Čo je to simulátor biodynamiky lesa SIBYLA ?

Názov SIBYLA je skratka zo slov Simulátor biodynamiky lesa. Simulátor biodnymiky lesa (SIBYLA) patrí do kategórie stromových rastových simulátorov (ďalej sa v tomto texte bude používať iba zjednodušený termín rastový simulátor). Je to simulátor, ktorý sa snaží napodobňovať chovanie stromov v kontexte lesných ekosystémov. Skladá sa zo súboru matematických modelov a algoritmov, ktoré sú transformované do uceleného programového balíka SIBYLA Suite. Rozdiel medzi rastovým simulátorom SIBYLA a klasickým modelom lesa (ako sú napríklad rastové tabuľky) možno definovať nasledovne:

Rastový simulátor je systém, ktorý sa snaží napodobňovať chovanie lesa na princípe ekosystémového a kybernetického modelovania. Využíva veľmi širokú škálu vstupných podmienok a parametrov. Modeluje rôzne východiskové porastové štruktúry od rovnovekých rovnorodých porastov (monokultúr) s charakterom lesa typu vekových tried, cez diferencované viacetážove, zmiešané porasty a podrastové formy hospodárenia až po výberkové lesy. Umožňuje napodobňovať rozsiahlu škálu prírodných pomerov definovaných cez ekologickú (stanovištnú) bonitáciu vo forme charakteristík klímy, ovzdušia a pôdy a dovoľuje využívať pomerne veľký manévrovací priestor aj pre zásahy lesného hospodára do lesa vo forme rôznych prebierkových a ťažbových režimov. Pritom je zohľadňované rôzne ekonomické prostredie, vrátane použitých technologických postupov. Zároveň rastový simulátor poskytuje aj širokú škálu výstupných údajov. Okrem klasických produkčných údajov sa zaoberá aj údajmi ekologickými, ako je biodiverzita, biomasa, viazanie chemických prvkov v stromoch, produkcia kyslíka a spotreba oxidu uhličitého. Ďalej poskytuje údaje aj o ekonomickej stránke a to vo forme sortimentovej skladby produkovaného dreva, výnosov z lesa a nákladov na hospodárenie v lese. Aby bol skutočný les napodobnený čo najvernejšie využíva aj stochastické princípy, z čoho vyplýva, že pri každom opakovaní simulácie sa dosahujú mierne odlišné výsledky. Náhodnosť sa samozrejme chová na základe pravdepodobnostných princípov a funkcií odvodených z reálnych lesných ekosystémov. Táto náhodnosť umožňuje produkovať zložku teoretickej chyby modelu a prevádzať aj štatistické testy rozdielov medzi rôznymi scenármi. Charakter systému je zložitý, pretože využíva sústavu viacerých nadväzujúcich modelov a algoritmov s rôznou povahou: alometrické rovnice, regresné rovnice, rastové krivky, dendrometrické vzťahy, fyzikálne a chemické vzťahy, produkčné pravidlá, booleovská a fuzzy logika, heuristiky, planárna a priestorová geometria, dvoj a viacrozmerné pravdepodobnostné modely a podobne. Táto zložitosť nevyhnutne vyžaduje, aby systém existoval vo forme počítačového programu. Keďže systém má veľa vstupných parametrov a možností definovania rôznych variantov a scenárov, jeho použitie je náročnejšie. Je vhodný predovšetkým pre účely vedy, výskumu, výučby a vzdelávania. 

Rastové tabuľky predstavujú matematický model, ktorý dnes vo forme sústavy matematických rovníc definuje vývoj lesa. Modeluje vývoj rovnovekých rovnorodých lesných porastov (monokultúr), pri plnej hustote a zastúpení danej dreviny v závislosti od veku a stanovišťa. Stanovište je definované prostredníctvom porastovej bonity, prípadne aj zásobovej úrovne porastu. Rastové tabuľky sú obmedzené na jediný prebierkový režim, prípadne sústavu preddefinovaných variantných režimov bez možnosti ich modifikácie. Výstupy sú orientované prevažne na produkčnú stránku lesa, pričom sú zväčša poskytované vo forme tabelárnych prehľadov. Jednoduchosť modelu ako aj jeho použitia, vrátane obmedzenej palety možných variantov lesa nevyžaduje aby existoval vo forme počítačového programu. Je totiž zložený prevažne z jednoduchých rastových kriviek, prípadne ďalších dendrometrických vzťahov. Model je prísne deterministický a preto má často aj normatívny charakter. Pretože nevyžaduje veľa vstupných parametrov a je jednoducho použiteľný, často sa využíva predovšetkým v lesníckej praxi.

Celkovo možno rozdiely zhrnúť do nasledujúcej tabuľky:

Rastový simulátor Rastové tabuľky
napodobňuje chovanie lesa modeluje vývoj lesa
sústava zložitých modelov a algoritmov jednoduchý model
veľa vstupných parametrov obmedzené (jednoduché) vstupné parametre
široká škála výstupov výstupy orientované na produkčnú stránku
stochastický systém deterministický systém
komplexnosť a flexibilnosť zjednodušenosť a viazanosť na pevne definovanú východiskovú predstavu
ekologická (stanovištná) bonitácia porastová bonitácia
nevyhnutne ako počítačový program stačia ako tabuľky
zložitosť použitia jednoduchosť použitia
vhodný pre vedu, výskum, vzdelávanie a výučbu vhodný pre lesnícku prax
prognostický charakter normatívny charakter

 


© Copyright doc. Ing. Marek Fabrika, PhD.