DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2008 str. 79 <-- 79 --> PDF |
IZAZOVI I SUPROTSTAVLJANJA KAKO ZAŠTITI I POTRAJNO GOSPODARITI SUMAMA? O tom problemu zasjeda i Forum za šume Ujedinjenih naroda. Održivo upravljanje šumama nameće se kao jedan od ključnih čimbenika ne samo u kontekstu zaštite okoliša, već i u kontekstu ekonomskog i socijalnog razvoja ljudskog društva. Suma u ravnoteži, veza tradicije i tehnologije bio je moto XXII. lUFRO šumarskog kongresa, koji je održan u kolovozu 2005. godine u Australiji. Kongres je rezolucijama ukazao na područja istraživanja za koja se pretpostavlja kako bi mogla značajno pomoći boljem razumijevanju problema šumarstva, uključujući ispunjenje uravnoteženog pristupa očuvanju i potrajnom gospodarenju šumama. Prilagođavanje šuma na klimatske promjene, primjenu genetičkih izvora i biotehnologije za buduće potrajno gospodarenje šumama. Utjecaj stanovništva na šumarsku znanost i šumarstvo, povećanje vrijednosti produkcija šuma kroz tehnološke inovacije, uloga edukacije, komunikacije i kapacitet znanstvene grade koji jamči potrajno gospodarenje. Kako zaštiti i potrajno gospodariti šumama? Na to složeno pitanje možemo odgovoriti samo spoznajom o sveobuhvatnoj zakonitosti rasta i razvoja šuma. Samo spoznajom kako funkcionira šumski ekosustav. Treba uočiti pojave u šumi, prepoznati temeljna načela gibanja, a potom pronaći formulu koja oponaša rast šuma. Izvođenjem projekta istraživanja ekološko-gospodarskih tipova šuma Republike Hrvatske, postavljeno je preko 3000 ploha u svim šumskim zajednicama, na kojima su se obavile dendrometrijske izmjere sastojinske strukture. Izmjereno je na stotine tisuća visina i isto toliko izbušeno stabala radi utvrđivanja prirasta. Posječeno je preko tisuću stabala glavnih vrsta drveća radi totalne analize, kako bi se istražila zakonitost rasta i razvoja šuma. Metodom Poincareovih presjeka preslikana je dinamika rasta i prirasta stabla. Na presjecima su uočena periodična gibanja, godovi koji imaju zatvorenu petlju. Rast koji se iz godinu na godinu ponavlja, periodično je gibanje. Takvo gibanje može se preslikati točkama u faznom prostoru. Drugim riječima periodičnost nam daje mogućnost nadzora nad stabilnošću šume i praćenja potrajnog gospodarenja. Suma je kompleksni i kaotični nelinearni dinamički sustav. Definicija šume skovana je iz najnovijih znanstvenih spoznaja i teorija. Teorije nelinearnih dinamičkih sustava i teorije determinističkog kaosa. Teorija relativnosti, kvantna teorija i teorija determinističkog kaosa obilježila je proteklo 20. stoljeće. Deterministički kaos je znanost budućnosti, koji će omogućiti onaj mentalni pomak koji je potreban da ljudi shvate u kojoj mjeri je priroda deterministički sustav, podobna za iskorišćivanje, a u kojoj mjeri je ćudljiva i nepredvidljiva. Prema opće prihvaćenoj definiciji: Teorija determinističkog kaosa je kvalitativno proučavanje nestabilnog neperiodičnog ponašanja u determinističkim nelinearnim dinamičkim sustavima. Jedan fizičar je istakao: Relativizam je uklonio njutnovsku iluziju o apsolutnom prostoru i vremenu, kvantna fizika san o upravljivom postupku mjerenja, a kaos laplasijansku iluziju o determinističkoj predskazivosti. Tijekom potrage za formulom koja oponaša rastenje šuma, pristup je bio istovremeno redukcionistički i holistički. Izbor modela Logaritamske spirale i Zakona prigušenih sinusoidnih oscilacija bio je pun pogodak i odlučujući za daljnja proučavanja. Primjena nelinearnih jednadžbi, jednadžbi prigušenih i prisilnih gibanja (titraja) bio je redukcionistički pristup. Povezivanje suptilnih veza univerzalnih konstanata prirode, valnih amplituda, koeficijenata ili brojeva s rastom šume bio je holistički pristup. Znanstveni pogled holizmu došao je iz kvantne fizike, kada je fizičar Werner He is enb erg 1927. godine došao do poznatih relacija neodređenosti. Nakon otkrića čestično-valnog dualizma Louisa Da Brogliea , uslijedilo je i Heisenbergovo paradoksalno otkriće o nemogućnosti istovremenog mjerenja položaja i brzine subatomskih čestica. Utvrđujući kako se opažanja i sama pojava ne mogu međusobno razdvojiti, na dramatičan je način došao do zaključka kako odvojeni dijelovi u prirodi ne postoje. Sveobuhvatna je paradigma kako put modeliranja prirode vodi kroz diferencijalne jednadžbe. Ključ spoznaje rasta organske tvari nalazi se u logaritamskoj spirali i Zakonu prigušenih sinusoidnih oscilacija. Brzinu rasta šuma poput tajanstvene sedmice regulira konstanta fine strukture a. Fundamentalna je i bezdimenzionalna konstanta u kvantnoj fizici, a u rastu šuma igra ulogu atomske nerelativističke brzine. Kvadrat je elementarnog naboja u prirodnim jedinicama. Konstanta fine strukture a približno je 1/137 dio brzine svjetlosti. Plavozeleni klorofil a sastoji se od 137 atoma: Cjj Hj2 N4 OJ Mg. Molekula klorofila u središtu ima atom magnezija koji listu daje zelenu boju. Na jesen kada lišće izgubi vodu ono postane žuto. |
| ŠUMARSKI LIST 3-4/2008 str. 80 <-- 80 --> PDF |
u potrazi za tajanstvenom sedmicom uočene su suptilne veze koje postoje između broja atoma u klorofilu i rasta drveća. Umnožak perioda maksimalnih amplituda prirasta i recipročnog broja atoma u klorofilu daje koeficijente pulsacije debljinske i visinske stridcture. Svaka vrsta drveća ima svoj period prirasta, frekvenciju koja određuje brzinu rasta. Na visinski rast djeluje sila gravitacije kojom visinsko rastenje postaje prisilno. Brzina prisilnog visinskog rasta određena je kvadratom recipročnog broja atoma u klorofilu. Amplituda širenja krošnje, omjer je broja dana u godini i broja atoma u klorofilu. Omjer širenja grana određenje univerzalnom konstantom 2.664. Amplituda diKine debla je eigenvrijednost 4.669, njezina skalirana eigenvrijednost 4.090 amplituda je dužine krošnje, a njihov zbroj 8.759 amplituda je visinskog rasta. Omjeri veličina debla prema ograncima, ogranaka prema granama, grana prema grančicama, grančice prema izdancima, dolaze sve bliže i bliže broju 4.669, što se više približavaju vrhu stabla. Ovo udvostručenje poznato je pod imenom bifurkacija. Udvostručenje perioda, opće je prirodno načelo. Fizičar Mitchel F e i g e n baum preslikavajući logističku jednadžbu, otkrio je prirodni dinamički model, matematički dokaz kaosa u prirodi. Na temelju čisto kvalitativnog modela Feigenbaum je dobio kvantitativno, numeričko predviđanje. Dinamički sustav, je onaj sustav kojem se stanje tijekom vremena mijenja, sidcladno s nekim pravilom ili postupkom koji zovemo dinamika. Brzina promjene, rasta i razvoja šuma može se izmjeriti i modelirati nelinearnim jednadžbama. To su kompleksne jednadžbe rasta i razvoja šume. Kompleksne jednadžbe prigušenih gibanja debljinske strukture i jednadžbe prisilnih gibanja visinske strukture. Koeficijent otpora rastu k jedini je nelinearni parametar u jednadžbama, a koji oscilira između vrijednosti Oil . Brzinu rasta pojedinog stabla ili sastojine modeliramo iteracijama koeficijenta otpora rastu. Jednostavno iteracijama, usklađujemo brzinu modela s brzinom rasta drveća. Na jednostavan način detektira se disipativna struktura šume, šuma u ravnoteži, blizu ravnoteže i struktiffa šume daleko od ravnoteže. Holistički pristup, ijedan od prvih razrađenih opisa samoorganizirajućih sustava bila je teorija disipativnih stridctura belgijskog kemičara i fizičara Ilya Prigoginea. Teorija disipativnih struktura govori o kretanju od reda prema neredu i sve većoj entropiji. Prema drugom zakonu termodinamike, dok entropija raste energija se gubi nepovratno. Rasipanje energije koja je nepovratna na molekularnoj razini prati suprotan proces uređenog kaosa na subatomskoj razini. Pojam disipativna uveo je kako bi objasnio koherentno ponašanje u sustavima daleko od stanja ravnoteže. Prema Prigo gineu, disipativne strukture su otoci reda u moru nereda, održavajući i povećavajući svoj red na način da povećavaju nered svog okruženja. Svjetska monetama ekonomija je disipativna, disipativna je ekonomija Europske Unije, disipativna je ekonomija Republike Hrvatske, a ekonomija Hrvatskog šumarstva ovisi o disipativnoj strukturi šuma. Brzina rasta u jednadžbama označena je grčkim slovom "F, baš kao i Schrodingerova valna jednadžba. Schrodingerova jednadžba je linearna i preslikava trodimenzionalno subatomske titrajne sustave kao uzbiu"kano more. Kompleksne jednadžbe rasta i razvoja šuma su nelinearne, preslikavaju rast i razvoj šuma u pet i više dimenzija. Rješenja su kompleksni brojevi koji preslikani u koordinatni sustav tvore dendrograme, u kojima okomiti smjerovi prikazuju amplitude ili multidimenzionalne vektore, a vodoravni smjerovi prikazuju prostor i vrijeme. Kompleksni brojevi topološka su dimenzija, a skupovi kompleksnih brojeva fraktalna dimenzija šume. Stabla u šumi su fraktali čija se učestalost može preslikati u koordinatni sustav. Integracijom kompleksnih brojeva dobiva se prirast, a daljnjom integracijom rast debljinske i visinske stridcture. Kompleksne jednadžbe rasta i razvoja šuma, suvremeni su alati za višedimenzionalno modeliranje sastojinske debljinske i visinske stridcture. Kvalitativni modeli za kvantitativno, numeričko predviđanje rasta i prirasta šuma, kvalitativni model za numeričko bonitiranje staništa, kvalitativni modeli za numeričku procjenu brzine rasta, dijagnozu vitalnosti i detekciju disipativne strukture sastojine. Za prirodoslovce, teorije ne znače ništa, ako nisu osnovane na prirodnim zakonitostima i poduprte odgo |