Wieloparametrowa terenowa analiza wiatrołomów leśnych

KOLEJKA, Jaromír, Martin KLIMÁNEK a Tomáš MIKITA. Wieloparametrowa terenowa analiza wiatrołomów leśnych. In Analyzy przestrzenne w kartografii. 1. vyd. Wroclaw: Universytet Wroclawski, 2008, s. 95-111. Analyzy przestrzenne w kartografii. ISBN 978-83-928193-0-1.

Základní údaje

• Originální název: Wieloparametrowa terenowa analiza wiatrołomów leśnych
• Název česky: Multiparametrická územní analýza lesních polomů
• Název anglicky: Multivariable territorial analysis of forest windthrows and cartographic representation of results by using GIS
• Autoři: KOLEJKA, Jaromír (203 Česká republika, garant), Martin KLIMÁNEK (203 Česká republika) a Tomáš MIKITA (203 Česká republika).
• Vydání: 1. vyd. Wroclaw, Analyzy przestrzenne w kartografii, od s. 95-111, 17 s. Analyzy przestrzenne w kartografii, 2008.
• Nakladatel: Universytet Wroclawski

Další údaje

• Originální jazyk: polština
• Typ výsledku: Kapitola resp. kapitoly v odborné knize
• Obor: Zemský magnetismus, geodesie, geografie
• Stát vydavatele: Polsko
• Utajení: není předmětem státního či obchodního tajemství
• Kód RIV: RIV/00216224:14410/08:00034226
• Organizační jednotka: Pedagogická fakulta
• ISBN: 978-83-928193-0-1
• Klíčová slova česky: polomy - GIS - geografická analýza - databáze - kartografický výstup
• Klíčová slova anglicky: windthrow - GIS - geographical analysis - database - cartograhic output
• Štítky: windthrows
• Příznaky: Mezinárodní význam, Recenzováno

Anotace

V lednu roku 2007 postihnul velké plochy pohoří Šumava orkán Kyrill, který způsobil rozsáhlé škody o ploše několika desítek km2 na lesních porostech. Lesní management potřebuje podklady jak pro krátkodobé rozhodování během likvidace vlastních škod, tak pro dlouhodobá opatření, která by snížila riziko polomů v budoucnosti. Bohatá územní dokumentace byla krátce po zásahu orkánu Kyrill doplněna mapováním polomů ve třech kategoriích intenzity poškození. Z dostupných mapových podkladů byla vytvořena geodatabází a ta pak podrobena účelovým analýzám. Jejich účelem bylo zjištění vzájemných souvislostí mezi vlastnostmi prostředí a porostů na jedné straně a teritoriálním výskytem polomů na straně druhé. Tyto analýzy se vzájemně lišily mírou integrace poznatků o prostředí, resp. šíří spektra informace popisující souvislost mezi polomy a prostředím. Nejjednodušší analýzy byly zaměřeny na hledání geostatistických souvislostí mezi jednotlivými faktory přírodního prostředí nebo porostů a mírou poškození lesa polomy během orkánu Kyrill. Analýze vztahu faktor vs. polom byly podrobeny tyto parametry přírodního prostředí a lesních porostů: sklon svahu, expozice svahu, hloubka půdy, vlhkost stanoviště, nadmořská výška, hustota porostu, stáří porostu a druhová skladba porostu. O možném vztahu mezi jednotlivými faktory a velikostí škod polomy byla zformulována pracovní hypotéza a analýzy byla realizována tak, aby se tato hypotéza buď potvrdila, anebo vyloučila. Analýzy vztahů mezi individuálními faktory a velikostí škod polomy ukázaly, že mezi nimi (tj. daným faktorem a mírou poškození polomem) existuje poměrně volný vztah a většina pracovních hypotéz byla výsledky individuálních analýz zcela vyloučena. Složitější formu analýzy nabízelo vytýčení ploch v zájmovém území vykazujících odlišnou míru citlivosti vůči vzniku škod větrem na porostech. Vymezení ploch diferencovaného rizika ploch vůči polomům se opírá o předběžnou hypotézu, že sice jednotlivé faktory mohou osamoceně přispívat k výši rizika, resp. jej snižovat, avšak společně kombinace samostatně jinak rel. neškodných faktorů mohou riziko zvýšit. Vlastní vymezení areálů rizik bylo založeno na ballovém hodnocení relevantních faktorů prostředí (sklon, expozice, hloubka půdy, vlhkost stanoviště) pomocí stupnice 0 až 3 body a sumací dílčích hodnocení v lokalitě. Sumy pak byly rozděleny do 5 kategorií rizika. Území jednotlivých kategorií rizika pak byly podrobeny analýze vztahu k výši škod polomy. Ani tato analýza neprokázala významnou míru souvislosti mezi hodnotami integrovaného rizika a poškozením lesa polomem. Daleko lepší výsledky pak poskytla analýza váženého rizika, kdy do hodnocení území vstupovaly jednotlivé faktory vážené mírou koncentrace hodnot (excesu) v rozdělení. Různé váhy v hodnocení (podle stupnice 1 až 3) tak získaly tyto parametry: sklon, expozice, zakřivení reliéfu, vzdálenost pod rozvodí, hloubka půdy, vlhkost stanoviště, směr větru, rychlost větru, stáří porostu, míra přirozenosti porostu, hustota porostu a tloušťka stromů. Zde se ukázalo, že existuje úzká míra souvislosti mezi výskytem vysokých škod z polomů a úrovní rizikovosti lokalit. Druhým úkolem multiparametrické analýzy území bylo vyhledávání optimálních tras svozu polomového dřeva z postižených ploch ke zpracování. Do hodnocení území a výběru optimálních tras svozu vstupovaly tyto faktory: sklon svahu, únosnost půdy, existující cestní síť a plochy polomů. Využitím procedury Distance Tools v SW ArcGIS pak byly vytýčeny optimální trasy pro jednotlivé svozové technologie.

Anotace česky

V lednu roku 2007 postihnul velké plochy pohoří Šumava orkán Kyrill, který způsobil rozsáhlé škody o ploše několika desítek km2 na lesních porostech. Lesní management potřebuje podklady jak pro krátkodobé rozhodování během likvidace vlastních škod, tak pro dlouhodobá opatření, která by snížila riziko polomů v budoucnosti. Bohatá územní dokumentace byla krátce po zásahu orkánu Kyrill doplněna mapováním polomů ve třech kategoriích intenzity poškození. Z dostupných mapových podkladů byla vytvořena geodatabází a ta pak podrobena účelovým analýzám. Jejich účelem bylo zjištění vzájemných souvislostí mezi vlastnostmi prostředí a porostů na jedné straně a teritoriálním výskytem polomů na straně druhé. Tyto analýzy se vzájemně lišily mírou integrace poznatků o prostředí, resp. šíří spektra informace popisující souvislost mezi polomy a prostředím. Nejjednodušší analýzy byly zaměřeny na hledání geostatistických souvislostí mezi jednotlivými faktory přírodního prostředí nebo porostů a mírou poškození lesa polomy během orkánu Kyrill. Analýze vztahu faktor vs. polom byly podrobeny tyto parametry přírodního prostředí a lesních porostů: sklon svahu, expozice svahu, hloubka půdy, vlhkost stanoviště, nadmořská výška, hustota porostu, stáří porostu a druhová skladba porostu. O možném vztahu mezi jednotlivými faktory a velikostí škod polomy byla zformulována pracovní hypotéza a analýzy byla realizována tak, aby se tato hypotéza buď potvrdila, anebo vyloučila. Analýzy vztahů mezi individuálními faktory a velikostí škod polomy ukázaly, že mezi nimi (tj. daným faktorem a mírou poškození polomem) existuje poměrně volný vztah a většina pracovních hypotéz byla výsledky individuálních analýz zcela vyloučena. Složitější formu analýzy nabízelo vytýčení ploch v zájmovém území vykazujících odlišnou míru citlivosti vůči vzniku škod větrem na porostech. Vymezení ploch diferencovaného rizika ploch vůči polomům se opírá o předběžnou hypotézu, že sice jednotlivé faktory mohou osamoceně přispívat k výši rizika, resp. jej snižovat, avšak společně kombinace samostatně jinak rel. neškodných faktorů mohou riziko zvýšit. Vlastní vymezení areálů rizik bylo založeno na ballovém hodnocení relevantních faktorů prostředí (sklon, expozice, hloubka půdy, vlhkost stanoviště) pomocí stupnice 0 až 3 body a sumací dílčích hodnocení v lokalitě. Sumy pak byly rozděleny do 5 kategorií rizika. Území jednotlivých kategorií rizika pak byly podrobeny analýze vztahu k výši škod polomy. Ani tato analýza neprokázala významnou míru souvislosti mezi hodnotami integrovaného rizika a poškozením lesa polomem. Daleko lepší výsledky pak poskytla analýza váženého rizika, kdy do hodnocení území vstupovaly jednotlivé faktory vážené mírou koncentrace hodnot (excesu) v rozdělení. Různé váhy v hodnocení (podle stupnice 1 až 3) tak získaly tyto parametry: sklon, expozice, zakřivení reliéfu, vzdálenost pod rozvodí, hloubka půdy, vlhkost stanoviště, směr větru, rychlost větru, stáří porostu, míra přirozenosti porostu, hustota porostu a tloušťka stromů. Zde se ukázalo, že existuje úzká míra souvislosti mezi výskytem vysokých škod z polomů a úrovní rizikovosti lokalit. Druhým úkolem multiparametrické analýzy území bylo vyhledávání optimálních tras svozu polomového dřeva z postižených ploch ke zpracování. Do hodnocení území a výběru optimálních tras svozu vstupovaly tyto faktory: sklon svahu, únosnost půdy, existující cestní síť a plochy polomů. Využitím procedury Distance Tools v SW ArcGIS pak byly vytýčeny optimální trasy pro jednotlivé svozové technologie.

Anotace anglicky

In January 2007, large areas of the Šumava mountain range was affected by hurricane named Kyrill, which caused wind damages to forest stands on several tens of square kilometres. The ample territorial documentation was after the Kyrill hurricane added windthrow maps with the intensity of damage in three categories. The available map documentation was used to create a geodatabase, which was subsequently subjected to special-purpose analyses in order to find out mutual relations between the characteristics of environment and forests on the one hand, and the territorial occurrence of windthrows on the other. The analyses differed in the integration rate of environmental knowledge, resp. in the scope of information describing the correlation between windthrows and environment. The simpliest analyses were focused on the investigation of geostatistic relations among individual factors of natural environment or stands and the rate of damage to forest by wind breakages during the Kyrill hurricane. Parameters of natural environment and forest stands subjected to the analysis of the factor/windthrow relation were as follows: slope gradient, slope aspect, soil depth, site humidity, altitude, forest stand density, age and species composition. A possible relation between the respective factors and the volume of windthrow damages was formulated into a working hypothesis and the analysis was made in such a way that the hypothesis would be either corroborated or declined. Analyses of relations between the individual factors and the size of windthrow damages showed that a relatively loose relation exists between them (i.e. between the given factor and the measure of damage due to windthrows), and a majority of working hypotheses were completely eliminated due to the results of individual analyses. Demarcation of plots with a different rate of susceptibility to windthrow damages in the studied territory offered itself for a more complex form of analysis. Demarcation of the plots of differentiated risk with respect to windthrows dwells on a preliminary hypothesis that although the individual factors may alone contribute to or reduce the risk measure, a combination of otherwise rel. harmless individual factors may increase the risk. The demarcation of risk areas was based on the ball evaluation of relevant environmental factors (slope, aspect, soil depth, site humidity) by means of a 0-3 point scale and by the aggregation of partial evaluations in the locality. The sums were then divided into 5 risk categories. Territories of individual risk categories were then analyzed for their relation to windthrow damages. Not even this analysis demonstrated a significant measure of relation between the values of integrated risk and the windthrow damage to forest. Much better results were provided by the analysis of weighed risk when the territory assessment was entered by individual factors weighed by the measure of the concentration of values (excess) in the division. Thus, the following parameters obtained different weights in the evaluation (according to the 1-3 scale): slope, aspect, relief curvature, distance below the divide, soil depth, site humidity, wind direction, wind velocity, forest stand age, measure of forest stand naturalness, forest stand density and tree diameter. Here it was shown that a narrow measure of relation exists between the occurrence of severe losses due to windthrows and the risk level of individual localities. The second objective of the multivariable analysis of the territory consisted in the research of optimum hauling tracks to collect the windthrown timber from affected plots for conversion. Factors entering the evaluation of the territory and the selection of optimum hauling tracks were as follows: slope gradient, soil carrying capacity, current road pattern and the surface size of windthrows. Optimum tracks for individual hauling technologies were established by using the Distance Tools procedure in ArcGIS SW.

Návaznosti

• MSM0021622418, záměr: Název: DYNAMICKÁ GEOVIZUALIZACE V KRIZOVÉM MANAGEMENTU

Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Dynamická geovizualizace v krizovém managementu