A leskálázás értékelése

A Hidegvíz-völgyi Erdészeti Hidrológiai Kutatóhely bükkös kertjének esetében a Penman-Monteith egyenlettel számított napi párolgásértékek összege 555 mm volt a 2005 május és október közötti időszakban. A leskálázott párolgástérkép alapján 519 mm volt az ugyanarra a pontra vonatkozó érték, mely 7%-os eltérést jelent.

A különböző faállomány típusok párolgás értékeit a következő módon vetettem össze irodalmi adatokkal.

A Járó (1981) által publikált évi maximális vízfogyasztás értékeket az állományok transzspirációjának feleltettem meg. Emellett Verstraeten et al. (2005) munkájában találtam modellezett transzspiráció értékeket néhány fafajra vonatkozólag. Ezen értékekhez hozzáadtam az éves csapadék (600 mm a két vizsgált év átlaga) százalékában kifejezett ‒ irodalmi adatok (Gribovszki et al., 2019; Zagyvainé, 2012) alapján átlagolt ‒ korona- és avarintercepciót. (Az avarintercepciót átlagosan 7%-nak vettem mindegyik faállomány típusnál.)

Az így becsült párolgás értékeket összehasonlítottam a leskálázással kapott, egyes faállomány típusokra meghatározott tartományokkal (konfidencia intervallum: 95%). A tartományokat a nagyobb szórással rendelkező 2003-as év adatai alapján határoztam meg. A leskálázás a vegetációs időszakra készült, így a nyugalmi időszak párolgását a tartományok nem tartalmazzák. (A Járó-féle vízfogyasztás értékek megállapítása biológiai produkció alapján történt, ezért szintén főként a vegetációs időszakra vonatkoznak. A nyugalmi időszak párolgása a teljes évhez viszonyítva az erdőterületek esetében sem meghatározó, [a Hidegvíz-völgyben kb. 60-80 mm, Herceg, 2017]. Így a nyugalmi időszak párolgásának becslésétől a tartományok meghatározásánál eltekintettem.) Az adatokat a 15. táblázat tartalmazza.

70

15. táblázat: Fafajok irodalmi adatok (Járó, 1981; Verstraeten et al., 2005) alapján számított párolgása, valamint faállomány típusok párolgási tartománya a leskálázott adatok alapján. Tr.: transzspiráció, IK: koronaintercepció (Gribovszki et al., 2019), IA: avarintercepció (Zagyvainé, 2012), ET: párolgás, P%: a csapadék százalékában. Fafajok: B: bükk (Fagus sylvatica), KTT: kocsánytalan tölgy (Quercus petraea), KST: kocsányos tölgy (Quercus robur), CS: csertölgy (Quercus cerris), A: fehér akác (Robinia pseudoacacia), NNY: nemes nyár (Populus sp.), EF: erdeifenyő (Pinus sylvestris), FF: feketefenyő (Pinus nigra), LF: lucfenyő (Picea abies). Faállomány típusok (FATI): B: bükkös, T: tölgyes, CS: cseres, A: akácos, NNY/NFÜ: nemes nyáras vagy nemes füzes, EF: erdeifenyves, FF: feketefenyves, EGYF: egyéb fenyves.

Fafaj Tr. IK IA ET

A számított párolgásértékek szinte az összes esetben beleesnek a leskálázott értékek alapján kapott tartományokba. Egyedül a nemes nyárnál van eltérés: a Járó-féle ‒ igen magas ‒ transzspirációs érték alapján számított párolgás magasabb a tartománynál. Viszont a Verstraeten et al. (2005) által publikált transzspirációs érték alapján számított párolgás beleesik a meghatározott tartományba a nemes nyár esetében is. Járó (1981) pontszerű méréseken alapuló adatokat alkalmazott, melyekből számította a vízfogyasztás értékeket Magyarországra. A nemes nyár számított párolgását a „NNY/NFÜ” („Nemes nyáras vagy nemes füzes”) kategória tartományához hasonlítottam, melynek a 432 db pixelje többféle faállomány típust is magába foglal (pl. fenyő elegyes-nemes nyáras, nemes füzes, lásd: 3. melléklet). A Járó-féle nemes nyár transzspirációs érték alapján számított párolgást az eredetivel megegyező termőhelyi és állományi tulajdonságú terület párolgásával lenne célszerű összehasonlítani, viszont az eredeti területről (amelyre a vízfelhasználást megállapították) nem találtam információt.

71 A 30. ábra mutatja a 2003-as, a 31. ábra pedig a 2005-ös párolgástérképek (eredeti és leskálázott) gyakorisági hisztogramjait. Mindegyik időszak esetében elmondható, hogy a leskálázás során a párolgásértékek eloszlása nem változott meg az eredeti 1 km²-es térképek értékeinek eloszlásához képest.

30. ábra: A párolgásértékek (ET) gyakorisági hisztogramja, 2003. május-október.

Bal: eredeti CREMAP (1*1 km). Jobb: leskálázott térkép (250*250 m).

31. ábra: A párolgásértékek (ET) gyakorisági hisztogramja, 2005. május-október.

Bal: eredeti CREMAP (1*1 km). Jobb: leskálázott térkép (250*250 m).

72 A leskálázott adatok nyilvánvalóan több bizonytalansággal terheltek, mint az eredeti értékek (Hong et al., 2011). A bemutatott módszer bizonytalanságai a következő forrásokból erednek.

Először is, az eredeti párolgástérképek (CREMAP) 1 km²-es felbontása miatt elmosódik a pixelen belüli területek különbözősége, tehát az eredeti párolgásérték egy térbeli átlagnak tekinthető (Kovács, 2011). Továbbá, a felhasznált műholdas adatok ‒ a CREMAP-hoz MODIS felszíni hőmérséklet adatokat használtak fel, a leskálázáshoz pedig MODIS NDVI értékeket használtam ‒ szintén terheltek bizonytalanságokkal (Miura et al., 2000; Sun et al., 2004). A két külön évre is meghatározott párolgás-NDVI kapcsolat determinációs együtthatója alacsony (bár az elemszám magas), így a regressziós egyenlet alkalmazásából is erednek bizonytalanságok. A különböző faállomány típusok térbeli elkülönítéséhez használt Országos Erdőállomány Adattár esetében elmondható, hogy az adatbázisban szereplő adatok nem minden esetben fedik a valóságot (Bárdos, 2016). Ahogy arról már volt szó, vizekre és vizenyős területekre a módszer nem használható, az ezekre a helyekre jellemző nagyon alacsony NDVI értékek miatt. A leskálázáshoz használt NDVI helyett valószínűleg szorosabb kapcsolatot adna a párolgással a LAI (levélfelületi index) (Sun et al., 2011), ám ez a paraméter jelenleg csak 500*500 m-es felbontásban érhető el (URL12). A faállomány típusok vízháztartásának összehasonlításához a párolgás helyett jobb lenne a párolgás csapadékhoz viszonyított arányát vizsgálni. Ám, mivel a rendelkezésre álló csapadéktérképek alacsony felbontásúak, az interpolálásuk a 250*250 m-es felbontásra csak még tovább növelné a bizonytalanságot.

Célom főként a leskálázás módszertanának kidolgozása volt, így a bemutatott faállomány szintű összehasonlításokon túl részletesebb elemzésekbe nem bocsátkoztam. A leskálázott adatok felhasználási területe sokrétű lehet. A különböző erdőállományok vízháztartását ‒ a faállomány típusok mellett, vagy azokkal kombinálva ‒ vizsgálni lehetne például kor, kitettség vagy termőhely szerint is. A finomabb felbontású párolgás adatok segítséget nyújthatnak a vízfelhasználás hatékonysága, a transzspirációs tényező és a biológiai produkció pontosabb becslésében. Az adatokkal lehetőség nyílhat különböző mezőgazdasági kultúrák, vagy akár különböző agrárerdészeti területek vízháztartásának összehasonlítására is.

A bizonytalanságok figyelembe vételével a bemutatott módszer használható kiindulási alapként térben osztott párolgás adatok leskálázására. A jövőben elérhetővé válhatnak megbízhatóbb és/vagy nagyobb térbeli felbontású adatok, amelyekkel a módszer továbbfejleszthető.

73 5.3. Előrejelző modell