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Renato Lemm

Forschungsanstalt WSL

Eidg. Forschungsanstalt WSL
Forstliche Produktionssysteme
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Artikel

Autor(en): Renato Lemm, Stefan Holm, Oliver Thees
Redaktion: WSL, Schweiz
Kommentare: Artikel hat 0 Kommentare
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Bessere Entscheide mit dem Sortierungssimulator SorSim

Eine wesentliche Voraussetzung für die wirtschaftliche Holzproduktion ist es,  die bei einer Holzernte anfallenden Sortimente jederzeit abschätzen zu können. Bisher fehlte in der Schweiz jedoch ein zweckmässiges Instrument, um die Einteilung von einzelnen Bäumen und ganzen Waldbeständen in verschiedene Sortimente nach eigenen Vorgaben realitätsnah zu simulieren. Mit dem Sortierungssimulator SorSim hat die Eidgenössische Forschungsanstalt WSL diese Lücke geschlossen.

Stammholz
Sortimente
Abb. 1 - Der Sortierungssimulator hilft abzuschätzen, welche Sortimente bei der Ernte eines Baumes oder eines ganzen Bestandes anfallen.
Fotos: Thomas Reich (WSL)

Für die Vorkalkulation von Holzerntekosten liegen computergestützte Modelle vor, so zum Beispiel HeProMo. Eine wirtschaftliche und kundenorientierte Holznutzung verlangt aber, dass man auch die vermarktbaren Produkte kennt. Diese lassen sich nur über eine Schätzung der in einem Baum enthaltenen Sortimente ermitteln. Dazu eignen sich besonders IT-gestützte Modelle, die mit wenigen Informationen wie Baumart, Brusthöhendurchmesser (BHD) und Alter (bzw. Höhe) die Schaftform von Bäumen nachbilden, vorgegebene Sortimente in diese einpassen und deren Volumen ermitteln. In Deutschland existiert mit Holzernte_7.11 bereits ein solches Instrument.

In der Schweiz gab es bisher noch keine für den Praktiker leicht zugängliche und einfach einsetzbare Software, um Sortimentsschätzungen durchzuführen oder frei definierbare Sortimente in einen Baumstamm einzupassen. Mitarbeiter der Eidgenössischen Forschungsanstalt WSL haben daher den Sortierungssimulator SorSim für Schweizer Bedingungen entwickelt. Dieses Programm ermöglicht es, die Sortimente und ihre Mengen nach Baumarten abzuschätzen und daraus die zu erwartenden Holzerlöse zu ermitteln.

Wie funktioniert SorSim?

SorSim ist eine Java-Applikation zur Einteilung eines Baumes bzw. einer ganzen Liste von Bäumen in Sortimente. Die Daten zu den Bäumen, von denen die optimale Sortierung der Sortimente ermittelt werden soll, lassen sich einfach ab einer Datei einlesen. Mit SorSim ist es dann möglich, diese Bäume anhand der gewünschten Sortimentsvorgaben gemäss den Schweizer Handelsgebräuchen für Rohholz automatisch in die optimalen Sortimente einteilen zu lassen. Anschliessend errechnet SorSim daraus den zu erwartenden Bruttoerlös, indem es die verschiedenen Sortimente mit deren geschätzten Holzpreisen verrechnet.

Die Einteilung nach Sortimentsdimensionen beginnt am Stammfuss und erfolgt in frei wählbaren Intervallen (in der Regel sind 50 cm sinnvoll). Auf jeder Schafthöhe wird geprüft, ob ein geforderter Mitten- respektive Zopfdurchmesser erfüllt ist (Abb. 2). Dabei erfolgt die Prüfung in der Reihenfolge der gewählten Sortierungsstrategie: In der Regel werden also zuerst die stärksten und wertvollsten Sortimente eingepasst. Wenn eine passende Position gefunden ist, ermittelt das Programm das Stückvolumen und versucht, das Sortiment schrittweise zu verlängern, bis dies nicht mehr weiter möglich ist. Dann wird das so erhaltene Stück "abgefertigt" und unter Berücksichtigung eines allfälligen Zumasses die neue Position am Schaft für die nächsten Sortimente vorgemerkt. Das vorliegende Sortierungsmodell weist alles Holz, was in einem Schaft nicht stammholztauglich ist, dem Industrie- und Energieholz zu.

Baumschaft mit Längendefinitionen
Abb. 2 - Schematische Darstellung eines Baumschaftes.
 

Da es beim Laubholz wegen der ausladenden Krone nicht möglich ist, den Schaft zu 100% als Sägeholz zu verwenden, wird Schaftholz nur bis zum Kronenansatz und der Rest als Energie- beziehungsweise Industrieholz berechnet. Die Berechnung des Kronenansatzes erfolgt nach Döbbeler et al (2002).

Die Volumenermittlung der Schaftstücke basiert auf der Berechnung des Volumens des Rotationskörpers, der entsteht, wenn man die Schaftform um seine vertikale Achse rotieren lässt. In der Forstpraxis und bei der Werksvermessung wird das Volumen für die Abrechnung jedoch liegend nach der Mittenflächenformel berechnet. Die Volumenabweichungen, die hierdurch auftreten, spielen eine untergeordnete Rolle.

Für die Sortierung nach Längenklassen kann man entsprechend den Handelsgebräuchen für Rohholz beim Nadelholz eine der Optionen L1, L2 oder L3 (3.0–6.0 m, 6.5–14.5 m und 15.0–22.0 m) wählen, beim Laubholz hingegen lediglich die Option L1. Der Zopfdurchmesser spielt nur beim Nadelholz (L3) eine Rolle. Für die Sortierung nach Durchmesser (unter der Rinde gemessen) gelten in der Regel die Vorgaben gemäss Tabelle 1. Diese Klassen können im Sortimentsvorgaben-File zu jedem Zeitpunkt modifiziert werden. Der Fällschnitt erfolgt bei einer variabel wählbaren Stockhöhe (z.B. 30 cm).

Tabelle 1 - Sortierung von Nadelholz nach Dimensionsklassen und zugehörige Mittendurchmesser. Quelle: Schweizer Handelsgebräuche für Rohholz, Ausgabe 2010.
Klassen Mittendurchmesser (cm) Minimaler Zopfdurchmesser für L3 (cm)
6 ≥60 22
5 50–59 22
4 40-49
22
3b 35-39
18
3a 30-34
18
2b 25-29
18
2a 20-24 18
1b 15-19
14
1a 10-14
Restholz ≤10


Zur Modellierung der Stammform kann wie beim Schweizerischen Landesforstinventgar LFI eine kubische Spline-Interpolation verwendet werden. In den nachfolgenden Anwendungsbeispielen wurde diese sehr genaue Funktion benutzt. SorSim bietet aber auch die Schaftfunktion "Lemm" an, die nur die Eingangsgrössen BHD und – falls bekannt – die Scheitelhöhe des Baumes benötigt.

Die als Default-Werte vorgegebenen Sortimentspreise beruhen derzeit auf den Preisempfehlungen der Holzproduzenten der Kantone Aargau, beider Basel, Bern und Solothurn für den Rundholzverkauf 2010/2011. Für die Anteile der Qualitätsklassen A, B, C und D werden Erfahrungswerte aus dem WSL-Forschungswald Bremgarten, Wohlen, Waltenschwil (Kanton Aargau) verwendet. Preise und Qualitätsanteile sind nach Bedarf frei wählbar. Aus Menge, Preis und Qualitätsanteil pro Sortiment wird der Bruttowert beziehungsweise Bruttoerlös für jeden Baum berechnet.

SorSim bietet die Möglichkeit, die Schafteinteilung nach verschiedenen Strategien vorzunehmen. Die Schaftfunktionen können ausgetauscht und die Sortimentsvorgaben einfach verändert werden. Die Applikation unterstützt mehrere Anzeigesprachen. Im Moment sind dies Deutsch, Französisch und Englisch. Eine detaillierte Beschreibung aller Funktionen sowie der zugrunde liegenden Berechnungsverfahren ist im mitgelieferten Handbuch enthalten.

 
SorSim Applikation: Teilanwendung "Baumliste sortimentieren"
Abb. 3 - Eine Übersicht über den Hauptbildschirm von SorSim. Die Teilanwendung "Baumliste sortimentieren" besteht aus den Teilen Baumliste, Sortimentsvorgaben, Darstellung und Zusammenfassung der Ergebnisse. Anklicken zum Vergrössern.

Zwei Anwendungsbeispiele

  1. Sortierung auf der Grundlage von Anzeichnungsprotokollen
  2. Vergleich Plenterbestand mit gleichförmigem Bestand

Vielversprechende Resultate im Praxistest

In der Praxis haben wir SorSim zunächst in drei Forstbetrieben anhand von konkreten Holzschlägen getestet. Auf der Grundlage von Anzeichnungsprotokollen wurden die Sortimentsanfälle kalkuliert und nach dem Einschlag die Ergebnisse der Holzaufnahme mit den Kalkulationen verglichen. In der Mehrzahl handelte es sich um Fichtenhiebe; es kamen aber auch Bestände mit Tanne, Lärche, Buche und übrigem Laubholz vor. Der Vergleich der aufgearbeiteten Sortimente mit denen aus der Vorkalkulation zeigte gute Resultate. Bei allen Baumarten gab es vereinzelt aber auch Abweichungen. Meist liessen sich diese mit der Vorgeschichte des jeweiligen Bestandes und den damit verbundenen Einflüssen auf Struktur und Qualität erklären.

Für die Forstpraxis eignet sich der Sortierungssimulator SorSim vor allem, weil er rasch und zuverlässig konkrete Vorstellungen über mögliche Erlöse bei der Holzvermarktung vermittelt. Der grosse Wert des Programms beruht auf der Auseinandersetzung mit realen Waldbeständen, mit Vermarktungsalternativen und – im Zusammenspiel mit den Holzernteproduktivitätsmodellen HeProMo – mit der Berechnung von Deckungsbeiträgen (erntekostenfreie Holzerlöse). Diese Instrumente liefern Praxis und Wissenschaft Grundlagen auf quantitativer Basis, welche zur Verbesserung der Effektivität der Waldbewirtschaftung beitragen.

Erwähnte Literatur

  Döbbeler, H.; Albert, M.; Schmitdt, M.; Nagel, J. (2002): BWINPro – Programm zur Bestandesanalyse und Prognose. Handbuch zur Version 6.1. Göttingen: Niedersächs forstl Vers.anstalt, Abteilung Waldwachstum. 121 p.  
  • => Eine vollständige Literaturliste finden Sie im Originalaritkel.

Download

  Hinweis: Wenn Sie die heruntergeladene zip-Datei entpacken, erhalten Sie die Datei SorSim.jar. Diese kann direkt und ohne Installation per Doppelklick gestartet werden. Auf Ihrem Computer muss dazu eine aktuelle Java-Version installiert sein (mindestens Java 1.6).

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