伐木與集材作業
樹木伐倒後，必須經過截造，方可集運搬出利用。惟造材時，應考慮木材之利用價值，適合市場需要，及顧全集運製作之便利等，故樹木於伐倒後，隨之截去枝葉及樹梢，詳察樹幹之大小、長短、曲直、瑕疵、分段鋸截。台灣之天然生林木，一般皆甚巨大
，砍伐對象，大抵為樹齡3300~800之大樹，紅檜與扁柏之直徑多達2公尺左右。自經濟觀點看，希望儘量搬出長材，因之伐木造材，應遵守此一原則。運出之木材，以長8公尺者為最多，受運輸限制，最長不超過11公尺，普通以3.6~4公尺，或3.6公尺之倍數者為度，並為保持其標準長度，長4公尺之木材，多加20公分，長3公尺之木材，多加30公分，即日延寸（光復後不久，即予取消，不再增加，造林木盡量造為電桿材）。如此分段之木材，稱為原木，大都為去皮之圓材，惟有為便於人力集材，將兩端尖削，使無阻滯，稱為化粧（去皮）或頭巾（尖削）造材。直徑過大之木材，因集運能力之限制，用鋸縱剖為2、4部，稱為胴割。人工集材之直徑，每每不過114公分，機械集材之直徑，可達132公分，惟隨木材之比重大小，在材積方面，往往加以限制，如曾經規定紅檜為5.4立方公尺，扁柏7.2立方公尺。又原木之性質不良，或腐蝕、或藕朽等，如以原材搬出，則運費過高，故多在當地用人工將原材解開，削製成角材或盤木等加工品後，方行運出，謂之山地手工製品。闊葉樹材有造成角材，分杣角（粗角）、正角兩種。所謂杣角，即6公分以上，而寬未滿厚度三倍之角材也。故造材可分為針闊葉樹各級木普通圓材造材、化粧或頭巾造材、胴割、山地手工製品等，造材之後，於原木兩端，經現場檢尺人員檢測後，以小曲刀於原木兩端斷面上，刻劃造材年度、編號、伐區、樹種、直徑、長度、空洞腐朽部份之徑及長等，以便依號入帳。
造材應注意之事項：
造材時，先應詳細檢視樹木之大小、性質及是否腐蝕（蓮根空洞）等，並注意集約之利用，力求其能獲取最大之價值。
去枝用斧，從伐倒樹木之基部到幹部，務使平滑，並注意木材表面有無損傷，樹枝過組時，可用鋸截斷，但截斷後，仍當以斧將斷面創平。
截造時，應詳細檢查樹材之大小、長短、曲直、及其他可以影響素材品質之缺點， 而後根據伐木造材尺寸表，進行造材。
造材成段時，應經負責人員之檢定，用折尺正確測定後，向樹心作直角之鋸截，並注意不可鋸斜，伐木時所砍之受口，應予切去，切段時，須用枕木或支柱，以防止木材 形成縱割裂。
以剝皮造材為原則之樹種，應完全剝皮。
特別規格之貴重木材，截斷時，按照規定長度以外，增加適當之長度，以保濩規定 之長度，使勿受損傷，惟增加多少，隨集運方法而異，但應力求不增加過長，以避免浪費。
在造成之木材上，應刻記造材者之符號。
檢尺人員在檢尺時，檢出造材不完全時，應立命改正，如不能完全滿意，則不承認其通過檢查。
監查者根據用材規格之規定，正確測定木材直徑長度，再檢視造材者，是否叢格遵 守規定及造材尺寸表，並檢視伐採之高度，有無損傷、碎裂等及測尺之是否適當，分別予以指示。
伐木完畢，須施行跡地檢查，在檢查報告上，記明林區砍伐人姓名、樹種、株數、 材積等。
伐木造材之工作量，視樹種、材種、地形、處所、立木疏密、天氣睛雨等因素而異，普通每人每日約2~5立方公尺，亦有達5~7立方公尺者，胴割平均2~5立方公尺，山地手工製品0.2立方公尺。
圖5為伐木造材工具之一部。
二、集材
樹木砍倒造材後，散亂山地各處，利用各種工具或機械，將其聚集於一適當之場所 ，以便搬運與利用，此聚集原木之工作，謂之集材（skidding)因所用工具之不同，分為人力集材與機器集材二種。所謂人力集材，又稱「滾木」，乃古老之方法，利用極簡單之器具和原始設備，有鶴嘴或鳶鉤木扛等，全依人力使木材滾轉（如照片2）或拖 拉，或隨地勢自上滑下，集中於一定地點。惟本省山地頗多險峻，如欲拖滾長大之木材 ，人力甚為困難，必須利用人力，則勢需較多人數，尚因地形地勢之影響，若干地方簡直無法進行工作。又因要應用滑走，雖在木材兩端用鐵圈保護，而在滑走中，木材不免衝撞，發生損傷，致使木材之品質降低。故由經濟觀點言，人力集材並非良法。
台灣之木材，尤其是紅檜扁柏等利用價值高之木材，其樹齡高，直徑大，為適應 人力集材，以之截成5公尺以下之木材，則材積減少，在搬運上，雖屬較為方便，但木材易生裂縫及磨損，除不值得用機械集村之小部份區域或地勢特殊者外，大部作業地區，多用機械集材。
開發阿里山森林時，原設計者河合博士，深感於人力集材法之缺失，力主仿照美國之森林砍伐事業，敷設鐵道，直至森林深處，並決定採用美國之機械集材法（Lidgerwood system)。
機械集材之方式，依據原動機之構造，可大別為蒸汽機式與內燃機式，二者各有特 長，當時情形，內燃機尚未進步，而伐木集材所產生之破損材、枝梢材，則可利用為燃 料為動能，故以用蒸汽機為便，於是在民國2年，從美國購進Ligerwood CO．出品之集材機，裝置在林地與鐵道相接之要衝處，一方面將放在林地上之造好圓材蒐集一處，一方面亦就以之依次裝載於運材車中，俾便運出，如此發展為Lidgerwood skidder
with loader，並由嘉義修理工廠仿造。嗣後，台灣之集材機，皆採襲此型。
Overhead cableway skidder即屬Ligerwood skidder，利用廢材為燃料，煮水成汽，發出動力，以捲取鋼索曳引木材。阿里山工作站右前方留存之post，乃最早使用集材機器之“head spar"，為台灣開始使用之第一架集材機，當運用時，其集材範圍，祗及於300公尺左右，其後幾經研究，始將距離逐漸擴大，故現在之集材範圍，並不僅限於主柱（head spar）與尾柱（tail spar）之單徑問，如採用息木集材決或中繼集材法，已將集材之範圍，顯然擴大，而將散在1,000公尺以上之長距離中之已造就圓木，巧妙蒐集於一處，其距離最長之紀錄，用單徑間集材之直接集材法為727公尺，用息木集材決，可達1,576公尺。其集材方式，可別為以下之數種，而在實際集材時，此種方式多可棍合進行，有如下圖。
1、直接集材：皂即集材機與集材支柱之距離為半徑，在此範圍內集材，換言之， 於集材場之兩端，設立立木（head spar tree）與尾木（tail tree）兩支柱，搜集散置其間之木材，最大距離約600公尺。
2、息木集材：直接集材不能達到之區域，設置息木支柱（relay tree)，分別架線，以二段或三段延伸轉集，謂之息木集材。其集材半徑，可以倍增，換言之，即以直接集材之尾木，改為息木；另立第2尾木，乃成二段集材，其集材距離為二倍；如設立 第3尾木，集材距離即為三倍，但距離過長，集材能率將見低下，故從未延伸至三段以上者。
3、中繼集材：因地形限制或距離過遠，非一部集材機之能力所可及，則在集材線中途，增設1或2部集材機，分成數段，以聯接集材之。
4、中繼息木集材：同一集材線上，安置兩部集材機，其間設一息木支柱，當前一部集材機，集材至息木支柱時放下，再由後一部集材機繼續之。
5、二段中繼息木集材：同一集材線上，安置集材機兩部，而以二段息木集材聯接之。
以上各集材方式需要考慮之條件，乃屬有無多餘之機器，機器之移轉是否容易，集材地區之地形地勢如何等，須將各項條件，綜合考慮後，方可決定採擇之。
集材機架線方式如圖7所示，在主柱與尾柱之間，架設一條固定之主索（main cable)，即所謂standing skyline system，而使木材吊上吊下之運搬器，在期間運行，運搬器之運行和木材之上落，乃由操縱連結在集材機之三個軸體上之拉上線（skiddingline）、控外線（outhaul line）和拉索線（sluck pulling line）等三條線。
其操縱方決如下：
1、將空的運搬器送至木材之所在地時，先轉動控外軸，將連結在其線端上之運搬器，送向尾柱。此時拉上線及拉索線因運搬器之運行，其捲在軸體上之鋼索，逐漸鬆解而追隨著運搬器。
2、運搬器到達目的地點時，停止控外軸之旋轉。俟運搬器靜止後，即旋轉拉索軸，使拉上線鬆弛，將鐵鉤（tong）垂下。在其到達地上時，停止旋轉，以待鐵鉤將木材咬緊或鋼索縛緊，如圖8。
3、在鐵鉤已將木材咬緊之信號發出後，先放開拉索線，其次再旋轉拉上軸，使與控外線之制止保持均衡。此時鐵鉤即咬著木材徐徐上升，終於吊起至運搬器下。
4、此時拉上軸正式旋轉，俟因其旋轉而迫使控外線軸鬆解時，運搬器乃開始向主柱方向進行。惟旋轉時，勿使拉索線與拉上線絞結。
5、俟運搬器到達主柱附近之集材處時，將各軸之旋轉全部停止，然後徐徐解放拉上軸時，木材即徐徐下垂，俟其到達地上後，將鐵鉤解開。
6、俟鐵鉤與木材完全離開後，徐徐旋轉拉上軸。迨鐵鉤到達運搬器下時，將使保 持等候a之步驟姿勢，即在一次集材順序完了後，再等待第二次之a,b,c.....的轉動。
大小各型蒸汽集材機，其構造皆可分開而獨立負擔集材或裝載之工作，其各重要項目的數字如表所示；
各型蒸氣集材機之主要性能
項目
單位
大型機
中型機
小型機
可能集材之徑間
公尺
750
500
350
轉動1次可能蒐集之材積
立方公尺
7
5
4
集材1次所需時間
mm
25
20
l8
集材用引擎馬力
HP
120
80
40
集材用汽缸徑X行程
mm
305X305
254X254
200X250
集材拉上軸軸體上可容納之鋼索量
公尺
800
600
400
可能裝載之木材材積
立方公尺
7
5
4
裝載用引擎馬力
HP
80
35
30
裝載用汽缸徑X行程
mm
254X305
228X257
180X250
裝載用軸體上可容之的鋼索量
m
120
100
80
汽鍋之傳熱面積
立方公尺
70.0
60.0
48.0
機器總重量
t
33
28
12
蒸汽集材機鍋爐（boiler）所需之薪柴，其計算單位為棚。所謂1棚，乃直徑5寸左右之木材，截作1.5尺長後，堆成6尺X6尺的一堆，設其間空隙為35%，則其容積為6尺x6尺x1.5尺／0.35=
35.1立方尺，即約為1立方公尺。放置1棚之薪材，約當於1立方公尺的原料材。1個汽鍋於1日約用薪材7~8棚，設1年之工作日數為320日，則用作薪材之原料材，應為（7~8）X320=2,240~2,560立方公尺，平均為2,400立方公尺。
蒸汽集材機構造簡單，保養容易，能力大，可集較大、較遠之木材，但需要薪材多，移動需時費力，而安置地點亦頗費周章，必須水源充裕，交通便利，故光復後或因業務需要，況內燃汽油機之馬力，自50匹增至150匹，以美國Barker Co．之出品，最為合用。台灣機械公司仿造之120匹馬力大型機，性能亦佳，所需補充設備者，皆為此各型之汽油集材機（照片3)。
民國42年曾由美援購入瑞士製萬能集材機（universal rope
crane)，或譯天索集材機（Sky line crane)，曾在阿里山一帶使用，馬力25匹，汽油弓擎4缸，集材距離900公尺，每次集材量1立方公尺左右，與上述集材機性能比較，機械構造不同，其滑行機構造精細複雜，運用保養上，均需精巧技術，工人操作未熟練，常發生故障，且所需配件，台灣不易購置，臨時添製整修，更是影響工作。由於馬力小，其使用之鋼索直徑為主索22公厘，引索9.5公厘，均較小，未能引集天然生大原木，只適宜於造林間伐木，主索架線須有一定最小斜度（20%）如圖9，因此在較平坦山地，不適於使用，但本身重量小，機械移動容易，且直接集材面積較廣，運送距離可達2,000公尺之範圍內，無需設置息木集材，是其優點。
上述各種集材機集材所需人數如表所示：
集材人工比較
集材機
蒸汽引擎
內燃引擎
萬能機
主索長度
500m
500m
2,000m
工作人員職別
人數
人數
人數
司機
1
1
1
助理司機
2
1
1
集材手
5
4
2
製材手
4
2
2
信號手
2
2
1
監工
1
1
1
合計
15
11
8
每天集材量（立方公尺）
30~50
20~40
20~30
每（立方公尺）材積所需人工
0.3~0.3
0.28~0.55
0.27~0.4
木材生產，為提高利用價值，由粗放而集約，除大原木外，尚有造林間伐木及將過去留下之殘株樹頭（日據時代伐採點以下之根株高達2~3公尺，均棄之不顧）加以整理，手工鋸製而成之圓木或角材，大多材短而徑小，且零星分散各地，往往利用簡單之木製機關―木絞盤，又名轆轤（如圖及照片4），予以引集，其操作由2或4人，順同一方向合推，旋捲鋼索，將木材吊起，聚集於一處，或裝載於車上，宛若起重機，構造簡單，且可分解而利搬運。
三、木馬運材
木馬路係在山坡上開一適當坡度之路面，每隔0.4~0.6公尺距離，以小圓木一根，橫置路面，宛如枕木，此謂之盤木，通常為長1.0~1.5公尺，直裡6~9公分之圓材，兩端打入小杙以固定之，木馬裝載木材運行其上，木馬路最適當之坡度為6~10%，若急坡度達18%或緩坡度至4%，在10公尺以內之距離，尚無大礙，過長則不適於運輸，蓋斜度超過12%，則於雨濕時，因滑降力過大，於拖曳時，易生危險，反之，斜度在4%以下，滑降力隨之減少，拖曳需大力，以致易於疲勞。木馬路之築造，必須極力避免鑿山，但有時因地勢關係，須進行鑿山架橋等龐大工事，約可分為路面工、半橋工、橋樑工者，利用山坡原形以架橋也，一端架於山坡，他端豎立橋腳，其上架以橋桁，再以盤木橫置山坡與橋桁之間而成。
木馬之構造，隨積載量裝貨方式，與使用地點而稍異，惟大體上成同一形態，如圖11，即以二支硬木之滑走板為主骨，上置楞木4~5支，再為裝積木材方便起見，加裝兩塊台木，以一端作成船底形，俾便於滑走，在拖拉時，用帶狀之「袈裟」，結在楞木上，而木馬工人，以手和肩拖引其一端，主骨之硬木，長2.0~2.7m，厚4cm，寬12~18cm，大抵均用櫧樹木材充作之，惟要光滑，二根主骨間之距離，前端較後端為狹，木馬路之坡度不大者，前端之距離，較後端狹3cm，路之坡度急大，前端之距離愈縮小，坡度高至16%時，前端距離較後端狹小14cm。惟前端多較後端狹6~9m，二主骨之後端距離，大抵為36~40cm，搬運距離如在10公里以上，則積載量減少，因木馬工人將木馬背負至土場，
故木馬之重量須減輕，主骨之長度減至2·0m，寬度減為12cm，主骨間之距離，改成為30cm，使其全部重量減至30kg以下，俾便搬運，主骨與盤木接觸處，務求平滑，要以油或蠟浸透。木馬工人將裝載木材，以繩索緊繫於木馬上，然後曳引沿木馬道運行，路面之盤木，與木馬主骨底面，須充份塗油，使易滑行，嗣後僅在搬木上於木馬通過部份塗油少許即可，如此在適當坡度之路面，無需多大牽力，僅可巧妙地操縱，即能順利前進（如照片6)。木馬每台裝載量約0·5~1·6公尺，但因路而狀況運輸距離而大不同，木馬裝積功程，如以3人或4人為一組，每台裝載1立方公尺，平均每小時可裝5~6台，每日可裝40台，其每日運材量，則視距離而定。其例如下表:
木馬之運材量
運材距離 （公尺）
裝載量（立方公尺）
一日搬運次數
一日運輸量（立方公尺）
400
0.5
8
4.0
730
0.5
6
3.0
1,000
0.5
4
2.0
1,600
0.5
3
1.5
2,000
0.5
2
1.0
4,000
0.5
1
0.5
《台灣林業季刊，第二卷第二號，1955年》封面
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