NÁRODNÍ INVENTARIZACE LESŮV ČESKÉ REPUBLICE
Martin Černý, Jan Pařez, Pavel Moravčík, Jana Beranová, Jiří Zahradníček, Miroslav Michalec
Ústav pro výzkum lesních ekosystémů, s. r. o., Jílové u Prahy
Práce na novém programu Národní inventarizace lesů v ČR byly zahájeny v r. 1994. V rámci projektu financovaného Ministerstvem zemědělství a řešeného Ústavem pro výzkum lesních ekosystémů, s. r. o., (IFER) byla v r. 1995 zformulována první verze metodiky. Pro ověření této metodiky byl v r. 1996 na území o rozloze 60 000 ha (LHC Křivoklát, LHC Ostravice a VLS Hořovice) proveden pilotní experiment. V r. 1997 byla data pilotního experimentu zpracována a vyhodnocena a na základě tohoto vyhodnocení byl připraven výstup dokumentující možnosti metod použitého způsobu inventarizace lesů. V letech 1998-1999 řešení ve velmi omezené míře pokračovalo a soustředilo se na průběžnou aktualizaci metod terénního šetření tak, aby se udržela srovnatelnost v mezinárodním kontextu. Realizace programu Národní inventarizace lesů v ČR v celorepublikovém měřítku je věcí politického a ekonomického rozhodnutí příslušných orgánů státní správy. Předpokládá se, že šetření by mohlo být zahájeno v r. 2001.
Až dosud byl hlavním zdrojem informací o lese systém lesních hospodářských plánů (LHP). V rámci zpracování LHP se vždy v desetiletém cyklu zjišťovala porostní zásoba a další údaje ve všech lesních porostech na území republiky. Detailní porostní údaje byly pro potřeby státní správy kompilovány do souhrnu lesních hospodářských plánů (SLHP). I přes enormní rozsah prováděných prací jsou možnosti celorepublikové interpretace hospodářsko-úpravnických dat omezené. Zatímco národní inventarizace lesů (dále NIL) v evropských zemích poskytují v průměru více než sto různých charakteristik, SLHP pracuje pouze s třiceti charakteristikami, navíc téměř výhradně zaměřenými na produkci lesa. Věrohodnost dat LHP a potažmo i SLHP je navíc snížena v důsledku absence statisticky podložených metod při jejich zjišťování. SLHP navíc vůbec neposkytuje mimořádně důležité údaje o běžném přírůstu lesních porostů.
Po roce 1995 se hospodářské plánování v ČR přiblížilo mezinárodním zvyklostem a LHP se stává především nástrojem vlastníka lesa. Tomu je podřízen i soubor údajů zjišťovaných v rámci tvorby LHP. Je zřejmé, že v rámci snahy o maximální ekonomickou efektivitu tvorby LHP bude tento soubor minimalizován. Naproti tomu státní správa jako garant hospodaření s přírodními zdroji potřebuje ke kontrole naplňování státní politiky poměrně rozsáhlý soubor údajů charakterizujících lesy, resp. lesní ekosystémy na území celé republiky. V nové situaci je potřeba hledat nové řešení, v jehož rámci by byl vytvořen ucelený, trvalý a efektivní systém sběru informací pokrývajících celé potřebné spektrum a kompatibilní s obdobnými systémy používanými v zahraničí. Takové systémy v řadě zemí existují už dlouhou dobu a jsou nazývány multizdrojovou inventarizací lesa. Jejich základem je tzv. statistická inventarizace lesů prováděná bodovým pozemním šetřením v síti inventarizačních ploch pokrývající celé území státu. Dalším významným zdrojem informací, který zpravidla doplňuje základní pozemní inventarizační šetření, jsou údaje dálkového průzkumu Země. Spolu pak tvoří program NIL.
Systém NIL musí být statisticky zdůvodněn, měl by být efektivní a měl by mít flexibilní a dynamickou strukturu, která umožní budoucí změny. Tyto změny mohou být vyvolány potřebou větší či menší přesnosti šetření, požadavky na zjišťování nových parametrů, využití nových technologií měření. Systém národní inventarizace lesů bude sestávat z navazujících inventarizačních šetření opakovaných v určitých časových intervalech. Řada opakovaných a vzájemně provázaných šetření se stává základem pro stanovení vývojových trendů (běžný přírůst lesa apod.).
CÍLE NÁRODNÍ INVENTARIZACE LESŮ V ČR
Národní inventarizace lesů v ČR je koncipována tak, aby poskytovala vyčerpávající soubor informací o stavu a vývoji lesů na území ČR pro potřeby státní správy, resp. dalších uživatelů. Legislativně se NIL opírá o znění lesního zákona 289/95. NIL je dlouhodobým programem, který na základě opakovaných šetření poskytne věrohodná data o změnách sledovaných charakteristik. NIL postihuje řadu aspektů charakterizujících stav lesa: vlastnické vztahy, struktura lesních porostů, produkce lesa, obnova lesa, škody v lesích, charakteristiky lesního ekosystému, charakteristiky krajiny (v omezené míře), stav cestní sítě. V uvedených kategoriích je zjišťováno celkem 156 dílčích charakteristik.
Údaje zjištěné NIL v ČR umožní zhodnotit, jak jsou plněna základní kritéria (tj. zachování zdraví a vitality lesních porostů, zachování a rozvoj produkční funkce lesa, zachování biologické diverzity lesních ekosystémů apod.) a jak jsou dosahovány strategické cíle lesního hospodářství: zachování lesa jako trvale obnovitelného přírodního zdroje a uplatnění principů přírodě blízkého trvale udržitelného hospodaření. Údaje NIL v ČR poslouží jako podklad k dlouhodobé kontrole důsledků státní lesnické politiky na stav lesů včetně dopadů dotační politiky apod. Při eventuálním celorepublikovém auditu lesů mohou být údaje NIL velmi cenným podkladem.
Údaje získané v rámci NIL musí být kompatibilní s mezinárodními standardy tak, aby poskytovaly relevantní informace pro mezinárodní prezentaci a plnění mezinárodních závazků ČR (např. pro Helsinský proces, Montrealský proces, FRA 2000 a podobné aktivity). Kromě toho jsou údaje NIL nezbytným podkladem pro splnění celé řady mezinárodních kritérií (eco-labeling, certifikace produktů apod.).
HUSTOTA SÍTĚ INVENTARIZAČNÍCH PLOCH
Základním rozhodnutím při realizaci programu NIL v ČR je rozhodnutí o hustotě sítě inventarizačních ploch. Potřebná hustota je přitom určena požadavkem přesnosti, resp. nejmenší územní jednotkou, pro kterou budou data vyhodnocována. Pilotní experiment ukázal, že pokud výsledky mají být s přijatelnou přesností vyhodnocovány pro úroveň vyšších územně správních celků nebo dokonce okresů, pak by inventarizační síť měla mít spon 2x2 km. Tato hustota inventarizační sítě se v této chvíli zdá být přijatelným kompromisem mezi dosažitelnou přesností šetření a výší vynaložených nákladů. Inventarizační síť je vytyčena v souřadném systému S-JTSK.
Rozhodnutí o tom, zda se jednotlivý bod inventarizační sítě nachází na lesní či nelesní půdě, je východiskem pro terénní šetření. Pro území ČR zatím nejsou k dispozici letecké ortofotosnímky, které by umožnily spolehlivě rozlišit lesní a nelesní plochy v potřebném detailu a zařadit jednotlivé inventarizační body do kategorie les/neles ještě před zahájením terénního šetření. Proto není možné postupovat tak, jak je to obvyklé v jiných zemích, ale je nutné hledat jiné řešení. Pokud do doby zahájení programu Národní inventarizace lesů v ČR nebudou k dispozici satelitní snímky s vyšším rozlišením, bude prvotní zpracování provedeno s využitím klasifikovaných satelitních snímků LANDSAT TM. Tyto snímky mají velikost pixelu 30x30 m. Takové rozlišení umožní vytřídit inventarizační body nacházející se zcela mimo les a body uvnitř větších lesních komplexů. Další body, u nichž rozhodnutí nebude možné jednoznačně provést, bude nutno vyhledat v terénu a na místě rozhodnout. Předpokládá se, že takový postup bude nutno zvolit u 20 % z celkového počtu bodů. Celkový počet bodů v síti 2x2 km na území republiky je 19 700, z toho v lesích bude přibližně 6500 bodů.
TVAR, VELIKOST A USPOŘÁDÁNÍ INVENTARIZAČNÍCH PLOCH
Plochy NIL v ČR jsou zakládány jako trvalé plochy, mají kruhový tvar a velikost 500 m2. V každém bodě inventarizační sítě jsou zakládány dvě takové plochy tvořící duplex (viz obr. 2). Vzdálenost mezi plochami duplexu je 300 m. Průměrná velikost porostů v ČR je 1 ha, a proto při vzdálenosti 300 m je velká pravděpodobnost, že každá z ploch duplexu bude v jiném porostu. Na linii spojující středy inventarizačních ploch je prováděna inventarizace cest, vodních toků a hranic lesních porostů. Kromě toho jsou pro usnadnění orientace při opakovaném vyhledávání ploch zaznamenávány význačné body.
Kruhová inventarizační plocha o velikosti 500 m2 tvoří základní jednotku, na níž jsou měřeny všechny stromy s výčetní tloušťkou přesahující 12 cm a jsou zde prováděna i všechna ostatní šetření. Pokud inventarizační plochou probíhá výrazná hranice (hranice les/neles, hranice lesních porostů apod.), je plocha dále dělena na subplochy. V takovém případě jsou šetření prováděna samostatně pro každou subplochu. Tenké stromy přesahující výšku 1,3 m a nedosahující výčetní tloušťku 12 cm jsou měřeny na menší kruhové ploše o velikosti 30 m2, která je soustředná s hlavní inventarizační plochou. Inventarizační plochy jsou v terénu fixovány kolíkem skrytým pod povrch země.
METODY TERÉNNÍHO ŠETŘENÍ
Metodika terénního šetření NIL se opírá o dlouhodobé zkušenosti získané v rámci inventarizace a monitoringu stavu lesů. Metodické řešení bylo zvoleno tak, aby splnilo informační požadavky, dalo se realizovat na velkém počtu inventarizačních ploch a přitom bylo ekonomicky efektivní. Důležité je rovněž zachování kompatibility s mezinárodními standardy. Přehled a popis dílčích metodických postupů je detailně zpracován v Metodickém manuálu Národní inventarizace lesů.
Volba konkrétních metodických postupů úzce váže na technologii terénního měření. NIL využívá pokročilých metod založených na aplikaci moderní měřicí techniky a počítačem podporovaném sběru dat. Přístrojové vybavení pro terénní práce sestává z 5 základních komponent: 1. globální poziční systém (GPS) používaný při vytyčování inventarizačních ploch v terénu, 2. laserový měřící přístroj pro měření vzdáleností a horizontálních a vertikálních úhlů, 3. elektronická registrační průměrka pro měření výčetních tlouštěk stromů, 4. terénní počítač kategorie PC pro vkládání, editaci a kontrolu dat a 5. příruční počítač podporující činnost měřicích přístrojů.
Při práci v terénu jsou všechny dendrometrické údaje měřeny přístrojově a údaje jsou okamžitě ukládány do počítačové datové báze. Popisné údaje vkládají pracovníci rovněž přímo v terénu do počítače. Software terénního počítače s uživatelsky příjemným prostředím s obvyklými ovládacími prvky výrazně zefektivňuje práci a zkracuje dobu potřebnou pro zacvičení obsluhy. Součástí software je rozsáhlý systém kontroly údajů (viz obr. 3).
Aplikace vyspělého hardware a software (viz obr. 4) minimalizuje počet chyb, které mohou vzniknout při terénním měření, a výrazně zefektivňuje terénní práce i následné zpracování dat. Snižuje se časová náročnost rutinních úkonů při lokalizaci plochy, zaměřování polohy stromů, měření výšek apod. Poměrně rozsáhlé terénní šetření je možné provést s vysokou mírou přesnosti a efektivně.
ZPRACOVÁNÍ, VYHODNOCENÍ A PREZENTACE VÝSLEDKŮ
Proces zpracování dat je v programu NIL velice efektivní díky aplikaci počítačem podporovaného sběru dat v terénu. Numerická a logická kontrola dat je v převažující míře prováděna přímo v terénu, takže případné chyby mohou být okamžitě napraveny. Úplně odpadá obvyklé převádění dat z papírových formulářů do počítače. Tím je odstraněn další potenciální zdroj chyb.
Data z terénních počítačů jsou periodicky převáděna do souhrnné datové báze NIL. Databáze NIL má charakter geografického informačního systému, protože všechny údaje jsou geograficky identifikovány. Následné zpracování je vedeno cestou statistického vyhodnocení jednotlivých charakteristik buď v čistě numerické podobě, nebo ve vazbě na GIS s využitím metod geostatistického zpracování.
Základním výstupem je zpráva obsahující výsledky matematicko-statistického zpracování v přehledových tabulkách, grafech a mapách. Tato zpráva je publikována knižně, v plném nebo částečném rozsahu bude publikována na Internetu a pro off-line uživatele bude rovněž připravena v počítačové podobě ve formě hypertextového přehledu informací. Po ukončení cyklu Národní inventarizace lesů bude kompletní databáze včetně výsledků zpracování zařazena do komplexní databáze o lesích spravované Ministerstvem zemědělství. To pak rozhodne, v jaké podobě a na jaké úrovni bude zpřístupněna jednotlivým úrovním státní správy a případně i dalším uživatelům.