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1、木材生产技术与管理授课教案第三章 伐区木材生产工艺与技术第一节 森林采伐一、森林采伐的概念和种类1、以森林植物群落为对象，将生长着的林木部分或全部伐倒，并视情况将其全部或部分归集到运材道路旁边再装上运材车辆，并将枝丫采取归堆、截短平铺等措施，加速其腐烂分解，这样的一系列作业过程，叫森林采伐。2、根据作业目的和作业对象的不同，森林采伐可分为主伐、抚育采伐、更新采伐、低产林改造。二、对伐区生产作业总体的要求（一）经济方面伐区生产的目标是使企业的经济效益最高，也就是使企业获取最高的利润。（二）森林更新方面森林更新对伐区生产的要求是，在伐区生产以后，尽快实现更新，并降低更新成本。（三）森林生态方面对伐

2、区作业的要求是把森林采伐对森林生态系统的不利影响降低到最低，如有可能还应增加对森林生态的有益影响。三、主伐方式（一）主伐方式的概念和种类1、主伐视为收获木材和达到森林永续利用而对成熟林分进行伐去老林、培育新林的采伐作业。2、皆伐、渐伐和择伐三种类型，在不用的林况下应用，基本能满足两方面的要求，每种类型又分为若干方式。（二）皆伐1、把拟作业林地上的林木一次全部伐掉，称为皆伐。皆伐适用于单层同龄林。2、由于皆伐将林木全部伐掉，在伐区范围内，森林的生态效益已大大降低，森林环境改变比较剧烈。如不及时更新造林，则会：林地上已长出的幼苗易受日灼和霜冻；迹地上的杂草、灌木易于生长，给整地、植苗和幼苗抚育带来

3、困难；失去水源涵养作用；在地下水位较高，土壤含水量较大的平缓地带，易造成水分滞留而引起沼泽化。（三）渐伐把成、过熟的森林分几次采伐完毕，称为渐伐。分几次采完，就叫几次渐伐。共有二次渐伐、三次渐伐和四次渐伐三种。我国目前只采用二次渐伐。（四）择伐1、在林地内对林木进行有选择性的伐去老龄过熟的林木，称为择伐。择伐适用于复层异龄林。2、在三种主伐方式中，择伐对森林生态的影响最小。3、总之，从有利于森林生态的角度看，三种主伐方式的排列应当首先是择伐，然后是渐伐，最后是皆伐。第二节 伐区木材生产系统一、伐区木材生产系统的构成（一）伐区生产系统的输入影响伐区生产系统的因素有3个方面：1 自然条件2 森林状

4、况3 市场情况（二）伐区生产系统的处理伐区生产本身，就是伐区生产系统的处理。（三）伐区生产的输出和反馈1实物输出：是各种等级的木材和木材初级产品。2随实物输出而得到的经济效益，其中一部分作为企业扩大再生产的基础；另一部分反馈到森林经营中去，通过森林经营，作用到下一轮伐区所生产的森林状况中去。3森林更新效果：反馈到森林经营和下一轮伐区生产的森林状况中。4森林生态效益：反馈到森林经营和下一代森林状况之中，同时也反馈到下一森林经营期的森林小气候、林地土壤和水文之中。以上分析不难看出，伐区生产是一个完备的系统。其输入、处理、输出及各因子之间的关系。二、伐区生产工艺类型的选择伐区生产过程中，产品和在产品

5、的形态有3种：伐倒木、原条、原木。按集材时在产品的形态，把伐区生产分为3个工艺类型：伐倒木工艺类型、原条工艺类型、原木工艺类型。（一）原木工艺类型可以用于任何主伐方式和集材方式。（二）原条工艺类型原条工艺类型的最大好处是把造材作业挪到贮木场或山上楞场，改善了造材作业的生产条件，有利于原条出材率和造材质量的提高。这种类型的劳动生产率在3种类型种为最高。这种类型用于皆伐是最合适的。（三）伐倒木工艺类型最大优点是能够提高木材利用率。但这种类型的应用要受到一些条件的限制：1必须有大型的集材设备；2必须对树枝有加工利用能力，还必须有销路；3在择伐或渐伐伐区会严重影响集材效率，并对保留木和幼苗树造成严重破

6、坏。因此，伐倒木工艺类型最适宜于林木经济较小，并且比较一致的人工林和次生林的皆伐作业，对于某些低价林改造，也可适用。对于森林更新和森林生态，这种类型有利也有弊。有利于造林前整地；对天然落下的树籽的萌发和减少病虫、火灾的蔓延有利。不利的是影响土壤肥力的恢复。总之，伐区生产工艺类型和工艺流程，对伐区生产成本和效益影响甚大，对森林生态和森林更新也有一定影响。而伐区生产工艺类型的研究，主要受森林本身、主伐方式、集运材设备等条件的制约。三、伐区路系统（一）林道网密度及其理论体系林道网密度，是林道的数量指标，定义为单位面积林地上所具有的林道总长度。国外解决林道网密度的理论主要有三大理论体系：1中欧林道网密

7、度理论。2极限林道网密度理论。3马秋思林道网密度理论。（二）马秋思林道网理论马秋思理论是求算在采运作业中，集材费和运材费这两项占采运成本最大份额的费用项目之和为最小时，对应的林道网密度和林道间距的。在计算时只计算集材作业费和道路修建费。1马秋思理论的基本公式设在长宽分别为A、B的平坦林地上，林木分布均匀。在林地上等间距设置运材道，则有 (31)式中：每木材的集材变动费，元/；C每木材移动1m距离的集材变动费，元/（）；S林道间距，m。 (32)式中：每木材所摊的林道修建费，元/；R单位长度林道修建费，元/m；V单位面积出材量，；林道条数；A、B林地的长度和宽度，m。则集材费用与林道修建费之和F

8、为 (33)利用微分求极值原理，令，则 (34)公式（34）即为马秋思理论的最佳林道间距公式。此时，林道网密度d为 (35)此为马秋思理论的最佳林道网密度公式。2对马秋思基本公式的修正加藤公式由于集材道和运材道展线对马秋思基本公式的修正 展线系数的概念用下式表示 (36)式中：展线系数；L展线后的线路长度，m；L0线路起始点的直线距离，m。由此可知 (37)在推导(34)式和 (35)式时，代表集材距离的是S/4，令为集材道的展线系数，则展线后的集材距离为；代表运材道长度的是A/S，今令为运材道展线系数，则运材道展线后的长度为。现在，用代替S/4，用重新推导，就会得到以下结果 (38) (39

9、)这就是考虑展线以后的加藤最佳林道间距和最佳林道网密度公式。塞格巴登公式综合考虑林道影响及用另一种方式计算集材费用对马秋思基本公式的修正。设为运材道的总修正系数，可取1.02.0；T为集材道的总修正系数，可取1.01.5。再将集材变动费用C用下式表示式中：c拖拉机每分钟集材作业费，元/min；t拖拉机往返1m所用时间，min/m；q拖拉机每趟集材量，m3。将林道修建费改用km为长度单位，即式中：r每公里林道修建费，元/km。将以上这些改变代入(34)式和 (35)式的推导过程中，会得到 (310) (311)式（310）和（311）即为塞格巴登的最佳林道间距和最佳林道密度公式。单面集材的影响（

10、三）伐区林道网的经济效益指标1几何平均集材距离伐区林道的作用是缩短集材距离。几何平均集材距离是伐区内每根木材沿直线集到集材终点所做功之总和除以所集木材的总出材量得到的直线距离。几何平均集材距离的计算，分以下两种情况：集材终点是林道。双向集材 单向集材 可见单向集材比双向集材林道网效能低。集材终点是装车场。可见，在相同的情况下，集材终点是装车场时比集材终点是林道时，林道网的效能低。2开发指数开发指数是林道网的一项经济性指标，它是衡量一定密度和设置方式林道网的使用效能。 (312)式中：Ke林道开发指数；d林道网密度，m/hm2；Eg几何平均集材距离，m。总之，林道网效能愈高，几何平均集材距离愈小

11、，开发指数也就越小。3林道有效系数在计算开发指数时，林道长度和几何平均集材距离都采用了直线距离，这显然是不合实际的。为了更确切地反映出林道网的使用效能，必须加以修正，这就是用林道有效系数来衡量林道的效能。将式(312)变形得 由于林道弯曲及集材道迂回，故实际集材距离应按下式修正 (313)式中：E实际平均集材距离，m；林道修正系数，取1.051.50；集材道修正系数。令 (314)则 (315)式中：a林道有效系数，m.m/hm2。式（315）建立了平均集材距离E与伐区林道网密度d之间的反比例关系。而林道有效系数a反映了伐区林道网布设的使用效能。a值越小，林道使用效能越高。在理想模式（即a25

12、00）情况下，上式即为塞格巴登公式，即 (316)一般情况下，a值推荐如下：平缓地形a40005000；丘陵地形a50007000；陡峭地形a70009000；陡峭而复杂地形a9000。（四）伐区林道网的布设1沿溪谷布设2沿山脊布设3沿山坡布设第三节 伐区工程设计与伐区工艺设计一、伐区工程设计伐区工程包括生产用工程和辅助生产用工程。生产用工程有运材岔线、楞场和集材道等。辅助生产用工程有房舍、机库、油库等。（一）运材岔线的选设1运材岔线及其选线的特点(1) 运量低，使用时间短，因而技术标准也低。(2) 直达伐区或深入伐区腹部，地形复杂，坡度大，因而选线比较困难。(3) 岔线与森林资源的关系更为密

13、切，对伐区生产的经济效益影响也更为重要。(4) 岔线的选线比较方案比干、支线多。(5) 有充裕的时间来考虑比较方案。(6) 岔线的末端和楞场的下方，都有设置回头曲线，以便空车转向。2低山丘陵林区的选线森林资源多分布在山坡和山顶以及沟谷的末端。(1) 为缩短集材距离，并使道路有较好的地质条件，道路应选设在山坡；(2) 为使道路有较好的平顺性则应设于沟谷。(3) 综合以上条件，应设在山坡和沟谷的相交处坡脚。3几种典型情况的选线问题(1) 在坡面较宽面积较大的坡面上选线坡面较宽面积较大的坡面，一般坡度也较缓，林木生长较好，往往是木材比较集中的地方。在这样的坡面上选线，线路应大致平行于等高度，视坡长的

14、大小和出材量的多少，可以选设几条岔线。现设有这样一个坡面，其垂直于等高线方向的宽度为a(km)，而平行于等高线方向的长度为b(km)，这个坡面全部为伐区。并设单位出材量为V(m3/hm2)，集材费为C元/(m3.km)，岔线修建费为R(元/km)。坡面应当修几条运材岔线。单面集材。在坡长为a的坡面上有n条运材岔线时，平均集材距离E为 集材费CJ为道路修建费 出材量 每m3所摊道路修建费r为 根据马秋思理论，集材费与道路修建费相等时，林道密度最为经济。令 CJr得 (317)式中：n单面集材时最经济的岔线条数。双面集材。此时平均集材距离为 用上述同样方法可以得出 (318)单面集材与双面集材的比

15、较。在相同的条件下，单面集材的平均集材距离是双面集材的2倍，单面集材的林道网密度是双面集材的1.414倍。(2) 沟谷较窄时的选线沟谷较窄时，一般谷两面的山坡比较陡。a. 如果坡面较大而木材资源又较多，则可用上述方法在每个坡面上都布设几条岔线；b. 如坡长较短或木材资源较少，则只能沿沟谷布设一条岔线，根据岔线修建费和方便集材及装车，决定岔线在沟谷的哪一侧。(3) 沟谷较宽时的选线当沟谷较宽时，谷中往往设有伐区。如果谷两侧都有伐区，则有这样几种方案：a. 两侧各设一条岔线；b. 只在出材量多的一侧面设岔线，另一侧增加集材道距离；c. 只在岔线修建费少的一侧布设岔线；d. 在出材量多或岔线修建费少

16、的一侧布设常年岔线，另一侧修建冻板道；e. 在出材量多或岔线修建费少得一侧先布设岔线，另一侧先选楞场，然后再从岔线引出分支到楞场。(4) 山顶宽阔平坦、出材量大时的选线这种情况，往往山顶和沟谷之间，被一个坡度较大的坡面所隔。有以下几种方案：a. 利用沟谷末端或山咀的缓坡地段进行展线、将伐区引伸到山顶；b. 利用展线方法将集材主道引伸到山顶；c. 改拖拉机集材为索道集材d. 山顶平坦部分用拖拉机或畜力集材，陡坡段用索道或滑道接运。(5) 横跨小溪时的选线无论干线还是支线或岔线，横跨河谷都是经常的。干、支线跨越河谷时，只考虑线路本身，很少涉及到资源分布。而岔线却要同时考虑线路和资源两个方面。有两种

17、处理方法：a. 不设曲线，直接跨过去。b. 线路拐向上游，再行跨越小溪。4陡峻山区运材岔线的选设(1) 陡峻山区的特点：高差大，沟谷窄且纵向落差大，地形破碎；土层薄；有时会有滑坡、崩塌、岩堆、泥石流等。(2) 岔线的选设a. 运材岔线的选设与集材方式，装车方式的配合更为密切。b. 对于可能发生滑坡、崩塌、岩堆、泥石流等，要在充分考虑和调查的基础上定线。c. 对于资源密集的山坡，以“之”字形展线的方式，延伸岔线。d. 对于高山上部的资源，利用沟谷、山咀或“之”字形展线的方式，或利用架空索道集运。e. 伐区运材岔线直接和水运连接的，要首先选择推河楞场再选设运材岔线。f. 沿溪线在选择岔线时，要注意

18、资源的分布。（二）楞场的选设1楞场选设的原则(1) 楞场位置的确定。(2) 场地平坦、干燥、宽敞、土质坚实。(3) 避开幼树群。(4) 设在岔线横向坡度的上坡。(5) 尽量设在运材道的直线段上。(6) 应设在运材道路重车方向的缓顺坡，以利于起车。2楞场面积楞场的面积取决于木材贮存量、集材方向、装车设备等因素。原条运材的装车楞场，其长度为原条平均长度再加20m。架杆装车楞场宽度为3040m，缆索装车楞场宽度一般为60m。3楞场的测量可以用罗盘仪进行，并利用运材岔线的里程桩来标明位置。（三）集材道的测设1集材道测设的原则(1) 根据楞场位置和地形条件，尽量缩短集材距离。(2) 避开幼树群和保留木集

19、中的地方以及容易引起水土流失的地带。(3) 尽量贯穿采伐木集中的地带。(4) 尽量避开短陡坡，避开逆坡和岩石裸露地带。(5) 尽量避免横向坡度。(6) 汽车运原条时，集材道必须由运材方向一端进入装车场；森铁运原条时，集材道要从两端进入车场。缆索装车时，不用考虑原条进入装车场的方向。2集材道的技术标准(1) 坡度：重载方向要尽量避免逆坡，空载逆坡的坡度也不能过大。冰雪滑道的适宜坡度620，最大坡度的坡长不得超过100m。接近终点前10m，坡度要递减到3以下。畜力集材的坡度超过16、拖拉机集材的坡度超过19时，应采取相应的安全措施。(2) 宽度(3) 曲线半径：为使集材顺利进行，曲线半径越大越好，

20、但对林地破坏也越大，工程量也越大。(4) 集材道的最大转角：集材道的转角越小，木材通过就越顺利。3集材道的几种主要形式(1) 在完整坡面，等高线呈大致平行状态，则集材道应当大致垂直于等高线平行设置，在坡脚或运材岔线旁设置集材主道；(2) 在沟谷源头，一般等高线呈环形，则集材道应大致垂直于等高线呈扇形设置。(3) 此外，还有集材主道呈对角线布置和鱼刺式布置等形式。4集材道的测设集材道可以用罗盘仪导线测量、用测绳量距来完成。（四）简易水土保持工程设计1 在集材道上横铺设枝丫堆2 结合清林修建简易挡水坝。（五）工队住地的选择为减少行走和作业机械空驶费用，工队住地应设在伐区木材分布重心位置上。原则有：

21、1 要设在运材道路旁边；2 要设在平坦、向阳、干燥、背风的地方；3 靠近水源；4 夏季要高于洪水位；5 要避开可能产生滑坡、崩塌、岩堆、泥石流等灾害的地区。二、伐区工艺设计（一）平均集材距离的计算1计算平均集材距离的通用式 (319)式中：E需要计算的平均集材距离，m；Li所包含的下属单位的平均集材距离，m；Vi对应于Li的出材量，m3。2小班平均集材距离的计算(1) 集材支道相互平行 (320)式中：E小班的平均集材距离，m；n小班集材支道的条数，m；Li第i条集材支道的长度，m；衔接第i条集材支道的主道长度，m。(2) 集材支道呈扇形 (321)而面积。式中：a集材支道的夹角。将Si代入式

22、(321)整理后得 (322)公式(322)是伐木点道集材道辐射中心的平均集材距离，如果楞场不在辐射中心，还需要加上从楞场到辐射中心的主道长度。3楞场与伐区平均集材距离的计算用公式(320)和(322)计算出每个小班的平均集材距离后，楞场和伐区的平均集材距离就可以用公式(319)分别计算了。（二）作业区面积的确定经济的作业区面积是使楞场修建费和集材费的总和最小。现有一片伐区，其平行于等高线方向的长度为b=2km，垂直于等高线方向的宽度为a=1km，单面积出材量V=100m3/hm2；若集材费CJ=15元/(m3.km)，楞场修建费CL=2000元/个，岔线修建费R37500元/km，单面集材，

23、求经济作业区面积。根据公式(317)，合理的岔线条数为设在每条岔线上有N个装车场，其总修建费为平均集材距离为 整片伐区的出材量为 总集材费为 楞场修建费和集材费总和为 所以 即每条岔线上修建6个楞场，整片伐区修建12个最为经济。这样，每个楞场的作业面积为 这时，平均集材距离为333m。（三）伐区面积的确定在确定伐区面积时，应当综合考虑，使总费用为最小。三、伐区生产设计成果（一）伐区生产设计说明书1伐区的地理位置、林场名称、伐区所在的分区和林班、四邻和境界、沟系名称等；2运材岔线长度、等级、衔接支线名称，衔接位置等；3地况概述；4林况概述；5工程设计概况；6工艺设计概况；7生产组织计划概述；8对

24、迹地更新方式的选择与论证、要求与建议等；9对各工序作业的要求，提醒注意的事项等。（二）伐区调查和生产设计成果表1 概况表；2 小班调查表；3 小班出材量表；4 小班设计表；5 作业区设计表；6 作业区工程量表；7 伐区生产计划进度表8 伐区生产成本计划表（三）伐区设计平面图按林业用图的有关规定绘制，比例尺一般为1:5000或1:10000。内容包括：区划的界线，各级区划的编号，林班线与分区线，毗邻区的地名，境内和边界的山脉、河流、道路、沼泽地、农田、石塘等，设计运材岔线、楞场、集材道，工队住地位置等。第四节 伐木、打枝与造材一、伐木、打枝与造材设备（一）人力工具1 斧子2 手工伐木锯3 推树工

25、具(1) 木支杆(2) 手工伐木楔(3) 螺旋支杆(4) 液压伐木楔(5) 气垫（二）油锯油锯是现代伐木作业的主要工具，由发动机、传动机和锯木机构三大部分组成。1油锯的特点和应用在伐区生产中，油锯广泛应用与伐木、造材和打枝。特点：a. 质量轻，体积小；b. 密封性能好；c. 导板转向好；d. 噪音和振动小。2油锯的锯木机械组成(1) 导板：导板用来支持和张紧锯链，锯链围绕导板作环形运动以实现锯切，因此，导板也起到控制锯口方向的作用，并保证锯口的平直。(2) 链轮：导板前端的导向轮和后端的驱动轮，都称为链轮。有星形、齿形、圆圈形和园形四种。(3) 锯链：锯链是为了适宜机械转动，把锯齿用销轴连结呈

26、封闭的环形，在导板沟槽的导引下，在导板周边作环绕运动，以实现锯截。锯链有以下几种形式：a. 直齿式锯链；b. 刨刀式锯链；c. 混合型锯链。3国内外油锯简介及油锯发展方向(1) 国内外油锯简介a. GJ85油锯；b. YJ4油锯；c. 051油锯；d. 加拿大Pioneer油锯；e. 德国Stihl油锯；f. 美国McCulloch油锯；g. 俄罗斯友谊油锯；h. 日本共立CS-601TVLA型油锯。(2) 油锯的发展方向a. 提高劳动生产率；b. 降低对使用者健康的不良影响；c. 减轻对环境的污染。二、伐木、打枝与造材技术（一）伐木作业技术1对伐木作业的要求(1) 集材作业对伐木的要求：a.

27、 为方便集材作业，要求伐倒木避免交叉重叠和横山倒；b. 在拖拉机小头朝前集材时，伐倒木要尽量成“八”字形倒向集材道。大头朝前集材时则相反。c. 索道集材要求伐倒木承载成90度角，畜力集材、滑道集材与集伐倒木时，要求树冠倒向集材道的反方向大致成“八” 字形。(2) 森林生态和森林更新对大门作业的要求：a. 伐倒木倒向避开幼树幼苗和保留木；b. 将伐区内所有枯立木、病腐木、颓头木伐倒；c. 截断风倒木；d. 在集材道两侧边缘留“钉子树”。(3) 提高木材利用率对伐木作业的要求：a. 该采的立木一定采净。b. 为减少木材摔伤损失，伐倒木不得交叉，不可倒在岩石、伐根和不平地段上。c. 降低伐根。d.

28、绝对避免伐倒木倒向其他立木。2伐木顺序和树倒方向的判定(1) 伐木顺序：要作到“三采三集”，即先采集材道上的树，随后将其集出，再采号内的树，要在集材道边缘留“钉子树”暂时不采，待号内集材完毕时，再将“钉子树”采倒，最后集出。(2) 判断自然倒向：a. 树干直立的，自然倒向决定于树冠，即倒向树冠大的一侧；b. 树干倾斜的，自然倒向决定于树干；c. 树冠弯曲的，自然倒向决定与树干和树冠的综合作用。d. 对于难以确定倒向的树：距树2m以外，绕树一周，可看出树干的倾斜和弯曲；背靠树干，抬头看树冠，绕树一周，可看出树冠的偏重或对称。3伐木技术(1) 下口：在倒向的一方，先锯一个口，叫下口。作用：使树倒平

29、稳，增加安全性；防止劈裂的作用。(2) 上口：锯完下口以后，就要在倒向的背面下锯进行伐木，叫锯上口。上口基本与下口的上沿平齐。(3) 留弦：在上下口之间留一小部分木材不锯透，让其在树倒过程中折断，叫留弦。作用：a. 控制树倒方向；b. 延缓树倒过程，增加安全性；c. 避免夹锯。 留弦有三角形弦、矩形弦、两侧弦、梯形弦等多种形式。(4) 借向：用留弦和推树工具等手段使树木的倒向改变，叫借向。改变的角度，即实际倒向与自然倒向之间的夹角叫借向角。(5) 伐木过程与伐木安全（二）打枝1 打枝要与树干平齐，不突不陷，即打出“白眼圈”。2 在直径6cm处截梢。3 小头朝前集原条时，梢端4080cm要留23

30、个35cm的楂，以便集材时卡住捆索。4 注意安全。5 一株树下不可两人同时作业。6 适宜油锯打枝时，注意避免导板触地或碰到其他物体弹回伤人。（三）造材1造材原则(1) 需要原则：(2) 资源原则：充分利用资源，提高木材的利用率。(3) 经济原则：首席造优质价高的材林，先造特种材，后造一般材；先造长材，后造短材。提高一二等品率、长材率和经济林出材率。2山场造林作业对于每一根原条，都必须一次量完，然后再下锯造材。量材要经过看、敲、量、算、划五个步骤。看、敲是为了了解原条的缺陷；量既为确定缺陷尺寸，又为确定锯口位置；算是根据看、敲、量的结果，确定合理的造材方案；最后根据确定的方案，从根部向梢部丈量，

31、划出锯口位置。第五节 集材一、拖拉机集材（一）概述1拖拉机集材的分类(1) 按集材设备可分为索式、抓钩式和承载夹式。(2) 按承载方式可分为全载式、半载式和全拖式。2拖拉机集材的特点(1) 集材效率高，成本低；(2) 机动灵活，可以到达伐区的任何地方；(3) 不需要设置辅助设备，转移方便，可迅速投入生产；(4) 可以集原木、原条和伐倒木，还有枝丫材；(5) 受坡度和土壤承载能力的限制，一般只适用于坡度小于20度同时土壤承载能力大于拖拉机的接地压力的伐区；(6) 拖拉机与木材一起运动，自身移动消耗一定的功率。3轮式拖拉机与履带式集材拖拉机的比较(1) 轮式拖拉机的特点：a. 前后轮同辙，越野性高

32、；减小了噪音和振动，减少零件磨损，提高了寿命，减少了故障和维修费用。b. 速度高，机动性好。c. 绞集速度高。(2) 履带式集材拖拉机的优点：a. 附着力大。b. 爬坡能力大。c. 接地压力小。（二）拖拉机集材索具1 集木索2 捆木索(1) 插接钩环式捆木索；(2) 楔接钩环式捆木索；(3) 滑套式捆木索。3 缺口环（三）拖拉机集材作业技术对拖拉机集材的要求：1 拖拉机不离开集材道；绞集木材时要单根抽。2 实行“三采三集”作业法。3 专车包道包号，并要集一号净一号，封一号开一号，不封不开。4 集材要远近搭配。（四）拖拉机集材最大载量的计算拖拉机原条集材的牵引平衡方程式为： (323)式中：G0

33、拖拉机自重，kg； G 木捆质量，kg；K木捆质量分配系数；拖拉机运行阻力系数；原条大头在集材道伤被拖拽的阻力系数；g重力加速度，g=9.8m/s2；F拖拉机的驱动力，N。当只知道拖拉机功率和行驶速度时 (324)式中：N拖拉机的额定功率，kW；拖拉机效率系数；g重力加速度，g=9.8m/s2；v拖拉机行驶速度，km/h。当拖拉机集材的重载逆坡坡度小于5度时，则(323)式为 (325)1拖拉机牵引力决定的最大载量解(325)式，并令g10m/s2，可得 (326)式中：G由牵引力决定的拖拉机载荷质量，kg。2附着牵引力决定的载量按(326)式算得的载量G，必修在附着力保证的情况下才能实现，否

34、则拖拉机将产生打滑不能实现集材。即应使附着牵引力 而 (327)式中：集材拖拉机行驶的附着系数。用代替(323)式的F，并将(327)式带入(323)式后，可解出： (328)式中：G附着牵引力决定的载荷质量，kg。3车架承载能力允许的载量为使载量在车架承载能力的范围之内，应使 (329)式中：G拖拉机车架允许的最大载荷，kg。4绞盘机牵引力允许的最大载荷为使绞盘机牵引力能够克服木捆在坡道上被拖动的运行阻力，应使绞盘机牵引力F1 而 (330)以上计算出的四个载量G中的最小者，为拖拉机集材的最大载荷质量，再按下式换算成材积 (331)式中：G伐倒木集材时载荷中树冠的质量，kg，一般占总质量的1

35、530； r所集木材的体积质量，kg/m3（五）拖拉机集材生产率的计算与分析1拖拉机集材的劳动生产率拖拉机集材的生产率如下： (332)式中：P拖拉机集材的劳动生产率，m3/台班T每班工作时间，minT0每班准备和结束时间，min工作时间利用系数，考虑休息及个人需要时间，一般为0.80.95q拖拉机平均载量，m3t1每趟凑载时间，mint2卸车和齐头时间，minL平均集材距离，kmv1重载平均速度，km/hv2空载平均速度，km/h2提高拖拉机集材效率的措施要提高拖拉机集材的生产效率并降低成本，可以从人、机、路三方面加以研究。（六）减轻拖拉机集材对森林生态环境不利影响的措施1 在北方，尽量安排

36、在冬季作业。2 结合伐区清理，在拖拉机集材道上，横向堆放枝丫。3 用小型拖拉机或轻型绞盘机或畜力进行小集中作业，代替集材拖拉机的绞集作业。4 严格遵守对拖拉机集材作业的要求，拖拉机不离开集材道，绞集木材时要单根抽。集材时注意保护幼树幼苗和保留木。5 采用特宽低压轮式拖拉机作业。二、索道集材（一）概述1索道集材的优点：(1) 可充分利用森林资源。(2) 很少破坏地表，有利于水土保持和森林更新。(3) 对山形地势的适应性强。(4) 很少受气候影响。(5) 不但可以顺坡集材，还可以大坡度逆坡集材。(6) 用索道集材在高山林区也是经济的。(7) 根据林型的不同，索道可设计成不同的类型。2索道集材的缺点

37、：(1) 安装、拆转费时。(2) 定向集材，机动性差。（二）索道基本组成及设备名称由钢索、支架、鞍座、跑车、绞盘机以及其他附属设备等组成。（三）集材索道的基本类型及适用条件基本形式有：1 半自动和全自动集材索道2 增力式集材索道3 松紧式集材索道（四）索道勘测设计1索道线路选择原则索道的选线工作是在伐区规划设计或已确定了伐区采伐方式、集运材类型和木材流向的基础上进行的。应注意以下几个原则问题：(1) 线路应尽可能通过伐区木材最集中的地方，提高索道生产效率。(2) 尽可能选直线线路。(3) 线路的起点和终点之间的平均坡度，应控制在724范围内。(4) 中间支架的位置，应按间距300500m分布，

38、并尽量作到各跨距均等。(5) 起终点锚桩和中间支架木应尽可能选择和利用径粗、根深的活立木。(6) 楞场装置。(7) 绞盘机的位置。2索道定测(1) 线路中线纵断测量；(2) 支架位置的横断测量；3索道设计(1) 索道形式及其性能参数的确定索道主要技术性能参数：索道形式；水平距离；中间鞍座数；高差；货运种类；设计荷重；跑车形式及起重量；绞盘机型号及牵引力；承载索与工作索的规格及结构；台班产量或生产率。(2) 索道纵断面设计a. 跨距要适宜。b. 多跨索道鞍座支架分布均匀。c. 索道线形力求平顺。d. 就地取材。4索道纵断面图绘制5索道钢索选择(1) 承载索的选择(2) 牵引索荷回空索的选择(3)

39、 起重索的选择6索道绞盘机选择对索道绞盘机的要求是，可独立作业，有过载保护能力，高山功率降少，启动容易。（五）索道设计文件编制1设计说明书(1) 概述(2) 线路选择分析(3) 钢索与机械设备的选择(4) 各部分工程设计说明(5) 本索道性能2计算说明书3安装施工说明书4线路图及部分工程结构图5设备需求量明细表（六）索道的使用与管理1 索道生产组织及人员职责范围2 索道设备的保养(1) 定期保养(2) 每日保养内容3 索道安全操作(1) 当索道线路通过交通线路或农田耕地上空时，应设置安全防护设施或警告标志。(2) 索道运行过程中，不许任何人在承载索下面停留、走动或进行其他作业。(3) 必须确保

40、通讯联络信号的畅通、准确。(4) 信号员必须根据捆木工、卸材工的要求及时向绞盘机手发出信号，绞盘机手必须及时准确地按信号操纵。三、人力、畜力和滑道集材（一）人力集材1 吊卯2 人力小集中3 人力串坡4 板车集材（二）畜力集材畜力集材对林地和保留木的破坏比拖拉机集材小得多，单位面积出材量对生产率的影响也不及拖拉机集材大。因此，适合于伐前更新好，保留木多和单位面积出材量较小，坡度不超过17度的伐区，特别是一些边远、零散的伐区。（三）滑道集材将木材放在人工修筑的沟、槽中，让其靠自身重力下滑以实现集材，称为滑道集材。1木滑道(1) 木滑道的选设要求a. 线路坡度和曲线要适宜木材的滑行。b. 线路位置要通过木材分布中心区。c. 线路终点要平坦(2) 木滑道的结构a. 滑道断面尺寸可根据木材径级和坡度确定。b. 槽底原木要小头朝上坡，两根原木接头处下边的要稍低于上边的，要尽量交错铺设。c. 坡度较大地段应设减速装置。d. 坡小地可设加速装置。e. 终点处应偏坡设线，使木材自动滚进楞区。2冰雪滑道冰雪滑道适用于北