集材作業與運材作業
吳順昭，臺灣原木生產技術與成本之分析，《臺灣銀行季刊》 ，1965年
── 感謝國立台灣圖書館提供林業文獻資料 ──
集材裝材作業
1913年，臺灣自美國李吉屋（Lidgerwood）公司購買蒸汽集材機，裝置於阿里山作業地，從事集材工作，是為機械集材之開始，亦為東南亞地域機械集材作業之新紀元。邇後40年間，此蒸汽集材機不僅對臺灣國有林之大材集材作業，作了莫大之貢獻，且為日本等國後來機械化作業之借鏡。第二次世界大戰時期，由於機械工業特別發達，而導致戰後之復興。光復後，汽油及柴油集材機亦隨之進入，且有逐年增加之勢。林務局現在共有集材機112部，其中蒸汽集材機僅有25部，且將於本年內全部淘汰（見表9）。
以馬力論，50~100馬力者最多，有63部；100~150馬力者次之。捲胴數以三胴最多，有55部。
〈一）標準工作量與作業實績
蒸汽集材機除初期自美國購入二部之外，均為阿里山修理工廠自製者。曩時，在三大木材砍伐地中，除蘭陽（大平山）林區管理處外，玉山大阿里山）與大甲（八仙山） 兩處，均已停止作業。蒸汽集材機除極小部份暫使用於蘭陽林區管理處外，將於本年內 為內燃機所淘汰。
集材作業標準工作量，乃由作業別、架線方式、段數、集材距離、地形、單木材積、單位蓄積量及機械之種類等因子而定，每年一部集材機之作業實績，以森林開發處之 6,937立方公尺為最高，竹東林區管理處之3,301立方公尺為最低，平均約為4,500立方公尺。有關集材效率所受影響，因子極多，但僅就架線而言，有效的利用其地形而減低段數及人員，以及機械之良好配合，將可提高其效率一倍，而可達到每部一年工作量至9,000m立方公尺上。
平均集材率以森林開發處之35立方公尺／部日最高，木瓜及蘭陽（太平山站）兩處之16立方公尺／ 部日為最低，平均值為23立方公尺／部日，若計劃適當時，勢可提高達35立方公尺／部日以上。（二）作業地之實況
集材線的平均徑間，以森林開發處之415m為最長，巒大處之190m為最短，全省平均值為300m。平均段數以開發處之1.37段為較小，巒大處之3.52段為較大，最多有達7段者，故一段之徑間較短。臺灣之地形相當複雜，以過去之架線方式，極難延長其距離，故今後應改為多徑間長距離集材作業較為有利。對目前臺灣現有之集材方式及設施，僅再附加中間支柱（intermediate support)，即可延長至700~800m之長。
集材線之平均橫幅，以竹東及巒大之42.5m為較寬，蘭陽處太平山工作站之27.5m為最狹，全省平均約在36m。架空線之架設高度，若能增高，集材範圍兩側均可及50rn，即橫幅可達100rn。
（三）架線方式
臺灣之集材方式，除大雪山林業公司第一伐木站採用高曳式外，餘均為架空線式。
架空線式除木瓜林區管理處採用North bend system之Folling block type及巒大等地之Nestos snabbing system外，如蘭陽、大甲、玉山等舊作業林場及森林開發處均用Interlocking system（即Lidgerwood system)
高曳式集材，肇始於美國開拓之初期。此為使用於較平坦之林地，腐植質層厚而雨量稀少之區者，雖其作業單價較低，惟對林地與林木之損壞極大，故隨作業之進行，有漸改為架空線式之勢，此趨勢在美國陡峻地區至為顯著。如山地陡峻，表土瘠薄，且雨 量充沛之林地，則應以架空線式為宜。
Lidgerwoodsystem為臺灣一直使用，且最適於高山地帶作業之方式，惟需鋼索數較多，捲胴數亦多，且難適於長距離集材。現今採運作業地區，已進入相當高深之山地，且多段作業有達七段之多，今後應改為多徑間一段作業。因之，對架線方式之檢討，實屬刻不容緩。尤其Tyler system與North bend System或如Endless system均為值得吾人考慮採用之方式。
臺灣目前使用之架線方式，不外下列數種（圖4～圖6)
1.Nestoss nabbing system
（1）Bakotype（Wyssentype）：昔稱為Buko型者，林務局曾經購置五部分配與蘭陽、大甲、玉山、木瓜等處使用，惟迄今殆已損壞，致均未能臻其最大之有效利用，至為可惜。本方式以Wyssen式集材機之製造而著名於世，Wyssen集材機目前在大雪山林業公司第二伐木站，已購置一部，其性能極為優良，並附有風壓剎車裝置，為目 前最理想構造之一，惟該公司似未適當運用，發揮其效能，甚為可惜。由於長距離集材之需求，此方式在臺灣今後集材發展越勢上，是頗為有效的一種，亦即值得推廣採用的 一種架線方式，若併用自動搬具（Automatic carriage）更可提高其效率。
（2）三條吊型：此型吊材索係三條懸掛之方式，是以小徑鋼索及小馬力集材機械而用於大材作業。在巒大處多採用本方式，主用於下坡集材，在下方附有用手操作之止動器（stopper）固定於根株，可停止搬具（carriage）以利卸材作業。
(3）上坡集材型：在運材路線之下側集材，若配合大馬力集材機，即可將其吊上來。如蘭陽處將損壞後之Buko型搬具改為三條掛型，並在上方之根株上，附設止動器以固定搬具俾便施行集材作業。下方止動器僅將Shakle固定於架空索以停止搬具。
此法雖簡單，但對架空索之保養，則不盡理想，應改用為固定物較宜。
2.North bend system
（1）二條掛型、又稱落輕型Folling block type
圖5（A）為在木瓜處哈喻工作站之緩坡處所施行之集材方法。該法係在緩坡之下行 時，於搬具下側附有同控索，(hHaulbackllne）以助其運行。
圖5（B）為在蘭陽處及木瓜處嵐山工作站之陡坡處所施行者 。載重搬具之下行，係利用其本身之載重，至於空搬具之運行則藉拉控索（haul line)之作用。
（2）三條掛型圖5（C）係巒大處使用於下坡集材，集材機馬力為80~120HP下方使用普通用手操作止動器，以停止其移動，俾便卸材。
（3）五條掛型圖（D）係使用於巒大處，計有五車之雙車落輓以行五條掛法以減鋼索及集材機之負擔，而作業索直徑普通是使用14~16mm。
3.Interlocking system
俗稱李吉屋架線法（Lidgerwoodsystem)者，其特徵為具有拉降吊材鉤索（Slack pulling line)，利用強制降下吊材鉤，而不需要重錘之助，隨時輕便的將空搬具降下，此架線法尤適於深谷及架空索左右相當寬度之集材。蘭陽、大甲、玉山等處舊有三大林業經營地及森林開發處，均採用本方式。
4.多徑間長距離集材
臺灣過去均採用單徑間架線法，徑間之集材距離常受地形限制、致不能達到需要之相當長度而不得不以多段集材相接以致竟有長達七段之多者，此在作業上或生產成本 上，均有很大之影響。
圖7之架線法係經筆者等之極力推薦，於1964年5月6日在蘭陽林區管理處太平山工作站始行架設者，如圖7所示，為一多徑間長距離集材線；該線由四徑間所組成，斜距之累計為1,127m，為臺灣集材作業在歷史上之創舉。又此一作業線長可達1,000m以上，對臺灣之陡峻複雜地形而言，今後之集材作業，勢必因之而改觀。同時亟盼各機 構能全面使用本方式集材，以期有較速之進步。
5.Tylersystem
圖8之架線方式為使用於險坡下坡集材，因升舉索（lifting line），係單獨荷負木材，故其操作容易，尤其在陡坡需制動力大處時，本方法最為適宜‘惟對升舉索損耗較 大，又因阻力大，空搬具之吊鉤不易下降，須加相當量之重錘。在臺灣作業地中超過20度以上之急傾斜地，可改用本方式，並配合風壓制動裝置（fan governor）之幫助，即 可解決制動力不足之缺點。
6.Endlesssystem
在過去所有集材方式或架線方式之集材距離，均受集材機之捲胴容量所限制，為克服此捲胴容量之限制，日本於第二次大戰中創製循環式以解決此問題”皇灣之地朮複雜，一條集材線之長度常達1,000m以上，甚者可達2,000m。如此長距離集材，若單用一部集材機施行作業時，必須採用此方式，始能奏效。若再配合自動搬具（automatic carriage）之使用，更可發揮其效果，此為臺灣今後架線時可資參考者。
（四）生產成本
集材及裝材之直接人工費用，以森林開發處及大雪山為最低，大甲處較高。全省平均值
為113圓／立方公尺，而間接生產費用正屬相反。即 森林開發處與大雪山二機構較高，竹東最低。
各機構之平均值為72圓／立方公尺，單位生產成本仍 以竹東處最低，大甲處最高，而全省平均值為185圓／立方公尺,（見圖10)
設若計算工資單價時，人工集材裝材方面以竹東為最低，以木瓜最高，全省平均為180圓／立方公尺。機械集裝材方面則以開發處最低，大甲處最高，全省平均為72.5圓／立方公尺（見圖11)
運材作業
（一）運材作業之概況
臺灣之運材設施以1912年阿里山鐵路之開通起始，邇後在八仙山及太平山兩處亦普遍採用森林鐵路及山地軌道，以作運材之用。到第二次大戰以後，受汽車工業發展之影響，尤以1956年大雪山林業公司之創辦、森林開發處之設立及民營業者（如丹大）林道之開闢等，促進了林業之進步與發達。於是今日林道，幾有代替森林鐵路之勢。
架空索道在1925年，由掘田彌太郎氏在太平山建設程木索道（徑間900m，高差400m，傾斜度26"30'）後，蘭陽、大甲二處均先後採用此種方式。光復後之大元山、木瓜均仍不能脫離倣造改良之域。當時，此種方式實為一種最優良之運材設施，惟受地形之限制，僅適於短徑間的直線上輸送，更須由多段索道相接使用，且其為交走式。故為講究運材效率計，不得不提高運行之速度，致對於鋼索機械之磨損甚大，似有改為連載循環式之必要。
（二）林道運材
臺灣之林道運材，剛開始不久。林務局現有長久性者；甲種林道計23,600m，乙種林道有383,600m，丙種為81,025m，總共為142,985m。臨時作業線為供使用1~2年者，有69,951m，見表10。
臺灣現今所用之運材卡車，計有大雪山林業公司使用之GMC(236馬力）、 International及Kenuorth(250馬力）等，均附有拖車，載重25噸。橫貫公路森林開發 處使用之Kenworth，馬力220，載重12.5噸。林務局則多用Chavrolet LoadmasterInternational友日本產之五十鈴與裕隆公司之普通卡車，使用引擎為85~100馬力， 車身重為2.5~3.0噸，載重為4.0~7.0噸，木材裝載量為4m3~6m"，每一年之作業日數 以2.00~250天計，一年運材量為2,000~4,000m"0大雪山公司聯車年約10,000立方公尺。
全省各機構1962年度之卡車運載量如圖12，依運材距離、林道及地況等情形而異。大甲處n部卡車作業量13,416立方公尺為最低，木風處以五部卡車作業量37,059立方公尺為最高，全省各機構之平均數用12部卡車計算，作業量為29,000立方公尺。森林開發處每部一年之平均作業量為4,090立方公尺，以10部計算即能達40,000立方公尺，故卡車之管理及分配使用，均有加強之必要。
各機構1962年度卡車運材之單位費率，以運材里程61.7km的森林開發處之 165.40圓／立方公尺為最高，運材里程18km的蘭陽林區之62.90圓／立方公尺為最低，平均約在87.5圓／立方公尺。就每公里單位費率言之，以蘭陽處之3.49圓／立方公尺最高，巒大處1.85圓／立方公尺最低。各機構每公里之平均單位費率為2.7圓／立方公尺（見圖13)
變動費用單位費率，以大甲處之2.81圓／km為最高，森林開發處之1.12圓／km為最低，各機構之平均值為2.02圓／km。若將較高之蘭陽、大甲兩處除外，則可減至1.62圓／km。每公里工資單價以大甲之1.27圓／立方公尺，其平均值為0.76元／立方公尺（見圖14）；如將較高之二處除外，則可減至0．50／立方公尺。
（三）森林鐵路運材
臺灣森林鐵路所採用之蒸汽機車，有Shay型及C-3六輪型兩種，其軌距均為762mm。Shay型蒸汽機車，其行駛速度為每小時14km，且附裝有貫通列車之空氣剎車裝置，為蒸汽機車性能最佳的一種。惟最近由於內燃機車之普遍使用，幾有被取代之勢。在山地軌道上以使用4噸及7噸之內燃機車者居多，每次機車約可拖1'0部臺車，即有30~40立方公尺之木材由上向下運出。
至1963年6月底止，林務局之所有森林鐵路，依其種類分之，平地鐵路計有60km，山地鐵路269km，臺車路138km，側線35km，總計502km。又依使用鋼軌種類而分:6kg者55km,9kg者202km,15kg者182km,20kg者62km,22kg者698公尺（見表11）。
1962年度各機構之運材實績，以蘭陽處之森林鐵路為最高，計有48,603立方公尺，其他之山地軌道，則以木瓜區哈崙工作站之33,530立方公尺及蘭陽區太平山站之33,049立方公尺為最高，大甲處因伐採量較少，致影響運材實績，其新山線僅有19,909立方公尺。各機構之總平均約在30,000立方公尺（見圖12)
若就單位費率言之，則以林田山林場之116.95圓／立方公尺為最高，蘭陽處大元山與巒大處之25.47圓／立方公尺為最低，而各機構平均值為55圓／立方公尺。每公里單位費率，以林田山林場之5.62圓／立方公尺最高，蘭陽處太平山0.84圓／立方公尺為最低，平均為2.5圓／立方公尺。每公里工資單價是以巒大之2.97圓／立方公尺最高，大甲處之0.19圓／立方公尺最低，平均為1圓／立方公尺（見圖15)
（四）架空索道運材
臺灣之架空索道建設，以1925年太平山櫻木平索道之單線主索式為先驅，至1929年改為複線主索式，即四條架室索之方式，成為邇後10~20年間臺灣大材運材之主要中間設施。現有設施中載重3噸以下單線主索式有30座，總斜距24,260m，累計高差為9,453m；載重3~6噸之複線主索式計有34座，其斜距累計25,078m，高差為10,207m；總計共達54座，斜距累計近50公里，高差達20公里之多（見表12）
索道運材各處作業線，均係3~4段，中間因山地軌道相連，亦能發揮相當高之效用一般作業線（3~4段）之平均斜距為3,300m，高差1,300m，傾斜度約21度30（見圖16)。
1963年度之運材作業實績，以大甲處之15,465立方公尺最低，蘭陽處大元山站之36,899立方公尺與太平山站之35,401立方公尺為最高，各機構之平均為28,500立方公尺C見圖12）。
索道運材工資單價，以蘭陽處太平山站之7.51圓／立方公尺及巒大處西巒大站之7.23圓／立方公尺為最高，竹東處檜山站之3.30圓／立方公尺為最低，平均約在5.14圓／立方公尺。
一作業線之單位費率，以木瓜處之84.93圓／立方公尺與林田山林場之72.62圓／立方公尺為最高，竹東處之18·31圓／立方公尺為最低，平均值約32圓／立方公尺；若將特別高之木瓜及林田山二處除外，可減至28圓／立方公尺。至於每公里單位費率，以木瓜處之20.55圓／立方公尺為最高，巒大處望鄉站之6.91圓／立方公尺與竹東處之7.01圓／立方公尺為最低，各機構之平均值約為10圓／立方公尺；若將特別高之兩處不予計算時，則每公里單位費率僅為9圓／立方公尺（見圖17)
臺灣各機構運材作業之直接人工費用，以巒大處為最高，大雪山處為最低，全
省平均值為90圓／立方公尺。至間接生產費用則以蘭陽處為最低，大甲處最高，平均值為170圓／立方公尺。若運材總費用，由直接人工費用與間接生產費用加以合計，是以大甲處最高，大雪山最低，平均值為260圓／立方公尺（見圖18）。
