ÁLTALÁNOS LEÍRÁS

Annak érdekében, hogy meg tudjuk becsülni erdők szénlekötésének mértékét, vagy terepi mérésekre, vagy modellekre, vagy pedig mindkettőre szükség van. A CASMOFOR modellt olyan esetekben használhatjuk, amikor semmilyen terepi mérés nem áll rendelkezésre, vagy ha nem is lehetséges semmit mérni, mert pl. a jövőre vonatkozó becsléseket akarunk tenni. Ilyen becslésekre van szükség pl. akkor, amikor erdőtelepítéseket akarunk tervezni. Erdőtelepítéseknek sok célja lehet, s újabb egy ilyen cél lehet a levegőben található szén-dioxid lekötése. A CASMOFOR programot azért terveztük, hogy segítsünk a felhasználóknak megbecsülni különböző erdőtelepítési programok szénlekötési potenciálját. Azáltal,  hogy sokféle szcenáriót és változatot gyorsan össze lehet hasonlítani, a CASMOFOR egy ideális döntéstámogató eszköz.

Ha a szénlekötés (ill. kibocsátás) mértékét pontosan akarjuk megbecsülni, akkor a szénkörforgalom egészének modellezésére van szükség. Az erdőkben és az erdőgazdálkodásban sok ún. széntároló (mint pl. a biomassza, a holt szervesanyag, a fatermékek, a talaj stb.) különíthető el, melyekben a szén mennyisége sok folyamat (pl. fanövekedés, mortalitás, fakitermelés stb.) eredményeként növekedhet, ill. csökkenhet. E folyamatok eredője a teljes rendszer széntartalmának változása, mivel - akár az erdőt, akár az erdőgazdálkodást nézzük - a rendszer nyitott: képes mind a szén felvételére, mind pedig leadására. A lezajló folyamatoktól függően az egész rendszer szénkészlete vagy növekszik (ami egyenértékű a szén lekötésével), vagy pedig csökken (amikor is a szén a levegőbe bocsátódik ki).

A CASMOFOR modell használatának végső célja az, hogy megbecsüljük, mennyi szenet köt le a rendszerünk, vagy mennyi szén távozik belőle a levegőbe. Így a modell középpontjában nem az erdő valamilyen hagyományos jellemzője, mint pl. a fatérfogat áll, hanem az erdők és az erdőgazdálkodás szénkörforgalma, ill. a széntárolók szénkészletének változása és a szénkészlet-változást eredményező folyamatok állnak. Ezért minden olyan anyagból, amely áthalad az említett széntárolókon, az érdekes, hogy mennyi szenet tartalmaznak, és minden folyamatot szénmennyiségekbe kell konvertálni.

Egy erdei, ill. erdészeti rendszerben azonban nagyon sok széntároló, és nagyon bonyolult folyamatok vannak. Ezek azzal együtt, hogy a széntárolók milyen nagy a térbeli elhelyezkedése és diverzitása, valamint hogy milyen időtávokban zajlanak a legkülönfélébb folyamatok, nagyon nehézzé teszik a rendszer különböző részei széntartalmának időbeli nyomon követését. A CASMOFOR modell tervezésekor nem akartuk nem tudomásul venni ezeket a nehézségeket. A modellt azonban olyan egyszerűsítésekkel alakítottuk ki, amelyek a gyakorlatiasság figyelembe vételével helyettesítik a méréseket olyan körülmények között - pl. a jövőre vonatkozó becsléseknél - amikor a mérés elvileg sem lehetséges. A modell képes a szénkészlet-változás becslésére különböző állományokban évekkel vagy évtizedekkel azok létesítése után.

A CASMOFOR modell nem kísérli meg, hogy annyira "tudományos" legyen, amennyire elméletileg csak lehetséges. Ehelyett olyan gyakorlatias megoldásokat kínál, amelyekkel gyorsan és könnyen megvalósítható különböző becslések végrehajtása, és amelyekkel a legfontosabb széntárolók és folyamatok vehetők figyelembe (vagyis amelyek elméleti és gyakorlati szempontból fontosak). A szénlekötést illetően az erdősítések végső célja az, hogy minél több szenet kössünk le középtávon (azaz legalább néhány évtizedre). Ezért azokra a széntárolókra és folyamatokra kell koncentrálni, amelyekben a szén ezen az időtávon belül leköthető.

A fentiek miatt nem minden folyamatot és széntárolót modellezünk ugyanolyan pontossággal (ill. bizonytalansággal). A "pontosan" modellezett folyamatok és széntárolók azok, amelyek modellezése elméletileg a legfejlettebb, és amelyeknél a legtöbb adat (konstansok, függvények, empirikus értékek stb.) áll rendelkezésre. Természetesen megpróbáltunk beépíteni minden olyan biológiai jellegű információt a modellbe, amely a fenti koncepcióba illő módon rendelkezésre állt a szakirodalomban annak érdekében, hogy az említett biológiai folyamatok modellezése olyan pontosan megtörténhessen, amilyen mértékben az kielégíti a gyakorlatiasság igényeit is. Ezen kívül nagy hangsúlyt fektettünk arra, hogy minden lényeges elemét tekintve olyan mértékben dokumentáljuk az egész modellt, és hogy oly módon jelezzük a különböző modellrészek pontosságát, hogy azon keresztül jól meg lehessen ítélni az erdészeti szénkörforgalomról a modellbe beépített ismeretek szintjét.

Mint említettük, a CASMOFOR modellt úgy terveztük, hogy az alkalmas legyen a magyarországi erdőtelepítések szénkörforgalmának modellezésére. Ez azt jelenti, hogy minden, a modellben tárolt információ a magyarországi fafajokra és termőhelyi viszonyokra vonatkozik (l. alább az egyes széntárolók és folyamatok részletes leírását). Habár több modellt is kifejlesztettek világszerte hasonló célokra (ilyen modell pl. a CO2FIX), ezek magyarországi adaptálása - parametrálása - nehézségekbe ütközhet e modellek struktújára és adatigénye miatt, hiszen lehet, hogy a hazai adatokat nem lehet megfelelően beilleszteni ezekbe a modellekbe. A CASMOFOR-t ezért úgy lehet tekinteni, mint ami ideális a hazai viszonyokra, hiszen szerkezetét és paramétereit éppen a magyaroroszági körülményekhez igazítottuk.

Mindazonáltal minden olyan ország esetében, ahol az erdőgazdálkodás rendszere (beleértve pl. a gyérítési rendszert, a rendelkezésre álló növekedési adatokat stb.) hasonló a magyarországéihoz, és legfeljebb csak a hely-specifikus adatok különböznek, a CASMOFOR modellezési és programozási környezetet könnyen fel lehet használni oly módon, hogy a megfelelő adatokat beillesztjük a modell adatbázisába.

A modell információs bázisa ("tudásbázisa", beleértve a különböző fafajok növekedési tulajdonságait, a gyérítési rendszert, a biomassza átszámító tényezőket stb.) egyetlen fájlban található. Ez a fájl (kb.xls) tartalmazza a növekedési adatokat (tC/ha*év dimenzióban, a m³/ha*év növedék-adatokból levezetve) és a biomassza átszámító tényezőket (BEF, a részleteket l. a modell leírásánál), valamint egy erdőnevelési modellt (a hazai gyakorlatban szokásos gyérítések és tisztítások idejét és intenzitását). A user.xls fájllal együtt, amelyikben megfelelő struktúrában a szimuláció elején esetleg meglévő, tetszőlegesen megadható erdő jellemzésére kell használni (tehát pl. amiben meg kell adni az erdő szénkészletét fafajonként), minden fájlt úgy terveztünk, hogy - bizonyos feltételek megléte esetén - maga a felhasználó tudja módosítani az adatokat annak érdekében, hogy a tényleges erdősítési projektek szénkörforgalmát könnyen szimulálni lehessen.

Megjegyezzük, hogy a magyar viszonyok között a kb.xls fájl tartalmát csak kivételes esetben kell javítani, ti. amikor az országos átlagnál "jobb" adatok állnak rendelkezésre. Más országok esetében lehetséges könnyen módosítani vagy lecserélni a meglévő adatsorokat más, ország-specifikus adatsorokkal. Mivel a CASMOFOR már teljesen parametrálva van a magyar viszonyokra, a magyar erdők szénkörforgalmát jobban és pontosabban tudjuk modellezni a  CASMOFOR-ral, mint bármilyen más modellel. Ha a kb.xls fájlban található tudásbázist akarja módosítani, kérjük, lépjen kapcsolatba aCASMOFOR fejlesztőjével, Somogyi Zoltánnal.

A modellben minden erdei és erdészeti folyamat a fák ültetésével kezdődik, és az (egykorúnak és elegyetlennek tekintett) állományok véghasználatával zárul. Habár az olyan folyamatok, mint pl. a talajelőkészítés, talajerózió stb. fontos lehet az erdő teljes szénkészlete szempontjából, adathiány miatt nem modellezhetők, és ezért kívül esnek a CASMOFOR-ban modellezett folyamatok körén. A talajelőkészítéskor elvesztett szén mennyisége ugyan megadható a program futtatása során, de ezt a szénmennyiséget csak "szakértői becslének" tekinthetjük, és legfeljebb annak vizsgálatára használhatjuk fel, hogy azt elemezzük, hogy a talajelőkészítés során elvesztett szénmennyiség mennyire lehet fontos a teljes erdőtelepítési rendszer szénlekötése szempontjából.

Az alábbi ábrán látható a tipikus magyar erdészeti rendszer szénkörforgalmi folyamatainak és széntárolóinak folyamatábrája. Az egyes folyamatokkal és széntárolókkal kapcsolatos leírást, ill. helpet a főmenüből lehet elérni, ill. - amikor a CASMOFOR fut - a futás közben szintén megjeleníthető hasonló folyamatábra megfelelő részére kattintva lehet előhívni.

A CASMOFOR egy mérlegegyenlet típusú modell. Ez a modell az egyes folyamatokat és az egyes széntárolók változását az azokkal kapcsolatos fizikai és biológiai folyamatok leképezése alapján külön-külön számítja ki, majd ezeket a változásokat összeadva számítja a változásokat a teljes rendszerre. A modell a rendszerbe belépő, ill. azt elhagyó összes szénmolekulával elszámol.

A modell különböző paraméterei, a szerkezete (tehát a széntárolók, a folyamatok, a külső hatótényezők stb., valamint a becslés pontosságára vonatkozó információk részletes leírása megtalálható a modell leírási részben.

A modell néhány főbb jellegzetességei az alábbiakban foglalhatók össze:

• a CASMOFOR a modellezett erdőtelepítéssel kapcsolatos folyamatokat írja le, de nem modellezi az alapszenáriót. Másképpen megfogalmazva ha csak az erdőtelepítési forgatókönyvet elemezzük, akkor azt feltételezzük, hogy a betelepített területen nem történne szénkészlet-változás, ha nem történik meg az erdőtelepítés. Az erdőtelepítéseket ezért mitigációs szenárióknak tekinthetjük.

• Feltételezzük, hogy a telepített erdőben a szokásos, szakmailag  helyes erdőgazdálkodás folyik.

• A modell ún. szcenárió-kötegekkel futtatható. Minden kötegben maximum három különböző fafajú erdőtelepítést lehet modellezni. Mindegyik fafajnál maximum hat fatermési osztály különíthető el. Az ennél komplexebb erdőtelepítéseket több köteg összeállításával lehet jellemezni, melyeket a program egyetlen futtatása során egymás után kell definiálni.

• A beerdősítendó terület méretére nézve az alábbi lehetősége, ill. korlátok vonatkoznak:

  • a modellt alapvetően néhány ha-tól néhány 10 ezer ha-nyi erdőtelepítési programok modellezésére terveztük;

  • a modellt célszerűen maximum 1 millió ha összes területre érdemes használni.

• A területnagyság egysége: ha.

• A modellel olyan területet is lehet modellezni, amelyen a modell futtatásának kezdetén is van már erdő (ebben az esetben előre meg kell adni az erdő szerkezetét fafaj, fatermési osztály és kor adatokkal). A futtatás kezdete után az erdőterület a megadott erdőtelepítési szcenárió által meghatározott módon nő a mitigációs szcenárióban.

• Mind a folyamatokat, mind az eredményeket fafajonként külön kezeljük. Az egyes erdőrészletek egykorú, elegyetlen állományoknak képzelendők.

• A modellezett folyamatok időbeli felbontásának egysége 1 év. Ez azt jelenti, hogy egy-egy lépésben az egy évben lezajló összes folyamat eredőjével számolunk minden egyes folyamat vonatkozásában.

• A modell a fák 120 éves koráig képes számolni. Ezt a szoftver és az adatbázis struktúrája limitálja. A szimulációs periódus elvben azonban lehet pl. 240 éves is, ha pl. egy adott faj adatait két részre bontjuk, az egyik adatsor 120 éves korig, a másik pedig a 121-240 éves tartományra érvényes. Ebben az esetben 1-1 fafajra két egymás utáni futtatás szükséges; a második (121 évvel kezdődő) futtatás kiinduló állománya az első futtatás eredménye kell legyen. Ez azonban akkor valósítható meg, ha erre a kortartományra is van adatunk (ez Magyarországon egyáltalán nem jellemző), és ilyenkor is számolni kell a predikciók pontosságának lényeges csökkenésére.

• A szénmennyiség alapegysége: tC.

• A modell valamennyi lényeges erdészeti művelet jelenlegi költségeivel és hozamaival számol. Most ültetett faállomány jövőbeli költségeit és hozamait ezért a jelenlegi szintekre diszkontálva kezeljük. Ezáltal pontos gazdaságossági számításokat nem mindig lehet végezni, ugyanakkor elég jó, döntések megalapozására bőven megfelelő közelítését kapjuk a mitigációs célú erdőtelepítések szénlekötésének gazdasági költségeit és hozamait illetően.
  

Megjegyezzük, hogy a CASMOFOR-t az MS Excel környezetben, MS Visual Basic nevű programokkal futtathatjuk. Ezzel az volt a cél, hogy (i) a rendszer felhasználó-barát legyen, (ii) a modell parametrálása szintúgy egyszerű legyen, (iii) mind a rendszer szerkezete, mind pedig a paraméterek átláthatóak és érthetőek legyenek, és hogy (iv) az egész rendszert könnyű legyen bármikor felülvizsgálni, javítani (ha szükséges), és továbbfejleszteni.

Végül megjegyezzük, hogy sok energiát fektettünk a modell dokumentálásába (ez vonatkozik a szerkezetére, tudásbázisára, működtetésére) annak érdekében, hogy a használata transzparens és egyszerű legyen, és hogy bármilyen későbbi változtatást is könnyen meg lehessen ejteni akár a szerző, akár a felhasználók által.

Vissza a lap tetejére