ÁLTALÁNOS LEÍRÁS

Annak érdekében, hogy meg tudjuk becsülni erdõk szénlekötésének mértékét, vagy terepi mérésekre, vagy modellekre, vagy pedig mindkettõre 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 jövõre vonatkozó becsléseket akarunk tenni. Ilyen becslésekre van szükség pl. akkor, amikor erdõtelepítéseket akarunk tervezni. Erdõtelepítéseknek sok célja lehet, s újabb egy ilyen cél lehet a levegõben található szén-dioxid lekötése. A CASMOFOR programot azért terveztük, hogy segítsünk a felhasználóknak megbecsülni különbözõ erdõtelepítési 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 erdõkben és az erdõgazdálkodásban sok ún. széntároló (mint pl. a biomassza, a holt szervesanyag, a fatermékek, a talaj stb.) különíthetõ el, melyekben a szén mennyisége sok folyamat (pl. fanövekedés, mortalitás, fakitermelés stb.) eredményeként növekedhet, ill. csökkenhet. E folyamatok eredõje a teljes rendszer széntartalmának változása, mivel - akár az erdõt, akár az erdõgazdálkodást nézzük - a rendszer nyitott: képes mind a szén felvételére, mind pedig leadására. A lezajló folyamatoktól függõen az egész rendszer szénkészlete vagy növekszik (ami egyenértékû a szén lekötésével), vagy pedig csökken (amikor is a szén a levegõbe bocsátódik ki).

A CASMOFOR modell használatának végsõ célja az, hogy megbecsüljük, mennyi szenet köt le a rendszerünk, vagy mennyi szén távozik belõle a levegõbe. Így a modell középpontjában nem az erdõ valamilyen hagyományos jellemzõje, mint pl. a fatérfogat áll, hanem az erdõk és az erdõgazdálkodás szénkörforgalma, ill. a széntárolók szénkészletének változása és a szénkészlet-változást eredményezõ 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 idõtávokban zajlanak a legkülönfélébb folyamatok, nagyon nehézzé teszik a rendszer különbözõ részei széntartalmának idõbeli nyomon követését. A CASMOFOR modell tervezésekor nem akartuk nem tudomásul venni ezeket a nehézségeket. A modellt azonban olyan egyszerûsítésekkel alakítottuk ki, amelyek a gyakorlatiasság figyelembe vételével helyettesítik a méréseket olyan körülmények között - pl. a jövõre vonatkozó becsléseknél - amikor a mérés elvileg sem lehetséges. A modell képes a szénkészlet-változás becslésére különbözõ 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 különbözõ becslések végrehajtása, és amelyekkel a legfontosabb széntárolók és folyamatok vehetõk figyelembe (vagyis amelyek elméleti és gyakorlati szempontból fontosak). A szénlekötést illetõen az erdõsítések végsõ 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 idõtávon belül leköthetõ.

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 jellegû információt a modellbe, amely a fenti koncepcióba illõ 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 különbözõ 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 erdõtelepítések szénkörforgalmának modellezésére. Ez azt jelenti, hogy minden, a modellben tárolt információ a magyarországi fafajokra és termõhelyi 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 megfelelõen 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 erdõgazdálkodás 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 megfelelõ adatokat beillesztjük a modell adatbázisába.

A modell információs bázisa ("tudásbázisa", beleértve a különbözõ fafajok növekedési tulajdonságait, a gyérítési rendszert, a biomassza átszámító tényezõket 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 tényezõket (BEF, a részleteket l. a modell leírásánál), valamint egy erdõnevelési modellt (a hazai gyakorlatban szokásos gyérítések és tisztítások idejét és intenzitását). A user.xls fájllal együtt, amelyikben megfelelõ struktúrában a szimuláció elején esetleg meglévõ, tetszõlegesen megadható erdõ jellemzésére kell használni (tehát pl. amiben meg kell adni az erdõ szénkészletét fafajonként), minden fájlt úgy terveztünk, hogy - bizonyos feltételek megléte esetén - maga a felhasználó tudja módosítani az adatokat annak érdekében, hogy a tényleges erdõsítési 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 meglévõ adatsorokat más, ország-specifikus adatsorokkal. Mivel a CASMOFOR már teljesen parametrálva van a magyar viszonyokra, a magyar erdõk 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 fejlesztõjével, Somogyi Zoltánnal.

A modellben minden erdei és erdészeti folyamat a fák ültetésével kezdõdik, és az (egykorúnak és elegyetlennek tekintett) állományok véghasználatával zárul. Habár az olyan folyamatok, mint pl. a talajelõkészítés, talajerózió stb. fontos lehet az erdõ teljes szénkészlete szempontjából, adathiány miatt nem modellezhetõk, és ezért kívül esnek a CASMOFOR-ban modellezett folyamatok körén. A talajelõkészítéskor elvesztett szén mennyisége ugyan megadható a program futtatása során, de ezt a szénmennyiséget csak "szakértõi becslének" tekinthetjük, és legfeljebb annak vizsgálatára használhatjuk fel, hogy azt elemezzük, hogy a talajelõkészítés során elvesztett szénmennyiség mennyire lehet fontos a teljes erdõtelepítési 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 fõmenübõl lehet elérni, ill. - amikor a CASMOFOR fut - a futás közben szintén megjeleníthetõ hasonló folyamatábra megfelelõ részére kattintva lehet elõhívni.

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 belépõ, ill. azt elhagyó összes szénmolekulával elszámol.

A modell különbözõ paraméterei, a szerkezete (tehát a széntárolók, a folyamatok, a külsõ hatótényezõk stb., valamint a becslés pontosságára vonatkozó információk részletes leírása megtalálható a modell leírási részben.

A modell néhány fõbb jellegzetességei az alábbiakban foglalhatók össze:

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

• Feltételezzük, hogy a telepített erdõben a szokásos, szakmailag  helyes erdõgazdálkodás folyik.

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

• A beerdõsítendó terület méretére nézve az alábbi lehetõsége, ill. korlátok vonatkoznak:

  • a modellt alapvetõen néhány ha-tól néhány 10 ezer ha-nyi erdõtelepítési programok modellezésére terveztük;

  • a modellt célszerûen 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 erdõ (ebben az esetben elõre meg kell adni az erdõ szerkezetét fafaj, fatermési osztály és kor adatokkal). A futtatás kezdete után az erdõterület a megadott erdõtelepítési szcenárió által meghatározott módon nõ a mitigációs szcenárióban.

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

• A modellezett folyamatok idõbeli felbontásának egysége 1 év. Ez azt jelenti, hogy egy-egy lépésben az egy évben lezajló összes folyamat eredõjével 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 kezdõdõ) futtatás kiinduló állománya az elsõ futtatás eredménye kell legyen. Ez azonban akkor valósítható meg, ha erre a kortartományra is van adatunk (ez Magyarországon egyáltalán nem jellemzõ), és ilyenkor is számolni kell a predikciók pontosságának lényeges csökkenésére.

• A szénmennyiség alapegysége: tC.

• A modell valamennyi lényeges erdészeti mûvelet jelenlegi költségeivel és hozamaival számol. Most ültetett faállomány jövõbeli költségeit és hozamait ezért a jelenlegi szintekre diszkontálva kezeljük. Ezáltal pontos gazdaságossági számításokat nem mindig lehet végezni, ugyanakkor elég jó, döntések megalapozására bõven megfelelõ közelítését kapjuk a mitigációs célú erdõtelepítések szénlekötésének gazdasági költségeit és hozamait illetõen.
  

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

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

Vissza a lap tetejére