glava
Skip Navigation Links

Delovni sklop 3: Modeliranje

Odgovorna oseba: Nikica Ogris (GIS)

Udeležene inštitucije: GIS.

Delovni sklop 3 bo prispeval k uresničitvi naslednjih treh ciljev:

  • na podlagi obstoječih meteoroloških podatkov in podatkov iz stalnih vzorčnih ploskev Gozdarskega inštituta Slovenije ter Zavoda za gozdove Slovenije ugotoviti vpliv suše na zdravstveno stanje navadne bukve,
  • oceniti potencialno ogroženost navadne bukve v Sloveniji zaradi bolezni, škodljivcev in vpliva suše v prihodnjih 10–50 letih glede na tri scenarije podnebnih sprememb (RCP2.6, RCP4.5 in RCP8.5),
  • razviti model naravne razširjenosti bukve v Sloveniji in na njegovi podlagi narediti projekcijo potencialne razširjenosti navadne bukve v prihodnjih 10–50 letih glede na tri scenarije podnebnih sprememb (RCP2.6, RCP4.5 in RCP8.5); v model razširjenosti navadne bukve integrirati vpliv škodljivih dejavnikov (bolezni, škodljivcev in suše) ter rezultate modela integrirati v obstoječi elektronski informacijski sistem za varstvo gozdov.

Namen delovnega sklopa 3 je razviti model naravne razširjenosti navadne bukve v Sloveniji in na njegovi podlagi narediti projekcijo razširjenosti navadne bukve v prihodnjih 10–50 letih glede na tri scenarije podnebnih sprememb (RCP2.6, RCP4.5 in RCP8.5). V model bo integrirano več podmodelov, ki bodo obravnavali vpliv škodljivih dejavnikov na potencialno razširjenost bukve, to so bolezni, škodljivci in suša.

Delovni sklop 3 je razdeljen na tri aktivnosti. V prvi aktivnosti (3.1) bomo ugotavljali vpliv suše na hiranje bukve. V drugi aktivnosti (3.2) bomo ugotavljali vpliv bolezni in škodljivcev na hiranje bukve. V tretji aktivnosti (3.3) bomo razvili model naravne razširjenosti navadne bukve in na njegovi podlagi bomo napovedali potencialno razširjenost navadne bukve glede na tri scenarije podnebnih sprememb. V tretji aktivnosti (3.3) bomo uporabili rezultate in ugotovitve iz aktivnosti 3.1 in 3.2.

Aktivnost 3.1: Vpliv suše na hiranje bukve

Odgovorna oseba: Nikica Ogris

Udeležene inštitucije: GIS

V aktivnosti 3.1 bomo na podlagi obstoječih meteoroloških podatkov in podatkov iz stalnih vzorčnih ploskev Gozdarskega inštituta Slovenije ugotovili vpliv suše na zdravstveno stanje navadne bukve. Na stalnih vzorčnih ploskvah na mreži 16 × 16 km se vsako leto popiše stanje osutosti krošnje in poškodovanost dreves. Popis osutosti krošnje se opravi periodično tudi na stalnih vzorčnih ploskvah na gostejši mreži 4 × 4 km, vendar ne vsako leto. Uporabili bomo vse razpoložljive podatke s stalnih vzorčnih ploskev, tako od Gozdarskega inštituta Slovenije, kot od Zavoda za gozdove Slovenije. Uporabili bomo podatke tudi s ploskev intenzivnega spremljanja stanja gozdov (raven 2 ploskve), kjer so postavljene tudi meteorološke postaje. Za stalne vzorčne ploskve, ki nimajo svojih meteoroloških postaj, to so stalne vzorčne ploskve na ravni 1 GIS in ploskve ZGS, bomo meteorološke podatke črpali iz obstoječih meteoroloških podatkov ARSO (sistem INCA ter letne in mesečne karte o količini padavin).

Iskali bomo korelacijo med sušo in osutostjo krošnje. S tem bomo ugotovili kako suša vpliva na hiranje bukve. Za indikator suše bomo uporabili standardni padavinski indeks (SPI), ki se zelo pogosto uporablja za opis meteorološke suše v različnih časovnih merilih. Če bodo na voljo podatki tudi o evapotranspiraciji, bomo poskušali iskati korelacije s SPEI (standardni padavinsko-evaporacijski indeks).

Ugotovitve iz aktivnosti 3.1 bomo integrirali v model o razširjenosti navadne bukve, ki ga bomo razvili v okviru aktivnosti 3.3.

Rezultati aktivnosti:

  • Model o vplivu suše na hiranje navadne bukve
  • Elaborat o vplivu suše na hiranje navadne bukve

Časovni načrt: M24–M36

Aktivnost 3.2: Vpliv bolezni in škodljivcev na hiranje bukve

Odgovorna oseba: Nikica Ogris

Udeležene inštitucije: GIS

Cilj aktivnosti 3.2 je razvoj podmodelov o vplivu bolezni in škodljivcev na hiranje bukve. Seznam bolezni in škodljivcev, ki jih bomo modelirali, bomo dobili iz rezultatov DS2 (Vzroki hiranja bukve). Modelirali bomo samo tiste bolezni in škodljivce, ki bodo po oceni tveganja predstavljali največjo grožnjo obstoju in potencialni razširjenosti bukve.

Preskusili bomo tri pristope modeliranja. Na koncu bomo izbrali tisti pristop, ki bo dal najbolj zanesljive rezultate: (1) individualni pristop – modeliranje posameznih bolezni in škodljivcev; (2) skupinski pristop – modeliranje vseh bolezni in škodljivcev na bukvi skupaj kot skupen škodljiv dejavnik; (3) skupinski pristop na ravni gozdnega odseka.

Za (1) in (2) pristop bomo uporabili podatke o vzrokih poškodovanosti bukve na stalnih vzorčnih ploskvah GIS na mreži 16 × 16 km (raven 1). Za (3) pristop bomo uporabili podatke o označbi drevja za posek (xTi, ZGS) in sicer tako sanitarno sečnjo kot tudi sečnjo oslabelega drevja zaradi žuželk (vrsta sečnje 301, 901, 991) in bolezni (vrsta sečnje 302 in 902).

Z različnimi statističnimi metodami in modelskimi pristopi bomo iskali pravila in vzorce o vplivu bolezni in škodljivcev na obseg poškodovanosti bukve. Pri tem bomo uporabili tudi druge dejavnike oz. podatke, kot so meteorološki podatki, podatki o tleh, reliefu in gozdovih. Rezultat tega postopka bo en ali več podmodelov odvisno od izbranega pristopa.

Podmodel(e) in ugotovitve iz aktivnosti 3.2 bomo integrirali v model o potencialni razširjenosti navadne bukve, ki ga bomo razvili v okviru aktivnosti 3.3.

Rezultati aktivnosti:

  • Model(i) o vplivu bolezni in škodljivcev na hiranje navadne bukve
  • Elaborat o vplivu bolezni in škodljivcev na hiranje navadne bukve

Časovni načrt: M24–M36

Aktivnost 3.3: Potencialna razširjenost navadne bukve glede na tri scenarije podnebnih sprememb

Odgovorna oseba: Nikica Ogris

Udeležene inštitucije: GIS

Namen aktivnosti 3.3. je razviti model naravne razširjenosti bukve v Sloveniji in na njegovi podlagi narediti projekcijo potencialne razširjenosti navadne bukve v prihodnjih 10–50 letih glede na tri scenarije podnebnih sprememb (RCP2.6, RCP4.5 in RCP8.5). V model razširjenosti navadne bukve bomo integrirali vpliv škodljivih dejavnikov (bolezni, škodljivcev in suše). Ocenili bomo potencialno ogroženost navadne bukve v Sloveniji zaradi bolezni, škodljivcev in vpliva suše v prihodnjih 10–50 letih glede na tri scenarije podnebnih sprememb (RCP2.6, RCP4.5 in RCP8.5). Rezultate modela bomo integrirali v obstoječi elektronski informacijski sistem za varstvo gozdov.

Model naravne razširjenosti bukve v Sloveniji bomo razvili na podlagi obstoječih dobrih izkušenj in znanj pri modeliranju razširjenosti posamezne drevesne vrste. Za razvoj modela naravne razširjenosti bukve bomo uporabili metodo klasifikacijskega odločitvenega drevesa v programskem okolju Weka. Za klasifikacijsko drevo bomo izbrali algoritem J48, ki omogoča izdelavo C4.5 odločitvenega drevesa. Veljavnost modela bomo preverjali z 10-kratno navzkrižno validacijo. Izdelali bomo vrsto odločitvenih dreves različne kompleksnosti, kar merimo s številom listov klasifikacijskega drevesa. Odločili se bomo za tisto klasifikacijsko drevo, pri katerem bo dosežen optimalen kompromis med kompleksnostjo in klasifikacijsko točnostjo.

Prostorska ločljivost modela bo 1 × 1 km, kar je pogojeno s prostorsko ločljivostjo podnebnih spremenljivk. Odvisno spremenljivko v modelu bo predstavljala prisotnost ali odsotnost bukve v modelski celici (binarna spremenljivka). Vir podatkov za odvisno spremenljivko bo sestojna karta, katere lastnik in skrbnik je Zavod za gozdove Slovenije.

Model bomo poskušali razviti tudi s pomočjo logistične regresije. Obdržali bomo tisto vrsto modela, ki bo dajal bolj zanesljive rezultate.

Neodvisne spremenljivke, s katerimi bomo pojasnjevali naravno razširjenost bukve, bodo opisovale podnebje, tla in obliko površja. Tudi neodvisne spremenljivke bodo imele prostorsko ločljivost 1 × 1 km. Podnebje v modelu bomo predstavili s temperaturo, padavinami in evapotranspiracijo in sicer z letnimi in mesečnimi povprečji. Za podnebne spremenljivke bomo uporabili referenčno obdobje 1971–2000. Obliko površja bomo v modelu predstavili z digitalnim modelom reliefa in sicer z nadmorsko višino, naklonom in ekspozicijo. Tla bomo predstavili s pedološkim razredom tal z uporabo podatkov iz Digitalne pedološke karte v merilu 1 : 25.000 in pedoloških profilov.

V model bomo smiselno vgradili podmodele o vplivu suše, bolezni in škodljivcev na hiranje bukve. Končni rezultat bo empirični model o naravni razširjenosti navadne bukve v Sloveniji.

Z modelom naravne razširjenosti bukve bomo naredili projekcijo potencialne razširjenosti navadne bukve v prihodnjih 50 letih glede na tri scenarije podnebnih sprememb (RCP2.6, RCP4.5 in RCP8.5). Projekcijo bomo izvedli tako, da bomo v modelu uporabili napovedi temperature, padavin in evapotranspiracije glede na tri omenjene scenarije podnebnih sprememb. Vir podatkov za napovedi spremenljivk v okviru treh scenarijev podnebnih sprememb bo EURO-CORDEX iniciativa, ki nudi napovedi brezplačno v visoki prostorski ločljivosti (12,5 km). Vsebinska ločljivost modela bo tako pogojena s prostorsko ločljivostjo napovedi podnebnih spremenljivk.

Posebej bomo ocenili potencialno ogroženost navadne bukve v Sloveniji zaradi bolezni, škodljivcev in vpliva suše v prihodnjih 50 let glede na tri scenarije podnebnih sprememb.

Rezultate o dolgoročni napovedi razširjenosti navadne bukve v Sloveniji bomo objavili na spletnem portalu Varstvo gozdov, ki je del elektronskega sistema za varstvo gozdov v Sloveniji.

Rezultati aktivnosti:

  • Model naravne razširjenosti navadne bukve v Sloveniji
  • Projekcija potencialne razširjenosti navadne bukve v prihodnjih 10–50 letih glede na tri scenarije podnebnih sprememb (RCP2.6, RCP4.5 in RCP8.5)
  • Ocena potencialne ogroženosti navadne bukve v Sloveniji zaradi bolezni, škodljivcev in vpliva suše v prihodnjih 10–50 letih glede na tri scenarije podnebnih sprememb (RCP2.6, RCP4.5 in RCP8.5)
  • Objava rezultatov dolgoročne napovedi razširjenosti navadne bukve v Sloveniji na spletnem portalu Varstvo gozdov

Časovni načrt: M24–M36

Urejanje, oblikovanje, izdelava: Nikica Ogris, Gozdarski inštitut Slovenije. ISSN 2738-4497
noga