Zbornik gozdarstva in lesarstva, 55, 1998, s. 201 - 224 GDK 913:914:181.21:181.22:(497.12 Kočevska) Prispelo/Received: Marec!March 1998 Sprejeto/Accepted: Junij!June 1998 Izvirni znanstveni članek Original scientific paper UMETNI ENERGIJSKI VNOSI KOT KRITERIJ ZA TIPIZACIJO GOZDNATE KRAJINE NA PRIMERU KOČEVSKE Janez PIRNAT* Izvleček Umetni energijski vnosi (strojno in ročno delo, amortizacija, rezervni deli, vložena snov kot energijski vnos) se značilno razlikujejo med gospodarskimi gozdovi in kmetijskimi sistemi (njiva, travnik, pašnik). V prispevku smo na podlagi razlik v umetnih energijskih vnosih iz leta 1993 primerjali izbrani vzorec gozdov in kmetijskih površin na Kočevskem. Najmanj umetne energije je bilo vneseno v gozdove, sledijo pašniške in travniške površine, njive pa zahtevajo najvišje umetne energijske vnose. Umetni energijski vnosi kot kriterij za krajinsko tipizacijo opozarjajo, daje gozd energijsko najbolj varčen ekosistem in s tem najpomembnejši stabilizator prostora oziroma gozdnate krajine. Ključne besede: gozdarstvo, gozdnata krajina, kmetijstvo, tipizacija krajine, umetni energijski vnosi ARTIFICIAL ENERGY INPUTS ASA CRITERION OF TYPIFICATION OF FORESTED LANDSCAPE - CASE STUDY: THE KOČEVJE REGION, SLOVENIA Abstract There is a significant difference between artificial energy inputs (machine and manual work, depreciation, spare parts, material input as energy input) into managed forests and farming systems (field, meadow, pasture). A selected sample of forest and agricultural lands in the Kočevje region was compared in the study on the basis of differences in artificial energy inputs in 1993. The Ieast amount of these inputs was received by the forests, followed by the pastures and meadows. The fields required the highest artificial energy inputs. Artificial energy inputs as a criterion of landscape typification indicate that the forest is the most economical with regard to energy requirements. Thus, the forest can be viewed as the most important stabilising element of forested landscape. Key words: forestry, forested landscape, agriculture,landscape typification, artificial energy inputs. spec., dipl. inž. gozd., Biotehniška fakulteta oddelek za gozdarstvo in obnovljive gozdne vire, Večna pot 83, 1000 Ljubljana, SLO 202 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 55 1 UVOD VSEBINA CONTENTS INTRODUCTION ..................................................................... 203 2 METODE DELA IN RAZISKOVALNI OBJEKT METHODS AND STUDY SITE .............................................. 203 3 REZULTATI RESUL TS .................................................................................. 205 3.1 KMETIJSKE POVRŠINE AGRI CUL TURAL AREA ............................................................................. 206 3.2 GOZDNE POVRŠINE FOREST AREA ............................................................................................. 208 4 RAZPRAVA DISCUSSION ............................................................................ 213 5 POVZETEK ............................................................................. 219 SUMMARY .............................................................................. 221 VIRI REFERENCES .......................................................................... 223 1 UVOD INTRODUCTION 203 Pirnat, J.: Umetni energijski vnosi ... Krajinska ekologija je veda o zgradbi, delovanju ter spremembah krajinskih ekosistemov. Krajinskoekološka tipizacija krajine naj bi pomenila opredeljevanje prostorskih enot po načelih krajinske ekologije, to je glede na zgradbo, delovanje in razvojne trende krajine (ANKO 1997). V krajinski ekologiji je analiza delovanja krajine pomemben korak, ki pomaga členiti kulturno krajino. V kulturni krajini ocenjujemo vzporedno dva procesa, poleg naravnih energijskih tokov analiziramo tudi vložene energijske tokove, ki so rezultat zavestnega človekovega dela. Hkrati lahko preko proučevanja delovanja krajine osvetlimo boljšo pot, da bi kar najbolj modro upoštevali te zakonitosti, ko v zapleteni sistem krajinskega delovanja posegamo z vnosi snovi in energije. V svojem prispevku se bomo zaradi obsežnosti tovrstnih raziskav posvetili le določenim vidikom delovanja krajine, to je umetnim energijskim vnosom. V kulturni krajini namreč prav človek z načrtno usmerjanimi energijskimi vnosi vpliva na obstoj in zgradbo ekosistemov, s spremembami energijskih vlaganj pa vpliva tudi na spremembe omenjenih ekosistemov. Podatki o umetnih energijskih vlaganjih v kmetijske sisteme in gozd so lahko pomemben korak za energijsko podprto tipizacijo prostora, saj gre za pristop, ki presega zgolj vidne in zgradbene elemente krajinske členitve, jih z energijskimi vnosi šele podpira in s tem tudi nakazuje možne dolgoročne spremembe v prostoru. Z umetnimi energijskim vnosi lahko utemeljimo, kaj vse je potrebno vložiti v vsak ekosistem, da ostane npr. njiva njiva, travnik travnik in gozd gozd. 2 METODE DELA IN RAZISKOVALNI OBJEKT METHODS AND STUDY SITE V raziskavi skušamo členiti izbrani predel kočevske krajine na podlagi umetnih energijskih vnosov, ki vstopajo preko meje obravnavane površine. Pri teh raziskavah smo se zato usmerili na naslednje ekosisteme v krajini: gozd - kot prevladujoči ekosistem in krajinska matica ter kazalec regeneracjske sposobnosti narave, kmetijske rabe (njiva, travnik, pašnik) - kot zaplate površin v kulturni krajini za pridelavo hrane za ljudi in domače živali. 204 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 55 Pri tem nas je vodila osnovna ideja Odurna (1989), da so za življenje na Zemlji ključnega pomena sistemi, ki podpirajo življenje kljub vedno večjemu številu ljudi v umetnih urbanih sistemih. Gozdove in kmetijska zemljišča smo primerjali glede na količino in strukturo umetno vložene energije (delo ljudi in strojev, vložki energije, vezane v snovi, npr. gnojila, semena, zaščitna sredstva). Umetne energijske vnose smo zaradi obsežnosti dela podrobneje obravnavali v določenih izbranih predelih. Vzorčno območje zajema 46 % nekdanje občine Kočevje. Za gozdarski del raziskave so obravnavani gozdni predel predstavljali posamemi ureditveni odseki v gospodarskih enotah Grintavec, Stojna, Vrbovec, Željne-Laze, Mozelj, Rog in Poljanska dolina, skupaj 26.234 ha gozdov. Gre za gospodarske enote, v katerih naletimo na vse zgradbene mačilnosti Kočevske. Za kmetijski del raziskave smo se opirali na vsa tri družbena posestva, ki ležijo na istem področju in z njimi upravlja Mercator-Kmetijsko gospodarstvo (dalje MKG) Kočevje. To so farme Mlaka, Livold, Cvišlarji, ki smo jih obravnavali kot vzorčne kmetijske površine, skupaj 1.899 ha. Za vse zemljiške kategorije smo primerjali podatke o vseh energijskih vnosov za vzorčno leto 1993. Podatke o umetnih energijskih vnosih in podatke o proizvodnji za leto 1993 smo dobili za kmetijski prostor pri MKG Kočevje, za gozdove pa pri GG Kočevje, ki se je prav takrat razdelilo na Izvajalsko podjetje in na Zavod za gozdove Republike Slovenije. Podatke o gozdnih gradnjah smo pridobili iz načrtov gozdnogospodarskih enot, normative pa iz literature. Pri podatkih o gozdarski proizvodnji smo izhajali iz denarnih nadomestil za delo v gozdni proizvodnji in pri gojitvenih delih v letu 1993. Iz njih je razviden delež nadomestil za gorivo in mazivo ter za rezervne dele in amortizacijo pri delu s stroji. Pri gojitvenih delih smo ločevali ročno in strojno delo. Prav tako smo upoštevali tudi ure ročnega dela pri varstvenih delih. Ker vemo, da se sečnja in gojenje ne ponavljata vsako leto na isti površini, je bilo potrebno dela na dejanski površini preračunati na celotno površino gozdov v vzorčnem obmčju, torej tudi na tiste površine, kjer gozdarji v omenjenem letu niso delali. Le tako namreč lahko primerjamo povprečne enoletne gozdarske vnose v gozdove s kmetijskimi enoletnimi vnosi, saj tako izravnamo posebnosti gozdarskih vnosov. S sečnjo se ne vračamo na isto površino vsako leto, podobno je tudi z gojitvenimi in varstvenimi deli, ki so mačilna za določeno razvojno stopnjo, torej so vezana na določeno časovno obdobje v razvoju gozda. 205 Pirnat, J.: Umetni energijski vnosi ... Na kmetijskih površinah je slika drugačna. Podatki se se nanašali na izrabo vseh površin v letu 1993, seveda z razlikami med farmami, ki so odvisne tudi od posameznih kultur. Tudi tu smo uporabili podatke o vloženem gorivu in mazivu ter nadomestilih za rezervne dele in amortizacijo pri delu s stroji, kot jih prikazuje MKG Kočevje. Prav tako smo ločevali ročno in strojno delo. Za vsako rabo tal smo podatke o številu ur dela posameznih strojev na določeni površini pomnožili z njihovo močjo in tako dobili vrednosti v kWh. Stroške v tolarjih za gorivo in mazivo smo spremenili v kWh tako, da smo ceno delili s tehtano ceno nafte za leto 1993 (52, 73 SIT na liter). Energijska vrednost nafte je med 42 in 44 MJ/kg, povprečno 43 MJ na kg, gostota pa 0,8 kg na dm3 (ANKO 1985, SMIL 1991), torej je energijska vrednost enega litra nafte okrog 9,55 kWh. Energijsko vrednost za umetna in naravna gnojila ter škropiva smo privzeli po literaturi (McDONALD et al. 1995, RADINJA 1996). Podatke o prostoru, ki jih je bilo treba poprej še spremeniti v vektorsko obliko, smo obdelali s programom ROOTS 1.0 (CORSON-RIKERT 1992). Sem sodijo karte Družbenega plana rabe tal območja Kočevske za obodbje 1981-1985 v merilu 1:50.000. Vse vsebinske primerjave in prekrivanja smo obdelali s pomočjo geografskega informacijskega sistema IDRISI 4.1 (EASTMAN 1993). Vse računske obdelave in preglednice smo izdelali s pomočjo programa EXCEL 5.0 v okolju Microsoftovih Oken. 3 REZULTATI RESULTS Vneseno energijo v določen sistem predstavljajo vsi vnosi, ki jih človek neposredno ali posredno vnaša vanj. Vnosi se lahko v času in prostoru močno spreminjajo, saj vplivajo na njihovo količino in kakovost novo znanje in nove tehnične izboljšave in materiali. Odvisni so tudi od gospodarskih zmožnosti vlagatelja, še najmanj pa od naravnih danosti, ki so bile sicer osnova za izbiro določene rabe tal, danes pa le izjemoma (npr. nagibi) odločajo pri izbiri tehnologije. Tako lahko že nova tehnologija značilno zaznamuje količino in kakovost vložene energije v določen sistem. Naše ugotovitve veljajo za vnose v intenzivno živinorejsko usmerjeno kmetijstvo na družbenih posestvih in za sonaravno ter mnogonamensko gospodarjenje z gozdovi na Kočevskem. 206 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 55 3.1 KMETIJSKE POVRŠINE AGRI CUL TURAL AREA Preglednica št. l prikazuje delo, amortizacijo in stroške rezervnih delov kot energijski vložek, tehtano za vsa tri vzorčna družbena posestva. Strojno delo je danes ena ključnih postavk pri analizi umetnih energijskih vnosov, saj si brez njega kmetijstvo ne more predstavljati pridelovanja hrane. Ker je bilo izbrano leto 1993 po mnenju vodilnih strokovnjakov MKG Kočevje značilno za intenzivno gospodarjenje v zadnjem obdobju, lahko sklepamo, da dajejo podatki dokaj značilno podobo energijskih vnosov, kijih predstavlja strojno delo na farmah na Kočevskem. Amortizacija je naslednja postavka. Amortizacijska stopnja znaša po računovodskih podatkih MKG Kočevje 14,3 % nakupne vrednosti strojev. Tako dobljene vrednosti smo preračunali v kWh s pomočjo cene in energijske vrednosti nafte. Amortizacijske stopnje po rabah tal smo priredili času, ki so ga posamezni stroji porabili na različnih stroškovnih mestih - njivi, travniku in pašniku. Stroške za rezervne dele smo preračunali v kWh s pomočjo cene in energijske vrednosti nafte. Priredili smo jih posameznim rabam tal sorazmerno glede na število delovnih ur, ki so jih posamezni stroji opravili na njivah, travnikih in pašnikih. Ročno delo se pojavlja v vseh kategorijah, je pa v primerjavi s strojnim delom in drugima postavkama zanemarljivo majhen energijski vložek. V preglednici št. 1 je zanimiva notranja struktura stroškov. Razmerja med vloženim delom, porabo rezervnih delov in amortizacijo pri travnikih in pašnikih so približno enaka, pri njivah pa prevladujejo amortizacijski stroški, ker so za delo na njivah uporabljali dražjo in zahtevnejšo mehanizacijo. 207 Pirnat, J.: Umetni energijski vnosi ... Preglednica 1: Strojno delo, amortizacija strojev, stroški za rezervne dele in ročno delo kot energijski vnosi na kmetijskih površinah po rabah tal (v kWhlha) Table 1: Machine work, depreciation, spare parts and manual labour as energy inputs in the agricultural land according to different land uses (in kWhlha) Energijski vložek Njive Travniki Pašniki Energy input Fields Meadows Pastures (kWh/ha) (kWh/ha) (kWh/ha) Strojno delo 1646,42 562,78 334,76 Machine work Amortizacija 2896,35 688,78 303,35 Depreciation Rezervni deli Spare parts 280,28 580,02 258,38 Ročno delo Manual labour 0,68 0,26 0,23 Skupaj 4823,73 1831,84 896,72 Tota! Snovni vnosi kot energijski vložek niso nič manj pomembna kategorija. V preglednici št. 2 jih prikazujemo kot tehtane vrednosti za vse obravnavane površine MKG Kočevje. Preglednica 2: Umetna in naravna gnojila, škropiva in semena kot energijski vnosi na kmetijskih površinah po rabah tal (v kWhlha) Table 2: Artificial and natura! fertilisers, pesticides and seeds as energy inputs in the agricultural land according to different land uses (in kWh/ha) Energijski vložek Njive Travniki Pašniki Energy input Fields Meadows Pastures (kWh/ha) (kWh/ha) (kWh/ha) Umetna gnojila 3094,16 2038,64 1918,79 Artificial fertilisers Naravna gnojila 3810,55 2813,34 1691,67 Naturalfertilisers Škropiva 81,44 Pesticides - - Semena 831,76 Seeds - - Skupaj 7817,91 4851,98 3610,46 Tota/ Nerazporejeni po rabah tal so stroški izdelave krmil za govedo, prašiče in drobnico ter porabljena električna energija. Vnosi, ki jih predstavlja nakup surovin za izdelavo krmil so zelo veliki. Glede na to, da jih porabljajo neposredno za prehrano živine, ne pa kot vložek v njivo, travnik ali pašnik, 208 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 55 jih predstavljamo kot nerazporejene energijske vložke. Podatke o energijskih vrednostih močnih krmil smo črpali iz literature (McDONALD et al. 1995). Tako preračunane vrednosti znesejo 30.954,35 kWh/ha za vsa močna krmila oziroma 25.404,33 kWh/ha za porabljena močna krmila. V prodajo je šla razlika, ki znaša 5550,02 kWh/ha in sodi med energijske izhode iz sistema. Podatki o porabi električne energije so bili na voljo le za farme kot celoto ter znašajo 1085,13 kWh/ha. Električne stroje so uporabljali predvsem za molžo, dosuševanje sena, siliranje in rezanje slame. Ta dela niso vezana direktno na uspevanje kultur na njivi, travniku in pašniku, pač pa na shranjevanje oziroma predelavo pridelkov; pri molži gre celo za delo na naslednji prehrambeni oziroma energijski stopnji. Zato nismo porabe električne energije vodili po posameznih rabah tal, pač pa smo jo pripisali v rubriko nerazporejene energije, kamor sodijo tudi nakupi močnih krmil. Nerazporejene vnose prikazujemo v preglednici št. 6. 3.2 GOZDNE POVRŠINE FOREST AREA Energijske vnose v gozdove prikazujemo ločeno po gospodarskih razredih in skupno, kjer je to edino smiselno (prevozi lesa). Gospodarski razred sicer ni krajinska kategorija, pač pa pripomoček za načrtovanje vseh ukrepov v gospodarskih gozdovih. Oblikovan mora biti homogeno predvsem glede na drevesno sestavo, zgradbo sestojev, zdravstveno stanje in rastnost sestojev (BONČINA 1989, 1996). Zaradi teh lastnosti je lahko gospodarski razred smiselna enota, kadar želimo členiti gozdove z vidika energijskih vnosov. V preglednici št. 3 prikazujemo energijske vložke, ki jih predstavlja pridobivanje lesa, preračunano na celotno površino vzorčnega območja za posamezne gospodarske razrede. Stroški rezervnih delov predstavljajo polovico vseh energijskih vložkov, slabo četrtino poraba goriva in maziva ter dobro četrtino amortizacijski stroški. Pri pridobivanju lesa se uporablja draga strojna oprema, zato lahko stroški amortizacije in rezervnih delov močno presegajo stroške, ki jih predstavlja samo poraba goriva in maziva. Razlike med posameznimi gospodarskimi razredi so odvisne predvsem od razvojnih stopenj in reliefnih značilnosti, ki so najmočneje vplivale na izbiro mehanizacije in s tem na stroške pri delu. Teh razlik ne smemo brez pridržkov posplošiti kot tipične vrednosti za posamezen gospodarski razred, saj bi za kaj takega potrebovali dolgoletne podatke o sečnji in spravilu. 209 Pirnat, J.: Umetni energijski vnosi ... Notranja struktura vnosov kaže, da je strojno delo predstavljalo v povprečju 23 % , rezervni deli 46 % in amortizacija 31 % vseh vnosov. Preglednica 3: Strojno delo, rezervni deli in amortizacija pri pridobivanju lesa kot energijski vložek na celotni površini vzorčnega območja (v kWh/ha) Table 3: Machine work, spare parts and depreciation of machinery inforest production as energy input in the whole study area (in kWh/ha) Energijski vnosi pri sečnji in spravilu (v kWh/ha) Fellinf! and skiddinf! as ener !V inputs (in kWh/ha) Gospodarski razred Strojno delo Rezervni deli Amortizacija Skupaj / Management class Machine Spareparts Depreciation Tota! work Jelovo-bukovi, skupinsko postopni 113,90 248,07 137,11 499,08 Fir-beech, wouv-waded manaf!ement Jelovo-bukovi, prebiralni 79,37 172,18 95,08 346,63 Fir-beech, selec/ion manaf!,ement Jelovo-bukovi, zabukovljeni 111,46 258,34 144,67 514,47 Fir-beech, dominance of beech Jelovo-bukovi, zasmrečeni 118,78 247,76 135,61 502,15 Fir-beech, dominance qf spruce Jelovo-bukovi, nižinski 105,76 242,42 135,45 483,63 Fir-beech low-lvinf! stands Bukovi sestoji 108,93 252,84 141,64 503,41 Beech stands Hrastovo-bukovi sestoji 111,81 252,82 140,86 505,49 Oak-beech stands Bukovja na silikatu 65,36 119,08 62,99 247,43 Beech stands on silicate paren/ rock Termofilna bukovja 24,46 53,30 29,46 107,22 Thermovhilic beech stands Nižinski zasmrečeni 88,18 Low-lyinf!., dominance of spruce 196,46 109,12 393,76 Malodonosni sestoji 39,08 84,79 46,82 170,69 Low-vield stands Prednostne površine za divjad 46,79 108,90 61,03 216,72 Preferential areas far f!ame Varovalni sestoji 54,94 96,78 50,71 202,43 Protective forests Tehtane sredine 88,82 Weif!hted means 198,63 110,41 397,86 Prevozi lesa Wood transport 63,61 101,30 96,41 261,32 Skupaj 152,43 299,93 206,82 659,18 Tota/ Drugi sklop del v gozdarstvu predstavljajo gojitvena in varstvena dela, ki jih prav tako prikazujemo kot energijske vnose po gospodarskih razredih. V preglednici št. 4 prikazujemo energijske vložke v gojenje gozdov na celotni površini, preračunane iz 210 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 55 cenovne vrednosti posameznih del. Tudi tu smo si pomagali s ceno in energijsko vrednostjo nafte oziroma s številom ur ročnega dela. Zanimiva je notranja struktura stroškov. Strojno delo predstavlja 17 % energijskih vložkov, rezervni deli 11 %, amortizacijski stroški 3 %, ročno delo pod 1 %, pač pa pomenijo snovni vnosi (sadike) kar 69 % vseh energijskih vnosov. Gojitvena dela predstavljajo največji vložek v gospodarskih razredih, kjer je večji delež spremenjenih sestojev. Hkrati so bili v letu 1993 najvišji materialni vnosi - to je predvsem sadnja - doseženi v malodonosnih gozdovih. Obe ugotovitvi sta poučni. Spremenjene gozdove mora človek z energijskimi vnosi gojitvenih del drago vzdrževati. Malodonosni gozdovi pa so največkrat degradirani sestoji, ki zahtevajo predvsem veliko umetne obnove s sadnjo; zato je razumljivo, da so tu snovni vnosi izjemno veliki. Kljub vsemu so za vzdrževanje sistema enako pomembni vložki v obliki drugih gojitvenih del, saj sadijo praviloma le enkrat, druga gojitvena dela pa spremljajo novo nastajajoči sestoj še desetletja, od obžetev, nege mladja, in gošče do prvih redčenj. Gozdovi, ki so blizu naravni obliki, potrebujejo manj gojitvenih posegov. Posamezna gojitvena dela potekajo le v določenih razvojnih stopnjah oziroma starostnih razredih, prav tako se ne pojavljajo v enakem obsegu vsako leto. V preglednici št. 5 prikazujemo energijske vložke v varstvo gozdov preračunane na celotno površino vzorčnega območja za posamezne gospodarske razrede. Tudi tu predstavljajo največji delež vseh vnosov snovni vnosi, to so premazi, ograje in druge oblike zaščite mladih drevesc pred divjadjo ter postavitev lovnih pasti za podlubnike. 211 Pirnat, J.: Umetni energijski vnosi ... Preglednica 4: Strojno delo, ročno delo, amortizacija in snovni vnosi pri gojitvenih delih kot energijski vnosi glede na celotno površino modelnega območja (v kWhlha) Table 4: Machine work, spare parts and depreciation of machinery and material inputs in the form of silvicultural measures as energy input in the whole study area (in kWhlha) Energijski vnosi v gojenje gozdov (v kWh/ha) Silvicultural measures as enersn, inputs (in kWhlha) Strojno Rezervni Amortizacija Ročno Snovni Skupaj Gospodarski razred delo deli delo vnosi Management class Machine Spare Depreciation Manual Material Tota/ work parts labour inputs Jelovo-bukovi, skup. postop. 0,85 0,54 0,14 0,02 2,99 4,56 Fir-beech, group-graded mana1