Obsah stránky je výtahem adekvátních částí uvedených v následujících originálních publikacích:
- Baskent, E. Z. (2020). A Framework for Characterizing and Regulating Ecosystem Services in a Management Planning Context. Forests, 11(1), 102. https://doi.org/10.3390/f11010102.
- Baskent, E. Z., Borges, J. G., Kašpar, J., & Tahri, M. (2020). A Design for Addressing Multiple Ecosystem Services in Forest Management Planning. Forests, 11(10), 1108. https://doi.org/10.3390/f11101108.
Obsah
- Koncepční rámec plánovitého řízení ekosystémových služeb
- Identifikace ekosystémových služeb a implementace rámce do hospoddářsko-úpravnického plánování
- Kvantifikace ekosystémových služeb
- Hierarchické plánování
- Prostorové (územní) plánování
- Participativní plánování
- Systémy pro podporu rozhodování
1. Koncepční rámec plánovitého řízení ekosystémových služeb
|
|
|
| Rámec koncepce řízení ekosystémových služeb pro veřejné blaho společnosti | Základní komponenty rámce pro řešení více-účelových ekosystémových služeb v lesním hospodářském plánování |
2. Identifikace ekosystémových služeb (ES) a implementace rámce do hospoddářsko-úpravnického plánování
Existuje několik široce uznávaných typologií ekosystémových služeb [1,3,24], které lze použít ke klasifikaci ES. Tyto systémy klasifikují ES do čtyř kategorií s malými rozdíly, a to takto:
- Poskytovací služby popisují materiálové nebo energetické výstupy přímo odvozené z volně žijících a pěstovaných rostlinných druhů nebo produktů získaných z ekosystému. Zahrnují produkty, jako jsou potraviny, sladká voda, suroviny (dřevo, palivo, biopaliva a nedřevěné produkty) a léčivé zdroje (biochemikálie, přírodní léčiva a léčiva).
- Regulační služby se týkají výhod, které jsou získávány z regulace ekosystémových procesů, včetně regulace klimatu se sekvestrací uhlíku, kvality ovzduší a zmírňování extrémních jevů, biologické kontroly s regulací chorob, prevence eroze se zachováním úrodnosti půdy, opylování, čištění vody, zpracování odpadu a protipovodňová opatření.
- Podpůrné služby jsou obecné a nezbytné pro výrobu dalších ES. Patří mezi ně koloběh živin, produkce kyslíku, tvorba půdy, stanoviště pro druhy, genetická rozmanitost a primární produkce. Je třeba poznamenat, že CICES 5.1 se zcela vyhýbá používání výrazů „zprostředkující“ a „podpůrné služby“, protože nejsou považovány za služby – spíše podporují „konečné služby“ [24]. I když je klasifikace respektována, zahrnujeme zde podpůrné služby, protože jsou tak či onak „službami“ založenými na většině ostatních systémů (MEA, TEEB). Nicméně diskuse k tomuto stále probíhá.
- Kulturní služby jsou nemateriální výhody, které lidé získávají z ekosystémů prostřednictvím duchovního obohacení, paměťového a poznávacího (kognitivního) rozvoje, reflexe, rekreace a estetických zážitků. Jsou to hodnoty vnímání, které lidé inspirují z různých funkcí ekosystému. Zahrnují rekreační zážitky, udržování a omlazení duševního a fyzického zdraví, estetické ocenění, kulturní dědictví, vzdělávací hodnoty, inspiraci pro kulturu, umění a design, ekoturistiku, duchovní zkušenosti, náboženské hodnoty a smysl pro místo.
Koncepční rámcové komponenty označující organizaci a vazby na procesy plánování ekosystémů
3. Kvantifikace ekosystémových služeb
Je důležité zmínit, že celková ekonomická hodnota ES (TEV) je spíše prostředkem pro měření změny stavu zásob ES v konkrétním okamžiku. V zásadě se týká současné hodnoty toku souhrnné budoucí spotřeby [57] nebo změn stavu/kapitálu v čase. Celkové odhady hodnot změn stavu každého z různých forem zdrojů se sestavují a poté sečtou, aby bylo možné vypočítat komplexní bohatství, tj. celkovou ekonomickou hodnotu [58]. Kromě toho mohou přírodní zdroje, jako jsou lesy, zemědělství a chráněné oblasti, trvale přinášet výhody, jsou-li spravovány udržitelně a systém oceňování je možná bude muset vzít v úvahu [59]. Konkrétně je ocenění založeno na koncepci, že hodnota ES nebo kapitálu změny by se měla rovnat diskontovanému toku očekávaných čistých zisků v průběhu času. V každém případě může měření TEV v průběhu času nabídnout důležitou informaci pro charakterizaci a pochopení procesu řízení na udržitelném základě [58,59].
Bez ohledu na použitou metodu (přímá analytická metoda, tržní ekosystémové účetnictví nebo heuristická metoda) lze k odhadu ekonomické hodnoty ES v dané oblasti v daném časovém okamžiku použít následující celkový zjednodušený vzorec. Čisté současné hodnoty ES lze také odhadnout v delším časovém horizontu na základě akceptované diskontní sazby. Zde je důležité identifikovat dva parametry: hodnotu produkce ES na jednotku (tj. ha) a opět peněžní hodnotu daného ES na jednotku.
TEV = PUEV × UR × PUMES × Plocha, kde;
- TEV = celková ekonomická hodnota,
- PUEV = ekonomická hodnota na jednotku daného ES (přínosy–náklady),
- PUMES = míra na jednotku daného ES,
- UR = míra využití dané oblasti (%) a plocha = celková plocha konkrétního typu využití území.
Malé shrnutí tohoto bodu: je poměrně komplikované přímo ocenit náklady a přínosy většiny ES, jako jsou stanoviště pro zachování biologické rozmanitosti a rekreační příležitosti. Pokud však přímá metoda selže, nepřímé metody mohou pomoci zahájit proces oceňování pro různé ES. Ve skutečnosti existuje řada metod jejich oceňování (tj. ušetřené náklady, CVM, náklady příležitosti, hédonické oceňování atd.) s výhodami a nevýhodami, které lze použít při odhadování hodnoty různých ES [55]. Hybridizující přístupy však mohou překonat nevýhody konkrétních metod oceňování [61].
Lesní ekosystémy jsou přirozeně vyvinuty a organizovány v hierarchické struktuře s většími jednotkami v širším měřítku (tj. rozložení věkových tříd, klasifikace lesních typů) zapouzdřující menší jednotky (tj. vegetační typy, porosty, skupiny stromů) v jemnějším měřítku. Podobně se rozhodovací problémy na každé organizační nebo klasifikační úrovni v lesním hospodářském plánování liší v časovém horizontu, úrovni hospodaření, prostorovém pokrytí, zdroji a podrobnosti informací a riziku a nejistotě spojené s výsledkem [43]. Správa všech prvků lesního ekosystému v holistickém přístupu může vyžadovat řešení problémů na různých organizačních úrovních v hierarchii řízení. Rozhodovací proces zapojený do plánování tedy často zahrnuje hierarchii řízení, od rozhodnutí na strategické úrovni až po rozhodnutí na provozní úrovni.
Rozhodování na strategické úrovni se týká rozvoje politik na široké úrovni řízení využívání půdy. Zaměřují se na dlouhodobou analýzu dostupnosti zdrojů s cílem optimalizovat výkon podniku v průběhu času. K posouzení dlouhodobé dostupnosti ekosystémových služeb se vypracovávají dlouhodobé plány na více období. Musí řešit vyšší úrovně rizika a nejistoty, které vyplývají z jeho časového rozměru. Konkrétně se na strategické úrovni testuje a určuje dlouhodobá dostupnost zdrojů, účinky změny klimatu, formulace politik na široké úrovni a vývoj složení lesů s omezeným prostorovým zohledněním. Na této úrovni je tedy stanovena širší úroveň alokace krajiny pro různé lesní využití s určitými cíli. Výstup modelů vyšší úrovně se často stává vhodným omezením pro modely nižší úrovně kvůli hierarchickému zapouzdření plánovacích prvků.
Rozhodnutí na střední nebo taktické úrovni řeší nejefektivnější využití zdrojů, které má podnik k dispozici ve střednědobém horizontu. Taktické plány se snaží zaručit dlouhodobé dodávky dřeva s nejvyšší úrovní příjmů. V některých případech je rozdělení typů výrobků vzhledem k příslušným kategoriím sortimentu, jako je pila, dýha, buničina, papír a palivové dřevo, určeno spíše na této úrovni než na strategické úrovni. Navíc přidružení pěstebních režimů (např. předpisy) k půdním jednotkám, které vyplývají z klasifikace krajiny, bere v úvahu prostorové informace, které jsou obvykle strategickými modely ignorovány. Proto se na této úrovni často berou v úvahu prostorové detaily provádění pěstebních zásahů a také cestní sítě, aby se rozhodlo, kudy by produkty měly proudit. Dále lze na této úrovni zahrnout i dostupnou pracovní sílu a mechanizaci, plán podnikové výroby a sezónní změny v procesu marketingu produktů. Stručně řečeno, plány na taktické úrovni jednoduše zahrnují podrobné plánování pěstebních zásahů a dalších činností nesouvisejících s plánovanou těžbou na pravidelné bázi. S pokrokem technologie se však rozhodnutí na taktické úrovni často spojují do rozhodnutí na strategické úrovni, protože lze zpracovávat a analyzovat velké soubory dat a různé scénáře řízení pomocí různých rozhodovacích nástrojů.
Rozhodnutí na provozní úrovni se skládají z plánování celoročních (tj. měsíčních, týdenních nebo dokonce denních) pěstebních a dopravních činností, aby systém fungoval. Operační plány identifikují úroveň a konkrétní dobu (rok, měsíc nebo týden) těžby / péče o porosty, plán pěstování, lesní pracovní sílu, těžební a dopravní prostředky, nákup a sortiment dřeva a netěžební činnosti. Na provozní úrovni jsou připraveny podrobné harmonogramy pro všechny další řídící činnosti potřebné ke splnění cílů pro různé ekosystémové služby. Stručně řečeno, rozhodovací proces na provozní úrovni je zcela specifický, nákladově efektivní a podrobný pro konkrétní odvětví nebo instituci, s menším rizikem a nejistotou.
Každý model je zaměřen na konkrétní úroveň řízení a cíle a záměry. Rozhodnutí přijatá na jedné hierarchické úrovni totiž působí jako cíle nebo omezení pro rozhodnutí na další nižší úrovni. Zpětná vazba a přenos informací prostřednictvím hierarchických plánů umožňuje organizacím efektivně fungovat a vytvořit základ pro realizaci adaptivního managementu lesních ekosystémů [43,44,45]. Takové hierarchické plánování komplexně pokrývá různé úrovně informací, rozhodnutí a požadavků lesního hospodářského plánování tak, aby hierarchický charakter lesní krajiny byl co nejlépe reprezentován v různých měřítcích.
5. Prostorové (územní) plánování
Územní plánování se v zásadě týká geografického uspořádání oblastí, jako jsou lesní typy, porosty a stanoviště, a těžební jednotky managementu, jako jsou těžební bloky napříč krajinou. Obvykle je spojeno s taktickými a operačními úrovněmi plánování. Nicméně prvky územního plánování lze zvažovat i v delších plánovacích horizontech. Navíc se jedná o proces, který řeší prostorové měřítko problému managementu plánování, tedy ať už je jeho zaměření na porostní, krajinné nebo regionální úrovni. Územní plánování zahrnuje kvantitativní rozhodovací techniky pro začlenění jak ekosystémových statků, tak služeb s prostorovými rysy do lesního hospodářského plánu snadno použitelného v terénu [17,49]. Dále je řešeno plánovacími metodami, které se zaměřují na řešení logistických a dopravních problémů [50,51]. Politiky a předpisy pro plánování lesního hospodářství v různých jurisdikcích vyžadují určité modely “ošetřovacích jednotek a zbývajících stanovišť” pro ekonomické nebo ekologické potřeby. Například ekonomika lesního provozu vyžaduje vhodné seskupení všech hospodářských zásahů na prostorových místech, aby se minimalizovaly celkové náklady. Velkou výzvou je zde jak prostorové uspořádání lesních celků, tak rozvržení všech hospodářských činností napříč všemi lesními celky. Management divoké zvěře vyžaduje nefragmentovanou krajinu se zaměřením na určitou velikost, sousedství, tvar a konfiguraci nebo uspořádání jak těžebních jednotek, tak stanovišť v lesní krajině [24,52]. Vzhledem ke kombinatorické povaze prostorového problému se rozhodovací metody používané v lesním plánování často uchýlily k heuristickým technikám, jako je “simulované žíhání/simulated annealing”, “vyhledávání tabu/tabu search”, “genetický algoritmus/genetic algorithm” a “buněčné automaty/cellular automata” [1,12,19,53,54,55,56,57,58]. Tyto techniky mohou používat buď plošný (area-based) nebo jednotkový (unit-based) model omezení pro řízení velikosti a sousedství těžebních oblastí nebo jednotek [20,55,59,60]. Úspěšné použití těchto technik velmi závisí na architektonickém návrhu prostorového modelu. Například heuristika je poměrně citlivá na parametry použité v rámci modelu. Dále kvalita řešení je citlivá na existenci různých volitelných pohybů při “vyhledávání v tabu” [53,60] a “plánech chlazení při simulovaném žíhání” [11]. Vzhledem k tomu, že se jedná o nepřesné techniky, lze výhody různých technik efektivně kombinovat za účelem vývoje hybridních modelů pro vytváření lepších řešení [60]. Existují však určité oblasti pro zlepšení účinnosti metaheuristiky v lesním plánování. Patří mezi ně hybridizace s exaktními modely, vylepšení procesů, strategie reverze, strategie destrukce a rekonstrukce, přístupy inteligentní nebo dynamické parametrizace, metody inteligentního ukončení nebo přechodu a strategie seedování [58]. Nicméně nové modelové formulace prokázaly potenciál použití exaktních technik k reprezentaci a řešení problémů územního plánování [20,22,61,62].
Rozhodování ve víceúčelovém lesním hospodářském plánování je náročnější než kdy jindy, protože rozhodnutí musí být přijímána podle ekonomických, ekologických a sociálních hledisek. Tento proces plánování často zahrnuje různé zainteresované strany, odborníky nebo osoby s rozhodovací pravomocí a vlastníky lesů. Všichni mohou používat nástroje k řešení problémů, které se vyznačují mnoha a často protichůdnými cíli, což vytváří složité prostředí pro rozhodování. Aby se zjednodušila a překonala složitost plánování řízení s více cíli, je třeba použít technologické nástroje i participativní přístupy. Účast se obecně využívá při:
- klasifikaci území pro různé kategorie využití lesů,
- stanovení cílů hospodaření a sestavení seznamu ekosystémových služeb, které poskytují,
- pomoc při vyhodnocování kompromisů mezi těmito službami v rámci různých scénářů hospodaření,
- výběr k realizaci plánu.
K participaci může docházet v celém procesu řízení. Požadovaným vstupním zdrojem informací při strukturované participaci by byla především inventarizace institucionální kapacity, včetně technických a odborných lidských zdrojů dostupných v dané instituci. Kromě toho participativní plánování uznává a respektuje tradiční ekologické znalosti a další kvalitativní vstupy během diskuse a analýzy kompromisů pro zlepšení rozhodovacího procesu.
Strukturovaná účast zúčastněných stran na řízení přírodních zdrojů je neustálý proces vyžadující neustálý dialog během celého procesu řízení. Rozvoj důvěry a informování účastníků je třeba zahájit dlouho předtím, než se zapojíte do strategického plánování lesního hospodářství. Tradiční participace na řešení má některá úskalí. Někteří účastníci se mohou schůzek zúčastnit, a přesto se jim nepodaří převzít role a povinnosti. Mohou mít také nedostatečné znalosti o technikách řízení a zákonných právech, zatímco schůzky se konají sporadicky a nepravidelně. Na druhé straně strukturovaná participace uznává adaptivní povahu procesu řízení a může být implementována v celém procesu plánování. Mezi účastníky jsou sdíleny preference a znalosti. Strukturovaný proces účasti pomáhá převádět lesnické politiky a předpisy do činností v terénu a přispívá k informovaným rozhodnutím (obrázek níže).
Jednoduchý proces strukturované participace
Participativní plánování by mělo poskytovat příležitosti k rovnému zacházení se zúčastněnými stranami. Přístup zaměřený na herce vyvinutý Krottem a kol. [34] umožňuje vyhodnotit úroveň zdrojů pro každý typ aktéra a každý zájem s více hodnotami lesa. Takový přístup může také pomoci identifikovat konflikty, které je třeba řešit v procesu plánování managementu [35].
Existují různé přístupy k řešení účasti na plánování lesního hospodářství. Zahrnují víceatributové a vícekriteriální rozhodovací techniky, jako je AHP, ANP, technika upřednostňování pořadí podle podobnosti s ideálním řešením (TOPSIS), metoda VIKOR (Vlse Kriterijumska Optimizacija Kompromisno Resenj), fuzzy logika, programování cílů a metody Paretovy hranice. Pomáhají získat preference zúčastněných stran a rozhodovacích orgánů [5,25,27,72]. Dále se využívají ke kvantifikaci relativních hodnot ekosystémových služeb; začlenit preference zainteresovaných stran do ekonomických, environmentálních a sociálních hodnot; a zvýšit transparentnost a důvěryhodnost procesu plánování managementu. Ukázalo se, že jsou užitečnými nástroji pro analýzu preferencí zúčastněných stran, vyjednávání o cílových úrovních ekosystémových služeb a pomáhají budovat konsenzus, čímž přispívají ke zlepšení rozhodovacího procesu. Kromě toho také přispívají k účinnosti komunikace mezi zúčastněnými stranami a poskytují informace pro internalizaci udržitelného řízení a správy ekosystémových služeb jako společných aktiv [36,73]. Kromě toho nastavení právních, institucionálních a politických rámců pro vytvoření příznivého prostředí pro plánování zahrnuje posílení institucionálních kapacit a také spolupráci a vytváření sítí. Participativní plánování sdružuje všechny zájmové skupiny a plánovače pro spoluřízení lesní krajiny. Pomáhá také vytvořit silnou koordinaci, spolupráci a komunikaci mezi více zúčastněnými stranami pro efektivní provádění procesu plánování.
7. Systémy pro podporu rozhodování
Rozvoj procesů plánování managementu lesních ekosystémů (obrázek – Koncepční rámcové komponenty…) vyžaduje použití informačních a komunikačních technologií (ICT), aby bylo možné adekvátně zohlednit všechny složky rámce (obrázek – Základní komponenty rámce…). Popis ekosystémových služeb lesa se opírá o dálkový průzkum Země a také o informační systémy a databáze pro automatizaci získávání a správy dat. Kromě toho účinnost a efektivita hierarchického, prostorového a participativního plánování závisí na automatizaci simulace budoucího vývoje ekosystémů a odpovídajících modelech kapacit zdrojů, které podrobně popisují, jak může každá alternativa řízení přispět ke každému poskytování ekosystémových služeb. Dále závisí na automatizaci generování rozhodovacího prostoru a výběru návrhů plánů. První z nich spojuje možnosti zdrojů a modely politiky, zatímco druhý zahrnuje techniky pro hledání plánu, který se blíží většině cílů rozhodovacích orgánů. Modelování má však vždy určité předpoklady a nejistotu, které je třeba interpretovat obezřetně.
Reynolds a kol. [74] uvedli hybné síly, které stojí za přijetím ICT a růstem inovací ICT v lesním hospodářství, jmenovitě se jedná o následující: a) pokroky ve vědeckém chápání lesních systémů, b) tlak veřejnosti na zapojení do rozhodování o řízení zdrojů a c) organizační potřeby pro zvýšení konkurenceschopnosti. Tyto nástroje ICT jsou obvykle kombinovány v rámci modulárních struktur, jako jsou systémy na podporu rozhodování (DSS) a znalostní systémy (KBS).
DSS zahrnuje čtyři hlavní moduly. První se skládá ze systému pro správu databází, který řeší kompoziční a ekosystémové služby kontextu rámce (bod 1). Druhý se skládá z modelové základny, která zahrnuje model dynamiky vegetace a také modely ekosystémových služeb [74,75,76,77,78,79]. Používá se ke generování modelů schopností zdrojů potřebných k řešení časového kontextu, jakož i prostorového kontextu a komponent prostorového měřítka rámce (bod 1). Třetí se skládá ze základny metod, která zahrnuuje metody rozhodování, např. lineární programování, smíšené celočíselné programování [20,22,23], programování cílů [5,80], stochastické programování [80,81,82], Pareto hraniční metody [9,31,83] a heuristické techniky [1,4,18,19,53,55,56,57,58]. Základna metod integruje model schopnosti zdrojů s modelem politiky tak, aby odrážel cíle ekosystémových služeb tvůrců rozhodnutí. Řeší tedy kontext rozhodování rámce (bod 1). Čtvrtý se skládá z grafického uživatelského rozhraní vyvinutého tak, aby rozhodovací orgány nebo analytici rozhodování mohli pracovat s daty, modely a metodami.
Typické KBS zahrnují tři hlavní moduly, kde první sestává z rozhraní pro zachycování znalostí od odborníků, druhý se skládá ze znalostní báze a jejích logických modelů a třetí je vysvětlovací rozhraní, které staví z logických a odvozených modelů a poskytuje informace rozhodovateli [84]. Tyto tři moduly mohou pomoci vyřešit kteroukoli z součástí rámce (bod 1). Jak poukázali Reynolds a kol. [74,85], hybridní systémy, které kombinují funkcionality KBS a DSS, např. KBS zpracováním informací poskytovaných moduly DSS, mohou dále zlepšit jak efektivitu, tak efektivitu managementu lesních ekosystémů. Kromě toho jsou simulace a analýza scénářů, modely chování, rámce agentů, sociální sítě a metody s více kritérii dalšími nástroji na podporu rozhodování, které pomáhají analyzovat a diskutovat o jejich použití na podporu analýzy politik [86]. Takový globální přístup s nezbytnými součástmi je však dostatečně flexibilní a mohl by být dobře přizpůsoben různým právním požadavkům (legislativám) po celém světě v závislosti na jejich schopnostech a kapacitě zdrojů.
Přístupy architektury DSS [102], s důrazem na zapojení zainteresovaných stran do vývoje nástrojů, mohou přispět k užitečnosti DSS [103] do budoucna. Dalším možným budoucím vývojem, který by mohl pomoci při řešení jejich architektury, je používání seriózních her, tedy „her, jejichž primárním účelem není zábava, požitek nebo zábava“ [104]. Jejich využití pro plánování a řešení problémů v posledních letech exponenciálně vzrostlo [105]. Např. Rodela a kol. [106] zkoumali možnost jejich využití pro podporu procesů plánování managementu lesních ekosystémů.
Citovaná literatura
Obsah stránky je výtahem a překladem adekvátních částí uvedených v následujících originálních publikacích:
- Baskent, E. Z. (2020). A Framework for Characterizing and Regulating Ecosystem Services in a Management Planning Context. Forests, 11(1), 102. https://doi.org/10.3390/f11010102.
- Baskent, E. Z., Borges, J. G., Kašpar, J., & Tahri, M. (2020). A Design for Addressing Multiple Ecosystem Services in Forest Management Planning. Forests, 11(10), 1108. https://doi.org/10.3390/f11101108.