Baza danych WISL - wykorzystanie informacji poza ......Wykorzystanie WISL poza standardowymi...
Transcript of Baza danych WISL - wykorzystanie informacji poza ......Wykorzystanie WISL poza standardowymi...
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Geoinformacja o lasach w skali kraju z pomiarów naziemnych.
Baza danych WISL - wykorzystanie informacji poza standardowymi
raportami
Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Projekt zlecony przez Dyrekcję Generalną Lasów Państwowych
„Aktualna i potencjalna produkcyjność
siedlisk leśnych Polski dla głównych
gatunków lasotwórczych”
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Produkcyjność siedlisk leśnych Polski
dla sosny zwyczajnej
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Produkcyjność potencjalna i aktualna
1. Określenie wskaźnika bonitacji (SI)
2. Określenie bieżącego przyrostu miąższości (Zv)
Powierzchnie WISL: Zv= Vk – Vp+ U
gdzie: Zv - bieżący przyrost miąższości, Vk –miąższość na końcu okresu,
Vp – miąższość na początku okresu, U – miąższość drzew usuniętych w okresie 5 lat
,)RT(T
)RT(THH
21
211
11
11
SI
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Cele pracy:
Określenie związku produkcyjności siedlisk dla sosny
z cechami siedlisk (klimat, rzeźba terenu, podłoże geologiczne, właściwości
gleb, uwilgotnienie)
i charakterystyką drzewostanową (wiek, wysokość, pierśnica, zagęszczenie,
wskaźnik zadrzewienia, zasobność).
Wskazania przestrzennej zmienności produkcyjności w skali kraju.
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Hipotezy badawcze:
1. Połączenie dostępnych danych GIS (topografii, geologii, gleb, klimatu),
wyników prac glebowosiedliskowych i cech dendrometrycznych, pozwolą
lepiej określić produkcyjność siedlisk leśnych dla sosny niż typy siedliskowe
lasu.
2. Szczegółowe charakterystyki siedliska wpływają na relacje pomiędzy
bieżącym przyrostem miąższości sosny zwyczajnej a cechami
biometrycznymi drzewostanu. Pozwala to na zwiększenie dokładności
bieżącego przyrostu miąższości.
3. Obserwowane zmiany warunków siedliskowych wpływają na zmianę
potencjalnej i aktualnej produkcyjności siedlisk leśnych Polski dla sosny.
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Powierzchnie WISL dla sosny zwyczajnej wykorzystane do budowy
modeli produkcyjności siedlisk
powierzchnie WISL – 11 993
dominujący udział sosny (70% i więcej),
powierzchnie jednorodne – nie dzielone,
Dane uzyskane na pow.: pierśnice, wybrane
wysokości, wiek, miąższość, przyrost 5-letni,
TSL
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Wskaźniki bioklimatyczne analizowane w modelowaniu produkcyjności
BIO1 = Annual Mean Temperature – średnia temperatura roczna
BIO2 = Mean Diurnal Range (Mean of monthly (max temp - min temp))
BIO3 = Isothermality (BIO2/BIO7) (* 100)
BIO4 = Temperature Seasonality (standard deviation *100) – sezonowość temperatur
BIO5 = Max Temperature of Warmest Month – maksymalna temperatura najcieplejszego miesiąca
BIO6 = Min Temperature of Coldest Month – minimalna temperatura najzimniejszego miesiąca
BIO7 = Temperature Annual Range (BIO5-BIO6) – zakres roczny temperatur
BIO8 = Mean Temperature of Wettest Quarter – średnia temperatura najwilgotniejszego miesiąca
BIO9 = Mean Temperature of Driest Quarter
BIO10 = Mean Temperature of Warmest Quarter
BIO11 = Mean Temperature of Coldest Quarter
BIO12 = Annual Precipitation – suma opadów rocznych
BIO13 = Precipitation of Wettest Month
BIO14 = Precipitation of Driest Month
BIO15 = Precipitation Seasonality (Coefficient of Variation)
BIO16 = Precipitation of Wettest Quarter
BIO17 = Precipitation of Driest Quarter
BIO18 = Precipitation of Warmest Quarter – suma padów w najcieplejszym kwartale
BIO19 = Precipitation of Coldest Quarter
BIO20our = Mean Temperature of in Vegetation season (IV-IX) – średnia temperatura w okresie
wegetacyjnym
BIO21our = Precipitation sum in Vegetation season (IV-IX) – suma opadów w okresie wegetacyjnym
BIO22our = Evapotranspiration in Vegetation season (IV-IX)
BIO22our = Mean Evapotranspiration (I-XII)
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Średnia roczna temperatura– wskaźnik bio1
oC*100
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Średnia roczna suma opadów – wskaźnik bio12
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Mapa geologiczna w skali 1:500 000
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Mapa gleb Polski
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Metodyka
Opracowanie modeli statystycznych, opisujących kształtowanie się
produkcyjności siedlisk dla sosny zwyczajnej za pomocą metody
GAM
gdzie:
Y – zmienna zależna (SI, ZV5)
Xi – zmienne wyjaśniające, G – funkcja wiążąca (w analizach zastosowano funkcję identycznościową),
fi – funkcje wygładzające, ẞ– wyraz wolny, Ɛ – błąd (zakłada się stałą wariancję błędów oraz średnią
wynoszącą 0).
Zmienna zależna Wskaźnik bonitacji (SI) Bieżący przyrost miąższości (Zv)
Zmienne wyjaśniające TSL, Podtyp gleby, Podłoże geologiczne 1:50000, Wiek, Współrzędne geograficzne,Sezonowość temperatur, Suma rocznych opadów
Wiek, Wskaźnik bonitacji (SI), Zasobność (V), Wskaźnik zadrzewienia (Wz), Pierśnicowe pole przekroju (G)
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Wyniki: Wskaźnik bonitacji (SI) – powierzchnie WISL
Modele opisujące bonitację (SI) jako funkcję zmiennych środowiskowych
ModelZmienna
zależnaZmienne wyjaśniające R2
Liczba par.
równaniaR2
adj
WISL_1 SI Żyzność siedliska B-BM-LM-L, Uwilgotnienie siedliska S-ŚW-W-B 0,1970 8 0,196
WISL_2 SI Żyzność siedliska B-BM-LM-L, Uwilgotnienie siedliska S-ŚW-W-B, Podłożegeologiczne 1:500000
0,2100 18 0,209
WISL_3 SI Żyzność siedliska B-BM-LM-L, Uwilgotnienie siedliska S-ŚW-W-B, Podłożegeologiczne 1:500000, współrzędne geograficzne
0,2442 20 0,243
WISL_4 SI Żyzność siedliska B-BM-LM-L, Uwilgotnienie siedliska S-ŚW-W-B, Podłożegeologiczne 1:500000, współrzędne geograficzne, Średnia roczna temperatura,Suma rocznych opadów
0,2515 22 0,250
WISL_5 SI Żyzność siedliska B-BM-LM-L, Uwilgotnieniesiedliska S-ŚW-W-B, Podłoże geologiczne 1:500000,współrzędne geograficzne, Średnia rocznatemperatura, Suma rocznych opadów, Wiek,
0,5362 23 0,535
WISL_6 SI Żyzność siedliska B-BM-LM-L, Uwilgotnienie siedliska S-ŚW-W-B, Podłożegeologiczne 1:500000, współrzędne geograficzne, Średnia roczna temperatura,Suma rocznych opadów, wiek, Kraina przyrodniczo-leśna
0,5461 30 0,545
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Wyniki: Zależność bonitacji od wieku i sumy opadów rocznych Model
(WISL_5)
Błąd standardowy określenia bonitacji: 2,82 m (-1,80 m do 1,92 m)
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Wyniki: Zależność bonitacji od żyzności i uwilgotnienia siedliska
(Model WISL_5)
Błąd standardowy określenia bonitacji: 2,82 m (-1,80 m do 1,92 m)
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Trendy wzrostu sosny zwyczajnej w Europie
• Sumaryczna produkcja i zasobność
są osiągane 30 lat wcześniej niż 100
lat temu;
• W wieku 75 lat pozyskiwane jest
obecnie 200 m3/ha, w porównaniu do
75 m3/ha 100 lat temu;
• Oznacza to zmianę produkcyjności
na poziomie 150%
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Wyniki: Bieżący przyrost miąższości – powierzchnie WISL
ModelZmienna
zależnaZmienne wyjaśniające R2
Liczba parametrów
równania (bez wyrazu
wolnego)
R2adj
AP_WISL1 ZV5 Zasobność (V) 0,2421 1 0,242
AP_WISL2 ZV5 Pierśnicowe pole przekroju (G) 0,3635 1 0,363
AP_WISL3 ZV5 Wskaźnik zagęszczenia (SDI) 0,2934 1 0,293
AP_WISL4 ZV5 Wskaźnik zadrzewienia (Wz) 0,2992 1 0,299
AP_WISL5 ZV5 Wiek 0,0800 1 0,080
AP_WISL6 ZV5 Pierśnicowe pole przekroju (G), Wiek,
Wskaźnik bonitacji (SI)
0,6083 3 0,608
AP_WISL7 ZV5 Wiek, Wskaźnik bonitacji (SI), Zasobność
(V), Wskaźnik zadrzewienia (Wz)
0,5754 4 0,575
Modele opisujące bieżący przyrost miąższości (Zv5)
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Wyniki: Zależność bieżącego przyrostu miąższości od bonitacji
i wieku (Model AP_WISL6)
Błąd standardowy określenia bieżącego przyrostu: 2,84 m3/ha/rok (-1,80 do 1,63 m3/ha/rok)
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Mapa produkcyjności potencjalnej siedlisk opracowana na podstawie danych
WISL i bieżących zmiennych środowiskowych
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Mapa produkcyjności potencjalnej siedlisk (SI)
Mapa produkcyjności potencjalnej siedlisk oraz granice
głównych zlodowaceń
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Mapa produkcyjności potencjalnej siedlisk
a pierwotne szkodniki sosny
Mapa zagrożenia występowania szkodników pierwotnych sosny
[Perlińska, Hamera-Dzierżanowska 2016]
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Średnia roczna temperatura w roku 2015
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Średnia roczna temperatura w roku 2050
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Suma opadów rocznych w roku 2015
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Suma opadów rocznych w roku 2050
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Wykorzystanie WISL poza standardowymi raportami– Bożydar Neroj, Jarosław Socha
Sękocin Stary, 12-14 marca 2019 r. Zimowa Szkoła Leśna IBL
Podsumowanie:Wskaźnik bonitacji dla sosny zwyczajnej zależy głównie od cech związanych z siedliskiem:
sumy rocznych opadów, średniej rocznej temperatury, położenia geograficznego, typu
siedliskowego lasu oraz wieku drzewostanu.
Opracowana na bazie modelu z powierzchni WISL mapa potencjalnego wskaźnika bonitacji
obrazuje przestrzenną zmienność produkcyjności siedlisk dla sosny zwyczajnej.
Modele statystyczne opracowane w ramach projektu, zbudowane w oparciu o zmienne
dostępne w bazach danych SILP oraz na etapie sporządzania planu urządzenia lasu,
wskazują, że wskaźnik bonitacji, wiek drzewostanu, wskaźnik zadrzewienia oraz zasobność
są zmiennymi najlepiej wyjaśniającymi zmienność bieżącego przyrostu miąższości w
praktyce polskiego leśnictwa.
Wynikiem projektu jest oprogramowanie, które może wspomagać decyzje w leśnictwie do
momentu opracowania tablic zasobności.