Wyniki optymalizacji użytkowania rębnego

Transkrypt

1 Wyniki optymalizacji użytkowania rębnego Dr inż. Emilia Wysocka-Fijorek Prof. dr hab. Stanisław Zając Sękocin Stary, r.

2 Podstawowe problemy Kiedy? Terminy zabiegów (cięcia pielęgnacyjne) Długość okresu produkcji na pniu (użytkowanie rębne) Ile? Rozmiar (intensywność) użytkowania (wykorzystania) zasobów leśnych (drzewnych) Co? Lokalizacja (przedmiot działania) Gdzie? Kształtowanie ładu przestrzennego (budowa lasu, struktura drzewostanów) Jak? Zalecenia sposobu realizacji

3 Optymalizacja Optymalizacja - to zawsze wybór rozwiązania najkorzystniejszego z możliwych wariantów. W urządzaniu lasu jest to wybór takiego etatu, który spowoduje najmniejsze odchylenie od pożądanego przebiegu procesu lasotwórczego, a więc wypadkowej trzech składowych tj.: - procesu odnowienia - procesu przyrostu -procesu ubywania (użytkowania). W szczególności zaś chodzi o relację między procesem przyrostu miąższości, a procesem użytkowania (najmniejsza różnica). Metody obliczania etatów (wielkości plonu) dostosowane są do postaci lasu wynikającej ze stosowanego SPOSOBU ZAGOSPODAROWANIA LASU.

4 Założenia projektu Modele optymalizacyjne mogą służyć jako narzędzie wspomagania decyzji w zakresie regulacji użytkowania drzewostanów oraz wykazania ekonomicznych konsekwencji przetrzymywania drzewostanu na pniu ze względów np. ekologicznych, środowiskowych, społecznych. W projekcie analizie poddano osiem gatunków: sosnę, świerk, jodłę, modrzew, buk, dąb, olsze i brzozę pogrupowane wg klas wieku oraz bonitacji lub sposobu zagospodarowania.

5 Optymalizacja użytkowania oraz zasobności drzewostanów z punktu widzenia dochodowej funkcji produkcji drewna oraz węgla stanowi uzupełnienie dotychczas stosowanych metod określania rozmiaru użytkowania drzewostanów poprzez wprowadzenie kryterium wieku dojrzałości do wyrębu ze względu na maksymalizację produkcji oraz wartości drewna i węgla.

6 Podstawa prawna Podstawą umożliwiającą wykorzystanie podczas ustalania etatu wieku dojrzałości do wyrębu jest zapis Instrukcji urządzania lasu z 2012 roku (dalej IUL) będącej załącznikiem do Zarządzenia nr 55 Dyrektora Generalnego Lasów Państwowych z dnia 21 listopada 2011 r., obowiązującego w jednostkach organizacyjnych Lasów Państwowych od dnia 21 listopada 2011 r. Instrukcja daje możliwość korzystania z wieku rębności ustalanego indywidulanie dla poszczególnych drzewostanów ( 24 IUL t. 1).

7 Wiek dojrzałości do wyrębu Określenie wieku, w którym powinien nastąpić wyrąb poszczególnych drzew i całych drzewostanów, jest jednym z najtrudniejszych problemów decyzyjnych w gospodarstwie leśnym. Leśnicy wypracowali cały zespół kryteriów umożliwiających określenie wieku rębności (kolei rębu), przy czym wiele z nich w ogóle nie bierze pod uwagę czynników ekonomicznych. Podstawę analizy stanowią zachodzące z biegiem czasu zmiany miąższości oraz innych parametrów technicznych drzewostanów, znajdujące swoje odzwierciedlenie w kształtowaniu się kategorii ekonomicznych.

8 Co będzie wynikiem optymalizacji Kiedy wyciąć? (optymalny wiek) Jaka jest wartość zapasu? (wartość drzewostanu) Jaka jest zasobność? (miąższość na gruncie)

9 Optymalizacja Ilościowy wiek dojrzałości do wyrębu drzewny Ilościowy i ekonomiczny wiek dojrzałości do wyrębu węglowy Wyniki optymalizacji Ekonomiczny wiek dojrzałości do wyrębu drzewny Łączny drzewny i węglowy wiek dojrzałości do wyrębu węglowy

10 Schemat modeli

11 Program wspomagający proces optymalizacji

12 Grupowanie danych Zbiory danych wejściowych do weryfikacji wzorów empirycznych i współczynników przeliczeniowych otrzymano z zastosowaniem dwóch sposobów grupowania: Z 1: według gatunku panującego, przedziału wiekowego (10-letnie podklasy wieku) i klasy bonitacji, Z 2: według gatunku panującego, przedziału wiekowego (10-letnie podklasy wieku) i sposobu zagospodarowania.

13 Przyjęte warianty Warianty modeli optymalizacyjnych: W_I wariant wartościowy" uwzględniający rentę gruntową (p = 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0%), W_II wariant przyrostowy oparty na maksymalizacji przyrostu ilości lub wartości przy założeniu niezmiennej stopy procentowej (p = 0%).

14 Podejścia optymalizacji W analizie i ocenie wielkości oraz wartości wiązania węgla w nadziemnej biomasie zdrewniałej oraz drewna zastosowano podejścia: I-1, E-1 określenie wiązania węgla w nadziemnej biomasie zdrewniałej z wykorzystaniem wzorów allometrycznych opracowanych przez zespół Andrzeja M. Jagodzińskiego [2011] I-2, E-2 określenie wiązania węgla z wykorzystaniem wzorów służących do obliczania całkowitej nadziemnej biomasy części zdrewniałej (Total Aboveground Woody Biomass - ABW), I-3, E-3 określenie wiązania węgla na podstawie gęstości drewna (Global Wood Density - GWD), I-4, E-4 określenie wiązania węgla zgodnie z metodą przyjętą przez Międzynarodowy Zespół ds. Zmian Klimatu (Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC), I-5, E-5 analizie i ocenie ilości oraz wartości produkowanego drewna, L-1, L-2, L-3, L-4 optymalizacja łącznej funkcji wartości produkcji drewna i wiązania węgla.

15 Materiały źródłowe Dla każdej z analizowanych jednostek przygotowano zestawienia: ogólna charakterystyka drzewostanów: o pierśnica, o wysokość, o zasobność, koszty i ceny: o koszty ścinki i wyrobu sortymentów, o średnia cena drewna pomniejszona o koszty ścinki i wyrobu sortymentów, Przyjęto wartość jednostki redukcji emisji z 2014 r., wynoszącą w przeliczeniu na czysty węgiel 113,681 zł/t.

16 wiek dojrzałości rębnej [lata] Wyniki Porównanie wieku dojrzałości rębnej drzewostanów sosnowych dla zasobności tabelarycznej i rzeczywistej według klas bonitacji zasobność rzeczywista / real volume zasobność tabelaryczna / table volume IA I II III IV V klasa bonitacji

17 Spostrzeżenia Wiek dojrzałości rębnej drzewostanów sosnowych związany jest z ich klasą bonitacji. Im drzewostan charakteryzuje się słabszą klasą bonitacji tym jego optymalny wiek rębności jest wyższy. Wykorzystywanie zasobności tabelarycznej do ustalenia optymalnego wieku dojrzałości do wyrębu drzewostanów, z ekonomicznego punktu widzenia, w porównaniu z zasobnością rzeczywistą powoduje znaczne zwiększenie jego wieku rębności. Ekonomiczny wiek dojrzałości do wyrębu przyjmuje niższe wartości od wieków rębności drzewostanów wskazanych w Instrukcji Urządzenia Lasu.

18 Wyniki Optymalny wiek rębności wg różnych podejść do optymalizacji

19 Spostrzeżenia W przypadku drzewostanów sosnowych długość okresu, z którego pobierane są dane do analizy, nie ma istotnego znaczenia dla optymalnego wieku dojrzałości do wyrębu. Pomiędzy poszczególnymi wariantami oraz obiektami występuje zróżnicowanie w uzyskanych optymalnych wiekach dojrzałości do wyrębu. Na obecnym etapie badań nad doskonaleniem wzorów allometrycznych zaleca się do obliczania ilości związanego węgla, a co za tym idzie - optymalnego pod tym kątem wieku rębności dojrzałości do wyrębu, stosowanie metod opartych na miąższości.

20 zasobność [m 3 /ha] Wyniki Wiek dojrzałości rębnej drzewostanów sosnowych wg klas bonitacji (Ia-V) oraz stóp procentowych (0,0-3,0%) na poziomie nadleśnictwa, RDLP oraz PGLLP Stopa procentowa [3 ->0%] Klasa bonitacji [Ia V] wiek dojrzałości rębnej [lata]

21 przyrost wartości [tys. zł/ha] Wyniki Wiek dojrzałości rębnej drzewostanu w zależności od stopy procentowej 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 p - rosnące p=3,0% p=2,5% p=2,0% p=1,5% p=1,0% p=0,5% p - malejące przyrost bieżący przyrost przeciętny wiek Wiek dojrzałości do wyrębu drzewostanów sosnowych I klasy bonitacji w PGLLP w zależności od stopy procentowej

22 Wiek dojrzałości drzewostanów do wyrębu określany jest jako przecięcie przyrostu przeciętnego z kolejnymi wartościami przyrostu bieżącego w kontekście różnych stóp procentowych. W wyniku analizy zaobserwowano, że im wyższa stopa procentowa tym niższy wiek dojrzałości drzewostanów do wyrębu. Analizę przeprowadzono dodatkowo w ujęciu rosnących (od 0,5 do 3,0%) oraz malejącym (od 3,0 do 0,5%). W przypadku rosnących wraz z upływem czasu stóp procentowych optymalny wiek wyrębu jest wyższy aniżeli analizując malejące stopy procentowe.

23 Wyniki Propozycja ekonomicznych wieków rębności (wieków dojrzałości do wyrębu) Zakres wieków rębności wg gatunków Ilościowy Wartościowy węgla drewna węgla drewna łączny Sosna Świerk Jodła Modrzew Dąb Buk Brzoza Olsza

24 Wyniki Zakres wieków rębności wg gatunków Sosna Świerk Jodła Modrzew Dąb Buk Brzoza Olsza Ilościowy węgla Ilościowy drewna Wartościowy węgla Wartościowy drewna Wartościowy łączny

25 Spostrzeżenia Wiek dojrzałości rębnej drzewostanów związany jest z ich klasą bonitacji oraz stopą procentowa. Im drzewostan charakteryzuje się słabszą klasą bonitacji tym jego optymalny wiek rębności jest wyższy. Im wyższa oczekiwana leśna stopa procentowa tym wiek rębności niższy.

26 Ustalanie ekonomicznego wieku rębności Ustalając z KZP ekonomiczny wiek dojrzałości do wyrębu (ilościowe lub/i wartościowe) należy brać pod uwagę: dominującą klasę bonitacji drzewostanów poszczególnych gatunków w gospodarstwach, oczekiwaną stopę procentową (z zakresu 0,0% 3,0%), lokalne warunki przyrodnicze, zapotrzebowanie / rynek na poszczególne surowce drzewne, inne funkcje pełnione przez drzewostany.

27 Podsumowanie Zasoby węgla i jego obieg w skali regionalnej/lokalnej silnie zależą od przyjętego cyklu produkcyjnego, intensywności zabiegów pielęgnacyjnych oraz struktury wiekowej drzewostanów. Zmiany długości cyklu produkcyjnego wpływają na poziom węgla związanego w biomasie roślin drzewiastych oraz glebie.

28 Podsumowanie Długość cyklu produkcyjnego wpływa na dymensje (wymiary) i jakość techniczną surowca drzewnego, a tym samym na potencjalne przeznaczenie surowca. Za istotne należy przyjąć, iż w fazie drzewostanu dojrzewającego i dojrzałego przyrost biomasy znacznie się zmniejsza. W tych fazach ilość opadających na powierzchnię zdrewniałych części drzew (drobnych gałązek, gałęzi oraz kory drzew) może przekraczać masę opadających igieł/liści.

29 Uwagi Kluczowe znaczenie podczas szacowania ilości wiązanego węgla w zdrewniałej biomasie nadziemnej ma jednostka podstawowa, dla której wykonywana jest analiza. Konieczne jest dobranie najlepszej metody do posiadanych danych oraz przeznaczenia wyników kalkulacji. Metody oparte ma miąższości drzewostanów lub ich grup powinny być stosowane podczas kalkulacji wiązanego węgla na dużych powierzchniach leśnych. W przypadku analizy ilości związanego węgla w pojedynczych drzewach możliwe jest wykorzystanie zarówno metod opartych na miąższości drzewa jak i na jego pierśnicy. Ze względu na dostępność danych oraz wzorów umożliwiających uzyskanie dokładnych wyników bardziej odpowiednie wydają się być metody obliczania ilości związanego węgla oparte na gęstości drewna.

30 Modyfikacji zapisów Instrukcji urządzania lasu Rozdział VIII IUL należy uzupełnić o proponowane wieki rębności ze względu na maksymalizację ilości i wartości drewna oraz wiązanego węgla (dodać pkt 3 ). Szacunkowe wieki dojrzałości do wyrębu podać dla PGLLP bez podziału na poszczególne nadleśnictwa klasy bonitacji czy sposoby zagospodarowania.

31 Dziękuję za uwagę