2中c所示為挖穴式栽植機，主要利用螺旋挖穴裝置實現(xiàn)挖穴，再利用人工放置樹苗或自動放置樹苗的方式實現(xiàn)栽植。以上三種作業(yè)模式中連續(xù)開溝栽植方式由于作業(yè)量大，導(dǎo)致對土壤擾動大，機械消耗功率大，現(xiàn)階段應(yīng)用逐漸減少，條狀開溝栽植的形式較適合在平原地區(qū)進(jìn)行應(yīng)用，對于土質(zhì)堅硬和地形不連續(xù)、坡度大等情況則不適用，挖穴式栽植機的作業(yè)對于堅硬土質(zhì)和不良地形適應(yīng)性較好，其工作效率沒有條狀開溝栽植高，因此，對于植樹機的作業(yè)形式應(yīng)根據(jù)地區(qū)實際情況進(jìn)行選擇。現(xiàn)階段所應(yīng)用植樹機械逐漸結(jié)合生態(tài)植樹的理念，意在通過機械裝備實現(xiàn)植樹，同時，對自然環(huán)境產(chǎn)生最小的破壞。

圖2 機械植樹的主要形式

4 植樹機技術(shù)發(fā)展趨勢

現(xiàn)階段，各種植樹機械在技術(shù)上最大的差異化在于對土壤的處理形式上，表1中統(tǒng)計了現(xiàn)階段的主要破土技術(shù)及其對土壤產(chǎn)生的影響概率，可見未來的植樹機的技術(shù)發(fā)展主要應(yīng)向機械化生態(tài)植樹技術(shù)轉(zhuǎn)變，利用生態(tài)植樹技術(shù)以最小的土壤干擾量完成植樹造林任務(wù)，是未來林業(yè)植樹機械發(fā)展的主要趨勢之一。

此外，對于植樹機械的研發(fā)，也應(yīng)進(jìn)一步提高其自動化程度，力爭進(jìn)一步減少人力工作的輔助項目，早日實現(xiàn)針對不同作業(yè)需求的全自動化機械植樹作業(yè)，使植樹造林工作變得更加簡單、高效。

表1 不同機械破土形式對土壤的影響

5 結(jié)語

隨著我國機械行業(yè)的快速發(fā)展，各行各業(yè)的機械化普及程度都有了明顯的提升，農(nóng)業(yè)、礦產(chǎn)、建筑等各個行業(yè)都已基本實現(xiàn)了全機械化作業(yè)，而以植樹機為代表的林區(qū)機械的發(fā)展卻不盡人意，機械裝備的普及率也有待進(jìn)一步提升，因此，林業(yè)管理部門應(yīng)進(jìn)一步加強林業(yè)機械的普及程度，大力推廣自動化的植樹設(shè)備，提高林區(qū)工作的效率和便捷度。

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