Környezetileg hátrányos területek lehatárolása
2, A Földmővelésügyi és Vidékfejlesztési Minisztérium 2007-ben szakmai munkacsoportot hozott létre, melynek feladata a környezetileg hátrányos területek egységes Európai módszertan alapján történı magyarországi lehatárolásának kidolgozása volt. A Munkacsoport szakmai vezetıje és koordinátora az MTA TAKI lett. A szakmai munkacsoport 2008-ban el-végezte a THÉT területek elızetes lehatárolását a rendelkezésre álló or-szágos-regionális léptékő tematikus adatbázisok alapján. A közös biofi-zikai paraméterek alapján történı végleges lehatárolását ún. térképi szi-mulációk keretében történı tesztelését kutatási projekt formájában az MTA TAKI az OMSZ-szal és a FÖMI-vel együttmőködésben végezte el.
A munkálatok térinformatikai alapját az MTA TAKI nagyléptékő, digitá-lis, talajtani adatbázisa (DKTIR), az OMSZ hosszú távú, meteorológiai adatsorai és a FÖMI ELK-DDM-5 digitális domborzat modellje képez-ték.
A térképi szimuláció feladatai
A térképi szimulációhoz az alábbi két fı feladatot kellett megfelelı minıség-ellenırzés mellett a MEPAR rendszerrel történı kompatibilitás figyelembe vételével végrehajtani:
• Adatbázis mőveletek végrehajtása: az MTA TAKI és az OMSZ adatgaz-dák adatbázisainak részbeni feladat specifikus továbbfejlesztése, temati-kus adattartalmának bıvítése, illetve
• A THÉT kritériumok tartozó mőveletek elvégzése: azaz az EU bizottság által az 2009. április 21. változatban megfogalmazott egyes paraméterek származtatásának kidolgozása (adatértelmezés, származtatás, térbeli- és tematikus modellezés, transzfer függvények kidolgozása).
Egy térképi alapú modellezésnél a felhasználható adatok nem feltétlenül állnak az igényelteknek egy az egyben megfeleltethetı formában rendelke-zésre. Az utóbbiak tematikusan, térbeli felbontásban, esetleg mindkettıben eltérnek az elıbbiektıl. Ilyenkor tematikus és/vagy térbeli adatszármaztatás-ra van szükség. A talajok vonatkozásában ehhez az elméleti talajtan által kidolgozott pedotranszfer szabályok és függvények, illetve a talajtérképezés hagyományos és digitális módszerei nyújtanak segítséget. Egyik esetben sem lesznek, mert nem is lehetnek, a származtatott adatok abszolút pontosak. A következtetések pontosságát a szabályok megállapítását lehetıvé tevı méré-sek, az alkalmazott matematikai modellek, az interpolációs eljárások és még számos további körülmény határozza meg. A térbeli modellezés megbízható-sága egyszerre függ az alkalmazott tematikus és térbeli származtatás pontos-ságától. Az adatok térbeli részletességének és reprezentativitásának legalább
akkora szerepe van a végeredmény megbízhatóságában, mint a nyers vagy levezetett alapadatok pontosságának. Kevés, de nagyon pontos adat nagy területre történı térképi ábrázolásából nem várhatunk el a forrásadattal ösz-szemérhetı, egyenletes pontosságot a legjobb térképezési módszerek esetén sem, a minden inter-polációs eljárásban jelenlevı határozatlanság miatt. Meg kell találni azt a kompromisszumot, amelynél a tematikus és térbeli pontos-ságot meghatározó tényezık egyensúlyban vannak az optimális eredmény elérése érdekében.
Ezen megfontolások alapján a térképi szimuláció végrehajtásához leginkább megfelelı talajtani adatbázist az MTA TAKI GIS Lab által kiala-kított DKTIR térbeli talajinformációs rendszer biztosította, mely három alapvetı elınnyel bír bármely más, magyarországi talajokra vonatkozó adat-rendszerrel történı összehasonlításban:
- Az alapját képezı eredeti térképezés célkitőzései nagyon hasonlato-sak a jelenlegi THÉT kijelölés mögötti célrendszerhez.
- A DKTIR a legrészletesebb térképi alapú adatrendszer, amely orszá-gos fedettséget biztosít.
- Az adatbázis minden talajjal kapcsolatos THÉT kritériumra vonatko-zóan tartalmaz hasznosítható információkat, amelyek (i) tudományosan megalapozott módon lehetıséget nyújtanak a megfelelı tematikus adat-származtatásra, illetve (ii) ezek egész országra történı regionalizálására.
A DKTIR az ország teljes területét lefedı olyan térbeli talajinformá-ciós rendszer, amely fıként mezıgazdasági területek jellemzésére alkalmas és térbeli felbontásában összevethetı a Mezıgazdasági Parcella Azonosító Rendszer (MEPAR) fizikai blokkjaival. Az ország teljes területére történı adatszolgáltatásához elsıként be kellett fejezni a DKTIR térbeli talajinfor-mációs rendszer évek óta tartó, térinformatikai feldolgozását. A talajfolt adatbázis mintegy 100.000 talajfolt objektumból építkezik, a talajszelvény adatréteg pedig mintegy 22.000 reprezentatív, lokalizált talajfelvételi hely-szín talajrétegenkénti vizsgálati adatát, továbbá mintegy 150.000 db, a repre-zentatív helyszínek adatát térben származtató lokalizált helyszín talajréte-genkénti vizsgálati adatát tartalmazza.
A térképi szimuláció végrehajtására az egyetlen teljes körő meteoro-lógiai adatforrást az Országos Meteorometeoro-lógiai Szolgálat biztosította. rendel-kezvén az ország teljes területét lefedı olyan meteorológiai adatbázissal, amely országos mérıhálózatra alapozott hosszú adatsorokkal bír a THÉT szempontjából releváns klimatikus paraméterek vonatkozásában. A hosszú adatsorok kezelését (adatok homogenizálása, interpolációja és kiértékelése) természetszerőleg az adatgazda végezte.
A THÉT kritériumok tartozó mőveletek elvégzése
A THÉT kritériumok tartozó mőveletek elvégzése az EU bizottság által az 2009. április 21. lehatárolási változatban megfogalmazott egyes paraméterek származtatásának kidolgozását jelentette. Az adatbázis mőveletek végrehaj-tása után rendelkezésre álló talajtani és meteorológiai digitális adatbázisok megfelelı adatbázis szerkezetben a magyarországi gyakorlat szerinti elfoga-dott paramétereket tartalmaznak a megfelelı térbeli objektumokra vonatko-zóan. Ugyanakkor az EU bizottság által meghatározott biofizikai paraméte-rek és azok határértékei nem minden esetben állnak rendelkezésre közvetle-nül az adatbázisokban. A biofizikai paraméterek definícióinak értelmezése után a legtöbb esetben származtatni kellett a szükséges paramétereket és azok határértékeit az adatbázisokban rendelkezésre álló paraméterek és azok határértékei alapján. Az adatszármaztatás így egyrészrıl tematikus adatmo-dellezést, transzfer függvények kidolgozását jelentette.
A THÉT területek meghatározására alkalmas térképi szimulációhoz szükséges határértékkel származtatott paramétereket a meteorológiai para-méterek esetében a mérıállomások, mint pont geometriai objektumok hor-dozzák. A talajtani paraméterek esetében részben a talajfoltokhoz közvetle-nül rendelhetı a szükséges határértékkel származtatott paraméter, részben azonban a talajszelvények, mint pont geometriai objektumok hordozzák azo-kat. Mindezek miatt szükséges volt térinformatikai környezetben megfelelı interpolációs eljárások végrehajtásával az adatok térbeli modellezésére. A térbeli és tematikus modellezés tervezésénél három fontos tényezıt kellett figyelembe vennünk:
- A felhasznált DKTIR adatbázis egyszerre tartalmaz kétdimenziós, talajfoltokra, illetve pontszerő, talajszelvényekre vonatkozó adatokat.
- A DKTIR jelen állapotában nem teljes adatrendszer abban az érte-lemben, hogy nem tartalmaz minden objektumára vonatkozóan minden lehetséges adatot.
- A DKTIR nem tartalmazza közvetlenül azokat a paramétereket, ame-lyek a közös kritériumokban szerepelnek.
Mindezekbıl két dolog következik:
- Egy-egy kritérium teljesülését, illetve teljesülésének térbeli érvényes-ségét becsülni vagyunk kénytelenek.
- Számos esetben azonban erre a becslésre több, egymástól független megközelítés is adódik, amelyek eredményei kiegészítik egymást.
Célunk az volt, hogy az egyes kritériumok teljesülésérıl történı dön-téshozás a lehetı legtöbb információn alapuljon és a felhasznált adatok alap-ján a lehetı legrobosztusabb legyen. A DKTIR talajfoltjai regionalizálnak egyes talajtulajdonságokat, de ezt mind térben, mind tematikusan erısen
generali-zálva, tematikusan robosztusan teszik. A finomabb térbeli felbontás elérésére, illetve a részletesebb tematikus származtatásra a talajszelvények használata ad lehetıséget. Ez viszont megköveteli az egydimenziós informá-ció térbeli kiterjesztésének megoldását.
Az egyes korlátozó tényezık térbeli modellezésének lehetıségeire egy további szempont is jelentıs hatással volt. Végsı soron a regionalizálandó paraméter egy-egy specifikus kritérium teljesülése, azaz a kritériumonkénti végtermék egy bináris térkép, amely igen-nem kategóriákat tartalmaz. Egy kritérium szigorú teljesülésének becslése azonban számos hibalehetıséggel terhelt. Ennek kezelésére vezettük be a valószínőségi, illet-ve fuzzy megközelítést, ahol a teljesülés bináris 0–1 értékeit valószínőségi változók, illetve fuzzy halmaz értékek szélsıértékeként tekintettünk, a regionalizálás során megengedve tetszıleges [0,1] intervallumba esı érték elıfordulását is (1. ábra).
1. ábra A térképi szimuláció valószínőségi kezelése
A jelen feladat megoldásához ideális eszköz az ún. indikátor krigelés, egy olyan nem-paraméteres, geostatisztikai interpolációs eljárás, amely azt mondja meg, hogy egy interpolációs tér pontjaiban az indikátor érték mekko-ra valószínőséggel következhet be. A módszer alkalmazásához elıször is egy adott kritérium teljesülését minden egyes talajszelvényben megvizsgáltuk:
azon pont, amelyben a THÉT kritérium teljesül 1-es indikátor értéket kapott, amelyikben nem, az 0-sat. Nagyon ügyelnünk kellett arra, hogy az adott dön-téshozáshoz elégtelen információval jellemzett talajszelvényeket kizárjuk az adott vizsgálatból, hiszen az adathiány miatt nem értékelhetı pont nem ke-zelhetı azonosan a kritérium vizsgálatnál 0 értéket kapóval. Ezért a rész-elemzésekben résztvevı talajszelvények száma más és más volt, attól függı-en, hogy hány adathiányos, illetve hibás értékő elem akadt a vizsgálatban használt paraméterek szerint (ez a szám így is minden esetben jóval 100.000 feletti volt). A kritérium teljesítési indikátort interpoláltuk indikátor krigelési eljárással. Ennek eredménye egy-egy kritérium teljesülési valószínőségi tér-kép, mely az elemzések során általánosan használt 1 ha-os térbeli felbontás-ban adja meg cellánként az adott THÉT kritérium teljesülésének becsült va-lószínőségét (2. ábra).
2. ábra Talajtulajdonságra vonatkozó kritérium teljesülésének valószínőségi térképe
A talajszelvények kapcsán bevezetett valószínőségi megközelítés után érde-mes a talajfoltok használata kapcsán meglevı bizonytalanságot is figyelembe venni a térbeli modellezésnél. A talajfoltok éles határvonallal választják el a folt tulajdonságok alapján THÉT besorolású térrészeket a kritériumot nem teljesítıktıl, annak ellenére, hogy azok a háttér talajtulajdonságok, amelyek ezt meghatározzák sokkal simább, folytonos átmenettel változnak térben és
egyáltalán nem biztos, hogy az egyik szempont alapján meghúzott határ a másik szempont alapján definiált határértéket is pont azon határ mentén lépi át. Ezen probléma kezelésére a talajfolt határok fuzzy kezelésére tértünk át, amely sokkal hőebben képezi le a talajtulajdonságok átmenetes változatossá-gát. Ily módon egy adott kritérium teljesülésének talajfoltokon alapuló térbe-li érvényesség becslésének eredménye is egy kritérium teljesülési valószínő-ségi térkép.
Minden egyes független becslés egy országos fedettségő, 1 ha-os tér-beli felbontású [0,1] intervallumra leképezett kétdimenziós valószínőségi eloszlás térképet generál. Egy-egy kritérium teljesülésének térbeli érvényes-ségét a rá vonatkozó független becslések eredményeinek kombinálásával kaptuk meg. Az egyes rész becslés térképeket megbízhatóságuk alapján sú-lyozva összegeztük, ezzel elıállítva kritériumonként egy teljesülési valószí-nőségi térképet. Ezen térképek lekérdezése szolgáltatja az adott kritériumra vonatkozó eredmény térképet; a P(kritérium teljesülése, x) ≥ ½ valószínősé-gő cellákat a THÉT kritériumot kielégítıként kategorizáltuk és vica versa.
Eredmények
Az egyes hátrányos talaj és klimatikus jellemzık, valamint a 15%-nál mere-dekebb területek térképeinek uniójával elıállítottuk az összes hátrányos jel-lemzıt egyesítı országos térképet (3. ábra). A következı lépésben a valam-ennyi hátrányos jellemzıt tartalmazó térképet összevetettük a vetítési egysé-geket jelentı MePAR fizikai blokkokkal (adminisztratív lehatárolás), melyek a LAU-2 szintnél részletesebb lehatárolási eredményt tettek lehetıvé. Azt a fizikai blokkot tekintettük az eredmény szempontjából kedvezıtlen adottsá-gúnak, amelyet az összes hátrányos jellemzıt tartalmazó térkép 66%-ban, vagy annál nagyobb mértékig érintett. Mivel a MePAR fizikai blokkokon belül elkülönítetten szerepelnek a mezıgazdasági támogatásokra jogosító területek, ezért egyszerően számolható és jeleníthetı meg a fenti kritériu-moknak megfelelı egységek mezıgazdasági területe. Az eredményül kapott összes THÉT jogosult mezıgazdasági terület a lehatárolási munka konkrét végeredménye.
Az európai kritériumrendszer kiegészítésére javasoltuk a talajsava-nyúság paraméter, mint THÉT kritérium szerepeltetését, mivel a talajok sa-vanyodása, a magyarországi talajdegradáció egyik legfontosabb oka, közel 1,5 millió ha mezıgazdasági területet érint különbözı mértékben. Ezért a Bizottsági biofizikai kritériumainak kiegészítési javaslat megalapozásaként, amely a savanyúság rész-kritérium kémiai tulajdonságok kritériumon belül
használatáról szólna, térképi szimulációt végeztünk a savanyúság rész-kritérium területi elhatárolására vonatkozóan két terhelési határérték mellett.
Az Európai Unió Bizottsága által meghatározott biofizikai paraméte-rek alapján elvégzett munka a Természeti Hátrányokkal Érintett Területek jelenlegi viszonyok közötti lehetséges legpontosabb területi lehatárolását biztosítja, szemben a korábbiakban alkalmazott ökonómiai szempontokat is figyelembe vevı jelentıs mértékben torzító hatású KAT 19. cikkely szerinti lehatárolással. A lehatárolás eredményeként tudományos megalapozottságú, szakmai szempontrendszer alapján mindazon magyarországi területek meg-jelennek a Természeti Hátránnyal Érintett Területek jogcímre jogosult terü-letként, amelyek esetében a gyakorlati tapasztalatok eddig is alátámasztják a természeti hátrányok okozta korlátokat és ezáltal megteremtıdik a lehetısé-ge ezen területek arányos kompenzálásának.
3. ábra Az összes biofizikai kritérium teljesülését bemutató országos térkép
Köszönetnyilvánítás
A térképi szimulációkat lehetıvé tevı kutatási projektet az Új Magyarország Fejlesztési Program finanszirozta. Az adatbázis építés korábbi munkálatai, illetve számos korábbi al-kalmazás kidolgozása többek közt a K60896, NK73183 OTKA pályázatok keretében tör-tént. Külön köszönettel tartozunk Matus Juditnak, Laborczi Annamáriának, Vass-Meyndt Szilviának és Krammer Zitának.