Naukowcy opracowują narzędzie umożliwiające dokładną identyfikację cennych lasów

Autorami projektu byli naukowcy ze Szwedzkiego Uniwersytetu Nauk Rolniczych (SLU), Mid Szwecja University, Inland Norweskiego Uniwersytetu Nauk Stosowanych w Koppang, a także Instytutu Badań nad Ssakami Polskiej Akademii Nauk w Białowieży. Naukowcy opisali swoje prace nad modelem i możliwymi zastosowaniami w najnowszym numerze miesięcznika Komunikacja o Ziemi i Środowisku, w artykule „Wartość przyrodniczą lasów można przewidzieć w skali 1 hektara”.

Szwecja jest jednym z najbardziej zalesionych krajów w Europie i posiada lasy, które są wykorzystywane bardzo intensywnie. Ponieważ leśnictwo i przemysł drzewny są ważnymi częściami gospodarki, szwedzkie władze leśne, służby i badacze od lat gromadzą wiele danych – z ziemi, samolotów i satelitów. Zdaniem jednego z autorów publikacji, profesora Grzegorza Mikusińskiego z SLU, dane zbierane są systematycznie od ponad 100 lat, a od 2023 r. – w ramach Szwedzki Narodowy Inwentarz Leśny.

Zasób ten został ponownie wykorzystany: naukowcy opracowali model obliczeniowy, który pozwala im precyzyjnie identyfikować obszary leśne o największej wartości ekologicznej.

„Naszym celem było stworzenie narzędzia, które umożliwiłoby automatyczną digitalizację krajobrazów leśnych na dużą skalę, z dużą rozdzielczością przestrzenną i dużą precyzją tematyczną. Za pomocą tego narzędzia chcemy znaleźć drzewostany, obszary i krajobrazy o większej wartości przyrodniczej (tzw. lasy o wysokiej wartości ochronnej – HCVF). Cechami charakterystycznymi takich lasów jest długa historia ciągłości lasu, złożona struktura, obecność martwego drewna i stosunkowo niewielki wpływ działalności człowieka” – powiedział jeden z autorów analiz, dr Jakub Bubnicki z Instytutu Biologii Ssaków PAN. Nauki w Białowieży – podaje PAP – Nauka w Polsce.

Zadanie jest zwodniczo proste – dodaje dr Bubnicki. Dlaczego? Ponieważ o wartości przyrodniczej lasów decyduje szereg zmiennych: struktura drzewostanu, historyczny wpływ człowieka na drzewostany (w tym gospodarka leśna), ukształtowanie terenu, struktura otaczającego krajobrazu oraz skład zwierzęcy i roślinny gatunków. Jest to złożony problem, którego nie da się łatwo ująć w prostym równaniu lub modelu, który skłoniłby badaczy do stwierdzenia: „To jest to, czego szukaliśmy”.

Aby ułatwić wyszukiwanie cennych obszarów leśnych, naukowcy opracowali specjalny model komputerowy, który pozwala identyfikować lasy o wysokich walorach ochronnych. Model uzyskał tę możliwość dzięki „szkoleniu” na dobrze znanych danych ze Szwecji, czyli „mapowanych” i weryfikowanych w terenie HCVF. „Korzystamy również z otwartych danych opisujących strukturę drzewostanów i krajobrazu, dostępnych w całej Szwecji” – mówi

Obejmuje to: dane ze skanowania lotniczego lokalnych lasów dotyczące struktury i wysokości drzew, szczegółowe mapy pokrycia terenu oraz globalne zbiory danych dotyczące zmian pokrycia lasów pokazujące dynamikę utraty drzewostanów po roku 2000.

Badacz kilkakrotnie sprawdzał swój model, porównując swoje wyniki z danymi pochodzącymi z zupełnie innych źródeł, np. z danymi udostępnionymi przez największego szwedzkiego właściciela lasów Sveaskog, danymi z państwowego monitoringu lasów, a także ocenami eksperckimi z przedstawicielami szwedzkich regionów, firmami leśnymi, inni badacze i Szwedzka Agencja Ochrony Środowiska.

Model nie tylko identyfikuje cenne lasy, ale także określa ich stopień naturalności. „Naszym celem było nie tylko ustalenie, czy w danej lokalizacji takie lasy występują, czy też nie, ale także ocena poziomu ich naturalności w skali ciągłej, np. od 0 do 100. Korzystając z wyników naszego modelu, możemy powiedzieć , w szerszej perspektywie, na ile dany krajobraz leśny jest naturalny, a na ile został przekształcony np. w wyniku gospodarki leśnej” – mówi dr Bubnicki. „Przy planowaniu działań ochronnych nie chodzi o to, aby wybierać przypadkowe obszary, które nie są ze sobą powiązane, mają obszary za małe i nie spełniają swojej roli ekologicznej, ale w sumie zsumują się do niezbędnych 10 lub 30 proc. . Musimy także wziąć pod uwagę powiązania ekologiczne między tymi obszarami w większej skali przestrzennej.

Model i mapa zostały opublikowane i są dostępne cyfrowo w Internecie, dzięki czemu można je wykorzystać w przyszłych badaniach lub identyfikacji cennych przyrodniczo lasów wymagających pilnej ochrony. «Przydadzą się także przy planowaniu odtwarzania zdegradowanych ekosystemów. Wyobraźcie sobie, że mamy dwa obszary chronione, a wokół nich – lasy zdegradowane, ale o różnym stopniu degradacji. Dzięki naszym wynikom potrafimy wskazać te najmniej zdegradowane – i takie, które w połączeniu z chronionymi już cennymi lasami najlepiej stworzą funkcjonalną sieć ekologiczną – mówi Bubnicki.

Autorzy analiz zwracają uwagę na szwedzki kontekst badawczy. „To kraj, w którym gospodarka leśna prowadzona jest z dużą intensywnością, nawet w skali globalnej” – kontynuuje Bubnicki. «Większość obszaru Szwecji zajmują lasy. Jednak z wyjątkiem obszarów górskich i parków narodowych większość drzewostanów ulega znacznym przekształceniom. Mamy do czynienia z silnie przekształconymi lasami z bardzo cennymi wyspami.

Profesor Mikusiński dodaje, że ogrom obszarów leśnych Szwecji i ich dynamika powodują, że ciągłe sprawdzanie wartości przyrodniczej każdego skrawka lasu na wsi byłoby bardzo trudne i niezwykle kosztowne. „Dlatego nasz model cieszy się tak dużą popularnością wśród wielu instytucji i organizacji” – mówi.

Czy model oparty na szwedzkich danych można wykorzystać do ochrony lasów w innych częściach Europy i świata? Dr Bubnicki twierdzi, że metodologia jest uniwersalna, jednak sam model wymaga szkolenia z wykorzystaniem danych z innych regionów, które będzie obejmował.

Choć podobne analizy i identyfikacja lasów o wysokich walorach ochronnych były już przeprowadzane w skali globalnej, modele wykorzystywane w tym celu zostały „trenowane” na danych z wielu lokalizacji na całym świecie. A lasy w różnych miejscach na świecie są bardzo różne. Stosowanie takich modeli daje spektakularne mapy, ale nie sprawdza się w ocenie lokalnej i nie przekłada się na działania prowadzone w stosunkowo małej skali województw czy regionów.

Co musiałoby się wydarzyć, abyśmy mogli zastosować podobny model komputera w Polsce? Bubnicki twierdzi, że model wymaga szkolenia w oparciu o dobre dane opisujące krajobraz i drzewa – a Polska takimi danymi dysponuje.

„Skompilowanie bazy danych szkoleniowych dla tego modelu byłoby wyzwaniem. Jest to możliwe, ale wymaga zespołu ekspertów: ekologii lasu, różnorodności biologicznej, uczenia maszynowego i leśników. Jeśli chodzi o aspekt technologiczny – nie ma żadnych ograniczeń, które uniemożliwiałyby nam przeprowadzenie takiej analizy dla Polski” – stwierdza.

Nowe analizy mogą być przydatne w planowaniu przestrzennym i ochronie najcenniejszych części lasów, a także w planach przywracania walorów przyrodniczych lasów już zdegradowanych. Ma to istotne znaczenie w kontekście założeń Unijnej Strategii Różnorodności Biologicznej, zgodnie z którą do 2030 roku co najmniej 30% obszarów lądowych i morskich UE w każdym kraju będzie objętych ochroną, w tym 10% ochroną ścisłą.

Rozmowa: Anna Ślązak, PAP – Nauka w Polsce

zan/agt/

tr. RL