Universitatea din Craiova - old.unitbv.roold.unitbv.ro/Portals/31/Sustineri de doctorat/Rezumate2015/MunteanuHoratiu.pdf · deosebite adresez d-lui prof. dr. ing. Borz Alexandru ,

Teza de doctorat Ing. Munteanu Horatiu George

1

Investeşte în oameni!

FONDUL SOCIAL EUROPEAN Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – 2013 Axa prioritară 1 „Educaţie şi formare profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie 1.5. „Programe doctorale şi post-doctorale în sprijinul cercetării” Titlul proiectului: Burse doctorale si postdoctorale pentru cercetare de excelenta Numărul de identificare al contractului: POSDRU/159/1.5/S/134378 Beneficiar: Universitatea Transilvania din Braşov Partener:

Universitatea Transilvania din Brasov Scoala Doctorala Interdisciplinara

Departament: Exploatări Forestiere, Amenajarea Pădurilor şi

Măsurători Terestre

Ing. Horatiu George C. MUNTEANU

Efecte ale exploatări lemnului asupra solului în

zona pădurilor Primariei Municipiului Săcele.

Effects of logging on forest land in the Town Hall Municipipiul of Săcele.

Conducător ştiinţific

Prof.dr.ing. Ciobanu Valentina

BRASOV, 2015


2

MINISTERUL EDUCAŢIEI ȘI CERCETĂRII ȘTIINȚIFICE Universitatea Transilvania din Braşov

Bd. Eroilor 29, 500036, Brașov, Romania Tel/Fax: +40 268 410525, +40 268 412088

www.unitbv.ro

D-lui (D-nei) ..............................................................................................................

COMPONENŢA Comisiei de doctorat

Numită prin ordinul Rectorului Universităţii „Transilvania” din Braşov Nr. 7475 din 03.09.2015

PREŞEDINTE: -Prof. univ. dr. ing. Gheorghe SPÂRCHEZ

PRODECAN – Fac.de Silvicultură și Exploatări Forestiere Universitatea “Transilvania” din Brașov

CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC:

-Prof. univ. dr. ing. Valentina Doina CIOBANU Universitatea “Transilvania” din Brașov

REFERENŢI:

-Cercet. șt. gr. I, dr. Ing. Dănuț CHIRA Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare în Silvicultură “Marin Drăcea” – Stațiunea Brașov -Cercet. șt. gr. I, dr. ing. Lucian DINCĂ Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare în Silvicultură “Marin Drăcea” – Stațiunea Brașov -Conf. univ. dr. ing. Stelian Alexandru BORZ Universitatea “Transilvania” din Brașov

Data, ora şi locul susţinerii publice a tezei de doctorat: Efecte ale exploatări lemnului asupra solului în zona pădurilor Primariei Municipiului Săcele., data 14.10.2015 ora 13.00, sala SI2 Eventualele aprecieri sau observaţii asupra conţinutului lucrării vă rugăm să le transmiteţi în timp util, pe adresa [email protected] Totodată vă invităm să luaţi parte la şedinţa publică de susţinere a tezei de doctorat. Vă mulţumim.

Vă mulţumim


3

Mulţumiri Lucrarea de față a fost elaborată sub îndrumarea științifică a prof. dr.

ing. Ciobanu Valentina Doina , profesor in Departamentuli de Exploatări Forestiere, Amenajarea

Pădurilor și Măsurători Terestre, căruia îi mulțumesc pentru sprijinul deosebit, încurajările și

sfaturile acordate de-a lungul întregii perioade de pregătire și elaborare a tezei. Mulțumiri

deosebite adresez d-lui prof. dr. ing. Borz Alexandru , la Facultatea de Silvicultură si Exploatari

Forestiere din cadrul Universității Transilvania din Brașov, căruia îi datorez îndemnul de a

continua studiile universitare prin înscrierea la doctorat pentru continuarea studiului mai departe,

încercand să descoper noi metode de reducere a deranjari solului in timpul exploatarii lemnului

si pentru că a fost alături de mine pe tot parcursul cercetărilor. Mulțumiri sincere adresez de

asemenea corpului didactic al Facultății de Silvicultură și Exploatări Forestiere din cadrul

Universității Transilvania Brașov, în special domnilor Conf. univ. dr. Alexandru Lucian Curtu,

decanul facultății, prof. univ. dr.ing. Gheorghe Ignea, director al departamentul Exploatări

Forestiere, Amenajarea pădurilorși Măsurători terestre, şef lucr.dr.ing.Rudolf Derczeni ,

conf.univ.dr.ing. Iosif Vorovencii, șef lucrări dr. ing. Razvan Câmpu , șef lucrări dr. ing. Florin

Dinulică , șef lucrări dr. ing. Viorel Marinescu.

Se cuvine să mulțumesc cu toată recunoștința și considerația, pentru sprijinul acordat, pentru

grija și răbdarea dovedite în analiza acestei lucrări : Cercet.șt.gr.I,dr.ing. Lucian Dincă, din

cadrul I.C.A.S. București si Cercet. șt. gr. I, dr. ing. Dănuț Chira Institutul Național de

Cercetare-Dezvoltare în Silvicultură “Marin Drăcea”.

Mulțumesc pentru sprijinul acordat la culegerea datelor de teren prietenilor mei Ene Mihai ,

Ciprian Hagiu si Mihaila Emilian și doctorandului Apafaian Andrei, bunul meu prieten. Un

sprijin deosebit am primit pentru lucrările de teren de la domnul inginer. Hermenean Sorin,

director al Regiei Publice Locale a Padurilor Sacele , doamna economist. Olteanu Ileana

Anișoara, contabil sef al Regiei Publice Locale a Padurilor Sacele , inginer. Siposi Attila si

inginer. Nicolescu Larisa, ingineri la Compartimentul Fond Forestier din cadrul Regiei Publice

Locale a Padurilor Sacele si tehnicieni silvici Serban Nicolae A si Nedelcu Casinel,

compartimentul Paza si Protecție din cadrul Regiei Publice Locale a Padurilor Sacele și pădurari

Gyerko Peter , Constantin Ionut Ciprian și Matei Gheorghe tot cadrul Regiei Publice Locale a

Padurilor Sacele, cărora le mulțumesc sincer. Nu în ultimul rând vreau să mulțumesc familiei

mele: părinților și bunicilor , precum și sorei mele , cumnatului și nepoatei mele si prietenei mele

care mi-au acordat sprijin și înțelegere de-a lungul anilor de elaborare a lucrării.

http://www.unitbv.ro/fsilvic/Departamente/Exploat%C4%83ri,Amenajare%C8%99iM%C4%83sur%C4%83tori/Colectivexploatari/Campu.aspx

http://www.unitbv.ro/fsilvic/Departamente/Exploat%C4%83ri,Amenajare%C8%99iM%C4%83sur%C4%83tori/Colectivexploatari/Dinulica.aspx



http://www.unitbv.ro/fsilvic/Departamente/Exploat%C4%83ri,Amenajare%C8%99iM%C4%83sur%C4%83tori/Colectivexploatari/Marinescu.aspx


4

CUPRINS (lb. romana) Pg. Teză Pg. Rezumat

Capitolul 1. Stadiul actual al cunoștințelor privind impactul echipamentelor forestiere utilizate la extracția lemnului asupra solurilor forestiere ......................................................................................................................................... 8/ 8

1.1. Considerații generale .......................................................................................................................................... 8/8

1.2. Proprietățile fizice ale solurilor. Compactarea solurilor forestiere datorită utilizării echipamentelor forestiere de colectare a lemnului ................................................................................................................................................ 12/9

1.2.1. Proprietățile fizice ale solurilor ..................................................................................................................... 12/9

1.2.2.Compactarea solurilor forestiere datorită utilizării echipamentelor forestiere de colectare a lemnului ....... 18/12

1.3. Sisteme si tehnici de evaluare a impactului echipamentelor forestiere asupra solului ................................. 21/134

1.4. Tipuri de echipamente forestiere utilizate în operații de colectare a lemnului din România şi impactul pe care acestea îl au asupra solurilor forestiere ................................................................................................................. 26/16

Capitolul 2. Scopul şi obiectivele cercetărilor ................................................................................................... 31/188

2.1. Scopul cercetărilor ........................................................................................................................................ 31/188

2.2. Obiectivele cercetărilor .................................................................................................................................. 31/18

Capitolul 3. Materiale şi metode .......................................................................................................................... 32/19

3.1. Localizarea de ansamblu a cercetărilor .......................................................................................................... 32/19

3.2. Evaluarea stării de deranjare a solurilor forestiere ca urmare a operaţiilor de exploatare a lemnului în zona montană ................................................................................................................................................................. 35/19

3.2.1. Alegerea locaţiilor studiilor ......................................................................................................................... 35/19

3.2.2. Designul experimental şi colectarea datelor ................................................................................................ 40/21

3.2.3. Prelucrarea datelor ....................................................................................................................................... 44/23

3.2.4. Analiza statistică a datelor ........................................................................................................................... 45/24

3.3. Evaluarea compactării şi umidităţii solului pe traseele de adunat cu troliul montat pe tractor ...................... 45/24




3.4. Evaluarea compactării şi umidităţii solului pe traseele de apropiat cu tractorul ............................................ 53/29

3.4.1. Localizarea studiilor .................................................................................................................................... 53/29




Capitolul 4 : Rezultate si discuții ......................................................................................................................... 59/33

4.1. Starea solurilor forestiere montane în urma aplicării operațiilor de extracție a lemnului .............................. 59/33

4.1.1. Gradul de deranjare a solurilor forestiere datorită operaţiilor de colectare cu tractoare şi atelaje ............ 59/33

4.1.2. Evoluția perturbării solului în timp ............................................................................................................. 61/34


5

4.1.3. Evaluarea gradului de deranjare a solului în anul 2014 .............................................................................. 64/36

4.2. Modificări în starea solurilor forestiere pe traseele de adunat cu troliul montat pe tractor ............................ 65/37

4.3. Modificări în starea solurilor forestiere pe traseele de apropiat ..................................................................... 71/42

Capitolul 5: Concluzii, contribuţii originale şi recomandări pentru practică. Diseminarea rezultatelor şi direcţii noi de cercetare ............................................................................................................................................................ 92/56

5.1. Concluzii ........................................................................................................................................................ 92/56

5.1.1. Concluzii cu privire la gradul de deranjare a solurilor forestiere din zona montană în urma aplicării operaţiilor de colectare cu tractoare ........................................................................................................................................ 92/56

5.1.2. Concluzii cu privire la modificările ce apar în soluri pe traseele de adunat cu troliul montat pe tractor .... 93/57

5.1.3. Concluzii cu privire la modificările ce apar în soluri pe traseele de apropiat cu tractorul .......................... 94/57

5.2. Contribuţii originale ....................................................................................................................................... 95/58

5.3. Recomandări pentru practică .......................................................................................................................... 96/59

5.4. Diseminarea rezultatelor ................................................................................................................................ 96/59

5.5. Direcţii noi de cercetare ............................................................................................................................... 97/600

Bibliografie ......................................................................................................................................................... 98/611

Curriculum vitae


6

CUPRINS (lb. engleza) Chapter 1. The current state of knowledge on the impact of forestry equipment used in skidder extraction on forest soils………………………………………………………………………...8/8 1.1 . General considerations ……………………………………………………………………8/8 1.2 . The physical properties of soils. Compaction equipment forest soils due to the use of forest wood collection………………………………………………………………………………...12/9 1.2.1 . The physical properties of soils ………………………………………………………..12/9 1.2.2. Compaction equipment forest soils due to the use of forest wood collection ………...18/12 1.3 . Systems and techniques for assessing the impact on soil forestry equipment…………..21/14 1.4 . Types of equipment used in the forest collecting wood operations in Romania and the impact that they have on forest soils………………………………………………………….26/16 Chapter 2. The purpose and objectives of the research ……………………………………. 31/18 2.1 . Research goals…………………………………………………………………………. 31/18 2.2 . Research objectives……………………………………………………………………..31/18 Chapter 3. Materials and methods ………………………………………………………….32/19 3.1. Locating overall research ……………………………………………………………….32/19 3.2 . Evaluation of the disturbance of forest soils as a result of logging operations in the mountainous area……………………………………………………………………………..35/19 3.2.1 . The choice of location studies ………………………………………………………..35/21 3.2.2 . The experimental design and data collection …………………………………………40/21 3.2.3 . Data processing ……………………………………………………………………….44/23 3.2.4 . Statistical analysis of data …………………………………………………………….45/24 3.3. Evaluation of soil compaction and moisture trails of skidder -mounted winch gathered 45/24 3.3.2 . The experimental design and data collection ………………………………………....47/26 3.3.3 . Data processing ……………………………………………………………………….52/28 3.3.4 . Statistical analysis of data ………………………………………………………….....52/28 3.4 . Evaluation of soil compaction and moisture trails close by the skidder ……………….53/29 3.4.1. Location studies ……………………………………………………………………….53/29 3.4.2 . The experimental design and data collection …………………………………………55/30 3.4.3 . Data processing ……………………………………………………………………….58/32 3.4.4 . Statistical analysis of data ...…………………………………………………………..59/32 Chapter 4: Results and discussion …………………………………………………………..59/33 4.1. Status upland forest soils in the application skidder extraction operations ……………..59/33 4.1.1. The degree of disturbance to forest soils due to operations with skidders and carts collecting ……………………………………………………………………………………..59/33 4.1.2. Evolution of soil disturbance in time …………………………………………………61/34 4.1.3. Evaluation of soil disturbance in year 2014 …………………………………………..64/36 4.2. Changes in forest soil condition on routes together with winch mounted on skidder…...65/37 4.3. Changes in state forest soils on trails. …………………………………………………...71/42 Chapter 5: Conclusions, original contributions and recommendations for practice. Dissemination of results and new research directions ……………………………………………………….92/56 5.1. Conclusions ……………………………………………………………………………..92/56 5.1.1. Conclusions on the degree of disturbance of forest soils in the mountainous area after applying skidder collection operations ………………………………………………………92/56 5.1.2. Conclusions about changes that occur in soils on routes together with winch mounted on skidder………………………………………………………………………………………..93/57 5.1.3. Conclusions about changes that occur in soils on trails near the skidder……………..94/57 5.2. Original Contributions …………………………………………………………………..95/58 5.3. Recommendations for practice ………………………………………………………….96/59 5.4. Dissemination …………………………………………………………………………...96/59 5.5. New directions of research ……………………………………………………………...97/60 Bibliography …………………………………………………………………………………98/61


7

Introducere

În domeniul forestier a inceput să se pună un accent puternic pe protejarea mediului și a

solului. Astfel se incearcă metode și se cauta utilaje care să reducă pe cât mai mult posibil

efectele negative asupra solului produse in timpul procesului de exploatarea a lemnului prin

folosirea utilajelor moderne. Tocmai de aceea tema tezei vrea să raspundă acestor intrebari in

vederea clarificării metodelor si a factorilor ce influentează negativ sau pozitiv deranjarea

solului.

Încep prin a-mi expune motivația alegerii acestei teme de proiect. Am avut șansa să-mi

continui și să-mi extind tema proiectului de disertație, de la studiul privind eroziunea solului

forestier indusă de colectarea lemnului, la una mult mai complexă ce cuprinde modificările ce

apar ca urmare a exploatării lemnului în soluri, rezistenţa la penetrare, ca urmare a compactării

acestuia, precum şi umiditatea, pe traseele de adunat cu troliul montat pe tractor. De asemenea,

gradul de deranjare a solurilor în urma aplicării operaţiilor de colectare a lemnului prin studierea

mai multor variabile şi a perioadei de timp scurse între momentul execuţiei operaţiilor şi

momentul investigării;

Acest lucru m-a motivat să revin in cadrul facultații și împreună cu profesorii din

departamentul de Exploatări Forestiere, să continui studiul mai departe, încercând să descoper

noi metode de reducere a deranjări solului in timpul exploatării lemnului.

Voi incerca și sper să reușesc să elaborez o teză cu cât mai multe date culese din teren și

de la persoane cu mai multă experiență in acest domeniu.


8

Capitolul 1.

Stadiul actual al cunoștințelor privind impactul echipamentelor forestiere utilizate la

extracția lemnului asupra solurilor forestiere

1.1. Considerații generale

Privită sub forma unui sistem, exploatarea lemnului poate fi caracterizată de intrări şi

ieșiri ca variabile procesuale (Borz 2014). Ieşirile din sistemul menţionat se referă, printre altele,

la cantitatea şi calitatea masei lemnoase exploatate cât şi la impactul generat asupra mediului în

timpul şi după încheierea operaţiilor de exploatare a lemnului.

Eroziunea solurilor forestiere depinde de câțiva factori care conduc fie la declanșarea ei,

fie la amplificarea acesteia care, de cele mai multe ori, are efecte negative asupra albiilor

pâraielor, a drumurilor forestiere,a construcţiilor de diferite tipuri din aval (baraje, poduri) sau

asupra staţiunilor forestiere. Dintre mecanismele ce conduc la manifestarea fenomenului de

eroziune în timpul sau ca efect al colectării lemnului cu tractoare, cele mai importante sunt (Sato

şi Terazawa 2004; Wallbrink şi Croke 2002; Stott 1997, Miller et al. 1988; Stott et al. 1986;

Robinson şi Blyth 1982, Brown şi Krygier 1971):

• circulația repetată a tractoarelor cu și fără sarcină pe acelaşi traseu

• sensul înspre care se realizează colectarea lemnului în raport cu înclinarea

terenului (amonte, aval)

• declivitatea terenului

• eroziunea pluvială ce se manifestă pe traseele circulate

• colectarea lemnului prin albiile pâraielor

• traversarea pâraielor

Degradările de suprafaţă ale solurilor cauzate de activitatea tractoarelor folosite la

colectarea lemnului conduc la creşterea cantităţilor de sedimente (Wallbrink et al. 2002;

Kreutzweiser şi Capell 2001). Impactul operaţiilor de colectare a lemnului cu tractoare asupra

solurilor poate fi divizat în trei categorii: deranjarea profilului solului, compactarea solului şi

formarea făgaşelor (Cullen 1991; Grace et al. 2006). Solurile forestiere sunt susceptibile la

compactare, în măsura în care ele conţin o cantitate însemnată de materie organică şi au densităţi

aparente reduse, porozitate ridicată şi rezistenţă redusă (Froehlich şi McNabb 1984; Froehlich et

al. 1985; Kolkaa şi Smidth 2004; Horn et al. 2007). Atunci când se exercită o încărcare mecanică

asupra unui sol, particulele acestuia sunt rearanjate mai strâns legate între ele, rezultând o

creştere a densităţii (Dickerson 1976; Greacen şi Sands 1980; Grace et al. 2006), fenomen ce

poartă denumirea de compactare.


9

În general, îndepărtarea stratului organic şi mineral de la suprafaţa solului are loc prin

scalpare, rostogolirea pieselor de lemn, crearea de făgaşe de către pneuri etc. Făgaşele apar mai

ales în condiţiile unei umidităţi ridicate, atunci când presiunile exercitate de către echipamentul

de colectare provoacă degradarea structurii solului (Greacen şi Sands 1980; McNabb et al. 2011;

Nungent et al. 2003).

Utilajele folosite la colectarea lemnului devin din ce în ce mai grele şi mai puternice

(Rieppo 2001), existând situaţii în care sarcinile pe osie ajung la 300 kN (Hakansson 1994).

Fiecare maşină de colectare cauzează deformarea solului urmată de alterarea proprietăţilor fizice

şi chimice atunci când rezistenţa acestuia este depăşită (Vossbring şi Horn 2004). Consecinţele

compresiunii asupra solurilor au fost demonstrate de Berli et al. (2000) care au constatat o

rezistenţă la penetrare mai ridicată şi o reducere a conductivităţii hidraulice asociată cu

compactarea solului pe urmele lăsate de tractoare după folosirea repetată a acestora.

Impactul se manifestă şi asupra creşterilor vegetaţiei, fapt demonstrat de diverşi autori

(Gorbing 1948; Wollny 1998; Alakukku 2000). Compactarea solului datorită colectării lemnului

are efecte şi asupra respiraţiei rădăcinilor arborilor, fapt consemnat de Gaertig (2001) şi

Schaeffer et al. (2001). Reabilitarea structurii solului, incluzând funcţionalitatea porilor poate fi

redobândită numai dacă încărcarea mecanică este mai mică decât starea de precomprimare la

toate adâncimile (Horn 2004). Pe de altă parte, ameliorarea solurilor compactate durează foarte

mult, deoarece regenerarea (dispariţia) urmelor de pneuri durează între 25 şi 70-140 de ani

(Froehlich 1985; Webb et al. 1986).

Eroziunea provocată de colectarea lemnului cu tractoare a fost studiată de către diverşi

autori, tocmai datorită faptului că prin colectarea lemnului cu tractoare se creează premisele

antrenării particulelor de către apă, particule care sunt trasportate şi sedimentate în zonele mai

joase ale teritoriilor. Eroziunea relaţionată cu drumurile de tractor a fost adesea privită ca o sursă

de sedimente (Anderson 1954; Dyrness 1967). În urma studiilor care s-au realizat pe continentul

american (Oregon şi California), s-a constatat faptul că drumurile sunt responsabile pentru circa

jumătate din eroziunea asociată cu procesul de producţie al exploatării lemnului în condiţiile

unor declivităţi medii de 43% (Swansofl şi Dyrness 1983; McCashion şi Rice 1983).

1.2. Proprietățile fizice ale solurilor. Compactarea solurilor forestiere datorită

utilizării echipamentelor forestiere de colectare a lemnului

1.2.1. Proprietățile fizice ale solurilor

Solul reprezintă stratul subțire de la suprafata pământului care este relativ subțire, prolific

şi care este deosebit de complex aflându-se în continuă schimbare (Bica 2000). El reprezintă

una dintre cele mai importante verigi ale comunității biologice, oferind resursele necesare


10

vieții. Solul se constituie din materiale organice, insecte, minerale, microorganisme, subsţante

nutritive aflate într-un echilibru dinamic (Bica 2000). Odată cu formarea solului, acesta este

supus unui continuu proces de degradare, atât sub acţiunea factorilor naturali cât şi sub

influenţa factorilor antropici (Bica 2000). În categoria factorilor naturali de degradare a solului,

ploaia şi vântul deţin procentajul cel mai mare, aceştia fiind principalii factori ai eroziunii

solului (Bica 2000). Eroziunea solului este favorizată în cele mai multe cazuri de declivitatea

terenului.

Prin structura unui sol se înţelege modul de asociere a mineralelor unor roci, definită prin

raporturile de formă, dimensiuni, mărime şi cristalizare; prin textura unui sol se înţelege modul

de aranjare în spaţiu a componenţilor minerali din masa rocii respective (Stamatiu 1962).

De obicei solurile sunt alcătuite din trei tipuri de particule: nisip, praf şi argilă, ale căror

participare se prezintă în proporţii diferite datorită materiei parentale şi a proceselor

pedogenetice ce au loc. În funcţie de procentul de participare a acestor particule într-un sol dat,

rezultă textura solului în cauză. Textura solului poate determina o clasificare a solurilor în

clase sau specii texturale (Târziu 1997). La noi în ţară se utilizează un sistem de clasificare cu

10 clase texturale ale solurilor iar acestea, la rândul lor, pot fi grupate în cinci categorii (Târziu

1997). Încadrarea solurilor într-o clasă corespunzătoare se face pe baza cantităţii de argilă fizică

din textură (dimensiuni sub 0,01 mm) sau a argilei coloidale (dimensiuni sub 0,02 mm) şi a

prafului (Târziu 1997).

Structura solului este determinată de factori ca: textura, conţinutul de humus, acţiunea

biologică, acţiunea unor factori fizici (e.g. îngheţ-dezgheţ), variaţia de umiditate etc. (Secelean

2008).

Solurile pot fi clasificate, dupa structură, tinându-se seama de sistemul american

recomandat de către FAO, care definește structura pe: grade de structurare, clase şi tipuri de

elemente structurale (Târziu 2004): 0-sol nestructurat, 1-sol slab structurat, 2-sol moderat

structurat, 3- sol bine structurat.

După tipul de structură, solurile se grupează în şapte categorii (Târziu 2004): 1-

glomerulară, 2-grăunţoasă, 3-subpoliedrică, 4- poliedrică, 5-prismatică, 6-columnară, 7-lamelară.

Dupa clasa de structură solurile pot fi soluri cu structură foarte fină, fină, mijlocie, grosieră şi

foarte grosieră (Tarziu 2004).

Porozitatea unui sol este dată de microstructură şi macrostructură, ea reprezentând

totalitatea spaţiilor dintre particule care sunt umplute cu apă sau aer, porii apar datorită aşezării

spaţiale a particulelor ce intră în alcătuirea solului şi a agregatelor (Secelean 2008).


11

Tabelul 1. Variaţia porozităţii solului în funcţie de textura acestuia (după Scheffer-

Schachtschabel 1970)

Specia texturală Porozitatea

totală %

Pori grosieri % Pori mijlocii % Pori fini %

Soluri nisipoase 42 ± 7 30 ± 10 7 ± 5 5 ± 3

Soluri prăfoase şi lutoase 45 ± 8 15 ± 10 15 ± 9 15 ± 5

Soluri argiloase 45 ± 8 8 ± 5 10 ± 5 30 ± 10

Determinarea densității aparente constă în măsurarea prin cântărire a masei unui eşantion

de sol (epruvetei agregatului) uscat şi raportarea rezultatului la volumul aparent al probei (Iliescu

şi Pop 2011).

Solurile au capacitatea de a se deforma prin apăsare şi de a forma împreună cu apa o

pastă ușor modelabilă care își menține coeziunea. Această proprietate fizică a solului poartă

numele de plasticitate, proprietate ce rezultă in urma combinării cantității de argilă din sol cu

apa. Plasticitatea solului este influențata de textura solului, solurile argiloase fiind cele mai

plastice soluri (Târziu 2004).

Cantitatea de apă care află în sol si la care solul incepe să manifeste plasticitate se

numește limita inferioară de plasticitate iar cantitatea de apă maximă până la care se menține

această caracteristică se numește limita superioară de plasticitate.

Umiditatea solului se exprimă în procente şi poate fi determinată în mai multe moduri.

Metodologia clasică de determinare a umidităţii solului presupune determinări de laborator

asupra masei de apă pe care o pierde o probă de pământ ce se usucă într -o etuvă la temperatura

de 105 ͦ C. Metodologiile mai moderne de determinare a umidităţii solurilor presupun utilizarea

unor instrumente prevăzute cu senzori care permit citirea directă a conţinutului în umiditate pe

baze electrice. Aceste instrumente se numesc umidometre şi sunt disponibile în diferite variante

constructive, dintre care, unele sunt concepute şi utilizate în mod special pentru evaluarea

umidităti solului.

Din punct de vedere geotehnic (Olteanu 2010), gradul de compactare al unui sol

(pământ) reprezintă raportul dintre starea de îndesare în care se află acesta (exprimată prin

greutatea volumică în stare uscată) şi starea sa de îndesare maximă ce poate fi obţinută în

laborator iar prin compactare greutatea volumică a solului în cauză creşte, pe seama eliminării

fazei gazoase sau, dacă solul este saturat în apă, greutatea sa volumică poate fi sporită prin

eliminarea de apă, fenomen care, din punct de vedere geotehnic poartă numele de consolidare.


12

Compactarea prin eliminarea de aer are loc atunci când solul este supus unor eforturi

repetate cum ar fi presiunile, loviturile şi vibraţiile (Olteanu 2010) iar în cazurile în care solurile

sunt prea uscate particulele vor refuza să se îndese. Atunci când solul este prea umed se vor

înregistra deplasări ale particulelor fără o tasare propriu-zisă (Olteanu 2010).

1.2.2.Compactarea solurilor forestiere datorită utilizării echipamentelor forestiere

de colectare a lemnului

Nivelul de deranjare la care poate ajunge un sol forestier în timpul operaţiilor forestiere

de colectare a lemnului prin utilizarea utilajelor ce folosesc drept suport solul forestier depinde

de mai mulţi factori. În tăierile rase este mult mai probabilă generarea unor zone mai extinse din

categoria celor deranjate prin comparaţie cu alte tipuri de tăieri (Carter et al. 2006; Spinelli et al.

2010). De asemenea, utilizarea atelajelor poate conduce la reducerea zonelor afectate prin

deranjarea solului (Ghaffaryian et al. 2008), dar poate conduce la creşterea gradului de

compactare în orizonturile superioare ale solului fapt ce prezintă repercusiuni asupra regenerării

naturale în cauzul utilizării unor principii ecologice în regenerarea pădurii (Naghdi et al. 2009).

Comparativ cu utilizarea unor sisteme tehnice complet mecanizate, cuplarea atelajelor cu utilaje

poate conduce la reducerea amplitudinii fenomentului de deranjare a solului (Shresta et al.

2008). Utilizarea diferitelor metode de exploatare a lemnului poate genera diferite niveluri de

compactare pe traseele de colectare şi este cunoscut faptul că metoda arborilor afectează într-o

măsură mai mare solurile pe traseele de colectare (Han et al. 2009). În general, colectarea

lemnului cu tractoare skidder poate afecta solurile forestiere în diferite moduri. Pe traseele de

apropiat, problemele cele mai mari sunt cele legate de compactarea solului (Naghdi et al. 2009;

Najafi et al. 2009; Majnounian şi Jourgholami 2013; Jaafari et al. 2014), chiar dacă pot să apară

şi alte schimbări ale proprietăţilor chimice (Jaafari et al. 2014) sau fizice (Najafi et al. 2009;

Soltanpuor şi Jourgholami 2013). Numărul de treceri ale unui utilaj dat, ca şi declivitatea

traseului şi umiditatea solului forestier în timpul desfăşurării operaţiilor de colectare a lemnului

sunt factori recunoscuţi care afectează gradul de compactare a solurilor pe traseele de apropiat

(Naghdi şi Solgi 2014) iar umiditatea solului poate chiar să descrească ca urmare a deplasărilor

repetate ale tractoarelor de tip skidder (Najafi et al. 2009). Pe de altă parte, atunci când se

utilizează tractoare agricole adaptate pentru operaţii forestiere sau tractoare specializate de tipul

celor skidder, care utilizează trolii la operaţia de adunat, deranjarea solurilor forestiere nu este

limitată doar la traseele de apropiat ci se extinde şi între acestea. Spinelli et al. (2010) au

constatat faptul, că atunci când se aplică metoda sortimentelor definitive la cioată respectiv

tractoare skidder, pentru colectarea masei lemnoase, zonele în care se manifestă fenomenul de

deranjare a solurilor forestiere pot să atingă chiar 58% din suprafaţa parchetelor în cazul tăierilor


13

rase şi chiar 42% din suprafaţa parchetelor în cazul extracţiilor cu caracter parţial. Într-un studiu

ce a vizat testarea acurateţii a trei metode de investigare a gradului de deranjare a solurilor

forestiere ca urmare a aplicării operaţiilor forestiere de extracţie a lemnului, McMahon (1995) a

constatat faptul că zonele puţin deranjate împreună cu cele nederanjate au ocupat circa 70% din

suprafaţa totală supusă operaţiilor într-un caz specific în care s-a utilizat un tractor de tip skidder

şi s-a aplicat metoda trunchiurilor şi a catargelor. Pentru aceleaşi clase de deranjare a solului,

Najafi şi Solgi (2010) au constatat proporţii de ordinul a 90%.

Reducerea gradului de compactare a solurilor forestiere în timpul operaţiilor de colectare

a lemnului cu tractoare de tip skidder, poate fi gestionată, într-o anumită măsură, în diverse

moduri cum ar fi: utilizarea de pneuri de presiune scăzută (Oprea şi Sbera 2004), limitarea

declivităţii traseelor de colectare (Jourgholami et al. 2014; Naghdi şi Solgi 2014), conducerea

operaţiilor de colectare în condiţii de îngheţ (Oprea şi Sbera 2004; Šušnjar et al. 2006) sau în

condiţii de sol uscat (Oprea şi Sbera 2004; Naghdi şi Solgi 2014), colectarea lemnului înspre

aval (Majnounian şi Jourgholami 2013) sau acoperirea traseelor de colectare cu resturi de

exploatare (Akay et al. 2007).

Deşi în zone geografice, altele decât cele româneşti, fenomenul de compactare a solurilor

forestiere pe traseele de apropiat a fost destul de intens studiat, în condiţiile româneşti nu există

studii care să pună în evidenţă diferenţele ce apar, în termeni de modificări cum ar fi rezistenţa

solului şi umiditatea acestuia în zonele deranjate de trafic comparativ cu cele nederanjate. Mai

mult, practicile forestiere româneşti în cazul utilizării tractoarelor de tip skidder la operaţii de

colectare a lemnului diferă semnificativ de cele internaţionale, după cum se arată în Borz (2015).

Astfel, principalele diferenţe rezidă în distanţe de adunat şi de apropiat foarte crescute,

deplasarea unor sarcini mult mai mari pe cursă atât în termeni de volum cât şi în termeni de

lungimi ale pieselor deplasate ca şi desfăşurarea traseelor sau a drumurilor de tractor cu

declivităţi mult mai mari (Borz 2015).

1.3. Sisteme si tehnici de evaluare a impactului echipamentelor forestiere asupra solului

Nivelul de mecanizare a operaţiilor de exploatare a lemnului diferă de la regiune la

regiune, în funcţie de tipurile de pădure existente local, specia sau speciile majoritare, metodele

utilizate în managementul forestier, condițiile climatice şi de teren (Vusic et al. 2013). Totuși,

marea majoritate a echipamentelor şi utilajelor forestiere folosite momentan în colectarea

lemnului afectează solurile forestiere iar dintre acestea, cele ce utilizează solul forestier în mod

direct pentru deplasare au un impact mai mare (Borz 2014). În timp ce echipamentele forestiere

ce folosesc solul forestier drept suport în deplasare sunt caracterizate de un impact mai mare,

limita până la care solul forestier poate fi afectat depinde de unele aspecte esențiale precum


14

gradul de dezvoltare al infrastructurii de colectare care, în cele din urmă, poate fi corelată cu alţi

parametri precum intensitatea extracţiei şi metodele de management ce se aplică.

În operaţiile de colectare a lemnului cu tractorul skidder, masa lemnoasă este deplasată în

contact direct cu suprafaţa solului, contact care este potenţial integral la operaţia de adunat,

respectiv parţial la operaţia de apropiat (Oprea 2008). Acest tip de practică forestieră este larg

răspândit la nivel naţional, unde tractoarele dotate cu trolii pentru adunat şi cu alte dispozitive

pentru apropiat prin semitârâre sunt utilizate în proporţie de peste 96% (Sbera 2007; Sbera

2012), dar şi la nivel internaţional (Borz 2015). Mai mult, se cunoaşte faptul că utilizarea

echipamentelor care deplasează sarcina pe suprafaţa solului, este adesea asociată cu perturbarea

zonei care poate duce la degradarea proprietăţilor solului prin creşterea compactării solului,

scăderea porozității solului, precum şi modificarea altor subsisteme învecinate sau incluse

(Demir et al. 2007). Toate acestea pot conduce la acelerarea eroziunii şi la scăderea

productivităţii pădurii în cauză (McMahon 1995).

Evaluarea gradului de deranjare a solurilor forestiere dintr-o locaţie dată se realizează

pentru a se obţine informaţiile necesare care ajută inginerii silvici sau organismele implicate în

managementul forestier local în luarea de decizii, monitorizarea şi adecvarea operaţiilor

forestiere la legislaţia în vigoare (McMahon 1995). Pentru a face posibile astfel de evaluări, s-au

dezvoltat în timp diferite sisteme şi metode de evaluare a gradului de deranjare a solurilor

forestiere, sisteme ce se utilizează, în mod curent, în întreaga lume. De obicei, astfel de sisteme

de evaluare a gradului de deranjare a solului utilizează anumite clase (tipuri) concepute în jurul

unor atribute descriptive (McMahon 1995; Page-Dumroese et al. 2009), indicând graduări în

severitatea fenomenului, începând cu zone în care nu se observă nici un fel de deranjare a solului

şi terminând cu zonele în care se observă deranjări foarte severe. În clasele respective se

identifică diferite tipuri de perturbare a solurilor forestiere cum ar fi prezenţa făgaşelor,

amestecarea orizontului organic cu cel mineral, compactare etc .(Figura 3 din teză).

În general, se utilizează trei metode de eşantionare (McMahon 1995): metoda punctelor

pe transect, care presupune inventarierea gradului de deranjare a solurilor forestiere la nivelul

unor puncte predeterminate situate pe un transect, metoda liniilor pe transect, similară cu prima,

dar la care în locul clasificării gradului de deranjare a solurilor la nivelul unor puncte, se

înregistrează distanţele pe care se manifestă schimbările în gradul de deranjare a solului şi

metoda punctelor de eşantionare pe grilă, care utilizează un sistem de tip grilă amplasat şi

orientat aleator pe o zonă de studiat, cu intersecţiile situate la anumite echidistanţe şi pentru care

se amplasează 2 până la 4 transecte ce se orientează aleator, având lungimea de 30 de metri. De

la aceste metode de bază în investigarea gradului de deranjare a solurilor forestiere s-au dezvoltat

şi alte variaţii prin adaptare sau extindere, ca şi noi metode complet schimbate cum sunt cele


15

descrise în Page-Dumroese et al. (2009) şi Spinelli et al. (2010). La aplicarea metodelor se

colectează informaţii pentru anumite puncte denumite puncte de monitorizare (Page-Dumroese

et al. 2009) sau clasificare (McMahon 1995) amplasate sub forma unor suprafeţe circulare

(Page-Dumroese et al. 2009; McMahon 1995; Najafi şi Solgi 2010) sau rectangulare (Spinelli et

al. 2010). În cazul unor suprafeţe circulare, diametrul acestora poate fi cuprins între 15 (Page-

Dumroese et al. 2009a) şi 30 cm (McMahon 1995; Najafi şi Solgi 2010) iar în cazul suprafeţelor

dreptunghiulare se folosesc arii de 1 m2.

În general, într-o aceeaşi locaţie pot să se manifeste mai multe forme de deranjare a

solului, cum ar fi îndepărtarea litierei, dislocarea solului şi compactarea, iar pentru multe dintre

solurile forestiere densitatea specifică creşte cu adâncimea. În solurile al căror strat superior a

fost îndepărtat, creşterea naturală a densităţii specifice poate fi confundată cu compactarea

(Page-Dumroese et al. 2009b). Pe de altă parte, unele dintre activităţile ce se desfăşoară în

pădure (e.g. mobilizarea solului) au potenţialul de a genera deranjarea solului, care nu reprezintă

întotdeauna un aspect negativ dar îndepărtarea litierei şi a florei de talie redusă de la suprafaţa

solului, dislocarea solului mineral, compactarea, frământarea, eroziunea ca şi alte fenomene de

deranjare a solurilor pot avea efecte negative asupra bonităţii staţiunilor şi proceselor hidrologice

(Borz 2014).

Clasificare lui McMahon (1995) conţine o schemă ce ia în considerare şase clase. Prima

clasă include zone unde solul nu este efectat, a doua clasă include soluri deranjate superficial,

fiind conturată în jurul a cinci categorii:

• (2.1.) litiera este la locul său, fiind caracterizată doar de mici întreruperi;

• (2.2.) litiera este îndepărtată şi partea de sus a solului expusă;

• (2.3.) litiera este amestecată cu partea de sus a solului;

• (2.4.) respectiv >5 cm din partea superficială a solului este peste litieră.

Clasa a treia (deranjare puternică) include mai multe categorii:

• (3.1.) partea superficială a solului este îndepărtată;

• (3.2.) elemente de eroziune;

• (3.3.) partea superioara a solului frământata;

• (3.4.) făgaşe de 5-15 cm adâncime;

• (3.5.) făgaşe de 15-30 cm adâncime;

• (3.6.) făgaşe de peste 30 cm adâncime;

• ( 3.7.) respectiv evidenţa depozitelor neconsolidate sau a rocii mamă.

Clasa a patra cuprinde resturi de exploatare sau de subarboret cu două categorii: grosime

de 10-30 cm respectiv peste 30 cm. Clasa a cincea cuprinde elemente nelegate de sol (de

exemplu cioate şi roci), iar în mod adiţional este inclusă şi o clasă clarificatoare privind


16

compactarea, care precizează dacă elementele din clasele de impact descrise anterior sunt

datorate trecerii unei maşini (pneu sau şenilă) sau a unei piese de lemn. Bolding et al. (2005),

adaptează schema lui McMahon (1995), prin precizarea cauzei şi reconfigurarea limitelor pentru

subclasa 2.4., respectiv restrângerea subclaselor 3.4., 3.5. şi 3.6. la două, cu reconfigurarea

limitelor (Borz 2014) şi mai indică, într-o clasă de clarificatori, tipul de traseu de colectare

incluzând aici şi clasa de elemente nelegate de sol.

Preston (1996), utilizează o clasificare ce grupează deranjarea solurilor în cinci clase.

Similar clasificării propusă de Miller şi Sioris (1986) respectiv McMahon (1995), în prima clasă

evaluabilă vizual se includ solurile care nu sunt deranjate de echipamentul forestier, în a doua

clasă se includ solurile care au fost compactate în mod evident de traficul forestier, dar care nu

prezintă semne de formare a făgaşelor, în a treia clasă se includ soluri care prezintă făgaşe cu

adâncimi mai mici de 20 cm datorate deranjării provocate de trafic, în clasa a patra se includ

zone cu făgaşe mai mari de 20 cm, în timp ce în clasa a cincea se includ soluri puternic

frământate şi bătătorite, cu evidenţe clare privind dislocarea solului.

Page-Dumorese et al. (2009a) specifică un număr de patru clase conform cărora gradul de

deranjare este evaluabil vizual, incluzând şi efectele unor practici nord-americane cum ar fi

incendiile controlate.

1.4. Tipuri de echipamente forestiere utilizate în operații de colectare a lemnului din România şi impactul pe care acestea îl au asupra solurilor forestiere

La noi în țară cel mai răspandit mijloc de colectare a lemnului este tractorul de tip skidder

(Figura 4 din teză) care s-a impus cel mai probabil datorită mobilităţii şi productivităţii

superioare în astfel de operaţii, capacităţii superioare de a depăşi anumite obstacole (Oprea 2008)

şi probabil datorită uşurinţei de asimilare a tehnicilor operaţionale de către personalul forestier.

Tractoarele forestiere ca şi cele agricole adaptate pentru astfel de operaţii, pot deplasa materialul

lemnos printr-una dintre următoarele modalităţi:

• târâre completă pe sol (în principal la adunatul lemnului de la cioată până la

formarea sarcinii);

• semitârâre, când un capăt al sarcinii este susţinut de tractor, iar celălalt alunecă pe

sol, situaţie frecvent întâlnită la operaţia de apropiat;

• purtare, care este specifică tractoarelor de tip forwarder şi local celor de tip

skidder, atunci când se recurge şi la extragerea lemnului de dimensiuni mici (în

primul caz, lemnul este încărcat pe remorca sau pe platforma tractorului, iar în cel

de-al doilea caz lemnul este prins în sarcini mici în partea posterioară, prin

înfăşurare cu cablurile tractorului).


17

Tractoarele de tip skidder pot fi dotate cu trolii mono- sau bitambure ce pot efectua

adunatul pe distanţe ce variază între 50-60m în regiunea de câmpie şi până la 120-150 m, uneori

peste, în regiunea de munte (Oprea 2008). Practicile obişnuite din România indică distanţe medii

de adunat cu troliul montat pe tractor de ordinul a 20-25 m, cu maxime de ordinul a 60-70 m

(Borz 2015).

Caile de colectare necesare colectări masei lemnoase cu tractorul de tip Skidder trebuie

să corespundă unor condiții tehnico-economice coroborate cu nevoile silviculturale şi ecologice

(Oprea 2008): lățimea necesară deplasarii tractorului în aliniament este de 3 m, iar dimensiunea

căilor de adunat în arboret, în cazul traseelor naturale (care nu necesita lucrari de amenajare, se

recomandă a fi de 4 m la suprafața solului, pentru a se evita prejudicierea arborilor de pe

marginea traseului de adunat cat si a rădăcinilor acestora; traseele trebuie să fie cât mai liniare,

atât pentru a avea o deplasare cat mai ușoară a tractoarelor, cât şi pentru reducerea prejudicierii

arborilor de pe marginea culoarelor de adunat.

Prin comparaţie, tractoarele de tip forwarder (Figura 5 din teză) sunt specializate pentru

deplasarea lemnului scurt prin purtare, lucrând adesea în asociere (sistem tehnic) cu maşini de

tip harvester (Borz 2014).

Pentru acest lucru, sunt specializate pentru operaţii de apropiat, elementele de muncă de

încărcare-descărcare (sau chiar direct transbordare) fiind efectuate cu ajutorul unei macarale

hidraulice precvăzută cu un graifăr. Comparativ cu tractoarele de tip skidder, aceste echipamente

sunt mult mai grele, putând să ajungă la mase (inclusiv lemnul încărcat) de 17-25 tone (Owende

et al. 2002), motiv pentru care provoacă compactarea solurilor forestiere într-o măsură mai mare

decât primele. Trebuie precizat faptul că necesită o accesibilitate tehnică adecvată, uneori

realizată la nivel de culoar de extracţie a lemnului (Oprea 2008). Atelajele sau tracţiunea animală

( Figura 6 din teză) au fost şi, cel puţin pe termen scurt şi mediu, vor rămâne o componentă

importantă în managementul operaţiilor forestiere. Acest tip de echipament forestier încă este

utilizat frecvent în operaţiile forestiere, atât în România (Borz şi Ciobanu 2013; Sbera 2007) cât

şi în alte ţări (Jourgholami 2012; Jourgholami et al. 2010; Magagnotti şi Spinelli 2011).

Principalele avantaje ale tracţiunii animale rezidă în eliminarea utilizării de carburanţi şi

lubrifianţi (Borz 2014), acest tip de echipament este caracterizat de o capacitate de tracţiune

redusă comparativ cu echipamentele mecanizate (Oprea 2008). De asemenea, atelajele nu pot fi

utilizate decât pe terenuri cu declivităţi reduse (Oprea 2008; Oprea şi Sbera 2004) şi, în general,

doar la colectarea lemnului înspre aval, cazuri în care sarcinile de deplasat trebuie să fie foarte

bine proporţionate şi corelate cu capacitatea lor de tracţiune (Oprea 2008).

Deşi în România au o răspândire evident mai mică decât ar trebui să o aibă (Sbera 2007;

Oprea şi Sbera 2004), funicularele forestiere (Figura 7 din teză) sunt recunoscute pentru un


18

impact mult mai redus asupra solurilor forestiere, în toate situaţiile în care sarcinile sunt

deplasate prin suspendare completă, în cazul operaţiilor de apropiat. Totuşi, la operaţiile de

adunat lateral impactul asupra solurilor forestiere nu poate fi evitat, aici lemnul fiind tractat prin

târâre similar utilizării troliilor montate pe tractoare (Oprea 2008).

Capitolul 2. Scopul şi obiectivele cercetărilor

2.1. Scopul cercetărilor

După cum s-a arătat anterior, în România, colectarea lemnului se realizează într-o

proporţie majoritară prin utilizarea unor echipamente şi utilaje care folosesc drept suport solurile

forestiere în timpul deplasării sarcinilor. Astfel, în marea majoritate a cazurilor, se folosesc

tractoare articulate forestiere care deplasează sarcinile prin târâre în cadrul operaţiilor de adunat

şi prin semitârâre în cazul operaţiilor de apropiat, iar în anumite situaţii operaţionale se

utilizează atelajele pentru operaţii de colectare. Dacă la nivel internaţional fenomenul de

deranjare a solurilor forestiere ca urmare a operaţiilor de colectare a lemnului prin utilizarea

echipamentelor descrise a fost studiat destul de serios, în România, pentru moment, după

cunoştinţele proprii, nu există astfel de studii.

În contextul descris anterior, scopul cercetărilor aferente prezentei lucrări a fost de a

evalua gradul de deranjare (afectare) a solurilor forestiere cauzat de operaţiile de colectare a

lemnului cu tractoare şi atelaje, exprimat prin proporţia de participare a suprafeţelor caracterizate

de diferite grade de afectare ca şi prin modificările ce apar în termeni de rezistenţă la

compresiune şi conţinut în umiditate a solurilor.

2.2. Obiectivele cercetărilor

Obiectivele cercetărilor au fost structurate în jurul unor etape logice de parcurs în vederea

atingerii scopului general al cercetărilor. Prin urmare, obiectivele prezentelor cercetări au fost de

a:

(i) Evalua gradul de deranjare (remanent) al solurilor forestiere din zona montană

în urma aplicării operaţiilor de colectare a lemnului prin luarea în considerare a

mai multor tipuri de tăieri, tipuri de sol, tipuri de echipamente utilizate la

colectare şi a perioadei de timp scurse între momentul execuţiei operaţiilor şi

momentul investigării;

(ii) Evalua modificările ce apar în soluri în termeni de rezistenţă la penetrare, prin

urmare a compactării acestora, ca şi a umidități, pe traseele de adunat cu troliul

montat pe tractor;


19

(iii) Evalua rezistenţa la penetrare şi a umidități solului ca efecte remanente după

operaţiile de colectare pe traseele de apropiat cu tractorul de tip skidder.

Capitolul 3. Materiale şi metode

3.1. Localizarea de ansamblu a cercetărilor Drept locaţie generală a cercetărilor s-au ales pădurile administrate de RPLP Săcele, cu

sediul în Municipiului Săcele, judeţul Braşov (Figura 8). Această locaţie s-a ales datorită

variabilităţii mari în ceea ce priveşte tipurile de sol forestier ca şi datorită unei variabilităţi

ridicate în ceea ce priveşte sistemele tehnice şi echipamentele ce se utilizează în operaţii de

exploatare a masei lemnoase. Mai mult, se poate considera că zona cercetărilor este

reprezentativă pentru aria geografică montană a României unde, de altfel este comasată marea

majoritate a fondului forestier românesc.

Figura 1. Localizarea de ansamblu a cercetărilor

3.2. Evaluarea stării de deranjare a solurilor forestiere ca urmare a operaţiilor de

exploatare a lemnului în zona montană

3.2.1. Alegerea locaţiilor studiilor

În pădurile din zonele montane ce sunt supuse operaţiilor de exploatare a lemnului pot să

existe situații variate în ceea ce priveşte tipul şi intensitatea intervenției, condiţiile de sol, tipul de

echipament forestier utilizat la colectarea lemnului, declivitatea terenului etc., factori care pot să

afecteze gradul de deranjare a solului ca urmare a operațiilor de colectare. Mai mult, durata de

timp scursă între momentul intervenţiilor vizând extracţia lemnului şi un moment dat (moment

de eşantionare) poate contribui la refacerea naturală sau chiar artificială a solului forestier într-o

anumită măsură, datorită faptului că prin anumite procese solurile posedă astfel de capacităţi:

aportul de litiera şi dezvoltarea radicelară. Aportul de litieră poate masca solurile deranjate prin

contribuţia la refacerea orizonturilor superficiale deranjate, iar dezvoltarea radicelară contribuie


20

la refacerea porozităţii solului în timp ce procesele artificiale cum ar fi regenerările artificiale au

acelaşi efect. Acestea au fost şi unele dintre considerentele avute în vedere la alegerea locaţiilor

de studiat prin care s-a urmărit:

• acoperirea tuturor tipurilor de intervenţii silvotehnice practicate în zona studiată;

• acoperirea tuturor echipamentelor folosite la colectarea lemnului din zona

studiată;

• acoperirea unei perioade caracterizate de ecart temporar mare;

• surprinderea efectelor generate de intervenţii antropice de tipul regenerărilor

artificiale;

• includerea variabilităţii generate de alţi factori cum ar fi declivitatea terenului.

Pentru investigarea gradului de deranjare a solurilor forestiere s-a luat în studiu Unitatea

de Producţie şi Protecţie III Piatra Mare din cadrul R.P.L.P. Săcele. ”Pădurile acestei unităţi de

producţie şi protecţie sunt situate în bazinul râului Timiş, în raza teritorială a Municipiului Săcele

unde ocupă versantul drept al râului Timiş până în vecinătatea vârfului Piatra Mare. Din punct de

vedere fizico-geografic aceste păduri sunt situate în Unitatea Carpato-Transilvană, Carpaţii

Orientali, grupa de curbură, mai precis în munţii curburii externe, versantul N-V al Masivului

Piatra Mare” (*** 2008).

Figura 2. Amplasarea unităţilor amenajistice luate în studiu pentru evaluarea gradului de deranjare a solului

Pentru studiu, s-a ales în mod aleator un număr de 19 unităţi amenajistice (Figura 9,

Tabelul 4) care au fost parcurse cu diferite tipuri de tăieri ce s-au realizat în diferite perioade,

amplasate în mod distribuit pe suprafaţa unităţii de producţie şi protecţie şi pentru care s-a avut

în vedere surprinderea tipurilor majoritare de sol cu condiţia ca în toate să se fi operat cu

echipamente şi utilaje de colectare a lemnului ce folosesc drept mediu suport în timpul operării

solului natural.


21

Tabelul 2. Elemente descriptive de bază pentru unităţile amenajistice luate în studiu

Nr. crt.

Tipul intervenţiei

silvotehnoce

Anul Exploatării

Echipament folosit la procesul

de colectare

Tipul de sol Unitatea amenajistică

Suprafaţa [ha]

Numărul de puncte

eşantionate 1 accidentale. 2008 tractor districambosol litic 160 B 1,6 24

2 accidentale. 2014 atelaje districambosol tipic 24 A 4,0 56

3 Igiena 2014 atelaje districambosol litic 24 D 4,1 55

4 Igiena 2008 atelaje districambosol tipic 162E 3,7 53

5 Igiena 2009 tractor istricambosol umbric 31 D 5,3 74

6 Raritura 2010 tractor istricambosol umbric 84A 3,7 50

7 accidentale. 2008 tractor istricambosol umbric 85 A 3,5 52

8 Raritura 2008 tractor istricambosol umbric 91 B 3,0 47

9 Raritura 2010 atelaje istricambosol umbric 91 C 0,5 14

10 accidentale. 2007 tractor districambosol litic 155 A 4,0 50

11 Igiena 2007 tractor districambosol litic 156 A 12,7 165

12 accidentale. 2007 tractor eutricambosol tipic 157 A 2,3 29

13 Igiena 2007 tractor eutricambosol rezinic 157 B 2,3 30

14 Igiena 2007 tractor eutricambosol rezinic 158 B 2,1 49

15 Progresive 2008 atelaje eutricambosol tipic 1 C 15,1 171

16 accidentale. 2007 atelaje eutricambosol tipic 2 B 5,5 71

17 accidentale. 006 -2008 atelaje prepodzol 6A 9,1 120

18 accidentale. 006 -2008 atelaje prepodzol 6 B 2,1 30

19 Progresive 2007 atelaje eutricambosol tipic 7 C 6,1 71

TOTAL 1211

3.2.2. Designul experimental şi colectarea datelor

În designul experimental, s-a pornit de la idea că în anumite zone utilizarea tehnicilor de

lucru la colectarea lemnului produce deranjari ale solului diferenţiat, generând anumite grade de

severitate. Pentru a se putea face diferența între anumite grade de severitate s-au utilizat un

sistem de clasificare adaptat după (McMahon 1995).

Pentru colectarea datelor s-au utilizat un sistem de clasificare adaptat după cel prezentat

mai jos, motiv pentru care s-a întocmit şi un sistem de codificare a gradelor de deranjare a

solurilor (Anexa 1). Pentru a se putea colecta datele într-un mod acoperitor din punct de vedere

statistic şi procedural, s-a recurs la adptarea unei metode de colectare derivate şi modificate din

metoda descrisă de McMahon (1995).

Aceasta a constat din stabilirea numărului de eșantioane necesare pe o grilă amplasată în

teren, prestabilită pe o hartă, în funcţie de suprafața de inventariat, urmate de amplasarea efectivă

a locațiilor în teren şi culegerea datelor în locațiile respective. Premergător activităţii de colectare

a datelor, s-au stabilit dimensiunile grilei în funcție de suprafața fiecărei unități amenajistice,

pornindu-se de la urmatoarea regulă:


22

• la suprafețele mai mici sau egale cu 5 ha distanțele între două puncte de inventariat successive, echivalentele unei laturi a caroului, s-au luat de 10 m (Figura 10);

• la suprafețele cu suprafața mai mare de 5 ha distanțele între două puncte de inventariat successive, echivalentele unei laturi a caroului, s-au luat de 25 m (Figura 11).

Figura 3. Modul de amplasare a grilei în cazul unor suprafeţe mai mici de 5 hectare

Figura 4. Modul de amplasare a grilei în cazul unor suprafeţe mai mari de 5 hectare

Datele de teren s-au preluat, pentru fiecare unitate amenajistică ce s-a luat în studiu, pe

fişe tipizate în care s-au înscris datele de interes, cum ar fi: numărul de ordine al observaţiei

realizate, codul atribuit pentru observaţia în cauză, ca şi alte elemente de interes şi observaţii

(1. Fără urme de impact ; 2. Litiera la locul ei, peturbaţie minoră; 3. Litieră îndepărtată, sol organic expus; 4. Litiera şi solul organic amestecate; 5. >5 cm de sol organic amestecat cu litieră; 6. Solul organic îndepărtat complet; 7. Element de eroziune; 8. Solul organic framântat; 9. Făgaş, 5-15 cm adâncime; 10. Făgaş,16-30 cm adâncime; 11. Făgaş >30 cm adâncime; 12. Sol neconsolidat sau roca de bază; 13. Resturi exploatare; 14. Rocă sau cioată; 15. Sol compactat).

În scopul preluării datelor din teren, s-a construit un carou din carton colorat având latura

de 10 cm şi o suprafaţă interioară de observat (vizibilă) de 0,01 m2. Acest carou a fost utilizat la

evaluările ce s-au realizat în teren, prin amplasare în fiecare punct de control, după cum poziţia

acestuia a rezultat din grilă. Centrul de greutate al caroului a fost marcat de fiecare dată în teren

prin baterea unui ţăruş (Figura 13 din teză) de dimensiuni reduse care a servit drept reper pentru

amplasarea observaţiilor ulterioare. În mod efectiv, amplasarea punctelor de control în teren a

constat din pornirea de la o limită de subparcelă, parcurgerea distanței calculate în raport cu

suprafața unității amenajistice (corectată cu înclinarea terenului), amplasarea țărușului în cauza

urmată de amplasarea caroului peste țaruș (Figura 13 din teză).


23

Ulterior, s-a trecut la evaluarea vizuală a gradului de deranjare în limitele generate de

caroul amplasat, înscrierea codului necesar în fişa de colectare a datelor, precizarea de observaţii

acolo unde a fost cazul, urmate de realizarea unei fotografii pe direcţie perpendiculară pe carou,

preluată vertical, deasupra ţăruşului, de la o înălţime de 1,30 m. Astfel de fotografii s-au realizat

pentru fiecare punct eşantionat şi, în anumite cazuri, au servit la o delimtiare mai precisă a

gradului de deranjare al solului în punctul eşantionat pe baza analizării lor în etapa de birou. În

aceste ultime cazuri, codul s-a atribuit acelei categorii de deranjare a solului care a avut proporţia

majoritară în carou.

În acest mod s-au colectat un numar total de 1211 puncte pentru unitațile amenajistice ce

s-au luat în studiu. O situaţie privind numărul de eșantioane colectate la nivelul fiecărei unitați

amenajistice ca și la nivel de total se prezintă în Tabelul 5.

Tabelul 3. Situaţia privind distribuţia numărului de puncte de eşantionare pe unităţi

amenajistice şi la nivel de total.

Unitatea

amenajistică

Suprafaţa

[hectare]

Latura grilei [m] Număr de puncte

eşantionate

Număr de

puncte la hectar

1C 15,1 25 171 11

2B 5,5 25 71 13

6A 9,1 25 120 13

6B 2,1 10 30 14

7C 6,1 25 71 11

24A 4 10 56 14

24D 4,1 10 55 13

31D 5,3 25 74 14

84A 3,7 10 50 13

85A 3,5 10 52 15

91B 3 10 47 15

91C 0,5 10 14 28

155A 4 10 50 12

156A 12,7 25 165 13

157A 2,3 10 29 12

157B 2,3 10 30 13

158B 2,1 10 49 23

160B 1,6 10 24 15

162 E 3,7 10 53 14

TOTAL 87 1211


24

3.2.3. Prelucrarea datelor

Datele colectate în acest fel s-au centralizat intr-o bază de date intocmită in Microsoft

Excel, care a reprezentat baza primară de date ce s-a utilizat ulterior la analiza statistică a datelor.

Prelucrarea datelor a mai constat în revizualizarea anumitor fotografii realizate pentru diverse

puncte de eşantionare la care în faza de teren, nu s-a putut decide exact încadrarea intr-una dintre

categoriile de impact. În aceste cazuri, în faza de birou s-a recurs la analiza fotografiei în cauză și

determinarea proportiei majoritare din suprafața caroului ocupată de o anumită categorie de

deranjare a solului, care s-a luat in considerare ca fiind categoria predominantă, indicând starea

eșantionului în cauză. Tot în această bază de date s-au executat sortările si prelucrările necesare

in vederea analizei statistice ale datelor.

3.2.4. Analiza statistică a datelor

Pentru studiile ce vizează gradul de deranjare a solurilor, în general se utilizează tehnici

statistice simple care conduc la stabilirea unor frecvențe, proporții de participare sau suprafețe

caracterizate de un anumit grad de deranjare, tehnici statistice ce sunt corelate cu modul de

colectare al datelor, dar si cu imposibilitatea eșantionării integrale a populației, ultima fiind

infinită. În acest context datele culese din teren au fost analizate sub forma unor frecvențe si

proporții de participare a anumitor grade de deranjare ale solului in colectivitatea totală a

eșantioanelor colectate. Pentru aceasta s-a utilizat programul Microsoft Excel pentru toate

etapele statistice luate în considerare. Într-o primă etapă, s-au analizat fenomenele la nivelul

fiecărei unități amenajistice analizate după care s-au întocmit situații centralizatoare în funcție de

caracteristicile necesare luate in studiu. Pentru ușurința interpretării rezultatelor, unele dintre

categoriile de severitate descrise in subcapitolul 3.2.2 au fost grupate in categorii mai generale

indicând variația impactului, de la lipsa acestuia până la cele cu impact foarte mare.

3.3. Evaluarea compactării şi umidităţii solului pe traseele de adunat cu troliul montat pe tractor 3.3.1. Localizarea studiilor

Pentru a se evalua anumite modificări ce pot să aibă loc în solurile forestiere în timpul

sau imediat după operaţiile de adunat cu troliul montat pe tractor, s-a recurs la alegerea a două

unităţi amenajistice care s-au parcurs cu operaţii de exploatare a lemnului şi în care s-au utilizat

tractoare de tip skidder la colectarea lemnului. De asemenea, pentru a se pune în evidenţă

diferenţele pe care le pot avea diferite tipuri de sol asupra modificărilor generate în timpul

operaţiilor de colectare (adunat cu troliul montat pe tractor), unităţile amenajistice în cauză s-au

ales astfel încât să fie acoperitoare pentru două dintre tipurile de sol care au avut răspândirea cea


25

mai mare în zona studiată: eutricambosol şi districambosol. Localizarea geografică a celor două

unităţi amenajistice se prezintă în Figura 14.

Figura 5. Localizarea unităţilor amenajistice luate în studiu

Datele descriptive cu caracter general privind cele două unităţi amenajistice ce au făcut

obiectul studiului se prezintă în Tabelul 6

Tabelul 4. Descrierea unităţilor amenajistice în care s-au efectuat studiile

Variabila descriptivă şi unitatea

de măsură

Unitatea amenajistică

86 113

Suprafaţa (hectare) 21,00 8,60

Înclinarea medie (grade) 38 28

Expoziţia SE E

Altitudinea (m) 910 – 1300 660

Compoziţi 6FA2MO2BR 10 PI

Vârstă 140 110

Volum iniţial (m3×ha-1) 341/ha ; 445/ha

Sistem tehnic utilizat Recoltare cu ferăstrău mecanic, colectare cu tractor skidder

Metoda de exploatare aplicată runchiuri şi catarge Trunchiuri şi catarge

Tipul de sol Disticambosol umbric Eutricambosol molic


26

Tractoarele forestiere utilizate în cele două unităţi amenajistice au fost echipate cu trolii

bitambure şi sistem de rulare pe pneuri.

3.3.2. Designul experimental şi colectarea datelor Compactarea solurilor reprezintă unul dintre fenomenele cheie care afectează porozitatea,

densitatea specifică si permeabilitatea solurilor, proprietăți fizice care la anumite valori reduc

infiltrația apei, provoacă scurgeri de suprafață si eroziune. Mai mult, vegetaţia forestieră, sau mai

bine zis rădăcinile plantelor forestiere își opresc dezvoltarea la valori limită ce caracterizează

gradul de compactare al solului.

Gradul de compactare al solului se poate evalua prin diverse metode incluzând aici

măsurarea rezistenței la penetrare (RP) ca măsură indirectă a stării solurilor ce se foloseşte

pentru a se putea aprecia gradul de compactare al acestora. Rezistenţa la penetrare trebuie

măsurată in zonele de interes, iar rezultatele măsurătorilor se compară cu măsurători efectuate in

zone nederanjate (zone martor) ce au fost luate concomitent cu cele din zona afectată.

Umiditatea solurilor reprezintă un factor important în astfel de studii, cel puţin din două

puncte de vedere. În primul rând, pentru a se putea realiza eşantionări de calitate, rezistenţa la

penetrare trebuie să fie măsurată la umidităţi ale solului cât mai apropiate de capacitatea de apă

în câmp. Pe de altă parte, solurile deranjate prezintă modificări ale umidități, caz în care

cunoaşterea sensului acestora (mai mari sau mai mici decât cele din zone martor) ca şi a

magnitudinii lor devine importantă.

Designul experimental s-a conturat în jurul posibilităţilor de comparare a rezistenţei la

penetrare a solului (RP) şi a umidități acestuia (U) între zone afectate şi zone alese drept martor.

Deplasarea pieselor de lemn în cadrul operaţiei de adunat cu troliul montat pe tractor se

realizează pe trasee independente, iar această deplasare provoacă dislocarea solului la locul de

contact al părţii din faţă a pieselor deplasate (Figura 15).

În vederea eşantionării, în cele două unităţi amenajistice s-au amplasat transecte constând

din trei puncte de eşantionare fiecare, dintre care două au fost localizate în zone martor

amplasate la câte un metru distanţă de o parte şi de alta a urmei lăsate de piesele de lemn aflate

în mişcare, iar cel de-al treilea punct a fost amplasat direct pe urma lăsată de piesa deplasată.

Distanţa dintre două transecte succesive a fost de 10 m (Figura 16).

În aceste puncte s-au colectat rezistenţele la penetrare prin utilizarea unui instrument de

tip Penetrologger (Figura 17) care a fost echipat cu o tijă ce permite efectuarea de penetrări la

adâncimi de până la 80 de cm, tijă ce a fost prevazută cu un con standard având unghiul apical de

60 de grade şi o suprafață activă de un 1 cm2. Măsurătorile efectuate în punctele menționate, au


27

presupus execuția de penetrări la o viteză constantă de doi metri pe secundă în intervalul 0 - 30

cm. Acest tip de instrument permite preluarea automată a datelor la intervale de un cm, respectiv

înregistrarea acestora în memoria internă alături de caracteristicile descriptive ale fiecărui punct

sau transect, inclusiv coordonatele geografice ce sunt preluate automat la terminarea fiecărei

penetrări, de către cun receptor GPS încorporat. De asemenea, instrumentul permite transferul

datelor într-un program specializat pentru vizualizarea, analiza şi exportul datelor respective.

Adâncimea de penetrare este măsurată, în timpul efectuării penetrării, de către un senzor ce

utilizează drept reper o placă din duraluminu care reflectă un semnal emis şi care se calibrează la

sol în poziţie orizontală prin utilizarea unei bule torice (Figura 17).

Figura 6. Mecanica procesului de deranjare a solului forestier la adunatul cu troliul montat pe

tractor

Figura 7. Designul experimental şi colectarea datelor de teren. Exemplu din u.a. 113.

Umiditatea solului s-a preluat concomitent lângă punctele în care s-au executat

penetrările, la distanţe de 10 cm de acestea, prin utilizarea unui umidometru de tip PCE - SMM1

(Figura 18) echipat cu o tijă cu lungimea de 20 cm la al cărei capăt se află un senzor ce are

capabilitatea de a măsura şi transmite către un afişaj electronic conţinutul în umiditate al solului

(%). De fiecare dată, tija s-a înfipt la o adâncime de 15 cm. Acest aparat are urmatoarele

caracteristici: (Gama:0-50%, Rezolutie: 0,1%, Precizia:±5%, Ambient: 0 - 50 ° C, < 80% RH)


28

Figura 8. Penetrometrul utilizat la eşantionarea rezistenţelor la penetrare

Figura 9. Umidometrul utilizat la eşantionarea conţinutului în umiditate a solului

Procedurile descrise anterior s-au aplicat pentru un număr de 27 de transecte (54 de

puncte de control, 27 de puncte afectate şi un număr total de 81 de puncte) în unitatea

amenajistică 86 şi pentru un număr de 52 de transecte (104 de puncte de control, 52 de puncte

afectate şi un număr total de 156 de puncte) în unitatea amenajistică 113.

3.3.3. Prelucrarea datelor Datele colectate după procedurile explicate anterior au fost prelucrate distinct pentru cele

doua seturi de date: rezistența la penetrare (RP) şi umiditatea solului (U). Datele colectate cu

penetrometrul, au fost descărcate în programul software Penetoviewer de unde s-au exportat sub

forma unor documente office şi s-au preluat şi introdus manual pentru fiecare trasect şi punct în

parte, într-o bază de date realizată în Microsoft Excel.

În baza de date în cauză, rezistenţele la penetrare în zonele martor (RPM1, RPM2) şi în

zona afectată (RPA) au fost aranajate în secţiuni distincte, structurat în raport cu adâncimea de

înregistrare a datelor realizată cu un pas de 1cm şi cu numărul transectului din care au provenit.

Ulterior, păstrându-se acelaşi mod de structurare a datelor s-au calculat media pentru citirile din

zonele martor (RPM). Aceleaşi proceduri s-au aplicat şi în cazul determinări umidități solului în

zonele martor (UM1, UM2 şi UM) şi în zona afectată (UA), cu diferenţa că, în acest ultim caz,

citirile s-au realizat doar pentru o adâncime fixă de 15 cm, fapt ce a fost luat în considerare la

structurarea bazei de date.

3.3.4. Analiza statistică a datelor Analiza statistică a datelor a presupus mai multe etape. În primul rând s-a realizat o

filtrare a datelor pentru a se identifica în şirurile analizate acele situaţii în care, din diverse

motive, instrumentul nu a preluat date pentru anumite adâncimi. Aceste şiruri de date

corespunzătoare unor citiri specifice unor transecte au fost eliminate din analiză, fiind


29

considerate valori aberante datorate procedurilor de colectare a datelor. Apoi, s-a realizat testarea

normalităţii datelor pentru variabilele de interes prin aplicarea unui test Shapiro-Wilk

(α=0,05; p>0,05), după care s-a trecut la calcularea statisticilor descriptive ce au constat din

estimarea indicatorilor tendinţei centrale şi ai variabilităţii (dispersiei): media şi abaterea

standard, însoţiţi de valorile minime şi maxime în cazul fiecărei variabile. În descrierea datelor s-

au utilizat şi distribuţii de frecvenţă, respectiv alte grafice ce au fost considerate necesare în

vederea prezentării datelor. Compararea valorilor variabilelor studiate între zonele afectate şi

cele neafectate s-a realizat în două moduri. În cazul rezistenţei la penetrare, mediile eşantioanelor

din zonele martor au fost comparate grafic cu citirile din zonele afectate, pentru cele două unităţi

amenajistice în funcţie de adâncimea de penetrare. Ulterior, s-au realizat comparaţii pe categorii

de adâncime (0-5, 5-10 şi 10-20 cm) între RPM şi RPA, prin gruparea adecvată a datelor şi prin

implementarea unui test neparametric Mann-Whitney, datorită faptului că datele pentru aceste

variabile nu s-au distribuit normal. Comparaţiile între variabilele UMM şi UA s-au realizat prin

implementarea unor teste t bilaterale pentru şiruri de date îmeprecheate, dat fiind faptul că datele

s-au distribuit normal.

3.4. Evaluarea compactării şi umidităţii solului pe traseele de apropiat cu tractorul

3.4.1. Localizarea studiilor

Pentru a se evalua anumite modificări ce pot să aibă loc în solurile forestiere în timpul

sau imediat după operaţiile de apropiat cu troliul montat pe tractor, s-a recurs la alegerea a cinci

unităţi amenajistice care s-au parcurs cu operaţii de exploatare a lemnului şi în care s-au utilizat

tractoare de tip skidder la colectarea lemnului.

Figura 10. Localizarea unităţilor amenajistice luate în studiu. Legenda: roşu – unitate

amenajistică studiată

De asemenea, pentru a se pune în evidenţă diferenţele pe care le pot avea diferite tipuri de

sol asupra modificărilor generate în timpul operaţiilor de colectare (apropiat cu troliul montat pe


30

tractor), unităţile amenajistice în cauză s-au ales astfel încât să fie acoperitoare pentru două

dintre tipurile de sol care au avut răspândirea cea mai mare în zona studiată: brun acid litic şi

brun eumezobazic tipic. Localizarea geografică a celor cinci unităţi amenajistice se prezintă în

Figura 19. Datele descriptive cu caracter general privind cele cinci unităţi amenajistice ce au

făcut obiectul studiului se prezintă în Tabelul 7.

Tabelul 5. Descrierea unităţilor amenajistice în care s-au efectuat studiile

Variabila descriptivă şi unitatea de

măsură


72 D 75C 84A 74A 80B

Suprafaţa (hectare) 9.8 4.6 29.1 10 16.2

Înclinarea medie (grade)

36º 20º 20º 20º 24º

Expoziţia Nord Vestica Nord Vestica

Nord Vestica

Nord Estica Nord Estica

Altitudinea (m) 1300 1150 950 – 1200 1150 – 1250 920-1100

Caracteristicile arboretului

Vârstă (ani) 105 165 125 100 145

Volum la hectar (m3×ha-1)

334 436 405 516/ha 449/ha

Volum total (m3) 4116 2005 11786 8256 7274

Compoziţia 3FA6MO1BR 10 FAG 10 FAG 2FA7MO1DT 10FAG

Tipul de sol Districambosol litic Eutricambosol

Pentru operaţia de apropiat s-a utilizat, în fiecare caz, un tractor skidder de construcţie

românească care a deplasat masa lemnoasă prin semitârâre.

3.4.2. Designul experimental şi colectarea datelor În cazul de faţă, designul experimental a fost întocmit într-un mod similar celor expuse la

paragraful 3.3.2. Prin urmare, la nivel mai general, s-a urmărit surprinderea diferenţelor existente

între zonele de sol neafectate şi cele afectate de traficul tractoarelor atât în ceea ce priveşte

rezistenţele la penetrare cât şi în ceea ce priveşte umiditatea solurilor.

În general, pe traseele de apropiat cu tractorul există două zone de manifestare a

fenomenului de compactare şi anume: zonele ce reprezintă urmele pneurilor, unde transmiterea

încărcărilor la sol este cea specifică ce cumulează masa tractorului şi a sarcinii şi zonele din


31

centrul traseului unde se transmit încărcările sarcinii în mod parţial. Pe urmă, în sol, încărcările

nu se transmit doar pe verticală, înregistrându-se şi componente care se descară la anumite

unghiuri faţă de axa verticală a presiunii exercitate într-un anumit punct.

Prin urmare, în vederea eşantionării, în cele cinci unităţi amenajistice s-au amplasat

transecte constând din cinci puncte de eşanionare fiecare, dintre care două au fost localizate în

zone martor amplasate la câte un metru distanţă de o parte şi de alta a urmei lăsate de pneul

utilajului aflat în mişcare (Figura 20), doua puncte au fost amplasate chiar pe urmele lăsate de

pneuri, iar cel de-al cincelea punct a fost amplasat in centrul traseului de apropiat intre urmele

lasate de pneurile tractorului forestier. Distanţa dintre două transecte succesive a fost de 25 m

(Figura 20).

În general, procedurile de culegere a datelor de teren au fost cele specifice prezentate în

cazul investigărilor realizate pentru operaţiile de adunat cu troliul montat pe tractor, cu

deosebirea că, în cazul de faţă, colectarea datelor cu privire la rezistenţa la penetrare s-a realizat

până la o adâncime ce a permis introducerea fără dificultăţi a sondei penetrometrului în sol. În

Figura 21 se prezintă modul de organizare a colectării datelor privind rezistenţa la penetrare şi

masurări umidități pe traseele de apropiat cu tractorul.

Figura 11. Designul exeprimental şi modul de colectare a datelor în cazul traseelor de apropiat

cu tractorul

Figura 12. Designul experimental şi colectarea datelor de teren


32

Acest design experimental, ca şi modul specific de colectare al datelor, a pornit de la

ideea că pot să existe diferenţe între rezistenţele la penetrare, respectiv umiditatea solurilor între

cele trei zone de colectare distincte: martor, pe urma pneului şi în centrul traseului de apropiat.

O descriere a volumului de date colectate prin eşantionare se prezintă în Tabelul 8.

Tabelul 6. Statistici descriptive privind designul experimental şi datele culese din teren

Variabila descriptivă privind colectarea datelor Unitatea amenajistică

72D 75C 84A 74A 80B

Număr de transecte amplasate 6 5 5 4 3 Număr de puncte martor eşantionate 12 10 10 8 6 Număr de puncte eşantionate pe urma pneului 12 10 10 8 6 Număr de puncte eşantionate pe centrul traseului 6 5 5 4 3 Număr total de puncte eşantionate în zone afectate 18 15 15 12 9

3.4.3. Prelucrarea datelor

Datele colectate după procedurile explicate anterior la subcapitolul 3.3.2 au fost

prelucrate distinct pentru cele doua seturi de date: rezistența la penetrare (RP) şi umiditatea

solului (U). Datele culese cu penetrometrul s-au descărcat în calculator unde s-au vizualizat cu

ajutorul programului software Penetroviewer după care au fost exportate într-un format

convenabil pentru introducerea într-o bază de date MS Excel.

În baza de date în cauză, rezistenţele la penetrare în zonele martor (RPM1, RPM2), in

zonele afectate de pe calea de rulare afectată (RPU1, RPU2) şi în zona afectată din centrul

traseului de apropiat. (RPA) au fost aranjate în secţiuni distincte, structurat în raport cu

adâncimea de înregistrare a datelor realizată cu un pas de 1cm şi cu numărul transectului din care

au provenit. Ulterior, păstrându-se acelaşi mod de structurare a datelor s-au calculat media pentru

citirile din zonele martor (RPM) cat si media pentru citirile din zonele afectate (RPA). Aceleaşi

proceduri s-au aplicat şi în cazul masurări umidități solului în zonele martor (UM1, UM2 şi UM) şi

în zona afectată (UA), cu diferenţa că, în acest ultim caz, citirile s-au realizat doar pentru o

adâncime fixă de 15 cm, fapt ce a fost luat în considerare la structurarea bazei de date.

3.4.4. Analiza ststistică a datelor Analiza statistică a datelor s-a facut la fel ca subcapitolul 3.3.4. În final, s-au întocmit

situaţii centralizatoare sub forma unor grafice ce indică, la nivel comparativ, diferenţele în

rezistenţa la penetrare şi a umidități pentru întreg dispozitivul statistic luat în considerare.

Acestea au fost realizate la nivel de categorie de adâncime a solului în cazul rezistenţei la


33

penetrare, respectiv pentru o singură categorie de adâncime (adâncime unică) în cazul umidități

solului.

Capitolul 4 : Rezultate si discuții

4.1. Starea solurilor forestiere montane în urma aplicării operațiilor de extracție a lemnului

4.1.1. Gradul de deranjare a solurilor forestiere datorită operaţiilor de colectare cu tractoare şi atelaje

În urma activității de prelucare a datelor culese din teren ca şi a prelucrării acestora a

rezultat starea generală a solurilor forestiere ce se prezintă în Tabelul 9. Datele prezentate în

tabelul menţionat reprezintă ponderile din suprafeţele investigate ce s-au alocat pe baza

eşantionajului în anumite categorii de deranjare a solului. Categoriile de deranjare a solului s-au

realizat prin gruparea unor atribute specifice pentru a se simplifica interpretarea datelor. Astfel,

categoriile 1-5 din sistemul utilizat s-au grupat în categoria solurilor nederanjate, categoriile 6-12

s-au grupat în categoria solurilor puţin deranjate (deranjate superficial), categoriile 13-15 s-au

grupat în categoria solurilor puternic dernajate iar solurile compactate s-au încadrat într-o

categorie distinctă.

Tabelul 7. Perturbarea stării solului in urma utilizării echipamentelor forestiere de extracție a lemnului pe suprafața solului

Parametri Statistici

Sol neperturbat

Sol cu perturbări

superficiale

Sol cu perturbări profunde

Resturi de exploatare, resturi de subarboret, alte

elemente

Sol Compactat

Minimum [%] 12.50 11.52 0.00 0.00 0.00 Maximum [%] 87.88 55.83 30.19 20.83 14.55 Amplitudinea

de variaţie [%] 75.38 44.32 30.19 20.83 14.55

Medie [%] 46.74 37.43 6.04 6.02 3.77 Abaterea

Standard[%] ±21.39 ±13.82 ±10.05 ±6.84 ±5.06

Dupa cum se arată, la momentul colectării datelor de teren, aproape jumătate din

suprafața investigată (aproximativ 47%) nu a prezentat semne de afectare (deranjare) a solurilor

forestiere prin activitatea de exploatare (colectare) a lemnului. Totuşi, au existat situaţii în care,

în urma extrapolării, anumite unităţi amenajistice au prezentat doar pe circa 13% din suprafaţă

soluri nederanjate după cum în alte cazuri, a existat cel puţin o unitate amenajistică în care

suprafaţa nederanjată a solului a fost de circa 88%. Amplitudinea de variaţie ca şi abaterea

standard au indicat o variabilitate destul de ridicată a datelor pentru această categorie luată în

considerare. Suprafeţele pe care solurile au prezentat un grad de deranjare superficial (adâncime

mică) au reprezentat, în medie, circa 37,43%. În acest caz, amplitudinea de variaţie ce s-a


34

înregistrat a fost mai mică, aspect ce a fost valabil şi în cazul abaterii standard dar, luate

împreună, acestea au indicat şi în acest caz o variabilitate crescută a datelor.

Suprafeţele pe care solurile au prezentat un grad de deranjare ridicat (profund) au

reprezentat, în medie, circa 6,04% din suprafaţa eşantionată. Au existat situaţii în care această

categorie de deranjare a solului nu a fost înregistrată în teren, după cum au existat şi situaţii în

care această categorie de deranjare a solurilor a reprezentat circa 30% din suprafaţa unei unităţi

amenajistice luate în considerare. Absenţa acestei categorii poate fi rezultatul unei recuperări

parţiale sau a mascării efectelor deranjării solurilor prin acoperirea cu litieră a acestuia. Oricum,

la nivel general, media a indicat, mai degrabă, o suprafaţă redusă încadrabilă în această

categorie, iar abaterea standard a indicat o variabilitate crescută a categoriei.

Resturile de exploatare, resturile de subarboret şi alte elemente vizibile la suprafaţa

solului în momentul eşantionării au avut o proporţie medie de cica 6,02 %, existând şi în acest

caz situaţii în care acest fenomen nu s-a manifestat deloc în punctele eşantionate în anumite

unităţi amenajistice, până la manifestarea pe circa 21%. Variabilitatea datelor a fost, pe de altă

parte, mare.

Fenomenul de compactare a solurilor s-a manifestat în proporţii de 0 până la aproape

15%, această categorie ocupând, în medie circa 4% din suprafaţa analizată, aspect ce indică un

caracter mai degrabă îngrijit al lucrărilor ce s-au executat, ca şi posibila limitare a deplasării

lemnului în operaţii de apropiat la trasee bine delimitate, impuse. Pe de altă parte, limitarea la

aceste trasee poate să aibă alte efecte nedorite, legate de creşterea prin mijloace artificiale, a

gradului de compactare la anumite valori care nu mai permit revenirea la starea normală a

solurilor. Rezultate privind aceste efecte se prezintă în subcapitolele următoare.

Trebuie menţionat aici faptul că rezultatele prezentate se referă la unităţi amenajistice

care au fost supuse operaţiilor la diferite momente în timp. Prin urmare, este posibil ca în unele

cazuri anumite efecte să fi fost mascate. De exemplu, prin acumularea de litieră, s-ar fi putut

acoperi anumite trasee de adâncimi mici pe care s-au deplasat piese de lemn sau utilaje.

4.1.2. Evoluția perturbării solului în timp

Cele mai multe dintre studiile efectuate până în prezent au încercat să evalueze modul în

care echipamentele forestiere de exploatare a masei lemnoase, ce utilizează drept suport de rulare

solul, pot avea un impact asupra acestuia în ceea ce privește perturbarea lui, prin evaluarea

perturbării solului ce are loc imediat după operațiunile de extracție. Cu toate acestea, în timp

natura încearcă și poate reuși să repare sau să acopere impactul provocat la un moment dat de

extracţia masei lemnoase. În Figura 13 se redă o imagine de ansamblu cu privire la starea

solului în ceea ce privește perturbarea lui luând-se în considerare următoarele aspecte: clasa de


35

perturbare, anul în care s-au efectuat operaţiile de exploatare a lemnului și tipul intervenţiei

silvotehnice care s-a aplicat. Magnitudinile reprezentate pe axa y, reprezintă proporţiile din

suprafaţă pe care s-au înregistrat anumite categorii de deranjare a solurilor (axa x) şi tipul de

intervenţie silvotehnică ce s-a aplicat (de asemnea axa x).

Datele prezentate în figura menţionată se referă numai la acele unități amenajistice în care

au fost utilizate tractoarele de tip skidder în operaţii de colectare a masei lemnoase. După cum se

arată in figură, nu s-au putut identifica factori rezonabili care să explice (distingă între) gradul

de deranjare a solurilor forestiere. Pe de altă parte, se pare că distribuţia solurilor pe clase de

deranjare este mult mai relaţionată cu anul aplicării operaţiilor de exploatare a lemnului, prin

urmare cu perioada de timp sucrsă între data realizării eşantionărilor şi momentul în care s-au

aplicat operaţiile de exploatare. De exemplu, proporţia de participare a solurilor fără deranjare a

prezentat o tendință descrescătoare, de la o valoare de mai mult de 60% în 2007 până la o valoare

de circa 20% în 2014 Figura 14. În acelaşi timp, solurile deranjate superficial ca şi cele

deranjate în profunzime au prezentat creşteri raportate la perioada de timp scursă, un aspect ce a

fost general valabil şi în cauzl solurilor ce au prezentat fenomene de compactare.

În Figura 25 se prezintă tendința generală privin evoluţia claselor de deranjare a solului

pe parcursul timpului, prin reprezentarea valorilor medii ce s-au calculat la nivelul fiecărui an.

Este posibil ca recuperarea pe cale naturală să reprezine unul dintre motivele care explică

evoluţia clasei de soluri nederanjate, deoarece suprafeţele încadrate în această categorie au

crescut gradual pe măsura creşterii diferenţei temporale între momentul colectării datelor şi

momentul efectuării operaţiilor de exploatare a lemnului.

Figura 15. Modificări ale solului în timp.( Tăieturi accidentale, Igienă , Progresive) pe grupe de sol ( neperturbat, deranjat superficial, profund perturbat și perturbat puternic)

Rezultatele prezentate în Figura 25 indică faptul că variaţia suprafeţelor încadrate în

anumite categorii de deranjare a solurilor este dependentă de anul în care s-au aplicat operaţiile

de exploatare a lemnului. În timp ce clasa solurilor nederanjate a tins să descrească în perioada


36

2007-2014, suprafaţa încadrată în categoria solurilor compactate a tins să crească pentru o

aceeaşi perioadă, pe măsura apropierii de momentul eşantionării.

Preciziile diferitelor proceduri de eşantionare pot fi discutabile, după cum acest aspect a

fost tratat de diverşi autori (McMahon 1995, Najafi şi Solgi 2010). Totuşi, rezultatele prezentate

în acest subcapitol sugerează faptul că este posibil ca solurile forestiere afectate să se recupereze

într-o anumită durată de timp fără intervenţii artificiale adiţionale sau, unele dintre efecte pot fi

mascate de alte fenomene cum ar fi acumularea de litieră sau dezvoltarea vegetaţiei din

subarboret. Mai mult, unele dintre unităţile amenjistice ce s-au luat în studiu au prezentat, la

momentul colectării datelor din tere, regenerare completă a vegetaţiei, incluzând aici vegetaţia

lemnoasă. În eşantionul ce s-a luat în considerare, doar o singură unitate amenajistică ce a fost

parcursă cu lucrări în 2009 a fost luată în studiu, un aspect care poate explica distribuţiile

categoriilor solurilor puţin şi profund deranjate. Este posibil şi ca, prin colectarea unui set mult

mai mare de date să se ajungă la rezultate oarecum diferite sub raportul magnitudinii dar, în

acelaşi timp, trendurile de evoluţie ar trebui să fie cam aceleaşi.

Figura 16. Tendințele de evoluţie a claselor de deranjare a solului raportat la momentul

efectuării operaţiilor de exploatare a lemnului

4.1.3. Evaluarea gradului de deranjare a solului în 2014 În două unități amenajistice (24 A respectiv 24 D) a fost evaluată perturbarea solului în

urma exploatări lemnului în anul de referință 2014. În aceste unităţi amenajistice s-au utilizat

tractoare de tip skidder pentru colectarea lemnului, care au efectuat operaţiile de colectare în

primăvara şi vara anului 2014.

În unităţile amenajistice în cauză s-au aplicat tăieri accidentale şi tăieri de igienă. Prin

excluderea din studiu a categoriei de sol în care s-au înregistrat resturi de exploatare, rocă la

suprafaţă ca şi cioatele unor arbori extraşi, rezultatele indică faptul că solurile nederanjate au

avut proporţii de 20,75 % în unitatea amenajistică 24 A și de 20,37% în unitatea amenajistică 24

D. Solurile puțin deranjate au reprezentat aproape 53% în unitatea amenajistică 24 A și 35% în

cazul unități amenajistice 24 D, în timp ce solurile puternic afectate au fost de aproximativ 15 %


37

respectiv 30% în aceleaşi unităţi amenajistice. Solurile compactate au fost identificate pe 11 %,

respectiv 15% din suprafața totală. McMahon (1995) a constatat în studiul său că solurile

nederanjate şi cele puţin deranjate pot fi prezente pe 68,7-77,3%, solurile puternic deranjate se

pot manifesta pe 4,0-5,7%, iar solurile compactate poate să reprezinte între 34,7 si 42,7%.

Rezultatele obţinute în studiul condus în cele două unități amenajistice, unde s-au efectuat

operații de exploatare a lemnului în 2014 sugerează faptul că cifrele medii pentru aceleași

categorii de deranjare a solului au fost de 64,57 %, 22,36% și 13,07%, subliniind faptul că

rezultatele privind solurile nederanjate si cele superficial deranjate au fost destul de similare cu

cele raportate de McMahon (1995), precum și diferențele legate de soluri puternic deranjate și

cele compactate care în studiul lui McMahon (1995) au fost diferite. Pe de altă parte, Najafi și

Solgi (2010) au arătat că solurile nederanjate si cele puțin deranjate pot fi identificate într-un

procent de 88-90%, soluri puternic deranjate pot fi identificate într-un procent de 0.6-1.3% iar

soluri compactate pot reprezenta un procent de 11-14%, rezultatele obtinute la ultima categorie

fiind oarecum similare cu cele indicate de acest studiu.

4.2. Modificări în starea solurilor forestiere pe traseele de adunat cu troliul montat pe

tractor

Statisticile descriptive privind rezistenţa la penetrare și a umidități solului, după cum

acestea au fost calculate pentru zonele afectate de piesele de lemn aflate în mişcare, ca și pentru

zonele de control în cazul unităţilor amenajistice 86 respectiv 113, sunt incluse în Tabelul 10.

După cum se observă în tabelul menţionat, valorile medii ale rezistenţei la penetrare a solului în

zonele afectate (RPA), prin luarea în considerare a categoriilor de adâncime studiate, au fost

diferite de cele specifice zonelor neafectate (RPCM), determinate ca medii pentru aceleaşi

categorii, cu o singură excepţie care a fost specifică categoriei de adâncime 0-5 cm, în unitatea

amenajistică nr. 113.

Ca un fapt general, în unitatea amenajistică nr. 86, valorile rezistenţelor la penetrare pe

categorii au fost mai mici în zonele afectate cu 8,5 %, 12 % și 16% pentru categoriile de

adâncime a solului de 0 - 5, 5 - 10 cm și 10 - 20 cm în comparație cu cele medii înregistrate

pentru aceleaşi categorii de adâncime în cazul zonelor martor.

Cu excepția adâncimii solului de 0 - 5 cm, unde cele două rezistenţe la penetrare (zona

martor şi zona afectată) au generat valori medii egale, tendința descrescătoare a rezistenţei la

penetrare în zonele afectate faţă de zonele martor a fost, de asemenea, observată şi în cazul

unităţii amenajistice nr. 113, unde valorile medii ale rezistenţei la penetrare în punctele de

control (media acestora) au fost mai mari cu 5,4 % respectiv 8,4% decât cele ale rezistenţei la

penetrare a solului în zona afectată pentru adâncimi ale solului de 5 - 10 cm și 10 - 20 cm.


38

Tabelul 8. Statistici descriptive privind rezistenţa la penetrare şi a umidității solurilor pe

traseele de adunat şi în zonele martor


Descriptive statistics Variabila Clasa de

adâncime (cm)

Nr. de observaţii

(N)

Media (Mpa)

Abaterea standard

(Mpa) 86 RPA 0-5 133 0.54 ±0.37

5-10 133 0.81 ±0.41 10-20 263 1.05 ±0.69

RPCM 0-5 133 0.59 ±0.29

5-10 133 0.92 ±0.41 10-20 263 1.25 ±0.57

UA 15 27 5.55 ±3.59

UCM 15 27 6.02 ±2.87

113 RPA 0-5 255 1.22 ±0.83

5-10 255 1.93 ±0.83 10-20 514 2.18 ±0.92

RPCM 0-5 255 1.22 ±0.60

5-10 255 2.04 ±0.64 10-20 514 2.38 ±0.66

UA 15 52 7.39 ±3.38

UCM 15 52 7.29 ±2.10

În cazul unităţii amenajistice nr. 86, umiditate solului în zona afectată de deplasarea

pieselor de lemn, exprimat prin valoarea medie (UA) a fost apropiat de cel calculat ca medie

pentru zonele neafectate (martor) - UCM, iar în cazul unităţii amenajistice nr. 113, diferenţele

între cele două valori medii au fost chiar mai mici, cu precizarea că în zonele afectate s-a

constatat o umiditate mai mare decât cea din zonele neafectate. O altă constatare este cea legată

de stările de compactare iniţiale diferite între cele două soluri luate în considerare. Astfel,

indiferent de categoria de adâncime pentru care s-au efectuat măsurătorile, după cum se observă

în Tabelul 10, rezistenţa la penetrare a solului a fost de circa două ori mai mare în cazul

eutricambosolului din unitatea amenajistică 113, tendința ce s-a păstrat şi în cazul rezistenţei la

penetrare în zonele afectate prin operaţia de adunat cu troliul montat pe tractor. Dispersia datelor

în jurul valorilor medii, exprimată prin abaterea standard, a fost mai mare în cazul

districambosolului din unitatea amenjaistică 86, valoarea acestui indicator crescând cu

adâncimea atât în cazul eşantioanelor colectate din zonele afectate cât şi a celor colectate din

zone neafectate. În schimb, în cazul eutricambosolului din unitatea amenajistică nr. 113, valorile

acestui indicator nu au mai variat semnificativ în raport cu adâncimea, indiferent de zona

investigată.


39

Figura 17. Rezistenţa la penetrare a solului în zona afectată (roşu) şi în zona de control (verde)

în cazul unităţii amenajistice nr. 86. Cu linie punctată sunt reprezentate abaterile standard în

culoarea specifică curbei la care se referă

În Figura 26 se prezintă variaţia RPA şi RPCM în funcţie de adâncimea solului, inclusiv

variaţia abaterilor standard specifice valorilor medii ale celor două curbe pentru districambosolul

din unitatea amenajistică 86. După cum se observă, în general, dispersia valorilor rezistenţei la

penetrare în jurul mediei a fost mai mică în porţiunile neafectate de sol, comparativ cu cele

afectate şi indiferent de zona în care s-au preluat eşantioanele, dispersia valorilor a crescut cu

adâncimea. De asemenea, în primii 5 cm de sol nu s-au înregistrat diferenţe foarte mari între RPA

şi RPCM iar în domeniul de adâncime 5-20 cm, rezistenţa la penetrare a înregistrat valori mult

mai mici în zonele afectate decât în cele martor, urmând ca peste valoarea de 20 cm RPA să

crească şi chiar să depăşească RPCM în domeniul de adâncime imediat următor.

În Figura 27, se prezintă variaţia RPA şi RPCM în funcţie de adâncimea solului,

inclusiv variaţia abaterilor standard specifice valorilor medii ale celor două curbe pentru

eutricambosolul din unitatea amenajistică 113. După cum se observă, în general, dispersia

valorilor rezistenţei la penetrare în jurul mediei a fost mai mică în porţiunile neafectate de sol

comparativ cu cele afectate şi indiferent de zona în care s-au preluat eşantioanele, dispersia

valorilor a manifestat un trend relativ constant cu adâncimea. De asemenea, în primii 5 cm de sol

nu s-au înregistrat diferenţe foarte mari între RPA şi RPCM, acestea fiind relativ egale iar în

domeniul de adâncime 5-20 cm, rezistenţa la penetrare a înregistrat valori mult mai mici în

zonele afectate decât în cele martor, urmând ca peste valoarea de 20 cm RPA să crească, să

egaleze şi chiar să depăşească RPCM în domeniul de adâncime imediat următor.

În Figura 28 se prezintă variația rezistenţei la penetrare a solului în zonele afectate

versus variaţia rezistenţelor la penetrare în punctele de control (media acestora) în raport cu

adâncimea solului în cele două unități amenajistice luate în studiu. După cum se prezintă, în

intervalul de adâncime de 0 - 5 cm, diferențele nesemnificative între rezistenţa la penetrare a


40

solului în zonele afectate și rezistenţa la penetrare în punctele de control (media acestora) au fost

cele specifice solului prezentând o stare de compactare inițială mai mare (în unitatea

amenajistică 113, eutricambosol) . Pe de altă parte, în unitatea amenajistică nr. 86 rezistenţa la

penetrare a solului în zonele afectate a fost semnificativ mai mică comparativ cu rezistenţa la

penetrare în punctele de control (media acestora) din primi 5 cm. Pentru adâncimi ale solului

între 5 şi 10 cm, ambele soluri au arătat o descreștere proporțională a rezistenţei la penetrare a

solului în zona afectată în raport cu rezistenţa la penetrare în punctele de control (media

acestora), descreştere care s-a manifestat pe adâncimea solului, în timp ce pe adâncimi între 10 şi

20 cm valurile curbelor reprezentând rezistenţa la penetrare a solului în zonele afectate au

înregistrat un comportament similar.

Figura 18. Rezistenţa la penetrare a solului în zona afectată (roşu) şi în zona de control (verde) în cazul unităţii amenajistice nr. 113. Cu linie punctată sunt reprezentate abaterile standard în culoarea specifică curbei la care se referă

Figura 19. Comparaţie între rezistenţele solului la penetrare în zonele afectate şi cele martor pentru cele două tipuri de sol. Legendă: A – zonă afectată, CM – media punctelor de control (martor), 86 – unitatea amenjistică nr. 86 cu districambosol, 113 – unitatea amenajistică 113 cu eutricambosol.


41

Este posibil ca aceste tendințe raportate la adâncimea solului să fie explicate de

mecanica procesului de deplasare a pieselor de lemn în timpul adunatului cu troliul montat pe

tractor. Astfel, având în vedere faptul că nu s-au utilizat dispozitive de protecție a solului la

capătul de care era ataşat cablul în timpul adunatului cu troliu montat pe tractor, a fost deranjat

stratul de suprafața al solului (pâna la adancimea de 20 cm). Cu toate acestea, când piesa de lemn

s-a deplasat pe traseul de adunat, ea a deranjat solul din partea din față a traseului,compactând în

acelaşi timp, solul prin mişcarea masei proprii, fenomen care cel mai probabil, s-a manifestat la

adâncimi de 22-30 cm (Figura 28). Astfel, de la o adâncime de aproximativ 20 cm,

comportamentul rezistenţei la penetrare a solului în zona afectată s-a inversat,iar după adâncimea

de 22 cm, valorile sale le-au depășit pe cele ale rezistenţei la penetrare în punctele de control

(media acestora), indicând o compactare sporită a solului în următorii 5 până la 8 cm, care a fost

mai mare în unitatea amenajistică 86. Pe de altă parte, deranjarea părţii superficiale a solului în

timpul operațiilor de adunat cu troliu montat pe tractor,a afectat umiditatea solului dar diferențele

chiar dacă au fost detectabile statistic, au fost foarte mici comparativ cu cele ale punctelor de

control neperturbate (Tabelul 11).

În medie, în primii 20 cm ai solului rezistenţa la penetrare a solului in zona afectată a

fost mai mică cu 7 respectiv 14% decât rezistenţa la penetrare a solului în punctele de control

(media acestora), în ambele unităţi amenajistice. Aceasta indică faptul că, în condițiile studiate,

piesele de lemn adunate cu troliul montat pe tractor au redus dramatic gradul de compactare al

solului şi în acelaşi timp, nu au afectat dramatic conținutul în umiditate al solului. De asemenea,

făgaşele generate de piesele de lemn au avut adâncimi de până la 10 cm şi lăţimi frecvent mai

mari de 15 cm. Cu excepția categoriei de adâncime a solului de 0 - 5 cm, aceasta fiind specifică

unității amenajistice nr. 113, din punct de vedere statistic, diferențele dintre rezistenţa la

penetrare a solului în zona afectată și rezistenta la penetrare în punctele de control (media

acestora) pentru toate intervalele de adâncime luate în considerare în acest studiu au fost

semnificative (α = 0,05, p <0,05) indicând valori mai mari ale rezistenţei la penetrare în punctele

de control (media citirilor martor)


42

Tabelul 9. Rezultatele comparaţiilor între zonele afectate şi cele neafectate în cele două unităţi

amenajistice: rezistenţa la penetrare şi umiditatea solului


Statisticile testelor de comparare (α = 0.05) Tipul

testului Pereche testată

Adâncimea

(cm)

U Z Aj. t p Diagnoză

86

Mann Whitney

RPA 0-5

6873.5 3.142 - = 0.002

DS

RPCM

RPA 5-10 7485.0 2.167 - = 0.030

DS

RPCM

RPA 10-20 24246.5 4.784 - < 0.001

DS

RPCM

t UA 15 - - 0.529 = 0.230

DS

UCM

113

Mann Whitney

RPA 0-5

62224.5 1.760 - = 0.078

DN

RPCM

RPA 5-10 61378.5 2.273 - = 0.023

DS

RPCM

RPA 10-20 106813.5 5.312 - < 0.001

DS

RPCM

t UA 15 - - 0.181 = 0.429

DS UCM

Note: DS – diferenţe semnificative; DN – diferenţe nesemnificative, (α=0.05, p<0.05).

4.3. Modificări în starea solurilor forestiere pe traseele de apropiat

În Tabelul 12 se prezintă statisticile descriptive privind rezistenţa la penetrare a solului

pe traseele de apropiat, comparativ cu rezistenţa la penetrare a solului în zonele martor, pentru un

sol încadrat în clasificarea veche drept brun acid litic. Probabil datorită prezenţei rocii mamă

aproape de suprafaţa solului, citirile nu au putut fi realizate decât până la adâncimi relativ mici,

motiv pentru care acestea s-au clasificat în două categorii: 0-10 respectiv 10-20 cm.


43

Tabelul 10. Statistici descriptive privind rezistenţa la penetrare a solului în zonele martor şi în

diferite zone afectate eşantionate pe traseul de apropiat cu tractorul

Unitatea amenajistică Tipul de sol

Categoria de

adâncime

Număr de observaţii

Variabila Statistica descriptivă (Mpa)

Valoarea minimă

Valoarea maximă Media Abaterea

standard

72 D Districambosol

litic

0 - 10 cm

132 RPMM 0,04 5,11 1,51 ±1.06 66 RPM1 0,04 5,70 1,33 ±1.07 66 RPM2 0,25 3,26 1,68 ±1.03 54 RPAP1 0,40 4,74 1,97 ±1.37 50 RPAP2 0,02 4,56 2,03 ±1.52

104 RPAPM 0,02 4,74 1,98 ±1.44 56 RPAC 0,41 4,72 2,13 ±0.99

160 RPA 0,02 4,74 1,89 ±1.37

10 - 20 cm

80 RPMM 0,87 5,70 2,64 ±1.36 38 RPM1 1,09 5,70 2,88 ±1.61 42 RPM2 0,87 5,90 2,43 ±1.06 7 RPAP1 0,92 1,47 1,23 ±0.29

10 RPAP2 2,63 5,09 4,39 ±0.89 17 RPAPM 0,92 5,09 3,09 ±1.74 9 RPAC 0,66 3,03 2,13 ±0.99

26 RPA 0,66 5,09 2,76 ±1.57 Dacă în primii 10 cm, valoarea medie a probelor martor a indicat o rezistenţă la penetrare

de 1,51 MPa, în domeniul 10-20 cm aceasta a urcat la 2,64 MPa. De asemenea, tot în primii 10

cm, rezistenţa la penetrare medie măsurată la nivelul urmelor de pneu a fost de ordinul a 1,98

MPa, iar cea măsurată în centrul traseului a fost mult mai mare, cu o valoare medie de 2,13 MPa.

De asemenea, rezistenţa la penetrare măsurată ca medie a citirilor din intervalul menţionat

realizate atât la nivelul urmelor de pneu cât şi în centrul traseului (RPA) indică o creştere faţă de

media zonelor martor (RPMM) de circa 0,38 MPa. Pentru adâncimea de 10-20 cm, creşterile au

fost mai mici, dar tot semnificative.

Tabelul 11. Statistici descriptive privind umiditatea solului în zonele martor şi în diferite zone

afectate eşantionate pe traseul de apropiat cu tractorul

Unitatea amenajistică Tipul de sol

Număr de observaţii Variabila

Statistica descriptivă (%) Valoarea minimă

Valoarea minimă

Media

Abaterea standard

72 D Districambosol

litic

6 UMM 4,85 8,45 5,72 ±1,40 6 UM1 4,30 7,80 5,57 ±1,34 6 UM2 6,10 12,10 8,08 ±2,10 6 UP1 6,10 9,30 7,30 ±1,22 6 UP2 4,30 9,10 5,87 ±1,66 6 UPM 6,10 10,70 7,69 ±1,60 6 UC 5,10 8,40 6,20 ±1,25 6 UAM 4,30 9,30 6,46 ±1,45


44

În ceea ce priveşte umiditatea solului, în general, acesta a fost în medie, mai mic în

zonele martor faţă de cele afectate (UMM faţă de UAM), iar în centrul traseului de apropiat, acesta

a fost mai mic decât pe urmele de pneu, putându-se afirma faptul că a existat o corelaţie între

conţinuturile medii în umiditate ale solului şi valorile rezistenţelor la penetrare în cele trei zone

eşantionate: martor, sub pneu şi în centrul traseului de colectare. Astfel, dacă unei rezistenţe

medii la penetrare în zona martor de 2,64 MPa i-a corespuns o umiditate de 5,72%, zonei

afectate i-a corespuns o umiditate de 6,46% în condiţiile unei rezistenţe la penetrare medii în

domeniul 10-20 cm de 2,76 MPa.

Variaţia rezistenţelor la penetrare în zona martor, sub pneu şi în centrul traseului de

apropiat, reprezentată sub forma unor curbe construite pe baza valorilor medii obţinute în

intervalul de adâncime luat în studiu se prezintă în Figura 29. După cum se observă, se prezintă

variaţia RPMM , RPAP şi RPAC în funcţie de adâncimea solului. În general, dispersia valorilor

rezistenţei la penetrare în jurul mediei a fost mai mică în porţiunile neafectate de sol comparativ

cu cele afectate şi indiferent de zona în care s-au preluat eşantioanele, dispersia valorilor a

manifestat un trend relativ constant cu adâncimea. De asemenea, în primii 2 cm de sol nu s-au

înregistrat diferenţe foarte mari între RPMM şi RPAP, acestea fiind relativ egale, iar în domeniul

de adâncime 2-12 cm, rezistenţa la penetrare a înregistrat valori mult mai mari în zonele afectate

decât în cele martor, urmând ca peste valoarea de 12 cm RPAP să varieze, dar totuși să păstreze

valori mai mari decât RPMM în domeniul de adâncime imediat următor.

După cum se observă, dispersia valorilor rezistenţei la penetrare RPAC a fost mai mare

comparativ cu RPMM, în primii 8 cm de sol unde s-au înregistrat diferenţe foarte mari intre cele

două, fapt datorat amestecului diferitelor tipuri de particole (nisip , pietriș si resturi de

exploatare) care se înglobează in structura solului formând o crustă la suprafața acestuia urmând

ca peste valoarea de 8 cm RPAC să înregistreze valori mai mici decât RPMM.

Figura 20. Rezistenţa la penetrare în zona martor (roşu), sub pneu (verde) şi în centrul traseului

de apropiat (verde deschis) pentru unitatea amenajistică 72


45




Tipul de sol Categoria de

adâncime



Valoarea minimă

Valoarea maximă

Media Abaterea standard

75 C Districambosol tipic

0 - 10 cm 109 RPMM 0,31 3,62 1,08 ±0,67

55 RPM1 0,31 3,62 1,05 ±0,77

54 RPM2 0,40 2,61 1,12 ±0,57

52 RPAP1 0,30 4,94 1,90 ±1,13

53 RPAP2 0,41 3,87 1,47 ±0,94

105 RPAPM 0,30 4,94 1,68 ±1,05

49 RPAC 0,42 5,76 2,65 ±1,76

154 RPA 0,30 5,76 1,99 ±1,39

10 - 20 cm 100 RPMM 0,37 4,47 1,54 ±0,72

50 RPM1 0,37 2,32 1,59 ±0,71

50 RPM2 0,79 4,47 1,49 ±0,74

23 RPAP1 2,33 4,14 3,61 ±0,47

35 RPAP2 0,67 4,67 2,26 ±1,03

58 RPAPM 0,67 4,67 2,79 ±1,08

16 RPAC 1,44 5,68 2,42 ±1,45

74 RPA 0,67 5,68 2,71 ±1,17

20 - 30 cm 80 RPMM 0,77 4,75 2,13 ±1,33

40 RPM1 0,77 4,70 2,07 ±1,31

40 RPM2 0,91 4,75 2,19 ±1,36

RPAP1 ±0,47

15 RPAP2 1,49 5,56 3,80 ±1,74

15 RPAPM 1,49 5,56 3,80 ±1,74

2 RPAC 5,10 5,10 5,10

17 RPA 1,49 5,56 3,95 ±1,69

Variaţia rezistenţei la penetrare pentru punctele înregistrate în centrul traseelor de

apropiat este, întradevăr surprinzătoare. Totuşi, ea poate fi explicată de mecanismele şi efectele

care se manifestă în aceste porţiuni de sol unde datorită deplasării repetate a sarcinilor au loc

modificări majore, care constau din amestecarea particulelor provenind de la diferite adâncimi

ale solului. De asemenea, aici se modifică configuraţia de suprafaţă a solului, aspect ce conduce

la un regim al umidităţii modificat. Prin urmare, au fost destul de frecvente situaţiile în care, în

această porţiune de sol s-a înregistrat o crustă la suprafaţă, caracterizată de o rezistenţă la

penetrare mai mare, urmată în următorii centimetri de sol afânat, care s-a manifestat până la

adâncimea de la care granulometria solului a revenit la cea normală.



sol încadrat în clasificarea veche drept brun acid litic. Citirile au fost realizate la adâncimi

clasificate în trei categorii: 0-10 cm, 10-20 cm respectiv 20-30cm.


46

Dacă în primii 10 cm, valoarea medie a probelor martor a indicat o rezistenţă la penetrare

de 1,08 MPa, în domeniul 10-20 cm aceasta a urcat la 1,54 MPa, iar în domeniul de 20-30 cm

aceasta a continuat să crească ajungând la 2,13 MPa. De asemenea, tot în primii 10 cm,

rezistenţa la penetrare medie măsurată la nivelul urmelor de pneu a fost de ordinul a 1,68 MPa,

iar cea măsurată în centrul traseului a fost mult mai mare, cu o valoare medie de 2,65 MPa.

Rezistenţa la penetrare măsurată ca medie a citirilor din intervalul menţionat, realizate atât la

nivelul urmelor de pneu cât şi în centrul traseului (RPA) indică o creştere faţă de media zonelor

martor (RPMM) de circa 0,91 MPa. Pentru adâncimea de 10-20 cm, creşterile au fost mai mari,

rezistenţa la penetrare măsurată ca medie a citirilor din intervalul menţionat realizate atât la

nivelul urmelor de pneu cât şi în centrul traseului (RPA) indicând o creştere faţă de media

zonelor martor (RPMM) de circa 1,17 MPa. O creştere semnificativă se observă în domeniul de

adâncime de 20-30 cm unde rezistenţa la penetrare măsurată ca medie a citirilor din intervalul

menţionat, realizate atât la nivelul urmelor de pneu cât şi în centrul traseului (RPA) indică o

creştere faţă de media zonelor martor (RPMM) de circa 1,82 Mpa dublându-se faţă de valoarea

din domeniul de adâncime 0 - 10 cm.

În ceea ce priveşte umiditatea solului, acesta a fost în medie, mai mică în zonele martor

faţă de cele afectate (UMM faţă de UAM), iar în centrul traseului de apropiat, acesta a fost mai

mică decât pe urmele de pneu, putându-se afirma faptul că a existat şi în acest caz o corelaţie

între conţinuturile medii în umiditate ale solului şi valorile rezistenţelor la penetrare în cele trei

zone eşantionate: martor, sub pneu şi în centrul traseului de colectare. Astfel, dacă unei rezistenţe

medii la penetrare în zona martor de 2,13 MPa i-a corespuns o umiditate de 6,16%, zonei


domeniul 20-30 cm de 3,95 MPa.

Tabelul 13. Statistici descriptive privind umiditatea solului în zonele martor şi în diferite zone afectate eşantionate pe traseul de apropiat cu tractorul

Parchet Sol Repetari Variabila Statistica descriptiva minim Maxim medie ab. Standar

75 C Districambosol tipic

5 UMM 4.45 8.5 6.16 ±1.64 5 UM1 3.7 9.1 6.28 ±2.13 5 U M2 6.4 13.1 8.94 ±2.72 5 UP1 5.4 12.3 8.22 ±2.85 5 U P2 4.7 7.9 6.04 ±1.53 5 U PM 6.5 12.7 8.58 ±2.75 5 UC 4.5 9.4 6.38 ±2 5 U AM 4.5 12.3 6.88 ±2.26



intervalul de adâncime luat în studiu se prezintă în Figura 30.


47

În Figura 30 se prezintă variaţia RPMM, RPAP şi RPAC în funcţie de adâncimea solului.

În primii 3 cm de sol nu s-au înregistrat diferenţe foarte mari între RPMM şi RPAP, fenomenul

fiind oarecum similar cu cel din cazul prezentat anterior. Peste această adâncime, rezistenţa la

penetrare a înregistrat valori mult mai mari în zonele afectate decât în cele martor, iar curba

reprezentând media citirilor pe centru a înregistrat un comportament relativ similar cu cel

prezentat la cazul anterior. Acest lucru a indicat, cel mai probabil, manifestarea unor fenomene

similare în ceea ce priveşte starea solului în această zonă investigată. După cum se observă,

valorile RPAC au fost mai mari comparativ cu RPMM, şi chiar cu rezistenţele la penetrare citite pe

urmele de pneu în primii 10 cm de sol. Mai departe, fenomenul de descreştere a rezistenţei la

penetrare în zona centrală a traseului, ca şi creşterea bruscă a acestuia se datorează modificărilor

din zonele respective, urmate de revenirea la granulometria obişnuită supusă compactării. Alurile

curbelor mediilor colectate la nivelul urmelor pneurilor au fost comparabile cu cele culese în

zonele martor, cu deosebirea că primele au înregistrat magnitudini mai mari în ceea ce priveşte

rezistenţa la penetrare

Figura 21. Rezistenţa la penetrare în zona martor (albastru), sub pneu (roșu) şi în centrul traseului de apropiat pentru unitatea amenajistică 75 C

Prin urmare, variațiile frecvente arătate de curba mediilor înregistrate în centrul traseelor

de colectare RPAC nu indică erori de eșantionat, ci indică variabilitatea generată mai de grabă de

amestecarea straturilor de sol decât de compactarea acestora.



sol încadrat în clasificarea veche drept brun eumezobazic tipic. Datorită prezenţei rocii mamă

aproape de suprafaţa solului, citirile s-au realizat până la adâncimi relativ mici, motiv pentru care

acestea s-au clasificat în două categorii: 0-10 cm respectiv 10-20 cm . Tabelul 14. Statistici descriptive privind rezistenţa la penetrare a solului în zonele martor şi în diferite zone afectate eşantionate pe traseul de apropiat cu tractorul


48


Tipul de sol Categoria de adâncime



Valoarea minimă

Valoarea maximă Media Abaterea standard

84 A Eutricambosol tipic

0 - 10 cm 110 RPMM 0,03 3,89 0,94 ±0,80

55 RPM1 0,09 1,85 0,67 ±0,50

55 RPM2 0,03 3,89 1,21 ±0,96

33 RPAP1 0,39 4,49 2,06 ±1,19

49 RPAP2 0,49 3,94 1,85 ±1,15

82 RPAPM 0,39 4,49 1,93 ±1,16

46 RPAC 0,48 4,47 2,40 ±1,05

128 RPA 0,39 4,49 2,10 ±1,14

10 - 20 cm 80 RPMM 0,55 3,89 1,92 ±0,80

40 RPM1 0,65 2,84 1,70 ±0,65

40 RPM2 0,86 3,89 2,15 ±0,88

0 RPAP1 0 0 0 0

19 RPAP2 0,65 4,75 2,34 ±1,57

19 RPAPM 0,65 4,75 2,34 ±1,57

8 RPAC 1,51 3,53 2,59 ±0,71

27 RPA 0,65 4,75 2,42 ±1,36




MPa, iar cea măsurată în centrul traseului a fost mult mai mare, cu o valoare medie de 2,10 MPa.





Tabelul 15. Statistici descriptive privind umiditate solului în zonele martor şi în diferite zone afectate eşantionate pe traseul de apropiat cu tractorul

Parchet Sol Repetari Variabila Statistica descriptiva

minim maxim medie ab. Standar


5 UMM 4.2 8.1 6.36 ±1.51

5 UM1 4.6 8.4 6.36 ±1.41

5 UM2 7.6 14 10.08 ±2.76

5 UP1 6.2 12.4 8.7 ±2.63

5 U P2 3.8 7.8 6.36 ±1.69

5 UPM 6.9 13.2 9.39 ±2.69

5 UC 4.6 8.7 6.88 ±1.85

5 UAM 3.8 12.4 7.31 ±2.2

În ceea ce priveşte umiditate solului (Tabelul 17), în general acesta a fost în medie mai

mică în zonele martor faţă de cele afectate (UMM faţă de UAM), iar în centrul traseului de


49

apropiat, acesta a fost mai mică decât pe urmele de pneu, putându-se afirma faptul că a existat o

corelaţie între conţinuturile medii în umiditate ale solului şi valorile rezistenţelor la penetrare în

cele trei zone eşantionate: martor, sub pneu şi în centrul traseului de colectare. Astfel, dacă unei

rezistenţe medii la penetrare în zona martor de 1,92 MPa i-a corespuns o umiditare de 6,36%,

zonei afectate i-a corespuns o umiditate de 7,31% în condiţiile unei rezistenţe la penetrare medii

în domeniul 10-20 cm de 2,42 MPa.



intervalul de adâncime luat în studiu se prezintă în Figura 31. După cum se observă, fenomenul

s-a manifestat în mod similar cu cele prezentate anterior, unde dacă în primii 2-3 cm de sol

rezistenţele nu sunt semnificativ diferite, acestea se modifică dramatic în următorii centimetri.

Rezultatele indică faptul că şi în acest caz rezistenţele măsurate în centrul traseelor au fost

semnificativ mai mari decât cele sub pneuri şi decât cele din zonele martor. Totuşi, scăderea

bruscă a rezistenţei la penetrare în zona centrală în domeniul 10-11 cm, după cum acest lucru s-a

manifestat în toate cazurile anterioare nu s-a mai manifestat atât de brusc şi în cazul de faţă.

Figura 22. Rezistenţa la penetrare în zona martor, sub pneu şi în centrul traseului de apropiat

pentru unitatea amenajistică 84 A



sol încadrat în clasificarea veche drept brun eumezobazic tipic. Citirile s-au preluat pentru

adâncimi mici şi s-au clasificat în două categorii: 0-10 cm respectiv 10-20 cm .


50





adâncime

Număr de

observaţii

Variabila

Statistica descriptivă (Mpa)

Valoarea minimă

Valoarea maximă



0 - 10 cm 66 RPMM 0,06 2,22 0,88 ±0,74 33 RPM1 0,06 2,22 1,09 ±0,84 33 RPM2 0,09 1,41 0,66 ±0,54 30 RPAP1 0,15 2,77 0,78 ±0,79 28 RPAP2 0,49 3,02 1,71 ±0,89 58 RPAPM 0,15 3,02 1,23 ±0,96 25 RPAC 0,08 3,07 1,09 ±0,90 83 RPA 0,08 3,07 1,19 ±0,94

10 - 20 cm 42 RPMM 0,06 2,57 1,14 ±0,90 21 RPM1 0,06 2,57 1,48 ±1,06 21 RPM2 0,09 1,29 0,79 ±0,53 9 RPAP1 0,12 2,5 0,67 ±1,04 7 RPAP2 2,27 2,73 2,58 ±0,22

16 RPAPM 0,12 2,73 1,51 ±1,25 7 RPAC 0,97 2,27 1,19 ±0,48

23 RPA 0,12 2,73 1,41 ±1,07




MPa, iar cea măsurată în centrul traseului a fost mult mai mică, cu o valoare medie de 1,09 MPa.





Tabelul 17. Statistici descriptive privind conţinutul în umiditate al solului în zonele martor şi în


Parchet Sol Repetari Variabila Statistica descriptiva Minim maxim medie ab. Standar


3 UMM 4.65 6.65 5.36 ±1.12 3 UM1 4.2 7.6 5.67 ±1.75 3 UM2 7.8 9.4 8.8 ±0.87 3 UP1 6.3 8.2 7.57 ±1.10 3 UP2 4.36 5.7 5.05 ±0.67 3 UPM 7.05 7.5 7.5 ±0.93 3 UC 5.2 6.5 6 ±0.70 3 UAM 4.36 8.2 6.21 ±1.32


51

În ceea ce priveşte umiditate solului, în general acesta a fost în medie mai mic în zonele

martor faţă de cele afectate (UMM faţă de UAM), iar în centrul traseului de apropiat, acesta a fost

mai mic decât pe urmele de pneu, putându-se afirma faptul că a existat o corelaţie între

conţinuturile medii în umiditate ale solului şi valorile rezistenţelor la penetrare în cele trei zone

eşantionate: martor, sub pneu şi în centrul traseului de colectare. Astfel, dacă unei rezistenţe

medii la penetrare în zona martor de 1,14 MPa, i-a corespuns o umiditate de 5,36%, zonei


domeniul 10-20 cm de 1,41 MPa. Variaţia rezistenţelor la penetrare în zona martor, sub pneu şi

în centrul traseului de apropiat, reprezentată sub forma unor curbe construite pe baza valorilor

medii obţinute în intervalul de adâncime luat în studiu se prezintă în Figura 32. În primii 2 cm

de sol nu s-au înregistrat diferenţe foarte mari între RPMM şi RPAP, acestea fiind relativ egale

diferență doar în domeniul de adâncime 2-20 cm. De această dată, variaţia rezistenţei la

penetrare pe centrul traseului de colectare, deşi mai mare în primii centimetri, s-a comportat

diferit în intervalul 5-13 cm, urmând ca peste această adâncime să fie chiar mai mică decât cea

colectată in zonele martor.

Pentru prima porţiune, fenomenul poate fi explicat prin luarea în considerare a aceloraşi

efecte ca şi în cazurile anterioare, aspect care poate fi adevărat şi pentru adâncimile imediat

următoare, caz în care, probabil solul a fost mai afânat prin amestecare.

Figura 23. Rezistenţa la penetrare în zona martor (albastru), sub pneu (roșu) şi în centrul

traseului de apropiat (verde) pentru unitatea amenajistică 74 A

În se prezintă statisticile descriptive privind rezistenţa la penetrare a solului pe traseele de

apropiat, comparativ cu rezistenţa la penetrare a solului în zonele martor, pentru un sol încadrat

în clasificarea veche drept brun eumezobazic tipic. Şi în acest caz, citirile au fost efectuate pe

adâncimi de până la 20 cm.


52

Tabelul 18. Statistici descriptive privind rezistenţa la penetrare a solului în zonele martor şi în diferite zone afectate eşantionate pe traseul de apropiat cu tractorul



adâncime



Valoarea minimă

Valoarea maximă


81 A Districambosol tipic

0 - 10 cm 66 RPMM 0,06 2,22 0,88 ±0,74 33 RPM1 0,06 2,22 1,09 ±0,84 33 RPM2 0,09 1,41 0,66 ±0,54 30 RPAP1 0,15 2,77 0,78 ±0,79 28 RPAP2 0,49 3,02 1,71 ±0,89 58 RPAPM 0,15 3,02 1,23 ±0,96 25 RPAC 0,08 3,07 1,09 ±0,90 83 RPA 0,08 3,07 1,19 ±0,94

10 - 20 cm 42 RPMM 0,06 2,57 1,14 ±0,90 21 RPM1 0,06 2,57 1,48 ±1,06 21 RPM2 0,09 1,29 0,79 ±0,53 9 RPAP1 0,12 2,5 0,67 ±1,04 7 RPAP2 2,27 2,73 2,58 ±0,22

16 RPAPM 0,12 2,73 1,51 ±1,25 7 RPAC 0,97 2,27 1,19 ±0,48

23 RPA 0,12 2,73 1,41 ±1,07




MPa, iar cea măsurată în centrul traseului a fost mai mare, cu o valoare medie de 1,13 MPa. De

asemenea, rezistenţa la penetrare măsurată ca medie a citirilor din intervalul menţionat realizate

atât la nivelul urmelor de pneu cât şi în centrul traseului (RPA) indică o creştere faţă de media

zonelor martor (RPMM) de circa 0,10 MPa. Pentru adâncimea de 10-20 cm, creşterile au fost mai

mici, dar tot semnificative.

Tabelul 19. Statistici descriptive privind umiditate solului în zonele martor şi în diferite zone afectate eşantionate pe traseul de apropiat cu tractorul

Parchet Sol Repetari Variabila Statistica descriptiva minim maxim medie ab. Standar

81 A Districambosol 4 UMM 4.15 8.1 6.09 ±2 4 UM1 4.5 9.3 6.63 ±2.13 4 UM2 5.9 11.6 8.98 ±2.38 4 UP1 6.2 11.4 8.38 ±2.41 4 UP2 3.8 7.7 5.55 ±2.05 4 UPM 6.05 11.5 8.68 ±2.34 4 UC 4.6 8.4 6.68 ±1.91 4 UAM 3.8 11.4 6.87 ±2.28


53

În ceea ce priveşte umiditatea solului (Tabelul 21), în general acesta a fost în medie mai

mică în zonele martor faţă de cele afectate (UMM faţă de UAM), iar în centrul traseului de

apropiat, acesta a fost mai mică decât pe urmele de pneu, putându-se afirma faptul că a existat o

corelaţie între conţinuturile medii în umiditate ale solului şi valorile rezistenţelor la penetrare în

cele trei zone eşantionate: martor, sub pneu şi în centrul traseului de colectare. Astfel, dacă unei

rezistenţe medii la penetrare în zona martor de 1,26 MPa i-a corespuns o umiditare de 6,09%,

zonei afectate i-a corespuns o umiditate de 6,87% în condiţiile unei rezistenţe la penetrare medii

în domeniul 10-20 cm de 1,59 MPa. Variaţia rezistenţelor la penetrare în zona martor, sub pneu

şi în centrul traseului de apropiat, reprezentată sub forma unor curbe construite pe baza valorilor

medii obţinute în intervalul de adâncime luat în studiu se prezintă în Figura 33. După cum se

poate observa în figura menţionată, comportamentul curbelor a fost oarecum similar cu cel din

cazul anterior. Astfel, în primii centimetri rezistenţele la penetrare au fost relativ egale, în

intervalul 4-9 cm, zonele afectate au prezentat rezistenţe la penetrare mai mari, după care

rezistenţa la penetrare corespunzătoare curbelor din centru a scăzut chiar sub valorile colectate

din zonele martor. În schimb, rezistenţa la penetrare în zonele specifice rulării pneurilor a avut o

tendință crescătoare pe profil.

Figura 24. Rezistenţa la penetrare în zona martor, sub pneu şi în centrul traseului de apropiat pentru unitatea amenajistică 81 A

În se prezintă valorile medii înregistrate pentru rezistențele la penetrare ale solurilor

pentru categoriile de adâncime luate in studiu si pe unitățile amenajistice eșantionate. După cum

se observă, s-au înregistrat diferenţe semnificative între mediile probelor martor, indiferent de

tipul de sol şi unitatea amenajistică luată în studiu. Acelaşi lucru a fost valabil şi în cazul

valorilor colectate de pe urmele pneurilor. Totodata se poate observa faptul că rezistența la

penetrare ale solurilor crește odată cu adâncimea, dacă in domeniul de adâncime 0-10 cm aceasta


54

are valore maximă de 2,13 MPa in domeniul de activitate 20 - 30 ea ajunge la o valoare de 5

MPa diferența fiind una de 2,87 MPa.

Figura 25. Comparaţie între rezistenţele medii la penetrate ale solurilor pentru categoriile de adâncime luate în studiu şi pentru unităţile amenajistice eşantionate

În Figura 34 se prezintă mediile înregistrărilor privind rezistențele la penetrare pentru

diferite poziţii de eşantionare: zone martor, urma pneului şi centrul traseului la nivel de unitate

amenajistică şi adâncime de eşantionare. După cum se poate observa, în marea majoritate a

cazurilor, rezistența medie a solului înregistrată în zonele martor, a fost mai mică prin

comparaţie cu cea înregistrată pe traseele de apropiat. La nivelul urmelor pneurilor, rezistența la

penetrare a fost mai mare decât în celelalte zone de eşantionaj în toate cazurile, variind între

circa 0,99 MPa şi circa 3,8 MPa. Rezistenţa la penetrare în centrul traseelor de apropiat a

înregistrat, de asemenea, în marea majoritate a cazurilor, valori mai mari. Variațiile frecvente

arătată de mediile înregistrate în centru traseelor de colectare RPAC nu indică erori de eșantionat,

ci indică variabilitatea generată mai de grabă de amestecarea straturilor de sol, decât de

compactarea acestora.

Figura 26. Comparaţie între rezistenţele medii la penetrate ale solurilor pentru categoriile de adâncime luate în studiu şi pentru unităţile amenajistice eşantionate


55

În Figura 35 se prezintă valorile medii înregistrate pentru rezistenţele la penetrare în cele

trei zone de eşantionare (martor, pneu şi centru) la nivel de unitate amenajistică şi adâncime de

eşantionare. În marea majoritate a cazurilor, pentru o adâncime de până la 10 cm, rezistenţa la

penetrare în centrul traseului a fost mult mai mare decât cea de la nivelul pneurilor şi a zonelor

martor. Pentru adâncimi cuprinse între 10 şi 20 cm, rezistenţa la penetrare pe urmele pneurilor a

fost cea mai mare, iar în singurul caz în care s-au preluat înregistrări în domeniul 20-30 cm,

rezistenţa la penetrare în centrul traseului a fost cea mai mare. În toate cazurile, rezistenţa la

penetrare în zonele martor a fost mult mai mică decât în zonele afectate. Depinzând de tipul de

sol şi de condiţiile concrete, rezistenţa la penetrare pe urmele pneurilor a variat înte 1,0 şi circa

3,1 MPa, iar în zonele centrale între circa 1,1 şi 5,0 MPa.

Comparaţia privind umiditatea solurilor în diferite zone de eşantionare se prezintă în

Figura 36. După cum se observă, s-au înregistrat diferenţe semnificative între mediile probelor

martor, indiferent de tipul de sol şi unitatea amenajistică luată în studiu. Acelaşi lucru a fost

valabil şi în cazul valorilor colectate de pe urmele pneurilor, cu excepţia primei şi ultimei unităţi

amenajistice luate în studiu, unde acestea au fost egale.

Figura 27. Valorile medii ale umidități solurilor pentru diferite puncte de eşantionare în cazul

celor 5 unităţi amenajistice luate în studiu

În Figura 37 se prezintă mediile înregistrărilor privind umiditatea solurilor pentru diferite

poziţii de eşantionare: zone martor, urma pneului şi centrul traseului. După cum se poate

observa, în marea majoritate a cazurilor, umiditatea medie a solului înregistrat în zonele martor,

a fost mai mic prin comparaţie cu cel înregistrat pe traseele de apropiat. La nivelul urmelor

pneurilor, umiditatea a fost mai mare decât în celelalte zone de eşantionaj în toate cazurile,

variind între circa 6 şi circa 11%. Umiditatea în centrul traseelului de apropiat a înregistrat, de

asemenea, în marea majoritate a cazurilor, valori medii intermediare. Diferenţele de umiditate ale

solurilor pe traseele de apropiat faţă de zonele martor, au fost, în medie de 1-3%.


56

Figura 28. Valorile medii ale umidități solurilor din cele cinci unităţi amenajistice pentru zonele

martor, urma pneurilor şi centrul traseelor

Capitolul 5: Concluzii, contribuţii originale şi recomandări pentru practică. Diseminarea rezultatelor şi direcţii noi de cercetare

5.1. Concluzii

5.1.1. Concluzii cu privire la gradul de deranjare a solurilor forestiere din zona montană în urma aplicării operaţiilor de colectare cu tractoare

În urma analizei datelor colectate din cele 19 unități amenajistice si bazat pe un numar

de 1211 puncte de eșantionare se extrage următoarele concluzii cu privire la gradul de deranjare

al solurilor datorită operațiilor de colectare a masei lemnoase.

i) Categoria solurilor neperturbate au reprezentat proporția cea mai mare in unitățile

amenajistice luate in studiu (in termen de suprafață), fiind urmată de categoria

solurilor cu perturbări superficiale, apoi de categoria solurilor profund perturbate,

urmată de categoria resturilor de exploatare de sub arboret si alte element și în ultima

categorie cu procent cel mai mic fiind solurile compactate. Proporțile medi de

participare în suprafața totala au fost de circa 47 %, 37%, 6%, 6% si 4 % pentru

categoriile luate în calcul cat și în ordinea studiată.

ii) Totuși, datele au arătat variabilități semnificative in toate categoriile studiate . Astfel au

existat cazuri în care unitățile amenajistice au avut suprafețe încadrate în prima

categorie cuprinsă intre 13 – 88%, au existat situații în care perturbările superficiale

s-au manifestat pe suprafețe cuprinse intre 13 -56%, și au existat și situați în care

perturbarile profunde și solul compactat au lipsit.

iii) Raportat la evoluția în timp în perioada 2007 -2014 s-a constatat faptul că suprafața

încadrată în prima categorie(sol neperturbat) a înregistrat un trend descrescător destul


57

de abrupt prin comparație , suprafața incadrată in categoria solurilor deranjate

superficial a celor deranjate profund si a celor compactate au înregistrat trenduri

crescătoare cu creșteri mult mai abrupte ale primelor două categori menționate.

iv) Pentru două unități amenajistice care s-au evaluat imediat dipă incheierea operațiilor de

exploatare și unde colectarea lemnului s-a făcut cu tractorul de tip Skidder rezultatele

indică faptul că solurile nederanjate au reprezentat 20 – 21% , cele puțin deranjate au

reprezentat 35 -53% , cele puternic deranjate 15 – 30% iar cele compactate au

reprezentat 11 -15% din suprafața totală, rezultând rezultate apropiate de cele

raportate de (McMahon 1995) respectiv cele raportate de Naghdi şi Solgi 2014), pentru

unele din categorii.

5.1.2. Concluzii cu privire la modificările ce apar în soluri pe traseele de adunat cu troliul montat pe tractor

Adunatul cu troliu montat pe tractor provoacă modificări in termen de rezistență la

penetrare si umiditate a solului. Rezultatele cercetărilor au indicat că în primi 5 cm modificările

în termen de rezistență a solului sunt practic nesemnificative după care în intervalul 5-20 cm

rezistența la penetrare scade în zonele afectate urmând ca peste 20 cm pana la 23 cm acestea să

devină apropiată cu cea din zonele nederanjate iar peste 23 cm până la 28 - 30cm aceasta să

devină puțin mai mare decât cea înregistrată în zonele martor.

i) Astfel în primi 5 cm sub raportul statistic diferențe în termen de rezistență la penetrare au

fost nesemnificative în cazul unui sol care manifestă o stare inițială de compactare

mai mare, urmând ca indiferent de tipul de sol diferențele in termen de rezistență la

penetrare să fie semnificative în intervalul 5 – 10 cm , 10 -20 cm cu precizarea că

acestea au fost în totdeauna mai mici în zonele afectate. Pe masura înaintări în

adâncime în cazul unor soluri cu stare inițială de compactare mai mică variabilitatea

inregistrărilor a fost mai mare iar în cazul solului cu stare de compactare inițială mai

mare variabilitatea inregistrărilor a fost constantă.

ii) Umiditatea solurilor afectate a fost din punct de vedere statistic semnificativ diferit între

zonele afectate și cele martor cu precizarea că valorile medii obținute au fost relativ

egale, prin urmare în limita preciziei de măsurare a intrumentului folosit se poate

afirma faptul că în medie umiditatea solului în zonele afectate cât și în zonele martor

au fost relativ similare.

5.1.3. Concluzii cu privire la modificările ce apar în soluri pe traseele de apropiat cu tractorul

Pe traseele de apropiat rezistența la penetrare a solurilor luate în studiu a fost studiată pe

trei categori de adâncime si pentru trei blocuri experimentale , ultimele fiind reprezentate de


58

către pozițiile de eșantionare traseu respectiv martor. În ceea ce priveste rezistența de penetrare a

solului s-a constatat faptul că pentru adâncimi de 0 -10cm aceasta a fost în patru din cinci cazuri

studiate, mai mare decât cea înregistrată in zonele martor .

i) Pentru adâncimi cuprinse intre 10 -20 cm rezistența la penetrare a solului pe urmele de

pneuri a fost întotdeauna mai mare decât cea înregistrată în zonele martor iar cea

înregistrate în centrul traseului a fost într-un singur caz mai mare decât celelalte doua

și în trei cazuri mai mică decât acestea.

ii) Pentru categori de adâncime 20 -30 cm rezistența la penetrare in centrul traseului a

înregistrat cea mai mare valoare medie și a depășit rezistența la penetrare in celălalte

două puncte de esantion. De asemenea în acest caz rezistența la penetrare pe urmele

de pneuri a fost aproape dublă comparativ cu cea din zona martor iar rezistența la

penetrare in centrul traseului a fost de două ori și jumatate mai mare decât în zonele

martor.

iii) Deși surprinzător , rezultatele care indică faptul că rezistența la penetrare in centrul

traseului de apropiat a avut valoarea cea mai mare ele, pot fii explicate prin prizma

modificărilor texturale ce au loc după deplasarea multor sarcini pe acest traseu,

respectiv amestecarea particolelor reprezentând faza solidă a solului , aspect cea a

condus la formarea unei cruste puternic consolidate la suprafața unei zone mai

poroase într-un strat intermediar și a unei zone compactate în adâncime.

iv) În ceea ce priveste umiditatea solului pe traseele de apropiat s-a constatat faptul că,

indiferent de traseu (unitate amenajistică) analizată conținutul mediu in umiditate al

solului a fost de fiecare dată, cel mai mare, pe urmele pneurilor de tractor, aceste

valori au fost urmate ca rezistența de cele din centrul traseelor de apropiat și în

totdeauna, umiditatea solului, a fost cel mai mică în zonele martor. Este posibil ca

acest fenomen să fie explicat de acumulările de apă de pe urmele de pneuri ce au loc

după traficul pe aceleași trasee , cazuri in care urmele de pneuri au comportamentul

unor colectori de apă, iar conținutul în umiditate mai crescut în centru să fie rezultatul

infiltrări apei din lateral din zonele pneurilor.

5.2. Contribuţii originale Prin cercetările efectuate s-au adus mai multe contribuți la stadiul actual al cunoștintelor

legate de fenomenele ce apar în urma colectări lemnului cu tractorul forestier de tip skidder dupa

cum urmează :

i) Distribuția din punct de vedere al suprafeței ocupate a claselor de deranjare ale solurilor

forestiere suferă modificări care sunt imprimate de scurgerea timpului în sensul că


59

solul care probabil după terminarea operaților au prezentat un grad de deranjare mare

s-au recuperat după trecerea timpului sau efectul a fost mascat de alți factori sau

procese ( acumularea de litieră)

ii) S-au pus în evidență pentru prima dată efectele ce au loc pe traseele individuale pe care

sunt deplasate piesele de lem in operația de adunat cu troliu montat pe tractorul

forestier , in termeni de rezistența la penetrare și conținutului in umiditate a solului.

iii) Astfel rezistența la penetrare scade in primi 20 -25 cm ca urmare a dislocări stratului

superficial de sol ce este provocat de piesele de lemn aflate în mișcare iar conținutul

de umiditate al solului rămâne practic neschimbat in 15 -20 cm .

iv) Conținutul de umiditate al solului pe traseele de apropiat poate fii mai mare în zonele

afectate de contactul pneurilor datorită acumulărilor de apă in aceste zone iar în centru

este mai mic decât in zonele pneurilor dar mai mare decât in zonele martor prin

urmare traficul repetat pe aceleaș traseu reprezintă o practică ce a afectează conținutul

de umiditate al solului aflat sub influența altor procese locale de scurgere a apei.

v) Rezistența la penetrare poate fi mai mare in centrul traseelor datorită modificărilor

texturale ce apar ca urmare a amestecărilor particolelor ce reprezintă faza solidă a

solului ca efect al traficului repetat .

5.3. Recomandări pentru practică Din analiza rezultatelor obțínute din cercetări se poate formula mai multe recomandări

pentru practică după cum urmeaza :

i) Revizuirea practicilor constând din utilizarea unor trasee unice pentru colectarea

unor mase lemnoase importante aspect ce poate conduce la unele efecte adverse

cum ar fii : necesitatea unor perioade lungi de timp sau imposibilitatea reveniri

solului forestier la starea inițială.

ii) Utilizarea, aplicarea operatiilor de colectare a masei lemnoase in condițiile unor

soluri înghețate profund sau in condiții foarte uscate.

iii) Revizuirea practicilor privind modalitatea de desfăsurare a traselor de colectare cu

tractorul forestier si adaptarea acestora la conditile terenului.

iv) Limitarea numărului de curse și a volumelor sarcinilor de deplasat pe anumite

trasee cu studiul de dezvoltare a unor trasee de colectare suplimentare, aspecte ce

ar contribui la reducerea fenomenului de compactare a solului.


60

5.4. Diseminarea rezultatelor A. Lucrări publicate în reviste indexate în baze de date internaționale (BDI):

Horaţiu MUNTEANU si Elena Camelia DAVID, 2015: Benchmarking the soil

disturbance due to harvesting operations in mountanous forest . in: Proceedings of the Biennal

International Symposium Forest and Sustainable Development 2014, Transilvania University

Press, ISSN 1843-505.

B. Lucrări prezentate la simpozioane și conferințe internationale:

1. Soil compaction following skidders operations in mountainous region of Romania .

Case studies. Conferința: The 13th International Symposium “Prospects for 3rd

Millenium Agriculture” 25-27 September, Cluj-Napoca, Romania.

2. Reviewing the soil compaction for cable skidders and animal traction equipment :

For the Romanian forest operations . Conferința: International U.A.B. – B.E.N.A.

Conference “Environmental Engineering And Sustainable Development” 28-30 Mai,

Alba-Iulia, Romania.

C. Lucrări în curs de publicare în reviste ISI:

Stelian A. Borz, Horaţiu G. Munteanu, Andrei Apăfăian 2015: What happens under the

winched logs? Changes in soil resistance to penetration and moisture content following

winching operations on two cambisols . In: Annals of Forest Research.

Mușat, E.C, Antoniade Crissanta, C., Vișan, J., Apăfăian, A.I, Munteanu, H., Ciobanu, D.V,

2015: Analysis of Road Systems Variants in the Context of Bearing Capacity Increment of Forest

Roads. In: Croatian Journal of Forest Engineering.

5.5. Direcţii noi de cercetare

i.) Revizuirea practicilor privind modalitatea de colectare a masei lemnoase cu

utilaje cu greutate redusă , cat si folosirea de transportoare a masei lemnoase pana in

platforma primară ( ex. Iron Horse ).

ii.) Utilizarea de echipamnete performante in exploatarea masei lemnoase , cat si a

instaltiilor cu cabluri .


61

Bibliografie

1. Agherkakli B., Najafi A., Sadeghi S.H. (2010). Ground based operations effects on soil

disturbance by steel tracked skidder in a steep slope of forest. Journal of Forest Science

56(6): 278-284.

2. Akay A.E., Yuksel A., Reis M., Tutus A. (2007). The impacts of ground-based logging

equipment on forest soil. Polish Journal of Environmental Studies 16(3): 371-376.

3. Alakukku, L., 2000: Response of annual crops to subsoil compaction in a field

experiment on clay soil lasting 17 years. In: Horn R, van den Akker JJH, Arvidsson J

(eds) Subsoil compaction: distribution, processes and consequences, vol 32. Advances

in Geoecology. Catena Verlag, Reiskirchen, pp. 205-208.

4. Ampoorter E., Goris R.., Cornelis W.M., Verheyen K. (2007). Impact of mechanized

logging on compaction status of sandy forest soils. Forest Ecology and Management

241: 162-174.

5. Anderson, H. W., 1954: Suspended Sediment Discharge as Related to Streamflow,

Topography, Soil and Land Use. Trans. Amer. Geophys. Union. 35, pp. 268-281.

6. Borz S.A., Ciobanu D.V. (2013). Efficiency of motor-manual felling and horse logging

in small-scale firewood production. African Journal of Agricultural Research 8(24):

3126-3135.

7. Borz S.A., Ignea G., Popa B. (2014). Modeling and comparing timber winching

performance in windthrow and uniform selective cuttngs for two Romanian skidders.

Journal of Forest Research 19: 473-482.

8. Borz S.A., Ignea G., Popa B., Spârchez G., Iordache E. (2015). Estimating time

consumption and productivity of roundwood skidding in group shelterwood system - a

case study in a broadleaved mixed stand located in reduced accessibility conditions.

Croatian Journal of Forest Engineering 36(1): 137-146.

9. Brown G. W., Krygier J. T. 1971: Clear-cut logging and sediment production in the

Oregon Coast Range. Water Resources Research 7, pp. 1189-1198.

10. Carter E.A., Rummer R.B., Stokes B.J. (2006). Evaluation of site impacts associated

with three silvicultural prescriptions in an upland hardwood stand in northern

Alabama, USA. Biomass and Bioenergy 30: 1025-1034.

11. Cullen, S. J., 1991: Timber harvest trafficking and soil compaction in Western Montana.

Soil Science Society of America Journal, 55, pp. 1416-1421.

12. Dyrness, C. T., 1967: Mass Soil Movements in the H. J. Andrews Experimental Forest.

USDA Forest Serv. Res. Paper PNW-42. Pacific Northwest Forest and Range Exp. Sta.,


62

Portland, Oregon, 12 pp.

13. Eliasson L. (2005). Effects of forwarder tire pressure on rut formation and soil

compaction. Silva Fennica 39(4): 549-557.

14. Eliasson, L., 2005: Effects of forwarder tyre pressure on rut formation and soil

compaction. Silva Fennica, 39(4), pp. 549-557.

15. Froehlich, H. A, Miles, D. W. R., Robbins, R. W., 1985: Soil bulk density recovery on

compacted skid trails in central Idaho. Soil Science Society of America Journal, 49, pp.

1015-1017.

16. Gaertig, T., 2001: Bodengashaushalt, Feinwurzeln und Vitalitat von Eichen. Freib

Bodenk Abh 40, 157p.

17. Ghaffariyan M.R., Durston T., Sobhani H., Mohadjer M.R.M. (2008). Mule logging in

northern forests of Iran: A study of productivity, cost and damage to soil and seedlings.


18. Greacen, E. L., Sands, R. 1980: Compaction of forest soil-a review. Australian Journal

of Soil Research, 18, pp. 163-189.

19. Hakansson, I., 1994: Subsoil compaction caused by heavy vehicles-a long-term threat to

soil productivity. Soil Till Res 29, pp.105-110.

20. Han S.K., Han H.S., Page-Dumroese P., Johnson L.R. (2009). Soil compaction

associated with cut-to-length and whole-tree harvesting of a coniferous forest.

Canadian Journal of Forest Research 39: 976-989.

21. Horn, R., 2004: Time dependence of soil mechanical properties and pore functions for

arable soils. Soil Sci Soc Am J 68, pp.1131-1137.

22. Iliescu si Pop (2011) Indrumator pentru lucrari de laborator de drumuri.

23. Jourgholami M., Majnounian B., Abari M.E. (2014). Effects of tree-length timber

skidding on soil compaction in the skid trails in Hyrcanian forests. Forest Systems

23(2): 288-293.

24. Kolkaa, R. K., Smidt, M. F., 2004: Effects of forest road amelioration techniques on

soil bulk density, surface runoff, sediment transport, soil moisture and seedling growth.

Forest Ecology and Management, 202, pp. 313-323.

25. Lotfalian M., Parsakhoo A. (2009). Investigation of forest soil disturbance caused by

rubber-tired skidder traffic. International Journal of Natural and Engineering Sciences

3(1): 79-82.

26. Majnounian B., Jourgholami M. (2013). Effects of rubber-tired cable skidder on soil

compaction in Hyrcanian forest. Croatian Journal of Forest Engineering 34(1): 123-

135.


63

27. McMahon S. (1995). Accuracy of two ground survey methods for assessing site

disturbance. International Journal of Forest Engineering: 27-33.

28. Nadezhdina, N., Cermak, J., Neruda, J., Prax, A., Ulrich, R., Nadezhdin, V., Gasparek,

J., Pokorny, E., 2006: Roots under the load of heavy machinery in spruce trees,

European Journal of Forest Research, 125: pp. 111-128.

29. Naghdi R., Bagheri I., Basiri R. (2010). Soil disturbance due to machinery traffic on

steep skid trail in the north mountainous forests of Iran. Journal of Forestry Research

21(4): 497-502.

30. Naghdi R., Solgi A. (2014). Effects of skidder passes ad slope on soil disturbance in two

soil water contents. Croatian Journal of Forest Engineering 35(1): 73-80.

31. Naghdi R., Solgi A. (2014). Effects of skidder passes and slope on soil disturbance in

two soil water contents. Croatian Journal of Forest Engineering 35(1): 73-80.

32. Naghdi R., Solgi A. (2014). Effects of skidder passes and slope on soil disturbance in

two soil water contents. Croatian Journal of Forest Engineering 35(1): 73-80.

33. Naghdi, R, Bagheri, I., Basiri, R., 2010: Soil disturbances due to machinery traffic on

steep skid trail in the north mountainous forest of Iran, Journal of Forest Research,

21(4), pp. 497-502.

34. Najafi A., Solgi A. (2010). Assessing site disturbance using two ground survey methods

in a mountain forest. Croatian Journal of Forest Engineering 31 (1): 47-55.

35. Najafi A., Solgi A., Sadeghi S.H. (2009). Soil disturbance following four wheel rubber

skidder logging on steep trail in the north mountainous forests of Iran. Soil & Tillage

Research 103: 165-169.

36. Najafi A., Solgi A., Sadeghi S.H. (2009). Soil disturbance following four wheel rubber

skidder logging on the steep trail in the north mountainous forest of Iran. Soil and

Tilleage Research 103: 165-169.

37. Negulescu Ion 1995 : Protecţia mediului înconjurător : manual general

38. Oprea I. (2008). Tehnologia exploatării lemnului. Editura Universităţii Transilvania din

Braşov, Braşov.

39. Oprea I., Sbera I. (2004). Tehnologia exploatării lemnului, Tridona publishing house,

Olteniţa.

40. Oprea, I., Borz, S. A., 2007: Organizarea Şantierului de Exploatare a Lemnului,

Editura Universităţii Transilvania din Braşov, 133 p.

41. Oprea, I., Sbera, I., 2004: Tehnologia Exploatării Lemnului, Editura TRIDONA

Olteniţa, 363 p.

42. Rice, R. M., 1999: Erosion on logging roads in Redwood Creek, Northwestern


64

California, Journal of the American Water Resources Association, vol 35, no. 5, pp.

1171-1182.

43. Rieppo, K., 2001: Forwarder werden immer schwerer. Forst und Technik 2, pp.16-17.

44. Robinson M., Blyth K., 1982: The effect of forestry drainage operations on upland

sediment yields-a case-study. Earth Surface Processes and Landforms 7, pp. 85-90.

45. Rollerson T. P., 1990: Influence of wide-tire skidder operations on soils. International

Journal of Forest Engineering, 2(1), 23-30.

46. Sakai H., Nordfjell T., Sudicani K., Talbot B., Bollehuus E. (2008). Soil compaction on

forest soils from different kind of tires and tracks and possibility of accurate estimate.


47. Sbera I. (2007). Resursele de lemn şi potenţialul pieţei din România. Meridiane

Forestiere 2: 3-7.

48. Sbera I. (2012). Adaptarea de strategii ecologice pentru exploatarea lemnului. Revista

Pădurilor 127 (4): 24-26.

49. Soltanpour S., Jourgholami M. (2013). Soil bulk density and porosity changes due to

ground-based timber extraction in the Hyrcanian forest. Notulae Scientia Biologicae

5(2): 263-269.

50. Soltanpuor S., Jourgholami M. (2013). Soil bulk density and porosity changes due to

ground-based timber extraction in the Hyrcanian forest. Notulae Scientia Biologicae

5(2):263-269.

51. Spinelli R., Magagnotti N., Nati C. (2010). Benchmarking the impact of traditional

small-scale logging systems used in Mediterranean forestry. Forest Ecology and

Management 260: 1997-2001.

52. Stamatiu Mihai. 1962 : Mecanica rocilor .

53. Târziu D. (1997). Pedologie şi staţiuni forestiere. Ceres Publishing House, Bucharest.

54. Vossbring, J., Horn, R., 2004: Modern forestry vehicles and their impact on soil

physical properties, Journal of Forest Research, 123, pp. 259-267.

55. Wallbrink, P. J., Croke, J., 2002: A combined rainfall simulator and tracer approach to

assess the role of Best Management Practices in minimising sediment redistribution and

loss in forests after harvesting. Forest Ecology and Management 170, pp. 217-232.

56. Wallbrink, P. J., Roddy B. P., Olley, J. M., 2002: A tracer budget quantifying soil

redistribution on hillslopes after forest harvesting. Catena 47, pp. 179-201.

57. www.fao.org

http://www.fao.org/


65

REZUMAT

În domeniul forestier a inceput să se pună un accent puternic pe protejarea mediului și a solului. Astfel se incearcă metode și se cauta utilaje care să reducă pe cât mai mult posibil efectele negative asupra solului produse in timpul procesului de exploatarea a lemnului prin folosirea utilajelor moderne.

În contextul descris anterior, scopul cercetărilor aferente prezentei lucrări a fost de a evalua gradul de deranjare (afectare) a solurilor forestiere cauzat de operaţiile de colectare a lemnului cu tractoare şi atelaje, exprimat prin proporţia de participare a suprafeţelor caracterizate de diferite grade de afectare ca şi prin modificările ce apar în termeni de rezistenţă la compresiune şi conţinut în umiditate a solurilor : Evalua gradul de deranjare (remanent) al solurilor forestiere din zona montană în urma aplicării operaţiilor de colectare a lemnului prin luarea în considerare a mai multor tipuri de tăieri, tipuri de sol, tipuri de echipamente utilizate la colectare şi a perioadei de timp scurse între momentul execuţiei operaţiilor şi momentul investigării;

Evalua modificările ce apar în soluri în termeni de rezistenţă la penetrare, prin urmare a compactării acestora, ca şi a umidități, pe traseele de adunat cu troliul montat pe tractor;

Evalua rezistenţa la penetrare şi a umidități solului ca efecte remanente după operaţiile de colectare pe traseele de apropiat cu tractorul de tip skidder.

ABSTRACT

In the field of forestry there is a powerful tendency towards environment and soil protection.Thus methods are on probation and facilities are looked for in order to reduce the possible negative effects on soil during the wood exploition process with the help of the modern machinery.

In the above mentioned context, the aim of the exploration akin to this paper was to evaluate the disturbance degree of the forestry soil caused by the wood collection operations with tractors and harnesses. This is expressed by the participation proportion of the surfaces characterized by different disturbance degrees, as well as by the changes that occur in terms of compression resistance and humidity of soil:

To evaluate the (remanent) disturbance degree of the forestry soil in the mountainous area due to the wood collection operations, by taking into consideration many types of cuts, soil types, collection machinery types and the time passed between execution and investigation;

To evaluate the changes which appear in the soil in terms of penetration resistance due to its compression, as well as humidity on the collection tracks with the trolleys mounted on tractors;

To evaluate de penetration resistance and soil humidity as remanent effects after the collection operations on the tracks for the skidder tractors.


66

LISTA DE ABREVIERI 1. Regia Publica Locală a Pădurilor Săcele = ( RPLP Sacele RA)

2. Unitate de producție = (UP)

3. Unitate amenajistică = ( u.a.)

4. Tractor articulat forestier = ( Taf )

5. Sedimente suspendate = (SS)

6. Rezistența la penetrare = (RP)

7. Umiditatea solului = (U)

8. Umiditatea solului exprimat prin valoarea medie în zona afectată = (UA)

9. Umiditatea solului în zona martor = ( UM1)

10. Umiditatea solului în zona martor = (UM2)

11. Umiditate solului medie în zonele martor = (UMM)

12. Umiditatea solului exprimat prin valoarea medie = (UMM)

13. Umiditatea solului de pe calea de rulare afectată P1 = ( UP1)

14. Umiditatea solului de pe calea de rulare afectată P2 = (UP2)

15. Umiditatea solului exprimat prin valoarea medie pe urme = (UPM)

16. Umiditatea solului din centru căi de rulare =( UC)

17. Umiditatea solului exprimat prin medie pentru zonele neafectate (martor) = ( UCM)

18. Rezistenţele la penetrare în zona martor M1 = (RPM1)

19. Rezistenţele la penetrare în zona martor M2 = (RPM2)

20. Rezistenţele la penetrare medie pentru citirile din zonele martor (RPM)

21. Rezistenţele la penetrare de pe calea de rulare afectată U1 = (RPU1)

22. Rezistenţele la penetrare de pe calea de rulare afectată U2 =( RPU2)

23. Rezistenţele la penetrare în zona afectată = (RPA )

24. Tăieturi accidentale = (A) ,

25. Igienă = ( H) ,

26. Progresive =( GS) ,

27. Sol neperturbat clasa = ( UD) ,

28. Sol deranjat superficial =( DS ) ,

29. Sol perturbat puternic= ( DD) .

30. Zonă afectată = ( A)

31. Media punctelor de control (martor) = ( CM)

32. Diferenţe semnificative = ( DS )

33. Diferenţe nesemnificative = ( DN )


67

Curriculum Vitae : Date personale

Nume: MUNTEANU

Prenume: Horatiu- George

Adresă: Brașov, Sacele, Aleea Episcop Popeea nr.23,bl.23,sc.A,ap.1.

Data şi locul naşterii: 30.04.1987, Săcele, Brasov

Cetăţenie: Română

Stare civilă: Necăsătorit

Telefon: 0749012929

E-mail: [email protected]

Educaţie

2012 → Doctorand Universitatea "Transilvania" Brașov, Facultatea de Silvicultură și

Exploatări Forestiere.

2010 - 2012 Inginer silvic diplomat Universitatea "Transilvania" Brașov, Facultatea de

Silvicultură și Exploatări Forestiere.

2006 - 2010 Inginer silvic Universitatea "Transilvania" Brașov, Facultatea de Silvicultură și

Exploatări Forestiere.

Publicaţii

A. Lucrări publicate în reviste ISI: - 2 în curs de publicare

B. Lucrări publicate în reviste indexate în baze de date internaţionale: (1 în curs de publicare)

C. Lucrări publicate în proceeding-urile conferinţelor internaţionale: ( 1 în curs de publicare) .


68

Curriculum Vitae

Personal data

Name: Munteanu

First name: Horatiu- George

Address: Braşov, Săcele, Aleea Episcop Popeea, Nr.23, Bl.23 ,Sc.A, Ap.1

Date and place of birth: 30.04.1987, Săcele, Brașov

Nationality: Romanian

Marital status: unmarried

Phone: 0749012929

E-mail: munteanuhoratiu @yahoo.com

Education

2012 → PhD Faculty of Silviculture and Forest Engineering, Transilvania University of Brasov

2010 - 2012 Diploma of Forest Engineer (2 years) Faculty of Silviculture and Forest

Engineering, Transilvania University of Brasov

2006 - 2010 Forest Engineer (4 years) Faculty of Silviculture and Forest Engineering,

Transilvania University of Brasov

Publications

A. Papers published in ISI journals: 2 – to be published

B. Papers published in BDI journals: 1 is to be published

C. Papers published in proceedings of international conferences: 1 to be published

Documents

Universitatea din Craiova - old.unitbv.roold.unitbv.ro/Portals/31/Sustineri de doctorat/Rezumate2015/MunteanuHoratiu.pdf · deosebite adresez d-lui prof. dr. ing. Borz Alexandru ,