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Title Assessment of raw material utilisation efficiency of the forest-wood chain as influenced by the forest sector reform in Ghana

Full text http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/5550/

Date 2008

Author(s) Amoah, Martin

Abstract Untersuchungen zur Rohstoffeffizienz der Forst-Holz-Kette vor dem Hintergrund der Forstreform in Ghana Im Jahr 1994 wurde in Ghana eine Forstreform durchgeführt, mit dem Ziel, das Artenspektrum der kommerziell nutzbaren Bäume zu vergrößern, den Holzverlust in der Forst-Holz-Kette zu reduzieren sowie die Verarbeitungsprozesse in der Holzindustrie zu optimieren. Um den Erfolg dieser politisch motivierten Ziele sicherzustellen, wurden ein Exportverbot für Rundholz und Mindestpreise für den Verkauf von Holz auf dem Stock erlassen, die an die internationalen Marktpreise angepasst waren. In dieser Arbeit soll die Effizienz dieser Maßnahmen genauer beleuchtet werden. In einem ersten Abschnitt werden die Auswirkungen des Exportverbots von Rundholz (LEB=log export ban) ab 1995 auf die weiter verarbeitende Industrie, die Preisentwicklung auf nationaler und internationaler Ebene sowie die Nutzung des vorhandenen Artenspektrums mit statistischen Methoden untersucht. Dafür standen zwei Zeitreihen der Timber Industry Development Division (TIDD), einer Abteilung der Forstkommission von Ghana, zur Verfügung. Der erste Datensatz umfasst den Zeitraum von 1984 bis 2005, während der zweite, detailliertere Datensatz die Periode von 1995 bis 2005 abdeckt. Im zweiten Abschnitt der Arbeit wurde die bei Holzerntemaßnahmen erzielte Rundholzausbeute analysiert. Dazu wurden im Rahmen von Fallstudien Holzerntemaßnahmen mit detaillierten Untersuchungen begleitet. Verglichen wurden die aufgrund der Dimension und der Qualität der eingeschlagenen Bäume verwertungstechnisch objektiv nutzbaren Holzmengen mit denjenigen Rundholzmengen, die tatsächlich zur Verarbeitung gelangten. In die Untersuchung wurde die Kontrolle und Ausführung der Arbeit miteinbezogen. Aus den Ausbeutedaten wurden Modelle zur Berechnung eines angemessenen Stockpreises sowohl für einzelne Baumarten als auch als Durchschnittswerte entwickelt. Ein weiterer Arbeitsschritt befasste sich mit der Schnittholzausbeute im Sägewerk. Ebenfalls im Rahmen von Fallstudien wurden das eingesetzte Rundholz und das daraus erzeugte Schnittholz hinsichtlich Volumen und Qualität verglichen und die Gründe für Ausbeuteunterschiede analysiert. Die Analyse des Produktionsprozesses deckte dabei auf, welche Faktoren bei welchen Arbeitsschritten zu den beobachteten Verlusten bei der Schnittholzausbeute beitragen. Dabei wurden sowohl technische Faktoren als auch Motivation und Ausbildungsstand der Arbeiter berücksichtigt. Auswirkungen des Exportverbots - Entwicklung der Exportmengen In dem Zeitraum vor Inkrafttreten des Rundholzexportverbots in den Jahren 1984 bis 1985 betrug das Gesamtexportvolumen von Holz und Holzprodukten ca. 5,7 Mio. m³. Daran hatten Rundholz- und Sägeholzexporte einen Anteil von 55% bzw. 39%, während die Anteile von veredelten Produkten deutlich niedriger waren: Furnier 4,1%, Sperrholz 0,4% und Fertigwaren aus Holz 1,4%. In den Jahren zwischen 1996 und 2005, in denen sich das Rundholzexportverbot auswirkte, betrug das exportierte Gesamtvolumen von Holz und Holzprodukten 4,5 Mio. m³. Daran hatte das Sägeholz einen Anteil von 54%, während der Anteil weiterverarbeiteter Produkte deutlich zunahm: Furnier 21,3%, Sperrholz 10,5% und Hobelware bzw. Holzprodukte 14,2%. Die Analyse der Wirkung des Exportverbots für Rundholz aus Ghana zeigt, dass durch diese Maßnahme ein deutlich höherer Anteil der Wertschöpfung im Land verbleibt. Vor allem die Herstellung von Furnieren, Sperrholz und veredelten Holzprodukten stieg deutlich an. In dieser Hinsicht wird die Hypothese gestützt, dass ein Exportverbot von Rundholz die Produktion von höherwertigen Waren im Inland fördert. Weitere Faktoren für die beobachtete quantitative Zunahme und den Wertzuwachs bei den verarbeiteten Produkten dürften auch die Verknappung des Rundholzangebots, die hohen Exportzölle auf Halbfertigwaren (Sägeholz) und finanzielle Investitionsanreize seitens des Staates sein. Preisentwicklung für Exportprodukte Die Untersuchung zeigte, dass der aggregierte Preisindex für alle Holzprodukte, die vor Inkrafttreten des Rundholzexportverbots exportiert wurden, in der Zeit von 1984 bis 1995 inflationsbereinigt um 129% anstieg, während der aggregierte Preisindex nach Inkrafttreten des Rundholzexportverbots im Zeitraum von 1996 bis 2005 um 3% fiel. Dabei stiegen die Exportpreise für die verschiedenen Produkte in unterschiedlichem Ausmaß: Sägeholz um 109%, Furnier um 238%, Sperrholz um 142% und verarbeitete Holzprodukte um 102%. Im Zeitraum nach Eintreten des Rundholzexportverbots ergaben sich demgegenüber folgende Veränderungen in den Preisen: Sägeholz +14,8%, Furnier -21,9%, Sperrholz -47% und verarbeitete Holzprodukte -31,7%. Während die Exportpreise für Furnier an stärksten anzogen, fielen die Preise von Sperrholzprodukten aus tropischen Hölzern, da billige Sperrhölzer auf Nadelholzbasis den Markt eroberten. Auch der stetig ansteigende Einsatz von Holzwerkstoffen wie MDF und OSB im Möbelbau und im konstruktiven Bereich verdrängen tropische Sperrhölzer aus dem Markt. Ein weiterer Grund ist schließlich der starke Konkurrenzdruck auf diese Produkte durch Sperrholz aus chinesischer Produktion. China war bis vor kurzem noch ein wichtiger Importeur von tropischem Sperrholz, ist heute aber bereits einer der größten Exporteure. Die Ursachen für die Preisrrückgänge sind vermutlich auch in globalen Ereignissen zu sehen, wie beispielsweise dem Zusammenbruch der asiatischen Märkte in den Jahren 1997 und 1998, sowie der schwachen Nachfrage nach Waren auf internationalen Märkten zwischen 2000 und 2001, die u. a. aus der wirtschaftlichen Rezession der drei stärksten Volkswirtschaften (USA, Japan, Deutschland) resultierte. Anteil weniger genutzter Baumarten (LUS) Der Anteil der weniger genutzten Baumarten (LUS - lesser used species in Ghana, auch als „Pink" und „Green"-Baumarten bezeichnet) an der Exportmenge blieb auch während des Exportverbots für Rundholz relativ gering. An der Gesamtexportmenge (ca. 4,1 Mio. m³) der sechs Hauptprodukte, die zwischen 1995 und 2005 aus Gahana ausgeführt wurden, betrug der Volumenanteil der „Pink" und „Green" Baumarten nur 12,5% bzw. 1,3%. Die marktgängigen „Scarlet" und „Red"-Baumarten nahmen dagegen einen Mengenanteil von 49% bzw. 29,4% ein, während sonstige Baumarten zu 7,7% beitrugen. Detaillierte Analysen der Statistiken zeigen, dass veredelte Produkte wie Fußböden und Paneele nahezu vollständig aus „Scarlet" und „Red"-Baumarten hergestellt wurden. Der Anteil dieser Baumarten macht bei diesen Produktgruppen 87% bzw. 90% aus. Beide Produktgruppen gehören zu den höchstbezahlten Exportprodukten. In der Regel fordern Kunden und Verbraucher die spezifischen Holzeigenschaften dieser Holzartengruppen, woraus die hohen Anteile bei den hochwertigen Produkten zu erklären sind. Es steht zu erwarten, dass diese Holzarten auch in Zukunft in Produktgruppen dominieren. Wie erwartet, hat der Mengenanteil von luftgetrockneten Sägeholz aus „Scarlet" Baumarten von 83 % im Jahr 1995 auf etwa 6 % im Jahr 2005 abgenommen, während luftgetrocknetes Schnittholz aus den weniger genutzten „Pink"-Baumarten gegenläufig von 6 % im Jahr 1995 auf 22 % in 2005 anstieg. Die Substituierung von „Scarlet" durch „Pink" Baumarten spiegelt die zunehmende Knappheit dieser verwertungstechnisch geschätzten Baumarten wieder. In den letzten Jahren wurden durch die Forstverwaltung erhöhte Abgaben auf einfaches, luftgetrocknetes Schnittholz erhoben, welches aus den zunehmend knapper werdenden Hauptbaumarten hergestellt wird. Auch darin könnte die wachsende Bevorzugung der weniger genutzten Baumarten in diesem Produktbereich erklärt werden. Entgegen der Erwartungen blieb jedoch der hohe Anteil der Hauptbaumarten im Bereich des kammergetrockneten Sägeholzes stabil. Die Bevorzugung der „Scarlet" Baumarten für diese Produkte ist nicht zuletzt auf deren deutlich besseres Verhalten bei der künstlichen Trocknung zurückzuführen. Forschungsvorhaben und verbesserte praktische Erfahrungen über die technische Trocknung der bisher weniger genutzten Baumarten könnten dazu beitragen, dass auch in diesem höherwertigen Bereich zunehmend eine Substitution stattfindet. Ausbeuteverluste und mögliche Ursachen in der Forst- Holz-Kette Die Frage der Ausbeuteverluste und ihrer möglichen Ursachen entlang der Forst-Holz-Kette wurde methodisch im Rahmen eines Fallstudien-Ansatzes untersucht. Dazu wurden die Nutzungsgebiete von drei unterschiedlichen Konzessionären (A, B, D) ausgewählt, die von ihrer geographischen Lage und ihrer Struktur her für die primäre Holzverarbeitung durch die Industrie in Ghana typisch sind. Insgesamt 135 Bäume aus neun Baumarten wurden für diese Studie ausgewählt. Dabei handelt es sich um die für die Vermarktung bedeutendsten Baumarten. Das theoretisch holzindustriell verwendbare Volumen aller Bäume in dieser Studie belief sich auf 2.177 m3, d. h. im Durchschnitt 16 m3 je Baum. Tatsächlich aufgearbeitet und zum Sägewerk transportiert wurden jedoch nur 1.638 m3 oder 12 m3 je Baum. Damit betrug die durchschnittliche Ausbeutequote 75+/-11,82%, während gut 25% (539 m3) des an sich industriell verwendbaren Holzes als Hiebsreste im Wald verblieben. Sowohl der Zopfdurchmesser als auch die Länge dieser Reststücke, wie auch ihre Qualität wären durchaus für eine weitere Bearbeitung im Sägewerk geeignet gewesen. Während der Feldaufnahmen konnten ungenügende Arbeitstechniken und mangelhafte Überwachung als die wichtigsten Gründe für diese geringe Rundholzausbeute identifiziert werden. Dabei spielt auch die herrschende Praxis, nach der der Stockpreis ermittelt wird, den die Firmen an den Staat entrichten müssen, eine Rolle: Da nur für das tatsächlich aus dem Wald exportierte Holz gezahlt werden muss, ergibt sich für die Konzessionäre kein finanzieller Anreiz dafür, die gefällten Bäume möglichst vollständig industriell zu nutzen. Aus diesem offensichtlichen Missstand wurde die Notwendigkeit abgeleitet, Modelle zu entwickeln, die zur Bestimmung der gesamten potentiell vermarktbaren Holzmenge eines stehenden Baumes herangezogen werden können, um so den Stockpreis (stumpage fee) rechnerisch zu bestimmen. Auf der Basis der Versuchsergebnisse wurden drei allometrische Funktionen berechnet, die für eine Schätzung des nutzbaren Volumens herangezogen werden können. Für die Bildung von baumartenspezifischen Modellen wurden drei in Ghana vom Mengenaufkommen her wichtige und markgängige Baumarten herangezogen: Akasaa (Chrysophyllum albidum), Wawa (Triplochiton scleroxylon) und Ofram (Terminalia superba). Darüber hinaus wurden auch generelle Modelle ohne spezifischen Bezug auf einzelne Baumarten entwickelt. Als Datengrundlage dafür wurden neben den drei genannten Hauptbaumarten die Arten von neun weiteren Baumarten herangezogen. Im Allgemeinen hatten artenspezifische Modelle eine bessere Vorhersagbarkeit als gemischte Modelle. Der Grund könnte in der höheren Homogenität der beobachteten und der vorhergesagten Variablen bei den artenspezifischen Modellen liegen. Die Modelle, die auf der Basis der Variablen Brusthöhendurchmesser (DBH) und kommerziell nutzbarer Schaftlänge (L) die nutzbare Holzmenge schätzen, waren jenen Modellen überlegen, die als Variable lediglich den DBH heranziehen. Allerdings ist eine zutreffende Ermittlung der kommerziell nutzbaren Schaftlänge stehender Bäume in der Praxis schwierig. Auch die nur auf dem DBH basierenden Modelle konnten die sägefähigen Stammholzanteile einschließlich stärkerer Kronenanteile mit hinreichender Genauigkeit schätzen. Ein so genanntes Log-Tracking-System, das in Ghana eingeführt werden soll, könnte die Anwendung dieser Modelle in der Praxis begünstigen. Wenn mit ihrer Hilfe die tatsächlich genutzten Stammvolumina zuverlässiger als bisher ermittelt werden, kann mittels der entwickelten Modelle auf das reale, nutzbare Volumen der Bäume auf dem Stock zurückgeschlossen werden, und eine realistische Bestimmung des Stockgeldes (stumpage fee) wäre so möglich. Die Nutzung der entwickelten Modelle in der Praxis zur Festsetzung eines realistischen Stockpreises haben jedoch ihre Grenzen: Wenn sich im Zeitablauf die Ausbeuterelationen fundamental ändern, müssen durch aktuelle Untersuchungen die hier aufgestellten Modelle neu parametrisiert werden. Ausbeuteverluste und mögliche Ursachen im Sägewerk Um die Ausbeute von Schnittholz in der weiteren Bearbeitungsstufe zu bestimmen, wurden im Rahmen der Fallstudie in 4 Sägewerken (A, B, C, D) insgesamt 189 Stämme eingeschnitten. Dazu wurden folgende, für Ausbeute und Qualität ausschlaggebende Faktoren aufgenommen: •Dimension und Volumen des eingesetzten Rundholzes •Zeitraum zwischen Fällung und Verarbeitung der Stämme •Risse, Fäule, Pilzbefall und sonstige Fehler am Rundholz •Schnittbild •Einschnitttechnologien •Qualität des Einschnitts (Maßhaltigkeit) •Volumen und Qualität des erzeugten Schnittholzes Die durchschnittliche Schnittholzausbeute lag bei 28,3% und war damit deutlich niedriger als die in vergleichbaren Studien angegebenen Werte. Die Ausbeute schwankte zwischen nur 1,9% für die Baumart Otie (Pycnanthus angolensis), die im Sägewerk A eingeschnitten wurde, bis hin zu 52.6% für Mahagonie (Khaya ivorensis), eingeschnitten in Werk B. Es konnte festgestellt werden, dass die geringe Qualität und die hohen Materialverluste überwiegend auf die lange Lagerzeit zwischen Fällung und Einschnitt zurückzuführen waren. Alle Otie-Stämme (Pycnanthus angolensis) und die meisten der Wawa -Sägestämme (Triplochiton scleroxylon) zeigten tiefe Risse an der Stirnseite sowie starken Pilzbefall, was zu hohen Ausbeuteverlusten führte. Für die Baumart Otie (Pycnanthus angolensis) wurden durchschnittliche Zeiträume von 6 Monaten vom Einschlag bis zum Einschnitt ermittelt, für Wawa immerhin noch 4 Monate. Eine entscheidende Schwachstelle ist also die mangelhafte logistische Planung. Die unflexible Ausrichtung in der Schnittholzproduktion auf nur wenige exportgängige Liefermaße verursachte einen hohen Volumenanteil an Sägeresthölzern, die bei einer entsprechenden Einschnittgeometrie und Sortierung durchaus zu Fußböden, Paneelen oder anderen Produkten hätten weiterverarbeitet werden können. Um die Maßhaltigkeit der verwendeten Einschnitttechnologien zu bestimmen, wurden zusätzlich an 267 Brettern in sägefrischem Zustand Breite und Stärke ermittelt. Die Ergebnisse der Studie zur Maßhaltigkeit des Schnittholzes weisen darauf hin, dass veraltete und schlecht gewartete Sägentechnik für große Volumenverluste beim Einschnitt verantwortlich sind. Schwankungen der Maßhaltigkeit von 2 bis 17% innerhalb eines Brettes konnten bei der untersuchten Schnittware festgestellt werden. Die Streuung der Maßhaltigkeit zwischen den Brettern war signifikant höher, was wiederum eine schlechte Wartung bzw. Justierung der Einschnittaggregate bestätigt. Abschließend muss kritisch angemerkt werden, dass mit 4 Fallstudien der Stichprobenumfang bei der Bestimmung der Einschlagvolumina sowie der Ausbeuteuntersuchungen bei Schnittholz im Sägewerk keine statistisch repräsentativen und auf ganz Ghana verallgemeinerbare Aussagen zulassen. Dennoch sind die Ergebnisse insofern richtungweisend, als dass Ursachen und Faktoren für die hohen Material- und Wertverluste entlang der Forst-Holz-Kette in Ghana aufgezeigt werden. Damit können Lösungsansätze für die logistischen und technischen Probleme erarbeitet, ein effizientes Controlling konzipiert und innovative Ansätze für eine erweiterte Produktpalette entwickelt werden. Diese Maßnahmen sind dringend notwendig, um eine nachhaltige Bewirtschaftung der Naturwälder Ghanas sicherzustellen und den knappen Rohstoff Holz effizienter zu nutzen. - SUMMARY: Assessment of raw material utilisation efficiency of the forest-wood chain as influence by the forest sector reform in Ghana. The 1994 forest sector reform in Ghana placed priority on downstream processing, utilisation of lesser-used species (LUS) and improvement of processing efficiency in the timber industry of Ghana. To ensure the success of these policy goals, a ban on exportation of logs was introduced and stumpage fees were adjusted to reflect the realistic timber prices on the international market. This thesis was designed to assess the raw material utilisation efficiency under the influence of the forest sector reform and forest-wood processing chain. The thesis set out to investigate the effects of the log export ban (LEB) policy on the downstream processing, the growth of volume and the prices of the export wood products, and the utilisation of the various timber species. Two sets of time series data as compiled by the Timber Industry Development Division (TIDD) of the Forestry Commission of Ghana were analysed with statistical regressions. The first set of data spanned from 1984 to 2005 whilst the second more detailed data set was compiled from 1995 to 2005. This thesis further assessed, on a case study basis, logging recovery and examined the effect of lax supervision on the logging recovery, and thus justifying the need to develop models to predict the total merchantable volume and logically, the realistic stumpage volume and fees. It continued to assess the sawnwood processing recovery and quantified the volume loss due to sawnwood thickness over-sizing and sawing variation and investigated other factors that contribute to the low sawnwood recovery so as to provide managers and operators with insight into their operation performance and identify ways to improve production. Export market- Volumes Before the LEB policy in the years from 1984 to 1995, the total export volume of wood and wood products was about 5.7 million cubic metres. Out of this volume, log and sawnwood exports accounted for about 55 % and 39 % respectively whilst the contributions from veneer, plywood, and processed wood exports were 4.1 %, 0.4 % and 1.4 % respectively. In the years between 1996 and 2005, the total volume of wood and wood products exported during the LEB policy was about 4.5 million cubic metres. Veneer, plywood, and processed moulding showed increasing shares in the export market, contributing respectively 21.3 %, 10.5 % and 14.2 % during this period, whilst sawnwood accounted for 53.9%. The results of the study showed that the implementation of the log export ban policy in Ghana caused increases in the volume shares of the value-added products such as veneer, plywood and processed wood, which is in agreement with the theory that an LEB policy stimulates the production of value-added products. However, important factors such as shortage of timber supply, high export taxes on the primary products (sawnwood), and investment incentives may have played significant roles in increasing the volume of these products. Export market- Prices The study found that the aggregate price index of all the wood products exported before the LEB policy increased by 129 % compared to the decline of the aggregate price index by -3.9 % during the LEB policy. The growth in the export prices of sawnwood, veneer, plywood and processed wood before the LEB policy were respectively 109 %, 238 %, 142 % and 102 % compared to the corresponding growths or declines of 14.8 %, -21.9 %, -47 % and -31.7 % during the LEB policy. Whilst the export prices of veneer appear to have been bolstered by the increasing market share of re-constituted panels such as MDF and OSB, those of plywood from the tropical forests were eclipsed by the increasing substitution of tropical plywood by softwood plywood and other panels such as MDF and OSB in furniture, millwork, and mouldings production. Another important contributing factor to the decline in the prices of plywood is the intense competition from China, which until recently was a major importer of tropical plywood, and is now a major exporter of plywood. The need to find new markets for tropical plywood could help revive its export trade. These decline in prices also appears also to have been caused by such global factors as the collapse of the Asian economy in 1997 and 1998, and the weak demand for international commodity in 2000 and 2001, resulting from the economic recession of the world's three largest economies (U.S.A., Japan and Germany). Export volume of the traditional (scarlet and red) and the Lesser-Used Species (LUS) (pink and green) species During the LEB policy, the export volume shares of the LUS (pink and green species) stayed relatively low. Out of the total export volume of 4,074,570 m³ of the six main products exported from 1995 to 2005, pink and green species (LUS) contributed only 12.5 % and 1.3 % respectively. Furthermore, scarlet and red species had a respective volume share of 49 % and 29.4 % whilst "other species" contributed 7.7 %. The results indicated that flooring and moulding products were almost exclusively produced from the traditional timber species. About 87 % of the flooring and 90 % of the moulding products were produced from both the scarlet and red species. These two products are among the highly-priced export products. The flooring and moulding products are generally used for decoration purposes and the traditional and highly-valued timber species such as the scarlet and red species are expected to dominate the choice of species for these products. This fact probably explains the high volume contribution of the traditional timber species to the production of flooring and moulding products. In the face of a limited supply of the primary timber species, scarlet and red species obviously should be reserved for the highly-priced products such as flooring and moulding. As expected, the trend in the volume share of air-dried (AD) sawnwood produced from the scarlet species showed a substantial decrease from 83 % in 1995 to about 6 % in 2005, whilst air-dried sawnwood from the pink species increased from about 6 % in 1995 to about 22 % in 2005. The substitution of the scarlet species by the pink species reflects the increasing shortage of supply of the former. Another reason could be the result of systematic efforts by the stakeholders in forest management in Ghana to substitute the LUS species for the scarlet in the production of sawnwood (AD) by imposing levies on sawnwood (AD) produced from the primary timber species. Contrary to expectation, kiln-dried (KD) sawnwood had the most stable volume share from the scarlet species, decreasing only marginally from about 86 % in 1995 to about 84 % in 2005. Technical difficulties in developing kiln-drying schedules for the LUS species may explain a higher percentage volume share of the scarlet species used to produce sawnwood (KD). The logging efficiency and the development of allometric models to predict the realistic stumpage volume In a case study approach, a total of 135 trees from nine timber species were sampled from three logging sites of mills A, B and D to allow for the assessment of logging recovery and the development of models to predict the total merchantable volume. The mills were selected according to the prevailing sawmill industry structure in Ghana. The main species were selected on the basis of their forest availability and economic importance. Wawa (Triplochiton scleroxylon), for example, constitutes about 21 % of Forest Inventory Project (FIP) class 1 volume greater than 70 cm in diameter (see Ghana Forestry Department 1989) and hence justifies its higher selection percentage. The merchantable volume of all the trees sampled from the three studied mills totalled 2,177 m³, averaging 16.0 m³ per tree. The logs that were extracted from this total merchantable volume by the mills amounted to 1,638 m³, averaging 12 m³ per tree. The average logging recovery rate of the three studied logging sites was 75±11.82 % whilst 25 % (539 m³) of the merchantable volume was left at the logging site as residues. On the basis of the small-end diameter and length values, the merchantable wood residues were of sufficient quality to warrant their utilisation. For example, the small-end diameter of the residues ranged from 41 cm for ofram (Terminalia superba) to 60 cm for wawa (Triplochiton scleroxylon) whilst the average length of the residues also varied between 4.2 m for sapele (Entandrophragma cylindricum) and 8.5 m for wawa (Triplochiton scleroxylon). The study identified insufficient working techniques and lax supervision as one of the major causes of low logging recovery and the existing practice of fixing stumpage fees gives only weak economical incentives to improve volume recovery. Therefore the need to develop models to predict the total merchantable volume as a basis for adjusted stumpage fee calculation, was justified. To fix realistic stumpage fees, which take into account the true potential of the harvested trees, three allometric equations were developed to allow for comparison in terms of predictive accuracy. Three main species, namely akasaa (Chrysophyllum albidum), wawa (Triplochiton scleroxylon), and ofram (Terminalia superba) were sampled for the construction of the species-specific based models. The mixed-species based models were developed from the three main species and six additional tree species. In general, the species-specific models had a better predictive power than the mixed-species based models and this could be attributed to the relatively higher homogeneity of both the observed and predictor variables of the species-specific based models. Among the mixed-species based models, those that predicted the total merchantable volume indirectly from the log volume had the highest predictive power. The log tracking system which is being introduced in Ghana could benefit from these models. When logging data are available (through the log tracking system) the models could be used to predict the realistic stumpage volume. These models however, were found to perform relatively better for small-sized trees than for large-sized trees over (20 m³). The models that predicted the total merchantable volume from DBH and the total merchantable length had better fits than those that used only DBH as a predictor variable. Nevertheless they have little practical importance because of difficulty in measuring the total merchantable length in the forest. These models have however theoretically showed that, by including the merchantable branches, the general form of allometric equation did not substantially change. DBH as a predictor of the total merchantable volume has several advantages. It is easier and simpler to use since forest inventories include DBH measurements. For the mixed-species based models that predicted the total merchantable volume from DBH only, the site-specific models had a higher predictive power than a single model developed for all-sites, indicating that for a higher accuracy, DBH may be a good predictor of the total merchantable volume of tree species at a specific site. The use of these models, however, presents a limitation. If logging efficiency of individual mills changes substantially over time, the model may have to be validated periodically before it could be applied. Sawmill efficiency In order to determine sawnwood recovery in a case study approach, a total of 189 saw logs were sampled from four mills (Mills A, B, C and D). In order to assess the factors that affect sawnwood recovery, the following inquiries and observations were made and recorded: •Log dimensions (length, diameter at both ends) •Time between felling and processing of logs, •Prior to processing, each sampled saw logs was inspected for defects such as end-splits, rots and fungal blue stain. •Log breakdown technique, •Edging and trimming techniques and •Quality of trimming off-cuts The average sawnwood recovery (28.3 %) found in this study was substantially lower than the reported average recovery rate in the previous studies. The sawnwood recovery ranged from 1.9 % for the otie (Pycnanthus angolensis) processed at mill A to 52.6 % for the mahogany (Khaya ivorensis) processed at mill B. The study found that the poor log quality, resulting mainly from long storage periods between felling and processing, had a substantial effect on the sawnwood volume recovery. All of the otie (Pycnanthus angolensis) saw logs and most of the wawa (Triplochiton scleroxylon) saw logs sampled had end-splits and were severely infested with fungal blue stain and thus their low recovery was expected. The low sawnwood recovery reported in this study could be mainly attributed to a lack of proper management of logs and a lack of adequate logistic planning. For example, the period between felling and processing of the otie (Pycnanthus angolensis) logs was about six months whilst due to logistical problems and poor planning the period between felling and processing of the wawa logs sawn at mill D was about three months. In addition, 267 green sawn boards were sampled from the mills to quantify the sawnwood volume loss due to thickness over-sizing and sawing variation. The results of this study indicated that the volume that could have been gained by reducing the sawnwood thickness over-sizing and sawing variation ranged from about 2 % to 17 % in volume of the sampled sawnwood. The study also found that between-board sawing variation was substantially higher than within-board sawing variation indicating that lack of setworks repeatability could be the major cause of the loss in volume. It was observed that the studied mills concentrated their production on sawnwood in export dimensions and grades. Therefore, off-cuts and trim ends that could have been processed further into mouldings, battens, floorings, and other products were discarded or sold at cheaper prices. The limited supply of timber resources give every reason for sawmills in Ghana to optimise fibre recovery from every tree that is felled. Even though this thesis studied only a limited number of cases, which represent a small fraction of the forest and sawmill industry in Ghana, there is a reason to believe that conditions prevailing in other operations are not very different from those observed in these case study mills. Ghanaian sawmills stand to benefit economically if they could improve their logistical planning and integrate production lines devoted to recovering fibre from off-cuts and trimmings.

Subject(s) Exportverbots; Wertschöpfung; Ausbeuteverluste; Modelle; Sägewerk; log export ban; value-added products; residues; models; sawmills; Agriculture, forestry

Language eng

Publisher Universität Freiburg; Fakultät für Forst- und Umweltwissenschaften. Inst. f. Forstbenutzung u. Forstliche Arbeitswiss.

Type of publication Text.Thesis.Doctoral

Format application/pdf

Rights /doku/lizenzen/1_Standard_mit_POD.pdf

Identifier urn:nbn:de:bsz:25-opus-55502

Repository Freiburg - University of Freiburg

Added to C-A: 2008-12-22;03:52:58

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