hrcak mascot   Srce   HID

Izvorni znanstveni članak

OCJENA RAZLIČITIH SCENARIJA POLJOPRIVREDNO-ŠUMARSKE OKOLIŠNE REGULACIJE DEGRADIRANOG ZEMLJIŠTA PRIMJENOM INTEGRIRANIH SIMULACIJA I VIŠEKRITERIJSKOG ODLUČIVANJA – STUDIJ SLUČAJA

Drago Brumec ; Scientific Research Centre Bistra Ptuj, Slovenia
Črtomir Rozman ; University of Maribor, Faculty of Agriculture and Life Sciences, Hoče, Slovenia
Marjan Janžekovič ; University of Maribor, Faculty of Agriculture and Life Sciences, Hoče, Slovenia
Jernej Turk ; University of Maribor, Faculty of Agriculture and Life Sciences, Hoče, Slovenia
Štefan Čelan ; Scientific Research Centre Bistra Ptuj, Slovenia

Puni tekst: engleski, pdf (342 KB) str. 147-159 preuzimanja: 383* citiraj
APA 6th Edition
Brumec, D., Rozman, Č., Janžekovič, M., Turk, J. i Čelan, Š. (2013). AN ASSESSMENT OF DIFFERENT SCENARIOS FOR AGROFORESTRY ENVIRONMENT REGULATION OF DEGRADED LAND USING INTEGRATED SIMULATION AND A MULTI-CRITERIA DECISION MODEL – A CASE STUDY. Šumarski list, 137 (3-4), 147-159. Preuzeto s https://hrcak.srce.hr/101866
MLA 8th Edition
Brumec, Drago, et al. "AN ASSESSMENT OF DIFFERENT SCENARIOS FOR AGROFORESTRY ENVIRONMENT REGULATION OF DEGRADED LAND USING INTEGRATED SIMULATION AND A MULTI-CRITERIA DECISION MODEL – A CASE STUDY." Šumarski list, vol. 137, br. 3-4, 2013, str. 147-159. https://hrcak.srce.hr/101866. Citirano 24.10.2019.
Chicago 17th Edition
Brumec, Drago, Črtomir Rozman, Marjan Janžekovič, Jernej Turk i Štefan Čelan. "AN ASSESSMENT OF DIFFERENT SCENARIOS FOR AGROFORESTRY ENVIRONMENT REGULATION OF DEGRADED LAND USING INTEGRATED SIMULATION AND A MULTI-CRITERIA DECISION MODEL – A CASE STUDY." Šumarski list 137, br. 3-4 (2013): 147-159. https://hrcak.srce.hr/101866
Harvard
Brumec, D., et al. (2013). 'AN ASSESSMENT OF DIFFERENT SCENARIOS FOR AGROFORESTRY ENVIRONMENT REGULATION OF DEGRADED LAND USING INTEGRATED SIMULATION AND A MULTI-CRITERIA DECISION MODEL – A CASE STUDY', Šumarski list, 137(3-4), str. 147-159. Preuzeto s: https://hrcak.srce.hr/101866 (Datum pristupa: 24.10.2019.)
Vancouver
Brumec D, Rozman Č, Janžekovič M, Turk J, Čelan Š. AN ASSESSMENT OF DIFFERENT SCENARIOS FOR AGROFORESTRY ENVIRONMENT REGULATION OF DEGRADED LAND USING INTEGRATED SIMULATION AND A MULTI-CRITERIA DECISION MODEL – A CASE STUDY. Šumarski list [Internet]. 2013 [pristupljeno 24.10.2019.];137(3-4):147-159. Dostupno na: https://hrcak.srce.hr/101866
IEEE
D. Brumec, Č. Rozman, M. Janžekovič, J. Turk i Š. Čelan, "AN ASSESSMENT OF DIFFERENT SCENARIOS FOR AGROFORESTRY ENVIRONMENT REGULATION OF DEGRADED LAND USING INTEGRATED SIMULATION AND A MULTI-CRITERIA DECISION MODEL – A CASE STUDY", Šumarski list, vol.137, br. 3-4, str. 147-159, 2013. [Online]. Dostupno na: https://hrcak.srce.hr/101866. [Citirano: 24.10.2019.]

Sažetak
Degradirani krajolici nastaju kao nusprodukt ekonomske, funkcionalne, prostorne i društvene transformacije gradova i regija, a sve to popraćeno obezvređivanju i napuštanju područja (Loures 2009). Prema Gruenewald et al. (2007), uspostavljanje poljoprivredno-šumarskih (agroforestry) sustava može biti održivo rješenje za degradirana zemljišta. Ukoliko je upravljan na održiv način, silvo-pastoralni sustav može povoljno utjecati na bioraznolikost, krajobraz i ruralnu problematiku okolišnih ciljeva kroz niz atributa. To uključuje učinkovito kruženje nutrijenata, ispunjavanje kriterije dobrobiti životinja, zapošljavanje i dohodak, preokret ruralne napuštenosti i stvaranje održivih seoskih zajednica (Mosquera-Losada et al. 2005, Rigueiro-Rodriguez et al. 2011). Interakcije u silvo-pastoralnom sustavu generiraju ekonomske, ekološke i socijalne koristi (De Baets et al. 2007).
Znanstvena literatura predlaže različite pristupe za ocjenu poljoprivredno-šumarskih sustava prije odlučivanja u velike investicije (Alavalapati i Mercer 2004, Tojnko et al. 2011). Višekriterijska analiza odlučivanja (MCDA) koristan je metodološki pristup kada se ocjena više varijabli ne može lako pretvoriti u kvantitativne jedinice i na naš konačni cilj utječe više međusobno konkurentskih kriterija (Mendoza i Martins 2006). Osnovni problem u istraživanju je u razvoju sustava koji bi podržao donošenje odluka u odabiru najprikladnijih alternativa, s kombinacijom tehnološko-ekonomskog simulacijskog modela (analiza troškova i koristi (CBA)) i analitički hijerarhijski proces (AHP) višekriterijske analize odlučivanja (Belton i Stewart 2002).
U ovom radu razmotrili smo različite scenarije za agroforestry regulaciju degradiranog područja sa silvo-pastoralnim sustavom, koristeći integrirano deterministički i višekriterijski model odlučivanja. Ispitali smo mogućnost za uzgoj divljači, običnog jelena (Cervus elaphus) i jelena lopatara (Dama dama) u ogradi.
Područje istraživanja smješteno je oko deponije Gajke, Ptuj, sjeverno-istočna Slovenija (46°25’ N, 15°54’ E, 224 m n.v.). Širenje mirisa znatno je smanjilo vrijednost zemljišta. Zbog prekoračenja 75 % graničnih vrijednosti, podzemna voda je također degradirana. Površina zemljišta (područja istraživanja) oko deponije Gajke je 234.5 ha i podijeljena je na pet manjih područja (Područje 1 – 41.6 ha, Područje 2 – 68.8 ha, Područje 3 – 68.5 ha, Područje 4 – 48.1 ha, Područje 5 – 7.5 ha. Površina 5 namijenjena je proizvodnji stočne hrane, a ne za uzgoj divljači (ograda).
Za potrebe naše studije slučaja, razvili smo integrirani tehnološko-ekonomski deterministički simulacijski model, s kojim ocjenjujemo ekonomsko opravdanost ulaganja. Struktura determinističkog simulacijskog modela (DSM) prikazana je na slici 1. Simulacijski model razvijen je u programu Excel i Visual Basic za aplikacije, što omogućuje simulaciju različitih scenarija. Sastoji se od tri osnovna modela: (i) Kalkulacijski model proizvodnja stočne hrane, (ii) Simulacijski model uzgoj divljači (upravljanje stada – jelen lopatar i obični jelen), i (iii) Simulacijski model ograda. Kalkulacijski model proizvodnja stočne hrane sastoji se od povezanih pod-modela: gnojidba (plan gnojidbe), rad i strojevi, i materijal. Simulacijski model uzgoj divljači sastoji se od povezanih pod-modela: upravljanje stada i obrok stočne hrane. Simulacijski model ograda sastoji se od povezanih pod-modela: stabla – silvo-pastoralni sustav i stabla – šuma. Struktura simulacijskog modela prikazana je na slici 2.
Simulacijski model može simulirati različite scenarije za razdoblje 30 godina i 50 godina. S ovim simulacijskim modelom simulirali smo 384 različitih scenarija. Svaki scenarij sastoji od kombinacije od sljedećih ulaznih atributa: jelen lopatar, obični jelen, silvo-pastoralni sustav, šuma, ekološki uzgoj, naseljavanje područja 1, naseljavanje područja 2, naseljavanje područja 3, naseljavanje područja 4 i košuta za prodaju (tablica 8).
U svakom scenariju uključena je barem jedna od navedene divljači i najmanje jedno područje naseljavanja. Varijabla "naseljavanje područja 1" znači da u prvoj godini, divljač naseljavamo u područje 1. Naseljavanje u području 2 počinje u trećoj godini, naseljavanje u području 3 počinje u šestoj godini, a naseljavanje područja 4 počinje tek u devetoj godini. Ako su odabrane varijable "naseljavanje područja 1" i "naseljavanje područja 2", područje 1 i 2 naseljeni su divljačinom u prvoj godini. Naseljavanje područja 3 počinje u trećoj godini. a naseljavanje područja 4 započinje u šestoj godini. Ako su odabrane varijable "naseljavanje područja 1", "naseljavanje područja 2" i "naseljavanje područja 3", područja 1, 2 i 3 naseljena su u prvoj godini, a naseljavanje područja 4 počinje u trećoj godini. Ukoliko su odabrane sve četiri varijable "naseljavanje područja", sva područja naseljena su u prvoj godini.
Varijabla "Košuta za prodaju" znači da košute prodamo (prodana kao junad) i ne upotrijebimo za rasplod u stadu. U scenarijima gdje se košute koriste za rasplod, pod-model "Upravljanje stada" dizajniran je tako da košute automatski premjesti u sljedeće područje – parenje u srodstvu (inbreeding) tako je isključeno. Svi jeleni dvogodišnjaci su prodani.
Uz kalkulacijski model "Proizvodnja stočne hrane" može se simulirati cijena paše, sijena i travnate silaže u smislu ekološke i konvencionalne proizvodnje. Ovisno o vrsti proizvodnje (konvencionalna ili ekološka), promjenjuje se vrsta, količina i cijena inputa.
Pod-model "Upravljanje stada" može simulirati ekološki i konvencionalni uzgoj običnog jelena i jelena lopatara. U ekološkom uzgoju običnog jelena gornja granica je 5 odraslih životinja/ha, dok je gornja granica za jelena lopatara 10 odraslih životinja/ha. Životinje u prvoj godini svog života, rođena u stadu, također se smatraju u toj kvoti. Gornje granice propisane su u Pravilniku o ekološkoj proizvodnji i preradi poljoprivrednih proizvoda (Službeni glasnik RS, broj 71/2010). U smislu konvencionalnog uzgoja gornja granica za uvjetno grlo/ha običnog jelena i jelena lopatara je 1,4/ha (Kästner i Baumgärtel 2010). Performanse čimbenici (kao trudnoća košuta/jednogodišnjak (70 %), trudnoća košuta (90 %), uspješnost uzgoja teladi (85 %), godišnje pomlađivanje ženskih životinja (25 %) a godišnje pomlađivanje muških životinja (25 %)) upotrijebljeni su u pod-modelu, a oni se također mogu mijenjati. Informacije o prirastu i težini polovica običnog jelena i jelena lopatara preuzete su iz Kästner i Baumgärtel (2010).
Pod-model "Obrok stočne hrane" omogućuje nam izračunavanje troškova stočne hrane, ovisno o vrsti uzgoja (ekološki ili konvencionalni). Pretpostavljajući norme i potrebe divljači (Naderer i Huber 2004, Riemelmoser i Riemelmoser 2006, Golze 2007) i hranjivih tvari hrane (Dlg 2011), uz pomoć optimizacijskog softvera "What’s Best Industrial for Excel, WB", moguće je dobiti optimalan sastav hrane (minimiziranje troškova hrane za životinje).
Simulacijski model "Ograda" može simulirati razmještaj ograde. Svi ulazni podaci mogu se mijenjati. Pod-model "Stabla – silvo-pastoralni sustav" simulira strukturu i gustoću stabala u ogradi kada je u scenariju izabran silvo-pastoralni sustav. Kako bi područje bilo prihvatljivo za subvencije, broj stabala po hektaru ne smije prelaziti 250 stabala/ha. Kod ovog broja stabala pretpostavlja se, da je pokrov trave najmanje 80 %, a pokrov krošnji manji od 75 % (opisano u pravilniku o evidentaciji stvarnog korištenja poljoprivrednog i šumskog zemljišta) (Službeni glasnik RS, broj 122/2008). Pod-model "Stabla – šuma" namijenjen je za simulaciju pojedinih "otoka" stabala u ogradi. Na taj način povećala bi se biološka raznolikost, jer 17 različitih vrsta drveća uključeno je u ovaj pod-model. Površine u scenarijima gdje je "šuma" uključena su u Području 1 (4.2 ha), Području 2 (4.7 ha), Području 3 (4.4 ha) i Području 4 (4.2 ha). Kao što se može vidjeti u tablici 1, koristili smo gustoću 1.080 stabala/ha za šumske plantaže. U scenarijima gdje šuma nije uključena, spomenute površine su pod silvo-pastoralnim sustavom. Površina pod drvećem, gustoća stabala, vrsta drveća te cijena sadnica mogu se mijenjati u oba pod-modela.
Scenariji se dodatno ocjenjuju s višekriterijskim modelom odlučivanja, pomoću analitičkog hijerarhijskog procesa (AHP) (podržano od strane stručnog softverskog alata Expert Choice (EC) 2000TM) (slika 4) Više­kriterijski model odlučivanja izgrađen je od tri glavna kriterija (tehnološki, okolišni i ekonomski) (tablice 2, 3 i 4). Softverski alat EC omogućuje usporedbu kvantitativnih i kvalitativnih parametara. Kvantitativne vrijednosti prvo su prilagođene klasifikacijskim intervalima (tablica 5) a kvalitativne vrijednosti izravno se unose u EC (tablica 6). Ponder svakog kriterija temelji na parnoj usporedbi matrice. Preference u matrici procjenjuju se na skali od 1 do 9, gdje 1 iskazuje jednaku sklonost između dvoje kriterija a 9 najjaču sklonost za jedan kriterij iznad drugog. Ponderi kriterija bili su određeni tijekom brainstorminga između 6 stručnjaka putem parnih usporedba. Slika 3 prikazuje parno usporedbu između pojedinih kriterija. S višekriterijskom ocjenom, EC = 0,054 scenarij 160 za razdoblje od 50 godina smatra se najprikladnijim za regulaciju degradiranog zemljišta (tablice 7 i 9). Scenarij uključuje ekološki uzgoj običnog jelena u silvo-pastoralnom sustavu, naseljavanje svih četiri područja u prvoj godini i košute namijenjene za prodaju. Silvo-pastoralni sustav uključuje vrste drveća Acer pseudoplatanus, Fraxinus excelsior, Prunus avium i Alnus glutinosa, sa gustoćom 248 stabala/ha (62 svake vrste drveća/ha) namijenjene sječom nakon 50 godina (tablica 1). Neto sadašnja vrijednost (NSV) ovog scenarija na 8.0 % godišnje diskontne stope je 280.685 €, dok je interna stopa rentabilnosti (ISR) nešto više od 10 %. Posljednji korak u procesu odlučivanja je analiza osjetljivosti. Ponderi tehnološkog, ekonomskog i okolišnog kriterija bile su blago modificirane, kako bi mogli promatrati utjecaj na krajnji rezultat – scenarij 160-50 bio je rangiran najviše (tablica 10).
Krajnja odluka investirati u bilo koji poljoprivredno-šumarski sustav leži na investitorima. No, najbolji eko­nomski rezultat ne mora nužno predstavljati najbolje odluke. Prednosti silvo-pastoralnog sustava su uglavnom u uslugama zaštite okoliša (eksternalije) kao što su biološka raznolikost, sekvestracija ugljika i dobrobit životinja. Zaključili smo, da se predstavljen model može smatrati kao koristan alat za ocjenu regulacije okoliša i pruža investitorima priliku za planiranje i donošenje odluka u virtualnom okruženju prije intervencije u stvarnim uvjetima.

Ključne riječi
simulacijski model; višekriterijska analiza odlučivanja; analitički hijerarhijski proces (AHP); silvo-pastoralni sustav; divljač; ograda

Hrčak ID: 101866

URI
https://hrcak.srce.hr/101866

[engleski]

Posjeta: 742 *