HOSPODÁŘSKÁ ÚPRAVA LESŮ NA BÁZI STATISTICKÉ PROVOZNÍ INVENTARIZACE
Martin Černý, Jiří Zahradníček, Jan Pařez, Pavel Moravčík
Ústav pro výzkum lesních ekosystémů, s. r. o., Jílové u Prahy
Přechod od systému pěstování stejnověkých a stejnorodých lesních porostů ke smíšeným, strukturně bohatým lesům je všeobecně uznávanou cestou k naplnění strategických cílů lesního hospodářství, k nimž patří zachování zdraví a vitality lesních porostů, zachování a rozvoj produkční funkce lesa, zachování biologické diverzity lesních ekosystémů a zachování vodoochranných a půdoochranných funkcí lesa.
Ekosystémové, přírodě blízké hospodaření v lesích, které vedle produkce dřevní hmoty sleduje i řadu dalších cílů, vede ke změně hospodářských postupů a spolu s tím i ke změně rozsahu a obsahu dat potřebných pro hospodaření. Přitom i v těchto podmínkách hlavním zdrojem informací zůstává hospodářská úprava lesů (HÚL). HÚL má v ČR dlouhou a bohatou tradici a může těžit z vysoké úrovně dosažené v oblasti nauky o lesním stanovišti a zejména z propracovanosti její praktické aplikace. Do HÚL vstoupily nové technologie dálkového průzkumu Země a počítačového zpracování dat. Jejich využití zlepšilo přesnost a kvalitu kartografických výstupů, ale neznamenalo zásadní změnu v koncepci a metodách HÚL.
Slabým místem ve stávajícím systému HÚL je inventarizace lesů, tzn. zjišťování stavu lesa v rámci přípravy LHP. Její metody se po mnoho desetiletí nezměnily a zaostávají za současnými potřebami z hlediska přesnosti i struktury poskytovaných dat. Stávající metoda inventarizace lesů je ve své podstatě zvláštním konglomerátem statisticky málo podložených nebo vůbec nepodložených metod. Sledované veličiny jsou zjišťovány pro všechny prvky základního souboru, tzn. pro všechny porostní skupiny, resp. etáže. Přitom ale prakticky není známa chyba zjištění veličin v jednotlivých porostních skupinách. Ta se skládá z chyby samotného měření či odhadu a z chyby statistického výběru stromových vzorníků resp. zkusných ploch uvnitř porostní skupiny. Žádná z těchto chyb není kvantifikována. Celý systém lesních hospodářských plánů (LHP) a souhrnných lesních hospodářských plánů (SLHP) operuje s průměrnými hodnotami porostních veličin, aniž by udával jejich přesnost.
Problém přesnosti u takto pojatého způsobu inventarizace se dále prohlubuje při slučování porostních skupin. Průměrná hodnota porostních veličin ve sloučených porostních skupinách má jen velmi malou vypovídací hodnotu. Přitom slučování porostních skupin resp. etáží je jedinou prakticky použitelnou metodou, která při zachování stávajícího systému inventarizace umožňuje popsat prostorově nebo strukturně rozrůzněné porosty. Teoreticky lze popisovat samostatně i nejmenší skupiny, ale prakticky je to s ohledem na efektivitu práce zpracovatele LHP neúnosné.
V lesích smíšených, s bohatou (zejména vertikální) strukturou, mají údaje týkající se průměrného věku, průměrných výšek, středních výčetních tlouštěk a dalších veličin jen velmi omezenou vypovídací schopnost o skutečném stavu porostů. Stejně tak se vzrůstající bohatostí struktury ztrácejí svůj smysl i další ústřední pojmy jako poměr věkových tříd, těžební plocha, doba obmýtní, normální zásoba podle růstových tabulek pro stejnorodé porosty, zakmenění atd.
Na území řady lesních správ LČR, v některých větších soukromých lesních celcích a v lesích národních parků lesníci směřují k pěstování strukturně bohatých přírodě blízkých lesních porostů. Tato změna hospodaření je charakterizována především obohacováním dřevinné skladby, omezením nebo vyloučením holé seče, dlouhou obnovou pod clonou starého porostu a těžbou jednotlivých (nebo skupin) mýtně zralých stromů. V kombinaci se vhodnými včasnými podsadbami vede taková pěstební činnost postupně ke smíšeným, vícevrstevným, a tím i strukturně bohatším lesům. Jednotlivé porosty začnou ztrácet své původní pevné ohraničení a jen s obtížemi mohou být exaktně popsány při zachování stávající struktury dat HÚL.
KONCEPCE ALTERNATIVNÍHO ŘEŠENÍ HOSPODÁŘSKÉ ÚPRAVY LESŮ
Iniciativa směřující k inovaci metod HÚL v ČR vznikla v r. 1998 u s. p. Lesy ČR. Motivací byla v tomto případě potenciální úspora nákladů na zhotovení LHP. V r. 1999 se problematikou alternativních metod HÚL začalo intenzivně zabývat Ministerstvo životního prostředí spolu s vedením všech národních parků v ČR. V tomto případě jde především o hledání efektivních metod HÚL v podmínkách přírodě blízkého hospodaření.
Alternativní postup HÚL, který by řešil některé nedostatky stávajícího standardu a byl by uzpůsoben i pro použití v lesích s bohatou horizontální a vertikální strukturou, musí především vycházet ze zadání formulovaného uživatelem při respektování lesního zákona. To se týká rozsahu a přesnosti zjišťovaných údajů, a také úrovně, pro kterou jsou údaje zjišťovány. Uživatel zároveň určuje podrobnost hospodářského plánování.
Soubor nástrojů HÚL bude s ohledem na cíle rozšířen o metody statistické inventarizace uzpůsobené pro provozní nasazení. Inventarizace je nicméně pouze částí celého postupu a je propojena se systémem plánování, kontrolou i hospodářskou evidencí. Na výstupu hospodářsko-úpravnických prací bude nejen rozsáhlý soubor statisticky vyhodnocených údajů inventarizace lesů, ale také hospodářský plán pro územní jednotky zhruba odpovídající stávajícímu pojetí porostních skupin a stejně členěné mapové dílo. V oblasti plánování by měl zůstat v plném rozsahu zachován systém hospodářských souborů; rovněž hospodářská evidence může zůstat prakticky beze změny. Jakkoliv se výstup po formální stránce bude blížit tomu, na co je lesník zvyklý v současné době, bude obsahová náplň v řadě prvků odlišná.
Zpracování alternativního postupu HÚL se opírá jak o požadavky uživatele hospodářsko-úpravnických dat, tak o soubor zkušeností získaných užíváním dosavadních postupů, mezinárodních zkušeností na tomto poli i zkušeností s metodami statistické inventarizace získanými v rámci programu Národní inventarizace lesů připravovaného Ministerstvem zemědělství. Alternativní postup HÚL je v současné době řešen v rámci projektu Ministerstva životního prostředí. Na řešení se podílí řada specialistů z oblasti HÚL, statistické inventarizace a životního prostředí. Do řešení vstupují uživatelé, tzn. zástupci národních parků, a řešení je rovněž průběžně konzultováno s Lesy ČR a dalšími institucemi. Pro praktickou realizaci nového postupu HÚL je důležité, že už v této chvíli je k dispozici kompletní digitální technologie jak pro sběr dat v rámci inventarizace lesů, tak pro venkovní šetření související s mapovým dílem a návrhem hospodářských opatření.
Podstatným rozdílem alternativního postupu oproti stávajícímu stavu je úroveň, pro kterou jsou vyhodnocovány taxační údaje porostů. Základem je klasifikace lesních porostů do tzv. vyšetřovacích a plánovacích jednotek postavených zpravidla na dřevinné skladbě a vývojové fázi lesního porostu. Tento údaj doplněný stanovištní informací odvozenou z typologické mapy převzaté z oblastního plánu rozvoje lesa (OPRL) pak podmiňuje zařazení do hospodářského souboru, určuje způsob zacházení s porostem a je základem pro případný předpis konkrétních hospodářských opatření.
Postup HÚL počítá se statistickou inventarizací prováděnou v síti inventarizačních ploch pokrývající celé území hospodářského celku. V rámci inventarizace lesů jsou na inventarizačních plochách přesně měřeny jednotlivé stromy, je proveden popis obnovy lesa, škod a dalších charakteristik lesa a lesního ekosystému podle požadavků uživatele. Každá z inventarizačních ploch, resp. subploch je rovněž zatříděna do vyšetřovací a plánovací jednotky. Jak vyplývá z podstaty statistické inventarizace prováděné bodovým pozemním šetřením, je základní vyhodnocovací jednotkou strom zaměřený na inventarizační ploše a klasifikovaný podle řady hledisek. Vyšetřovací a plánovací jednotka je základním klasifikátorem, stejně tak ale mohou být údaje agregovány pro jednotlivé dřeviny, resp. skupiny dřevin, vývojové fáze nebo věkové třídy, stanovištní jednotky apod. Vyhodnocované údaje zahrnují základní údaje o porostních zásobách, středních porostních veličinách, ale také údaje tloušťkového rozložení, výškového rozpětí a další intervalové charakteristiky. Všechny údaje vyhodnocené statistické inventarizace lesů jsou doplněny hodnotou udávající přesnost na dané hladině pravděpodobnosti.
Dalším významným prvkem alternativního postupu HÚL je prostorové rozčlenění porostní plochy do souvislých územních jednotek, "porostních skupin", zařazených do příslušné vyšetřovací a plánovací jednotky. Mapový výstup bude předběžně zpracován s využitím ortorektifikovaných barevných infračervených leteckých snímků v měřítku 1:10000 nebo 1:5000. Případné upřesnění hranic a zejména definitivní zařazení "porostní skupiny" do vyšetřovací a plánovací jednotky bude provedeno v průběhu terénní pochůzky. V průběhu téže pochůzky budou jednotlivé porostní skupiny slovně popsány a v případě potřeby budou navržena konkrétní hospodářská opatření směřující k dosažení dlouhodobého cíle určeného hospodářským souborem. Vyšetřovací a plánovací jednotka je prvkem propojujícím inventarizaci lesů a hospodářské plánování, protože zatříděny jsou jak všechny inventarizační plochy v rámci statistické inventarizace, tak jednotlivé porostní skupiny popisované v průběhu terénní pochůzky.Navržený alternativní postup HÚL v zásadě operuje se stejnými pojmy jako dosavadní postup, některé doplňuje a některým stávajícím pojmům dává odlišnou náplň:
Hospodářský celek
Hospodářský celek představuje v našich podmínkách trvalou jednotku na úrovni majetku či lesní správy a má z hlediska plánování nepřetržitý charakter. Na úrovni hospodářského celku se provádí vyhodnocení statistické provozní inventarizace, stanovení přírůstu a závazného těžebního etátu. Pro hospodářský celek jsou rovněž stanoveny základní cíle hospodaření.
Základní jednotky rozdělení lesa
Základní rozdělovací síť v podobě oddělení a dílců zůstává zachována a je až na výjimky v čase trvalá. S nárůstem bohatosti struktury lesa postupně zanikají nebo se stávají nezřetelnými hranice jednotlivých porostních skupin v rámci pevných hranic dílců nebo oddělení.
Porostní skupina
Porostní skupina je orientační, hospodářskou a evidenční jednotkou. Pro porostní skupinu se nezjišťují taxační údaje, které se dále agregovaly, a proto případná nepřesnost ve vymezení její hranice nemá zásadní význam. Tento přístup umožňuje významně zvýšit produktivitu práce při terénní pochůzce u vědomí toho, že přesné taxační údaje jsou zjištěny ze statistické inventarizace na úrovni vyšetřovací a plánovací jednotky a hospodářského celku. U porostní skupiny je možné uvažovat o popisu na úrovni hrubého odhadu úrovně dřevinné skladby, v každém případě se stručně popisuje její stav a v případě větších odlišností od modelu daného vyšetřovací a plánovací jednotkou se také slovně popíše návrh hospodářských opatření. Porostní skupina je rovněž základní jednotkou, pro kterou je vedena hospodářská evidence.
Základní vyšetřovací a plánovací jednotka
Vyšetřovací a plánovací jednotka je novým pojmem v systému hospodářské úpravy lesů s bohatou strukturou. Tvoří střední vyhodnocovací a plánovací úroveň, která se nachází mezi úrovní zařizovaného hospodářského celku a úrovní porostní skupiny. Vyšetřovací a plánovací jednotka je využívána ke klasifikaci při vyhodnocení dat inventarizace lesa. V případě použití dvoufázového statistického výběru s cílem optimalizovat počet inventarizačních ploch je vyšetřovací a plánovací jednotka použita jako stratifikátor. Počet inventarizačních ploch pro jednotlivá strata pak může být zvolen tak, aby přesnost údajů dosáhla požadovaných parametrů (například pro zjišťování porostní zásoby mladších porostů se připouští větší chyba). Pro vyšetřovací a plánovací jednotku je formulován cíl hospodaření a návrh pěstebního zacházení s lesem v příštích decéniích (plánování prořezávek, probírek, péče o zásobu, obnova atd.).
Demonstrační objekty
Pro významné vyšetřovací a plánovací jednotky je nutné vyhledat a založit v terénu reprezentativní demonstrační plochy. Tyto demonstrační objekty představují názornou ukázku hospodaření v porostech daného typu, na které se shodl taxátor s lesním hospodářem, a slouží jako tréninkové plochy pro personál. Demonstrační objekty jsou důležitou součástí celého systému, protože jsou nástrojem k posílení role samostatného lesního hospodáře.
ZÁVĚR
Alternativní způsob HÚL se vyrovnává s problémy souvisejícími s popisem bohatě strukturovaných lesních porostů, ale stejně tak může být s výhodou použit pro zařízení lesa věkových tříd a různých přechodových forem k trvalému lesu. Opakovaná inventarizace lesů prováděná v síti trvalých inventarizačních ploch umožní zjistit skutečný stav běžného přírůstu a ostatní ukazatele dynamiky lesních porostů. Až dosud tyto údaje HÚL nemohla poskytnout. Nový systém vede k trvalému budování časové řady všech zjišťovaných veličin. Na rozdíl od stávajícího systému nabývají starší data na hodnotě a mohou být snadno využita pro dlouhodobé analýzy a strategické plánování. Opakované šetření rovněž poskytuje dobré podklady pro kontrolu výsledků dosavadního hospodaření a dopadů lesnické politiky na lesní provoz.
Alternativní způsob HÚL důsledně operuje s pojmem přesnosti zjišťovaných veličin. Mimo jiné tak vytváří kontrolovatelný prostor umožňující uživateli specifikovat své požadavky z hlediska přesnosti výsledků a zásadním způsobem tak ovlivnit výši nákladů na HÚL. Přirozeným výsledkem důsledné aplikace statistických výběrových metod je odstranění systematických chyb.
Navržený systém respektuje závazné ukazatele LHP vyplývající ze zákona a zachovává zavedené zvyklosti z hlediska formy výstupů HÚL. Nový postup respektuje a využívá stávající provozní systémy lesního hospodářství, využívá stanovištní mapování a navazuje tak na OPRL. Statistická inventarizace prováděná přesným měřením inventarizačních ploch poskytne i při minimálním rozsahu vyšetřovaných veličin podstatně širší soubor porostních údajů, zejména údaje o rozložení zásob podle tloušťkových tříd. Lepší produkční údaje umožní přesnější odhad sortimentní skladby těžebního fondu a další ekonomické kalkulace.
Použitá technologie počítačem podporovaného sběru terénních dat a způsoby vyhodnocení dat umožňují pružně měnit soubor sledovaných veličin a přizpůsobit tak metodiku venkovního šetření specifickým požadavkům uživatele (charakteristiky poškození lesa, stupeň přirozenosti lesa, odumřelé dřevo, bioindikátory apod.). Velký význam při posuzování praktické použitelnosti alternativní metody HÚL hraje výše nákladů na pořízení LHP a dalších požadovaných výstupů. Je zřejmé, že výše nákladů do značné míry bude souviset s mírou požadované přesnosti. Rozhodnutí o požadované přesnosti je v rukou zadavatele prací. Obecná zkušenost ze zemí, ve kterých jsou obdobné postupy už využívány, ukazuje, že náklady na pořízení LHP alternativní metodou jsou srovnatelné s náklady při zpracování klasickou metodou. Kvalita výstupů a dlouhodobá využitelnost dat je však podstatně vyšší.