Μελλοντικό σενάριο 2: Κλιματική αλλαγή

Μοντέλα δασικής διαδοχής

Για την πρόβλεψη της μελλοντικής πορείας διαδοχής που θα ακολουθήσει το δάσος της περιοχής, όπως και για την αποκατάσταση των ενδιάμεσων στιγμών του παρελθόντος, το έργο αξιοποίηση ένα μοντέλο δασικής διαδοχής της οικογένειας Landis.

Το LANDIS PRO είναι ένα σχετικά νέο μοντέλο, το οποίο βασίζεται σε πάνω από μια δεκαετία ανάπτυξης και δοκιμών του αρχικού μοντέλου LANDIS. Το LANDIS-PRO προσομοιώνει τη δυναμική της διαδοχής των δασών, της διασποράς των σπόρων, του ανέμου, της πυρκαγιάς, της βιολογικής διαταραχής (έντομα και ασθένειες), της συγκομιδής, της συσσώρευσης και αποσύνθεσης καυσίμων και της διαχείρισης καυσίμων. Διαφέρει  από τις προηγούμενες εκδόσεις των μοντέλων LANDIS, καθώς το LANDIS PRO παρακολουθεί τον αριθμό των δένδρων ανά ηλικιακές ταξεις  και, κατά συνέπεια, ενσωματώνει πληροφορίες πυκνότητας και μεγέθους και διαδικασίες τάξη της συστάδας  σε κάθε κελί. Η προσομοίωση ικανότητα του LANDIS PRO να προσομοιώνει, καθιστά δυνατή την πρόβλεψη της αλλαγής του δάσους για μια μεγάλη δασική περιοχή υπό διάφορα εναλλακτικά σενάρια κλίματος.

Για κάθε δασικό είδος που πρόκειται να μοντελοποιηθεί στο πρόγραμμα LANDIS χρησιμοποιούνται  παράμετροι όπως είναι η µακροζωία (longevity), η ηλικία της αναπαραγωγής  (age of sexual maturity), η αντοχή στη σκιά (shade tolerance class), η  αποτελεσματική και μέγιστη απόσταση διασποράς σπόρων (effective and maximum seed dispersal, η πιθανότητα βλαστικής αναπαραγωγής (probability of resprouting), η ελάχιστη και μέγιστη ηλικία βλαστικής αναπαραγωγής (minimum and maximum age of vegetative reproduction), καθώς και για η ικανότητα αναπαραγωγής μετά τη φωτιά (post-fire regeneration). Η μακροζωία και η ωριμότητα ορίζονται σε έτη, η αντοχή στη  σκιά και πυρκαγιά βαθμολογούνται σε μια κλίμακα από ένα έως πέντε.

Η πιθανότητα διασποράς ακολουθεί αρνητική εκθετική καμπύλη με το μεγαλύτερο μέρος της κατανομής να εμπίπτει στην πραγματική απόσταση.  Μόλις υπολογιστεί η ανάπτυξη και η διασπορά σπόρων, το μοντέλο υπολογίζει τον αυξανόμενο χώρο που καταλαμβάνεται (GSO), ή το τρέχον ποσοστό της τοποθεσίας που καλύπτεται από δέντρα. Η τιμή για την GSO μετρά τον τρέχοντα αυξανόμενο χώρο για τα είδη. Το μέγιστο GSO μπορεί να υπερβεί το 1,0  όταν υπάρχουν πολλαπλές κάθετες δομές θόλων στην περιοχή. Στη συνέχεια υπολογίζεται ο αριθμός των δυνητικών σποροφύτων (NPES) για την τοποθεσία. Αυτό λαμβάνει υπόψη το GSO για την περιοχή, καθώς και τον αριθμό των σπόρων που φθάνουν στην περιοχή κατά τη διάρκεια του χρονικού βήματος. Ο αριθμός των δυνητικών σποροφύτων πολλαπλασιάζεται επί τον συντελεστή εγκατάστασης του είδους αυτού επί του τρέχοντος τύπου γης που καθορίζεται στο αρχείο χαρακτηριστικών του τύπου γης. Αυτό καθορίζει τον αριθμό των σποροφύτων για κάθε είδος που εγκαθίσταται επιτυχώς στην περιοχή. 

Η θνησιμότητα που προκαλείται από τη μακροζωία προσομοιώνει τη θνησιμότητα των ειδών όταν ένα άτομο φθάνει στη μέγιστη μακροζωία που ορίζεται από το χρήστη. Η θνησιμότητα που προκαλείται από την αυτοαραίωση προσομοιώνει τη θνησιμότητα των ειδών που προκαλείται από τον ανταγωνισμό μεταξύ και εντός των ειδών για τους πόρους(π.χ. φως και θρεπτικά συστατικά), γεγονός που συνήθως οδηγεί σε υψηλό ποσοστό θνησιμότητας για τα νεότερα δέντρα. Η τυχαία θνησιμότητα ελέγχεται από μια συνάρτηση πιθανότητας με βάση την ηλικία ενός δέντρου και τη συνολική βασική περιοχή του τόπου.

Ο χρήστης μπορεί να παρέχει προεπιλεγμένες πιθανότητες της θνησιμότητας για κάθε είδος σε ένα χρονικό διάστημα ίσο με το χρονοδιάγραμμα του μοντέλου. Μόλις υπολογιστούν όλοι οι παράγοντες, το LANDIS παράγει μια σειρά χαρτών GIS για κάθε χρονικό βήμα που δείχνουν τον αριθμό των δέντρων, την κυκλική επιφάνεια και τις ηλικίες για κάθε pixel.

Εφαρμογή του μοντέλου LANDIS PRO στο παρόν έργο

Στο LANDIS PRO το υπό προσομοίωση τοπίο αναπαρίσταται ως ένα δισδιάστατο πλέγμα από ίσου μεγέθους κελιά. Κάθε κελί μπορεί να οριστεί ως Ενεργό και Μη Ενεργό.

Σε κάθε κελί ορίζεται η παρουσία ενός ή περισσοτέρων ειδών κατά την χρονική στιγμή 0 της προσομοίωσης. Κατά αυτόν τον τρόπο, το τοπίο χωρίζεται ουσιαστικά σε συγκεκριμένους Τύπους Βλάστησης (Landtypes), με διαφορετική σύσταση ειδών, διαφορετική εδαφοκάλυψη, επικυριαρχία ειδών κλπ. Κάθε ένα είδος, σε κάθε έναν Τύπο Βλάστησης αναλύεται σε ηλικιακές κλάσεις με ορισμένο χρονικό εύρος. Κατά τη διάρκεια της προσομοίωσης, τα είδη αλληλεπιδρούν, διασπείρονται, εξαπλώνονται και πεθαίνουν με βάση τα χαρακτηριστικά ιστορίας ζωής τους, τα οποία αποτελούν επίσης εισαγόμενο του μοντέλου.

Η κατανομή των παραπάνω δημογραφικών γεγονότων στον χώρο και τον χρόνο καθώς και, ως έναν βαθμό, οι σχέσεις ανάμεσα στα διαφορετικά είδη της εκάστοτε προσομοίωσης, καθορίζονται από έναν επιπλέον διαχωρισμό του τοπίου με βάση τα οικολογικά του χαρακτηριστικά. Πιο συγκεκριμένα, με βάση τη μορφολογία του εδάφους (κλίσεις, υψόμετρο κτλ.) ή/και τα κλιματικά στοιχεία (θερμοκρασίες, υγρασία κ.α.) ή/και άλλα χαρακτηριστικά του τοπίου (εδαφολογικά κλπ.), κατασκευάζεται χάρτης τύπου καταλληλότητας ενδιαιτήματος (Habitat suitability map) για κάθε είδος, χωρίζοντας το τοπίο σε διαφορετικούς τύπους ενδιαιτημάτων (βλ. παρακάτω Παράγραφο «Χάρτης καταλληλότητας ενδιαιτήματος»). Ο χάρτης αυτός, περιγράφει τον βαθμό κατά τον οποίο ορισμένες περιοχές του τοπίου είναι κατάλληλες ώστε να φιλοξενήσουν κάθε είδος, αλλά και βασικά χαρακτηριστικά κάθε ενδιαιτήματος που σχετίζονται με την πιθανότητα βλάστησης των διαφορετικών ειδών σε σχέση με τη εδαφοκάλυψη. 

Στο πλαίσιο του έργου, μετά από πολλές δοκιμές, η περιοχή χωρίστηκε σε 70 ενδιαιτήματα με βάση τα κυριότερα, όπως προέκυψαν από την έρευνα, οικολογικά χαρακτηριστικά, δηλαδή το υψόμετρο, την έκθεση και την κλίση. Σε κάθε ενδιαίτημα, υπολογίστηκε η πιθανότητα βλάστησης του κάθε είδους, με βάση την ιστορία της βλάστησης, δηλαδή την παρουσία του είδους την περίοδο 1945-2015.

Αρχική Βλάστηση

Ως αφετηρία για όλες τις μελλοντικές προβολές του μοντέλου, τέθηκε το έτος 2015. Σημειώνεται ότι η διαδικασία για την παραμετροποίηση της αρχικής βλάστησης περιγράφεται αναλυτικά στο Παραδοτέο 13, όπου ως σημείο αφετηρίας τέθηκε το έτος 1945. Η ίδια διαδικασία ακολουθήθηκε και για την παραμετροποίηση της βλάστησης του 2015 και παρατίθεται συνοπτικά στο πλαίσιο του συγκεκριμένου Παραδοτέου, για λόγους συνοχής.

Σύμφωνα με τις προδιαγραφές του Landis, η περιοχή αναφοράς χωρίζεται σε κατηγορίες και σε κάθε κατηγορία προσδιορίζεται για το κάθε είδος ο αριθμός ατόμων ανά ηλικιακή κλάση, η οποία ταυτίζεται με το χρονικό βήμα που έχει τεθεί στη λειτουργία του μοντέλου (εδώ 10 χρόνια).

Η βασική πηγή γεωαναφερμένων πληροφοριών που έχουμε για τη βλάστηση της περιοχής, είναι τα αποτελέσματα τη φωτοερμηνείας, τα οποία αξιολογήθηκαν, συμπληρώθηκαν και διορθώθηκαν με τα δεδομένα από τις Δοκιμαστικές Επιφάνειες και την επιτόπια έρευνα. Τα δεδομένα αυτά είναι άμεσα διαθέσιμα με τη μορφή των πολυγώνων, όπου στις 3 διαδοχικές στιγμές (1945, 1970, 2015) καταγράφεται:

-       Το είδος της βλάστησης, με βάση τα δύο κυρίαρχα είδη

-       Ο βαθμός κυριαρχίας του πιο άφθονού είδους σε 3 τιμές: 25%, 50%, 75% (το 2015 μέσω της φωτοερμηνείας, το 1945 και το 1970 με έμμεσους υπολογισμούς, με βάση την αναμενόμενη αντίστροφη πορεία διαδοχής).

-       Ο συνολικός βαθμός δασοκάλυψης σε 5 τιμές: 20%, 40%, 60%, 80%, 100%.

-       Βαθμός ωριμότητας των περισσοτέρων ατόμων σε κάθε πολύγωνο, σε 2 τιμές: νεαρά, ώριμα.

Ειδικά για το έτος 2015, το οποίο τέθηκε ως αφετηρία για τα μελλοντικά σενάρια, η αξιοπιστία των δεδομένων που προέρχονται από την φωτοερμηνεία είναι ικανοποιητική, αφού η φωτοερμηνεία έγινε με βάση σύγχρονες, έγχρωμες δορυφορικές εικόνες επαρκούς ανάλυσης (βλ. αναλυτικά Παραδοτέο 4 για τη διαδικασία της φωτοερμηνείας και τα αποτελέσματά της).

Καταλληλότητα ενδιαιτήματος

Στο πλαίσιο του μοντέλου Landis, η κατανομή των δημογραφικών γεγονότων στον χώρο και τον χρόνο καθώς και, ως έναν βαθμό, οι σχέσεις ανάμεσα στα διαφορετικά είδη της εκάστοτε προσομοίωσης, καθορίζονται από έναν επιπλέον διαχωρισμό του τοπίου με βάση τα οικολογικά του χαρακτηριστικά. Πιο συγκεκριμένα, με βάση τη μορφολογία του εδάφους (κλίσεις, υψόμετρο κτλ.) ή/και τα κλιματικά στοιχεία (θερμοκρασίες, υγρασία κ.α.) ή/και άλλα χαρακτηριστικά του τοπίου (εδαφολογικά κλπ.), κατασκευάζεται χάρτης τύπου καταλληλότητας ενδιαιτήματος (Habitat suitability map) για κάθε είδος, χωρίζοντας το τοπίο σε διαφορετικούς τύπους ενδιαιτημάτων. Ο χάρτης αυτός, ο οποίος είναι τύπου raster, περιγράφει τον βαθμό κατά τον οποίο ορισμένες περιοχές του τοπίου είναι κατάλληλες ώστε να φιλοξενήσουν κάθε είδος, αλλά και βασικά χαρακτηριστικά κάθε ενδιαιτήματος που σχετίζονται με την πιθανότητα βλάστησης των διαφορετικών ειδών σε σχέση με τη εδαφοκάλυψη.

Ο χάρτης καταλληλότητας ενδιαιτημάτων και το συνοδό αρχείο περιγραφής των βασικών οικολογικών χαρακτηριστικών του τοπίου, επηρεάζουν καθοριστικά την ικανότητα πρόβλεψης του οικολογικού μοντέλου, όσον αφορά την πορεία της διαδοχής και την σύσταση του τοπίου σε είδη κατά ορισμένη χρονική στιγμή.

Στη βασική λογική του μοντέλου, η καταλληλότητα του κάθε ενδιαιτήματος για το κάθε είδος και κατ’ επέκταση οι πιθανότητες βλάστησης του κάθε είδους σε αυτό, διαμορφώνονται από τα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά της έκτασης στην οποία αναφέρεται. Στο παραδοτέο 7 (Κεφ. 4) έγινε μια προσπάθεια συσχέτισης της βλάστησης, με βάση τις σχετικές αφθονίες των 4 κύριων δασικών ειδών, με βασικές περιβαλλοντικές παραμέτρους, ώστε να περιγραφεί η οικοθέση κάθε είδους. Η προσπάθεια αυτή κατέληξε σε μια σαφή συσχέτηση της σχετικής αφθονίας με το υψόμετρο και την έκθεση. Έτσι, η περιοχή διαχωρίστηκε σε οικοθέσεις, ανάλογα με αυτές τις δύο παραμέτρους. Στις οικοθέσεις αυτές προστέθηκαν οι μη ενεργές περιοχές, οι λιθώνες και οι παραποτάμιες εκτάσεις, όπου τα χαρακτηριστικά του ενδιαιτήματος καθορίζονται από άλλους παράγοντες, πέρα από το υψόμετρο και την έκθεση. Προέκυψαν τελικά 42 διακριτές οικοθέσεις.

Σε κάθε μία από τις οικοθέσεις αυτές, υπολογίσαμε τη σχετική αφθονία του κάθε είδους στην κάθε οικοθέση, ως ένα μέτρο της πραγματοποιημένης οικοθέσης του κάθε είδους, εντός της αντίστοιχης απόλυτης οικοθέσης. Η σχετική αφθονία, ή το μέγεθος της πραγματοποιημένης οικοθέσης, αντιστοιχεί στην πιθανότητα να αναπτυχθεί το κάθε είδος εντός της κάθε απόλυτης οικοθέσης.

Με την παραπάνω διαδικασία, και με τις παραπάνω παραδοχές, διακρίθηκε η περιοχή σε οικοθέσεις και παραμετροποιήθηκε η οικολογική καταλληλότητα της κάθε οικοθέσης, με βάση τη σχετική αφθονία του κάθε είδους, ως η πιθανότητα να αναπτυχθεί το κάθε είδος σε κάθε οικοθέση. Στις οικοθέσεις αυτές ωστόσο δεν μπορούν να συμπεριληφθούν κάποιες ιδιαίτερες θέσεις, όπου αναπτύσσονται συγκεκριμένες συνθέσεις βλάστησης:

-       Λιθώνες

-       Παραποτάμια βλάστηση

-       Ορεινοί θαμνώνες

-       Μη ενεργές θέσεις

Η παραπάνω παραμετροποίηση περιγράφεται αναλυτικά στο Παραδοτέο 13 και αξιοποιήθηκε για το τρέξιμο του μοντέλου στο διάστημα 1945-2015. Όπως σημειώθηκε παραπάνω, αυτές οι δοκιμές επικύρωσαν την καταλληλότητα των ρυθμίσεων.

Μελλοντικά σενάρια

Η συνολική παραμετροποίηση του Landis έγινε με τέτοιο τρόπο, ώστε με αρχική κατάσταση την δοσμένη βλάστηση του 1945, να μπορεί να προβλέπει με την μεγαλύτερη δυνατή ακρίβεια την επίσης γνωστή βλάστηση του 2015. Αυτός ήταν και ο κύριος ερευνητικός σκοπός του έργου, αφού έτσι μπορέσαμε να ανακτήσουμε μια εκτίμηση για τη βλάστηση σε όλες τις ενδιάμεσες στιγμές και κατ' επέκταση να την αναπαραστήσουμε με τη μέγιστη δυνατή ακρίβεια.

Με αυτή τη διαδικασία όμως, εξασφαλίστηκε παράλληλα μια σωστή ρύθμιση του μοντέλου, με βάση τις υφιστάμενες γενικές οικολογικές συνθήκες, η οποία μπορεί να αξιοποιηθεί για αξιόπιστες μελλοντικές προβλέψεις. Έτσι, το ίδιο ρυθμισμένο μοντέλο έτρεξε για τρία εναλλακτικά μελλοντικά σενάρια:

1. "Κανονικότητα":
2. "Κλιματική αλλαγή": ομοίως με παραπάνω, συν μια αλλαγή στις κλιματικές συνθήκες
3. "Καμία διαταραχή": η δασική διαδοχή συνεχίζεται αδιατάρρακτη

Σενάριο 2 "Κλιματική Αλλαγή"

Υπόθεση εργασίας: η ανθρώπινη παρουσία στην περιοχή συνεχίζεται, με βάση τις σημερινές τάσεις και το κλίμα αλλάζει, με βάση ένα μέτριο σενάριο κλιματικής αλλαγής

Υλοτομία

Ως σήμερα, παρά τη μείωση του πληθυσμού της περιοχής, η υλοτομία τις τελευταίες δεκαετίες συνεχίζεται κανονικά σε όλα τα δάση της περιοχής, με βάση τις Διαχειριστικές Μελέτες της οικείας Δασικής Υπηρεσίας Καστοριάς (βλ. αναλυτικά Παραδοτέο 12). Μάλιστα, ακόμα και δασικές εκτάσεις που τις προηγούμενες δεκαετίες δεν ήταν προσβάσιμες, λόγω έλλειψης οδικού δικτύου ή πιθανής παρουσίας ναρκοπεδιών, τις τελευταίες δεκαετίες εντάχθηκαν κατά κανόνα στο διαχειριστικό πρόγραμμα των δασών της περιοχής. Άλλωστε, οι υλοτομίες στην περιοχή δεν συνδέονται άμεσα με τον τοπικό πληθυσμό, αφού πραγματοποιούνται και από εμπόρους και υλοτόμους των γειτονικών περιοχών.

Για τις μελλοντικές προβλέψεις συνεπώς, εκτιμήθηκε ότι η υλοτομία θα συνεχιστεί κανονικά, σε όλα τα δάση της περιοχής, με βάση τις Διαχειριστικές Μελέτες που θα εκπονούνται κανονικά και θα υλοποιούνται. Επιπλέον, στα υλοτομούμενα δάση θα προστίθενται σταδιακά νέες δασικές εκτάσεις που θα προκύψουν από την ανάπτυξη των δέντρων σε εκτάσεις που το 2015 εμφανίζονται ως λιβαδικές, είτε λόγω της εγκατάλειψης αυτών των λιβαδιών (βλ. παραπάνω), είτε λόγω της πυρκαγιάς του 2007. Οι εκτάσεις αυτές, εκτιμήθηκε ότι θα ξεκινήσουν να υλοτομούνται σε 30 χρόνια, δηλαδή το 2045.

Για τη ρύθμιση του Landis στα μελλοντικά σενάρια, ακολουθήθηκε παρόμοια διαδικασία με αυτή που περιγράφεται στο Παραδοτέο 13. Οι υλοτομήσεις γίνονται ανά δεκαετές βήμα, όπως προβλέπεται άλλωστε και από τις Διαχειριστικές Μελέτες της περιοχής. Τα υφιστάμενα από το 2015 δάση χωρίστηκαν σε 4 κατηγορίες. Για κάθε κατηγορία, υπολογίστηκε η Basal Area που θα προκύπτει μετά από την υλοτόμηση, ανάλογα με τη σύνθεση των συγκεκριμένων δασών. Στις κατηγορίες αυτές προστίθενται τα νέα δάση και τα λιβάδια. Εδώ το Basal Area μετά την υλοτομία ρυθμίστηκε σε μια τιμή κοντά σε αυτή που υπολογίστηκε για τα δάση της Μαύρης Πεύκης, αφού αυτή αναμένεται να κυριαρχήσει σε αυτές τις εκτάσεις, αυξημένη ελαφρά ώστε να πλησιάζει το μέσο όρο.

Βόσκηση

Όπως δείχθηκε στο Παραδοτέο 12, ο συνολικός πληθυσμός των 3 οικισμών της περιοχής (Χρυσή, Πευκόφυτο και Νέα Κοτύλη, με τη σημειώσει ότι η τελευταία βρίσκεται λίγο εκτός των ορίων της περιοχής μελέτης, αλλά οι κάτοικοι δραστηριοποιούνται κυρίως εντός), από το 1940 ως σήμερα βαίνει διαρκώς μειούμενος, πέφτοντας από τα 1600 άτομα το 1940, στα 243 (απογραφή του 2011). Η μείωση του παραγωγικού πληθυσμού είναι ακόμα πιο απότομη, αφού από τα 243 που απογράφονται ακόμα στην περιοχή, η πλειονότητα είναι μεγάλης ηλικίας κι εκτός παραγωγής, ενώ μεγάλο μέρος τους δεν κατοικεί πια στην περιοχή, παρότι επιλέγει να απογράφεται εκεί.

Η μείωση αυτό αποτυπώνεται και στη μείωση των παραγωγικών ζώων. Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις που περιγράφονται αναλυτικά στο Παραδοτέο 12, οι ζωικές μονάδες μειώθηκαν περίπου από το μέγιστο των 22.000 πριν τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο, στις 3.300 περίπου κοντά στο 2015. Τις τελευταίες δεκαετίες, φαίνεται να διατηρούν αυτή την πτωτική τάση. Οι τάσεις αυτές οδηγούν στη σταδιακή δάσωση ακόμα και των λιβαδιών που παραμένουν ανοιχτά το 2015 (βλ. αναλυτικά Παραδοτέο 4).

Με βάση τα παραπάνω, για την παραμετροποίηση της βόσκησης τις επόμενες δεκαετίες, έγιναν οι παρακάτω παραδοχές:

-       Η βόσκηση περιορίζεται σε λιβάδια και όχι σε δάση, αφού η κλαδονομή έχει σταματήσει και η έκταση των λιβαδιών είναι μεγαλύτερη από αυτή που χρειάζονται τα εναπομείναντα ζώα στην περιοχή.

-       Οι περιοχές που χαρακτηρίστηκαν ως λιβάδια το 2015, χωρίστηκαν σε τρεις κατηγορίες:

1.    Λιβάδια βοσκούμενα: θα συνεχίζουν να βοσκούνται σε όλη τη διάρκεια των μελλοντικών σεναρίων (100 έτη)

2.    Λιβάδια με μειούμενη βόσκηση: θα βοσκούνται συστηματικά ως το 2015, και σταδιακά λιγότερο ως το 2045, οπότε και θα σταματήσουν να βοσκούνται.

3.    Λιβάδια εγκαταλελειμμένα: έχουν σταματήσει να βοσκούνται ήδη από το 2015.

Η διάκριση των τριών κατηγοριών έγινε με βάση τα παρακάτω κριτήρια:

-       Γειτνίαση με οικισμούς ή γνωστές στάνες: τα λιβάδια που βρίσκονται κοντά στους δύο κατοικημένους οικισμούς (Χρυσή και Πευκόφυτο) ή γύρω από τις γνωστές στάνες ου συνεχίζουν να λειτουργούν στην περιοχή, εκτιμήθηκε ότι θα συνεχίσουν να βοσκούνται.

-       Δενδροκάλυψη: αν η δενδροκάλυψη στα λιβάδια αυξήθηκε σημαντικά από το 1945 στο 2015 (ενν. χωρίς να έχουν ήδη μετατραπεί σε δάση), εκτιμήθηκε ότι βρίσκονται σε σταδιακή εγκατάλειψη και άρα εντάχθηκαν είτε στην κατηγορία 2 ή στην κατηγορία 3.

-       Υψόμετρο και απόσταση από οδικό δίκτυο: τα λιβάδια που βρίσκονται στα μεγαλύτερα υψόμετρα ή μακρύτερα από το οδικό δίκτυο, εκτιμήθηκε ότι θα εγκαταλειφθούν πιο σύντομα.

-       Καταγραφή βόσκησης: λήφθηκαν υπόψη (α) τα αποτελέσματα της επιτόπιας έρευνας για τη λιβάδική βλάστηση (βλ. Παραδοτέο 4), όπου λήφθηκαν δείγματα από 20 δειγματοληπτικές επιφάνεις σε διάφορα λιβάδια της περιοχής και διαχωρίστηκαν αυτά που βοσκούνται από τα εγκαταλελειμένα, με βάση την παρουσία φυτών – δεικτών της βόσκησης, την καταγραφή κομμένων φυτών, κοπράνων κοκ και (β) επιτόπιες παρατηρήσεις από την 3χρονη έρευνα που έγινε στην περιοχή, για το ποια λιβάδια συνεχίζουν να χρησιμοποιούνται είτε από την τοπική κτηνοτροφία είτε από τα λίγα εναπομείναντα μετακινούμενα κοπάδια.

Με βάση τα παραπάνω κριτήρια και με συνεχείς δοκιμές ώστε να προκύψει μια εύλογη αναλογία και μια εύλογη γεωγραφική κατανομή, προέκυψε ο παρακάτω χάρτης. Εννοείται ότι οι παραπάνω παραδοχές και η πρόβλεψη για το αν κάποια έκταση θα συνεχίσει να βοσκείται ή όχι τις επόμενες δεκαετίες, ενέχει μεγάλο βαθμό αυθαιρεσίας και -όπως όλα τα μελλοντικά σενάρια- δεν στοχεύει σε μια ακριβή πρόβλεψη για το μέλλον του τοπίου στην περιοχή.

Σενάρια Κλιματικής Αλλαγής

Η παραμετροποίηση των συνεπειών της κλιματικής αλλαγής στην περιοχή βασίστηκε στα σενάρια SSP (Shared Socioeconomic Pathways). Τα SSP αποτελούν σενάρια μελλοντικών παγκόσμιων κοινωνικοοικονομικών μεταβολών, τα οποία συνδέουν διαφορετικές επιλογές («μονοπάτια») κλιματικές επιλογής με τις αντίστοιχες αναμενόμενες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και καταλήγουν τελικά στην πρόγνωση των κλιματικών αλλαγών που θα φέρει το κάθε μονοπάτι.

Στα σενάρια αυτά βασίστηκε και η πλέον πρόσφατη Έκτη Έκθεση αξιολόγησης της Διακυβερνητικής Επιτροπής για την Αλλαγή του Κλίματος (Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC). Τα σενάρια αυτά είναι ευρέως διαδεδομένα στη σχετική διεθνή βιβλιογραφία, είναι γνωστά σε ευρύτερο κοινό και κατά συνέπεια επαρκή και κατάλληλα για τις ανάγκες του συγκεκριμένου έργου.

Παρακάτω παρατίθεται μια δόκιμη εκλαΐκευση των βασικών παραλλαγών, όπως περιγράφονται στην προαναφερόμενη 6^η Έκθεση του IPCC:

-       SSP1-1.9: Το πιο αισιόδοξο σενάριο της IPCC, περιγράφει έναν κόσμο όπου οι παγκόσμιες εκπομπές CO₂ μειώνονται στο καθαρό μηδέν γύρω στο 2050. Οι κοινωνίες στρέφονται σε πιο βιώσιμες πρακτικές, με το ενδιαφέρον και όλες τις προσπάθειες να μετατοπίζονται από την οικονομική ανάπτυξη στη συνολική ευημερία. Οι επενδύσεις στην παιδεία και την υγεία αυξάνονται. Η ανισότητα μειώνεται. Οι ακραίες καιρικές συνθήκες είναι πιο συχνές, αλλά ο κόσμος έχει αποφύγει τις χειρότερες επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής. Αυτό το πρώτο σενάριο είναι το μόνο που ανταποκρίνεται στο στόχο της Συμφωνίας των Παρισίων που προβλέπει τη διατήρηση της υπερθέρμανσης του πλανήτη στους 1,5 βαθμούς Κελσίου πάνω από τις προβιομηχανικές θερμοκρασίες, με τον υδράργυγο να φτάνει τους 1,5 βαθμούς Κελσίου αλλά στη συνέχεια να πέφτει και να σταθεροποιείται γύρω στους 1,4 βαθμούς Κελσίου μέχρι το τέλος του αιώνα.

-       SSP1-2.6: Στο επόμενο καλύτερο σενάριο, οι παγκόσμιες εκπομπές CO₂ μειώνονται αρκετά, αλλά όχι όσο γρήγορα χρειάζεται, φθάνοντας στο μηδενικό καθαρό μετά το 2050. Αναφέρεται στις ίδιες κοινωνικοοικονομικές αλλαγές με στόχο τη βιωσιμότητα με το SSP1-1,9. Αλλά οι θερμοκρασίες σταθεροποιούνται γύρω στους 1,8 βαθμούς Κελσίου, δηλαδή υψηλότερα μέχρι το τέλος του αιώνα.

-       SSP2-4.5: Το τρίτο, είναι το σενάριο της «μέσης οδού». Οι εκπομπές CO₂ κινούνται περί τα τρέχοντα επίπεδα πριν αρχίσουν να μειώνονται στα μέσα του αιώνα, αλλά δεν φτάνουν στο μηδέν έως το 2100. Οι κοινωνικοοικονομικοί παράγοντες ακολουθούν τις ιστορικές τους τάσεις, χωρίς αξιοσημείωτες μεταβολές. Η πρόοδος προς τη βιωσιμότητα είναι αργή, με την ανάπτυξη και το εισόδημα να αυξάνονται άνισα. Σε αυτό το σενάριο, οι θερμοκρασίες αυξάνονται κατά 2,7 βαθμούς Κελσίου μέχρι το τέλος του αιώνα.

-       SSP3-7.0: Εάν επιβεβαιωθεί το τέταρτο σενάριο οι εκπομπές και οι θερμοκρασίες αυξάνονται σταθερά και οι εκπομπές CO₂ διπλασιάζονται περίπου συγκριτικά με τα σημερινά επίπεδα, έως το 2100. Οι χώρες γίνονται πιο ανταγωνιστικές μεταξύ τους, μετατοπίζοντας το βάρος τους προς την εθνική ασφάλεια και εξασφαλίζοντας τις δικές τους προμήθειες τροφίμων. Μέχρι το τέλος του αιώνα, η μέση θερμοκρασία θα έχουν αυξηθεί κατά 3,6 βαθμούς Κελσίου.

-       SSP5-8.5: Το χειρότερο δυνατό σενάριο. Αυτό είναι ένα μέλλον που πρέπει να αποφευχθεί με κάθε κόστος. Τα τρέχοντα επίπεδα εκπομπών CO₂ διπλασιάζονται περίπου έως το 2050. Η παγκόσμια οικονομία αναπτύσσεται γρήγορα, αλλά αυτή η αύξηση τροφοδοτείται από την εκμετάλλευση ορυκτών καυσίμων και τρόπους ζωής που απαιτούν ενέργεια. Μέχρι το 2100, η ​​μέση παγκόσμια θερμοκρασία θα είναι κατά 4,4 βαθμούς Κελσίου υψηλότερη.

Η προβολή των σεναρίων SSP στην περιοχή του έργου

Το σημαντικότερο βήμα είναι η προβολή των παραπάνω σεναρίων στην περιοχή του έργου, η εκτίμηση δηλαδή των επιπτώσεων του κάθε σεναρίου στις βασικές κλιματικές παραμέτρους που επηρεάζουν την βλάστηση στην περιοχή (θερμοκρασία, υγρασία, βροχοπτώσεις).

Η προβολή αυτή έγινε με τη βοήθεια δύο κλιματολογικών μοντέλων, των μοντέλων ERA5 και ERA20C. Τα μοντέλα αυτά αξιοποίηθηκαν και στο πλαίσιο του Παραδοτέου 3, όπου ο στόχος ήταν η παραγωγή χρονοσειρών που να περιγράφουν τα κλιματικά δεδομένα της περιοχής του τελευταίου αιώνα.

Η ένταξη των κλιματικών σεναρίων στο Landis

Το τελικό βήμα είναι η επαναπαραμετροποίηση του Landis με βάση τα σενάρια της κλιματικής αλλαγής. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το Landis λαμβάνει υπόψη τα οικολογικά χαρακτηριστικά της περιοχής, μέσω του χάρτη καταλληλότητας ενδιαιατήματος, ο οποίος διαχωρίζει την περιοχή σε ενδιαιτήματα, και του αρχείου που ορίζει την πιθανότητα να φυτρώσει το κάθε είδος στο κάθε ενδιαίτημα.

Στο σημείο αυτό εντοπίζεται και η βασικότερη δυσκολία στην αξιοποίηση του Landis για την εξέταση σεναρίων κλιματικής αλλαγής, αφού για το Landis, όπως και γενικά για τα μοντέλα διαδοχής, οι οικολογικές συνθήκες της περιοχής (εδώ τα ενδιαιτήματα και οι πιθανότητες) θεωρούνται σταθερά για το χρονικό διάστημα που θα τρέξει το μοντέλο, ενώ στα σενάρια κλιματικής αλλαγής είναι αυτό ακριβώς που αλλάζει. Για το διάστημα λοιπόν που θα έτρεχε το μοντέλο, το οποίο ρυθμίστηκε στα 100 χρόνια, σύμφωνα με τα σενάρια της κλιματικής αλλαγής, η θερμοκρασία θα άλλαζε βαθμιαία από τη σημερινή ως και +5,7^ο C.  Σε κάθε διαφορετική θερμοκρασία, θα αντιστοιχούν κανονικά διαφορετικές οικολογικές συνθήκες σε κάθε ενδιαίτημα και διαφορετικές πιθανότητα φύτρωσης για κάθε είδος.

Για να αξιοποιηθεί το Landis σε μια τέτοια προσέγγιση, θα έπρεπε (α) να λειτουργεί μόνο για ένα δεκαετές βήμα, (β) στη συνέχεια να επαναρρυθμίζεται, με βάση τις νέες θερμοκρασίες (γ) τα εξαγόμενα να μετατρέπονται σε εισαγόμενα δεδομένα και (δ) να λειτουργεί για το επόμενο δεκαετίες βήμα κοκ. Είναι φανερό ότι μια τέτοια διαδικασία θα ήταν εξαιρετικά χρονοβόρα ακόμα και για ένα κλιματικό σενάριο. Όπως όμως σημειώνεται στην εισαγωγή και στο Τεχνικό Δελτίο, η ενδελεχής ανάλυση όλων των κλιματικών σεναρίων με τη μέγιστη επιτρεπόμενη πιστότητα, ξεφεύγει από τους σκοπούς του έργου, το οποίο εστιάζει κυρίως στην τετελεσμένη ιστορία τοπίου κι όχι στις ακριβείς μελλοντικές προβλέψεις. Εξάλλου, όπως διαφάνηκε στις δοκιμές που έγιναν με αυτόν τον τρόπο, η χρήση αυτή δεν αντιστοιχεί καλά στις προδιαγραφές του Landis, αφού φαίνεται ότι με αυτό τον τρόπο αλλοιώνονται οι στοχαστικές διεργασίες που εμπεριέχονται στο κωδικό του μοντέλου και τα αποτελέσματα δεν είναι της ίδιας ποιότητας με την κανονική λειτουργία του μοντέλου για πολλαπλά βήματα.

Το βασικότερο όμως είναι ότι η διαρκής επαναρρύθμιση του Landis για τα νέα θερμοκρασιακά επίπεδα, δεν αλλάζει σημαντικά τη γενική εικόνα των αποτελεσμάτων, εντός τουλάχιστον της εξεταζόμενης περιόδου των 100 ετών. Ο λόγος είναι ότι στη δομή του μοντέλου, όπως περιγράφηκε παραπάνω, η θερμοκρασία λαμβάνεται υπόψη μέσω μόνο της πιθανότητας φύτρωσης του κάθε είδους στο κάθε ενδιαίτημα (καταλληλότητα). Κατά συνέπεια, η θερμοκρασία επιδρά μόνο στη στιγμή της φύτρωσης και όχι μετά από αυτή. Όπως αναλυτικά περιγράφεται σε όλα τα σχετικά παραδοτέα του έργου και ειδικότερα στα Παραδοτέα 4 & 7, η περιοχή είναι ακόμα σε διαδικασίας δάσωσης: αφού οι διάφορες διαταραχές (κυρίως η βόσκηση) έχει μειωθεί σε συντριπτικό βαθμό, οι τάσεις που επικρατούν όλες τις προηγούμενες δεκαετίες και αναμένεται να συνεχιστούν τις επόμενες είναι η δάσωση των εναπομεινάντων ανοιχτών εκτάσεων και η πύκνωση των ήδη υφιστάμενων δασών. Αυτό έδειξαν άλλωστε και οι δοκιμές που έγιναν με το Landis, χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η κλιματική αλλαγή (Μελλοντικά σενάρια 1 & 2).

Έτσι, στα πρώτα δεκαετή βήματα του μοντέλου, αναμένεται να φυτρώσει μεγάλος αριθμός νέων δένδρων, τα οποία θα καταλάβουν όλο το διαθέσιμο χώρο, δηλαδή, με όρους Landis, θα αυξήσουν ως το μέγιστο επιτρεπόμενο όριο το GSO σε κάθε περιοχή (Growth Space Occupied). Στα επόμενα δεκαετή βήματα ως τα 100 χρόνια, οι κύριες διεργασίες θα είναι η ανάπτυξη των δέντρων που έχουν ήδη φυτρώσει, ενώ βαθμιαία θα ξεκινήσει και η αυτοαραίωση. Η φύτρωση νέων δέντρων θα είναι περιορισμένη στα κενά που δημιουργούνται με αργό ρυθμό, και άρα συγκριτικά πολύ μικρότερη από τα πρώτα βήματα. Κατά συνέπεια, στις μελλοντικές προβλέψεις του μοντέλου, έχει πολλή μεγαλύτερη βαρύτητα η θερμοκρασία και άρα η πιθανότητα φύτρωσης κατά τα πρώτα δεκαετή βήματα και μειώνεται ταχέως στα επόμενα.

Με βάση τα παραπάνω, επιλέχθηκε τελικά μία πιο αδρή προσέγγιση, η οποία αντιστοιχεί καλά στη λειτουργία του μοντέλου: αντί να αλλάζει η θερμοκρασία ανά δεκαετία, έγινε αποδεκτή μια μεσοσταθμική αύξηση της θερμοκρασίας για όλο το διάστημα των 100 ετών που έτρεξε το μοντέλο. Συγκεκριμένα:

-       Επιλέχθηκε αρχικά να γίνει η προσομοίωση με βάση ένα μέτριο σενάριο κλιματικής αλλαγής και συγκεκριμένα για το SSP2-4.5 (Μέτριες εκπομπές αερίων θερμοκηπίου: οι εκπομπές CO2 στα σημερινά επίπεδα ως το 2050 και μετά πτώση, χωρίς να μηδενίζονται ως το 2100). Σε αυτό το σενάριο, αναμένεται αύξηση θερμοκρασίας περίπου 2^ο C στο διάστημα 2040-2060 και 2,7^ο C στο διάστημα 2080-2100, με πιθανό εύρος τους 2,1-3,5^ο C.

-       Εφόσον ως έτος αφετηρίας τέθηκε το 2015 και με βάση την παραπάνω λογική, αυτό που κυρίως ενδιαφέρει είναι η αναμενόμενη αύξηση της θερμοκρασίας μετά από 10 και 20 χρόνια, δηλαδή ως περίπου το 2035, η οποία στο σενάριο SSP2-4.5 εκτιμάται αντίστοιχα περίπου λιγότερο από +2^ο C.

-       Μια τέτοια μέση αύξηση, με βάση την ξηρή θερμοβαθμίδα, μπορεί να αντιστοιχηθεί σε μετατόπιση κατά 200 περίπου μ. υψόμετρο.

Με βάση αυτές τις παραδοχές, ο νέος σχεδιασμός του χάρτη καταλληλότητας ενδιαιτήματος και ο ορισμός των πιθανοτήτων φύτρωσης στο σενάριο της κλιματικής αλλαγής έγινε ως εξής:

-       Διατηρήθηκε ο διαχωρισμός των ενδιαιτημάτων με βάση το υψόμετρο και την έκθεση, συν τα ιδιαίτερα ενδιαιτήματα των λιθώνων και των παραποτάμιων περιοχών.

-       Οι πιθανότητες φύτρωσης που είχαν αποδοθεί ανά έκθεση στις εκτάσεις με υψόμετρο 800 ως 1150 m επεκτάθηκαν ως τα 1350 m υψόμετρο.

-       Στις επόμενες υψομετρικές ζώνες, οι οποίες χωρίζονται ανά 100 m, δόθηκαν οι αντίστοιχες πιθανότητες φύτρωσης που είχαν στο κανονικό σενάριο οι αντίστοιχες ζώνες που βρισκόταν 200 μέτρα χαμηλότερα.

-       Στα υψόμετρα άνω των 2050 m, τα οποία στο παλιότερο σενάριο είχαν μηδενικές πιθανότητες για όλα τα είδη, δόθηκαν οι πιθανότητες που είχε η αμέσως χαμηλότερη ζώνη (1950-2050 m).

Διαμορφώθηκε έτσι ένας νέος χάρτης με 38 ενδιαιτήματα με τις παρακάτω πιθανότητες φύτρωσης ανά είδος.