AZ EREDMÉNYEK ELEMZÉSE ÉS ÉRTÉKELÉSE

A CASMOFOR modell futtatásának eredményeként sok táblázatot és grafikont kapunk. Az ezekben található minden számeredményt annak a kérdésnek a megválaszolásaként kell értelmezni, amelyet az erdõtelepítési szcenárió kifejlesztése során implicite vagy explicite megfogalmaztuk, és azoknak az adatoknak (paramétereknek) a függvényében, amelyeket a modellben felhasználunk.

Annak érdekében, hogy demonstráljuk a modell mûködésének lehetõségeit és kolátait, hogy hogyan mûködik a program, és hogy milyen outputok várhatók a programtól, az alábbiakban néhány példát mutatunk be azokból a fõ kérdésekbõl,, amelyeket a szcenáriók definiálása részben megfogalmazunk.
 

• Mennyi szén köthetõ le egy adott területen? Ez egyenértékû azzal, ha azt kérdezzük: Mekkora terület beerdõsítésére van szükség adott mennyiségû szén lekötésére?

Ezt a kérdést úgy válaszolhatjuk meg, ha különbözõ egyszerû szcenáriókat futtatunk le, és az ezekre becsült összes lekötött szén mennyiségét hasonlítjuk össze. Az alábbi példán egy nemes nyárból, akácból és kocsányos tölgybõl álló szcenáriót fogalmaztunk meg, melyben 20% jut a 2., és 40-40% jut a 3. és 4. fatermési osztályokba. A program futtatásához egyéb beállítások is szükségesek, pl. az, ha a telepítés 80%-át szántón végezzük. Ha azonban ezek a beállításosk mindig változatlanok, és csak a terület nagyságát változtatjuk, akkor a területnagyság függvényében kapunk összehasonlításra alkalmas adatokat.

Egymás utáni futtatásoknál tehát a telepítés méretét kell változtatni, és mindig a fenti szcenárió-jellemzõket kell alkalmazni. Ha egy I-el jelölt szenárió esetében 400 ezer ha-t telepítünk 50 év alatt, egy másik esetben (II-es szcenárió) 200-200 ezer ha-t, egy harmadik esetben (III) pedig 100 ezer ha-t, akkor a CASMOFOR által számított adatokból a lekötött szén mennyiségére nézve az alábbi grafikon rajzolható:

A grafikon jól szemlélteti azt a logikailag egyszerûen belátható tényt, hogy a megkötött szén mennyisége egyenes arányban áll az erdõtelepítési terület nagyságával. Így azt a területnagyságot, amelyet adott mennyiségû szén lekötése érdekében be kell telepítenik egyszerûen kiszámuthatjuk úgy, hogy a területen telepítésre alkalmas fafajokat kiválasztva a modellt lefuttatjuk egységnyi területre, pl. 1000 ha-ra, majd a kapott szénlekötési eredmények és a megkívánt szénlekötés arányában kiszámítjuk a szükséges területet.

Érdemes megfigyelni, hogy a szénlekötés az idõvel nem lineáris, ezért egyedül a "lekötendõ szén mennyiséget" meghatározni nem elegendõ, azt is meg kell határozni, hogy milyen idõszak alatt kívánjuk meg azt, hogy mennyi szenet akarunk lekötni.

• Mennyi szén kötõdik le a különbözõ ún. széntárolók?

Ehhez érdemes egyetlen szcenárió eredményeit értékelni. Az alábbi ábra erre mutat egy példát:

A grafikon jól szemlélteti, hogy:

• az egyes széntárolók különbözõ mennyiségû szenet tárolnak,

• az egyes tárolókban található szén mennyiségei közötti arányok idõben változhatnak,

• mind az egyes széntárolókban, mind a teljes rendszerben tárolt összes szén mennyisége szintén változik az idõben,

• de a legnagyobb csökkenések a biomassza széntárolókban következnek be.

Az is megfigyelhetõ, hogy szemben azzal, hogy a növekedés meglehetõsen lassú a biomasszában és az egész rendszerben is, a széntartalom csökkenése úgy a biomasszában, mind az egész rendszerben esetenként meglehetõsen hirtelen következhet be, mégpedig - kisebb mértékben - a faállománynevelési eljárások (ún. tisztítások és gyérítések) során, és - nagyobb mértékben - a véghasználatok során. Az említett erdészeti beavatkozásoknak az az egyik eredménye, hogy a szén az élõkbõl a nem élõ széntárolókba kerül át, majd onnan - különbözõ sebességgel - a szén visszakerül a levegõbe. Egyetlen állomány telepítése esetén az egész rendszer széntartalmának a növekedése egyedül a fanövekedésen keresztül valósul meg. Ha azonban növeljük az erdõterületet, akkor egyre több erdõ tud növekedni, ezért az egész rendszer széntartalma e területnövekedésbõl is adódik. A szénkészlet-változás sebessége a holt fa, erdei alom, holt gyökerek és a talaj széntárolókban szintén lehet gyors (a fakitermelések hatására), de általában lassú (különbözõ lebontó folyamatok eredményeként). A fakitermelések általában nem minden évben történnek egy-egy állományban. Ilyenkor mindig keletkezik tüzifa, de errõl feltételezzük, hogy a következõ évben el is égetjük (és ilyenkor az egész rendszer széntartalma viszonylag hirtelen csökkenhet). Ennél még nagyobb széncsökkenés következik be akkor, ha a fatermékekrõl is feltételezzük, hogy széntartalmuk még a fakitermelés évében kibocsátódik a levegõbe (a Kyotoi Jegyzõkönyv, ill. az azzal kapcsolatos bizonyos dokumentumok gyakran ezzel a feltételezéssel élnek).
 

• Mi a hatása az erdõtelepítési programok lehetséges idõzítésének?

Az erdõtelepítési programokat általában nem lehet megvalósítani egy évben. Az alábbi példákban feltételezzük, hogy a teljes erdõtelepítési programot 25 év alatt fejezzük be, de az elsõ esetben az elején 10,000 ha-t telepítünk, a többi évben mindig egy kevéssel többet úgy, hogy az utolsó évben 15,000 ha telepítése történjen meg. A másik példában éppen ellenkezõleg, 10,000 ha-ra kezdünk, de utána minden évben egy kicsivel kevesebbet telepítünk úgy, hogy az utolsó évi telepítés nagysága már csak 5,000 ha. A két program eredményét szemléltetõ alábbi ábrákról az látható, hogy az egyes programok által összesen megkötött szén mennyisége között jelentõs különbség adódik, de azok idõbeli lefutása között nagy különbség nincs. Az egyes görbék idõbeli "hullámzása" jelentõs, de hasonló idõpontokban következik be, mert az erdei folyamatok meglehetõsen lassúak a 25 éves telepítési idõszak hosszúságához képest. A teljes rendszer széntartalmának csökkenése mindig a fakitermelésekbõl adódik.

• Mi a hatása a fafajválasztásnak?

Az egyes fafajok különbözõ sebességgel nõnek, és a növekedésük mértéke idõben változó. Az akác és a nyarak pl. gyorsan növõ fafajok, ezzel szemben a tölgy és a bükk lassan növõk. A fafajok kiválasztásával módosíthatjuk a terület szénlekötésének intenzitását és idõbeli lefutását. Az egyes faállomány-nevelési eljárások (a tisztítások és gyérítések), valamint a véghasználat idõpontja szintén fafaj-specifikus. Meg kell azonban jegyezni, hogy nem lehet akármilyen fafajokat választani erdõsítésekhez, hanem mindig csak olyanokat, amelyek az adott terület termõhelyi viszonyainak megfelelõ. A fafajválasztás meglehetõsen nagy szakértelmet követelõ feladat. Gyakran, de nem mindig fordul elõ az, hogy ugyanazon a helyen gyorsan növõ és lassan növõ fafaj is termeszthetõ. Erre mutat példát az alábbi grafikon (egy hipotetikus erdõtelepítési szcenárióban), melyen érdemes megfigyelni a két fafaj eltérõ korfüggõ növekedési sebességét, és azt, hogy mikor milyen fakitermelési munkáknak (melyeket a görbék törései mutatnak) milyen hatása van az egész erdészeti rendszer összes széntartalmára.

• Milyen hatása van a termõhelynek?

Fent említettük azt a jól ismert tényt, hogy a fanövekedés függ az ún. termõhelyi viszonyoktól. Azonban a legtöbb, vagy talán minden erdei folyamat termõhely-függõ, vagyis függ a hõmérséklettõl és más klimatikus viszonyoktól, a rendelkezésre álló víz és tápanyagok mennyiségétõl, és hogy mindezek tér- és idõbeli eloszlásától. Bár tudjuk, hogy léteznek ilyen függõségek, a CASMOFOR-ban ezek a függõségek többnyire a termõhely-fanövekedés kapcsolatokra korlátozódnak, legalábbis explicit formában. A fanövekedésnek a termõhelyi függõségére itt, az erdõnevelési rendszerre itt, a termõhelyre vonatkozóan pedig ide kattintva található részletesebb információ.

A termõhely hatását egyszerûen azzal modellezzük, hogy a különbözõ fafajú területeknek mi az eloszlása az ún. fatermési osztályok szerint. Az alábbi grafikon azt szemlélteti, hogy ugyanolyan nagyságú területek milyen mértékben kötnek meg különbözõ mennyiségû szenet, ha a területre ültetett fafaj ugyanaz, de a terület fatermési osztálya (a termõhely minõsége) különbözõ. A felsõ görbe a 2., a középsõ a 4., a legalsó pedig a 6. fatermési osztály növekedési görbéjét mutatja egy hipotetikus szcenárióban. Az egyes görbék lefutása kicsit más, ami azért van, mert a termõhely a fanövekedésen kívül azt is befolyásolja, hogy mikor és mennyi faanyagot kell (lehet) kivágni a növekedõ, vagy már megöregedett (ún. vágásérett) faállományból.

• Keletkezhet-e szénveszteség a talajelõkészítés idején?

Erdõtelepítéskor a fák elültetése elõtt a leggyakrabban szükséges valamilyen talajelõkészítés elvégzése. Ez egy olyan mûvelet, amelynek során a talajt megbolygatják, s ennek eredményeként a talajból szén távozik az oxidáció miatt. Ennek a szénvesztésnek a mértékére nézve nincsenek hazai adataink. Annak érdekében, hogy fel tudjuk mérni e szénvesztés mértékét, a felhasználható beállíthat egy becsült értéket a modell futtatása során. További részletek ide kattintva érhetõk el. Az alábbi grafikon szemlélteti ennek az elvesztett szénnek a jelentõségét az egész rendszer széntartalmán belül. Elõször, a telepítés után (pirossal jelzett) szénvesztés keletkezik, amit kb. 2030 után egy nettó szénelnyelés követ (a legfelsõ barna folt), majd 2049 környékén (a véghasználatot követû felújításkor szükséges újabb talajelõkészítés miatt) újabb szénkibocsátás (alul, piros folt), majd azt követõen újabb szénelnyelés (felül, egyre szélesedõ, de keskeny barna sáv). Megjegyezzük, hogy ehhez a szimulációhoz a demonstráció kedvéért egy meglehetõsen nagy, 5tC/ha szénveszteséggel számoltunk, amelynek kicsi a valószínûsége.

• Mennyire fontos az erdõtelepítést megelõzõ földhasználat, másképpen megfogalmazva: befolyásolja-e a talaj szénveszteséget az, ha legelõt erdõsítünk?

A tapasztalatok szerint ha szántót telepítünk be, nem kell szénveszteséggel számolni, ha viszont legelõt, akkor viszonylag jelentõs szénveszteség léphet fel akár évtizedekig. A fenti kérdést, vagyis azt, hogy mekkora szénvesztéssel jár a legelõk erdõsítése, úgy lehet megválaszolni, hogy két ugyanolyan szcenáriót hasonlítunk össze úgy, hogy a futtatás során más szántó/legelõ arányt állítunk be az erdõtelepítést megelõzõ földhasználat megadásakor. Ha pl. az elsõ esetben azt feltételezzük, hogy a beerdõsített terület 100%-a szántó volt a telepítés elõtt, a második esetben pedig azt, hogy a terület 30%-a legelõ volt, akkor a két eset abban fog különbözni, hogy mennyi szenet vesztünk amiatt, hogy a terület 30%-a legelõ volt. A második esetre a CASMOFOR az alábbi grafikont adja eredményül egy hipotetikus szcenárióra:

A grafikon szerint 30%-nyi legelõ beerdõsítése viszonylag jelentõs hatással van, de csak néhány évig. Ha viszont 50% vagy még nagyobb a legelõk aránya, úgy még több szénveszteséggel kell számolni.
 

• Mennyire tartós a szénlekötés az erdõtelepítési projektekben?

Ezt a kérdést legkönnyebben egy rövid (mximum 40 év) vágásfordulójú fafaj, az akác szimulációjának példájával lehet legjobban megvilágítani. Elõször egy egykorú állomány fejlõdését szimuláljuk, azaz egy olyanét, amelynél az erdõtelepítési idõszak egyetlen évre korlátozódik. Bármilyen is lehet a telepített terület eloszlása a termõhely (azaz a fatermési osztályok) szerint, ha az állomány fejlõdését elegendõen hosszú idõre (több vágásfordulóra) követjük nyomon, akkor megfigyelhetjük - amint azt az alábbi grafikon is mutatja -, hogy a fakitermelések és felújítások ciklusai követik egymást, legalábbis, ha mindig ugyanúgy és ugyanazzal a fafajjal újítjuk fel a területet. Ezáltal - egy idõ után - az egymást követõ ciklusokban nagyjából ugyanazok a szénkészlet-értékek alakulnak ki. Itt érdemes megfigyelni, hogy míg a biomassza értékek egy maximum és a 0 között változnak, a legtöbb más széntároló széntartalma soha nem csökken nullára, mert ezek faj-specifikus élettartama eltér a fakitermelési ciklusok hosszától.

Amikor azonban egy olyan korosztály-eloszlást szimulálunk, melyben minden egyes évjáratban ugyanakkora erdõterület van (l. az alábbi ábrát), akkor azt kapjuk, hogy a legtöbb széntároló egy idõ után (kb. 40 év alatt a biomassza esetében, de ennek több mint kétszerese a többi széntároló esetében) telítõdik, és a telítõdési idõ után semmilyen szénveszteség nem lép fel. Ez a hipotetikus eset azonban csak akkor történne meg, ha soha nem volna semmilyen nagyobb bolygatás egyik korosztályban sem (l. késõbb).

A CASMOFOR -ban lehetõség van a véletlenszerûnek tekinthetõ bolygatások modellezésére is, a véghasználatokat azonban - amelyek hatásukat tekintve hasonló következményekkel járnak - minden esetben figyelembe veszi a modell. Ezért nyugodtan le lehet vonni azt a következtetést, hogy minél diverzebb a korszerkezet, és minél nagyobb az erdõterület, annál kisebb a hatása akár a természetes bolygatásoknak, akár a véghasználatoknak vagy más fakitermeléseknek a szénkészletek tartamosságára. A tartamosságot illetõen a természetes bolygatások és a véghasználatok között az egyetlen lényeges különbség azok idõbeli elõfordulása lehet. Mindkét esetben a bolygatás és a fakitermelés bizonyos mértékéig inkább az egyes széntárolók közötti szénforgalom az, amire a bolygatások vagy a fakitermelések hatnak, és nem a rendszer teljes széntartalma.
 

A nem sûrûségfüggõ, "véletlenszerûen" elõforduló mortalitás egy olyan természetes jelenség, amelyik minden erdõben elõfordul kisebb-nagyobb bolygatás - pl. széldöntés, erdõtûz, hó- és jégtörés - hatására. A CASMOFOR modellben ezért beillesztettünk egy olyan modult, ami ilyen mortalitásokat szimulál egy elméleti bolygatás-eloszlásból egy véletlen szám segítségével vett értékeke segítségével. Ez a véletlen szám minden futtatásnál más és más, ezért minden futtatásnál a modell különbözõ mortalitási eseményeket szimulál (hasonlóan ahhoz, ahogyan a valóságban is történhetnek a dolgok).

Ugyanarra az erdõtelepítési szcenárióra, amelyre mortalitás nélkül a fenti grafikont produkálta, a CASMOFOR modell a mortalitás feltételezésével az alábbi grafikont adta eredményül:

A mortalitásnak a grafikon szerint két hatása van. Az egyik az, hogy mind a föld feletti, mind a föld alatti biomassza széntartalma megváltozik a mortalitási esemény után. (A tûlevelû fák esetében a levél mennyisége is megváltozna.) Ugyanakkor megváltozik a holt gyökerek és a holt fa tárolók széntartalma is, azonban éppen ellentétes elõjellel. Emiatt viszont a teljes rendszer nem, vagy csak kis mennyiségû szenet veszít. Hosszú távon a bolygatott rendszer széntartalma mintegy 10%-al kisebb. Ez fõleg azért van, mert bár a mortalitásról feltételezzük, hogy a fanövekedés mértékét nem befolyásolja (ez a nagyon nagy, és ritka bolygatások kivételével általában teljesül), a bolygatás miatt elpusztult biomassza széntartalma más tárolókba kerül, ahol viszont a szén rövidebb ideig tartózkodik, s onnan hamarabb jut vissza a légkörbe.

Itt azonban hangsúlyoznunk kell, hogy - megfelelõ adatok és a bonyolult folyamatok kellõ megértésének hiányában - a CASMOFOR-t nem arra terveztük, hogy "pontosan" modellezze a bolygatásoknak az erdõ széntartalmára gyakorolt hatásait. Ezért a szimulált eredmények valószínûleg csak korlátozott mértékben írják le helyesen a valódi folyamatokat.

• Mennyire költséges a szénlekötés erdõtelepítésekkel?

Amikor arra vonatkozóan akarunk döntéseket hozni, hogy milyen típusú mitigációs projekteket valósítsunk meg, tehát hogy pl. ipari, közlekedési, vagy éppen erdészeti projekteket, fontos tudnunk, hogy mennyibe kerül egységnyi CO₂ lekötése. Ezt az erdõtelepítések esetében úgy lehet kiszámítani, hogy felmérjük a projekt teljes nettó költségét (vagyis a költségeket mínusz a bevételeket), valamint a projekt során megkötött széndioxid mennyiségét, és a kettõt elosztjuk egymással. Az erdõtelepítések során a költségek között szerepelhetnek a létrehozás és a fenntartás költségei. Akác esetében, 1 ha-on ezek a költségek és hozamok, amelyek a termõhelytõl, a kortól és az állomány minõségétõl függenek, de sok állomány esetében átlagosan becsülhetõk, az alábbi módon jelentkeznek két vágásfordulóra:

Ha egymás utáni években sok ha-t telepítünk, akkor az összes költség és az összes bevétel halmozódok. Ugyanúgy halmozódik a területen lekötött szén mennyisége is. Az 1 tCO₂ lekötésének nettó költségei jellegzetes görbék mentén jelentkeznek, melyeket az alábbi ábrán lehet látni:

Az ábrán két görbét tüntettünk fel. Az egyiknél a teljes erdészeti rendszerben megkötött szén mennyiségével, a másikon csak a (föld alatti + föld feletti) biomasszában megkötött szén mennyiségével számoltunk. Mindkét görbe magas értékkel indul, de gyorsan közelít a nullához az erdõtelepítési program elkezdése után. Jónéhány évig, ill. - termõhelytõl és fafajtól függõen - néhány évtizedig nettó költségekkel kell számolnunk - vagyis az erdõtelepítéssel történõ szénlekötés pénzbe kerül. A nettó költségek azonban egy idõ után erõsen megközelítik a 0 szintet, sõt, a költségekbõl nettó hozamok válnak, ami azt jelenti, hogy hosszú távon nemcsak hogy nem kerül pénzbe a szénlekötés, hanem még hozamot is termel - amellett természetesen, hogy a szén lekötésével csökkenteni tudtuk a klímaváltozás hatásait. Ez bizonyítja, hogy az erdõtelepítések a leginkább költséghatékony mitigációs eljárások közé tartoznak, habár a szénlekötés nem feltétlenül a leggyorsabban valósul meg.

Megjegyezzük, hogy a hozamok közé opcionálisan bevehetjük azokat a bevételeket, amelyeket a lekötött CO₂-nak az ún. emisszió-kereskedelemben történõ eladásából származnak.

Végül megjegyezzük azt is, hogy a gazdasági adatok természetesen nagyon piacfüggõek, vagyis idõrõl-idõre gyorsan változhatnak, amit egy-egy konkrét projekt tervezésénél a pontos becslés érdekében figyelembe kell venni.

• Mennyire érzékeny a modell a paraméterek pontatlanságára?

A modellnek az egyes paraméterek pontatlanságára vonatkozó érzékenységét a modell bonyolultsága miatt nem lehet egyszerû képletekkel kiszámítani. Ezért ezt az érzékenységet (tehát hogy a paraméter értékének egységnyi változtatása milyen hatást gyakorol a végeredményekre) egy ún. Monte Carlo elemzéssel lehet tanulmányozni. Az elemzés során a modellt sok alkalommal lefuttatjuk úgy, hogy minden alkalommal véletlenszerûen változtatjuk egy-egy paraméter értékét, melyet egy elõre definiált értéktartományból, ill. eloszlásból veszünk. A sok futás a végeredményeknek egy eloszlását fogja eredményezni, és az ebbõl számítható hibaeloszlás használható fel az érzékenység jellemzésére.

A CASMOFOR futtatása során lehetõség van futtatni egy olyan modult, amelyikkel az érzékenységet lehet elemezni. A modul futtatásakor a felhasználónak az alábbi két adatot kell konkrétan meghatározni: (1) hányszor szeretnénk a szimulációt különbözõ paraméterekkel futtatni; (2) mekkora a választott paraméter(ek) szórása. Az (1) kérdésre adandó válasz helyét az alábbi ábrán a piros nyíl mutatja, a (2)-re pedig példaként egy piros kör mutatja a lehetséges válasz helyét és módját.

Miután beállítottuk a fentieket, a vizsgálandó forgatókönyvet is meg kell adni a szokásos módon. Ezután a CASMOFOR annyiszor fut le, ahány futást a fentiekben megadtunk (pl. 100-szor). Fontos megjegyezni, hogy ez sok idõt, esetenként órákat vehet igénybe még egy jobb gépen is.

Az eredményeket egy "results_XXX".xls nevû fájlba menti a program, ahol az XXX a futtatás során a felhasználó által megadható név. A fájlban különféle statisztiák, valamint az ezek alapján rajzolt grafikonok találhatók. Az alábbiakban elõször két táblázatot mutatunk példaként.

A fenti táblázat a beállított szcenárió egyik fafajára mutatja a szimuláció statisztikai eredményeit: az összegeket, átlagot, minimumot, maximumot, szórást, valamint a futtatás számát a szimuláció minden évére vonatkozóan. Ezek az egyszerû statisztikák általában megfelelõek a rendszer érzékenységének érzékeltetésére, amikor arra vagyunk kíváncsiak, hogy az az adat, hogy az adott fafajjal létesített erdõtelepítés mennyi szenet is köt le, milyen pontosságú becslés lehet.

Az alábbi táblázat, melynek itt is csak egy részét láthatjuk (ti. a szimulált idõszak elejének néhány évét), azt szemlélteti, hogy hasonló statisztikákat produkál a program az erdészeti rendszer valamennyi fõbb széntárolójára, és összességére nézve.

Végezetül a program különbözõ grafikonon ábrázolja a minimum, átlagos és maximális értékeket. Az alábbi ábra példaként a teljes erdészeti rendszerre nézve mutatja a rendszer érzékenységét a naptári évek függvényében. Az érzékenység nyilvánvalóan függ a vizsgált paraméter szórásának (hibájának) a nagyságától; az ábrán látható terjedelem csak az adott szcenárióra és a választott paraméterre vonatkozik, és a megadott szórásnak az eredménye. Az ábra ezenkívül a statisztikai terjedelmet, és nem az azon belüli hibaeloszlást mutatja.

Vissza a lap tetejére