VIŠEKRITERIJUMSKI IZBOR MREŽE ŠUMSKIH PUTEVA U USLOVIMA UGROŽENOSTI OD POŽARAU NACIONALNOM PARKU „TARA”, SRBIJA

Bogdan Stefanović1

Dušan Stojnić

Abstract: This paper presents the selection of multicriteria network of forest roads with the aim of effective preventive and repressive timely protection against forest fires. Model selection network of forest roads has been made in the central part of the National Park „Tara" at a place called Alushke mountains. This site is under the latent since of fire because during the summer months the initial fires often occur as a result of strike of lightning thunder, they develop into a fire of crowns of trees, affect large areas and cause significant material and environmental damage. Condition of roads in the forests and endangered obvious organizational and infrastructural problems, identified during the firefighting 2007th year, have influenced the management of PE National Park „Tara" to seek a solution through investment in building a network of forest roads that will enable fire protection. In this sense, in the projected 4 network variant of forest roads, each variant contains a permanent and several temporary forest roads. Selecting variants has been performed by the following criteria: the cost of building and road maintenance, road network coverage area, distance from continuous road to line of defense against fire and the length of the route of the road located closer than 100 m from the line of defense against fire, correlation with the observation of point field at 1315 m, and circular flow of traffic. Multicriteria selection of road network has been performed by the method of weights assigned to each criterion separately by the method of entropy.

Key words: network of forest roads, forest fires, National park „Таrа”, Serbia

1. UVODPutevi u šumi predstavljaju projektovane i izgrađene infrastrukturne objekte čije

prostorno i konstruktivno rešenje zavisi od oblika terena, namene šume, stanišnih i sastojinskih prilika šumskih ekosistema, planiranih radova u šumi, ali i od reducenata šume, kakvi su šumski požari. Mreža šumskih puteva utiče na redukciju pojave i širenje požara širokih razmera (Lugo A.E., Gucinski H., 2000). Značaj šumskih puteva u zaštiti od požara je veliki jer omogućuju preventivnu i represivnu zaštitu. Preventivna zaštita se ne ogleda samo u sprečavanju pojave požara, već i uklanjanju uslova za njihov nastanak (Ratkiniс M. et al, 2006b), kao i kroz stalni monitoring ugroženih šumskih površina, a represivna kroz stvaranje uslova za blagovremeno gašenje požara. Preventivnom protivpožarnom zaštitom smanjuju se rizici od izbijanja požara čime se ukupne štete od požara mogu smanjiti na jednu desetinu u odnosu na postojeće stanje (Stipanicev D., Hrastnik B., 2004). Uticaj gustine mreže šumskih puteva na inicijalne šumske požare je veliki jer veća gustina putne mreže utiče na brže otkrivanje požara i formiranje linije odbrane za sprečavanje širenja prizemnih požara (Larjavaara M., 2005). Međutim, pored toga što šumski putevi i staze čine linije odbrane od šumskih požara, po njima se kreću izletnici i kamperi što povećava opasnost od nastanka požara (Chuvieco E., Congalton R.G., 1989), tako da postaji značajna korelacija između učestalosti pojave požara i gustine mreže šumskih puteva (Arienti C.M., et al, 2009).

11 Bogdan Stefanovic, Dusan Stojnic, Faculty of Forestry, University of Belgrade, Belgrade, Serbia

1

Pojava i širenje šumskih požara predstavlja problem globalnih razmera. U poslednjih 200 godina, u celom svetu je nestalo više od 6.000.000 km2 šuma, od čega je najveći deo izgubljen u požarima (Dimopoulou M., Giannikos I., 2004). Prosečno, svake godine u svetu izgori 277.400 km2 šuma, što čini približno 0.9% svetske šumovitosti (***, 2005). Na osnovu satelitskih snimaka, dobijenih pomoću SPOT-VEGETATION senzora, samo u 2000. godini, požarom je bilo zahvaćeno 3.500.000 km2 površina pod vegetacijom, od čega najviše šuma i šumskog zemljišta (Morgena E., Cirelli M.T., 2009; ***, 2007), što je približno površini Indije (3.287.240 km2). Na prostoru Balkana, godišnje izgori u proseku 1.564 km2 šuma, a od 1988. do 2004. godine u šumskim požarima izgorelo je 12.509 km2 šuma (***, 2007). Negativne posledice šumskih požara nisu samo ekološke, nego i socijalno-ekonomske (Lampin-Maillet C., et al, 2009). Zbog toga se značaj šumskih puteva povećava jer oni predstavljaju infrastrukturnu osnovu za efikasnu borbu sa šumskim požarima. Na teritoriji Srbije, je u periodu od 1999. do 2008. godine, registrovano 853 požara koji su zahvatili 164 km2

šuma i pričinili štetu od 335,6 miliona €, od čega su ekološke štete procenjene na 266,3 miliona €, a 69,3 miliona € iznosili su troškovi gašenja požara, direktne štete, štete od izgubljenog prirasta, troškovi sanacije i obnavljanja požarišta, troškovi nege i zaštite novopodignutih zasada (Aleksic P., et al, 2009). Adekvatnom lokacijom i rasporedom u prostoru putevi omogućuju pristup svim delovima šume. Svoju ulogu, kako u preventivnoj, tako i u represivnoj zaštiti šuma od požara, mreža šumskih puteva može ispuniti samo ako je stručno i kvalitetno planirana, projektovana i izgrađena (Stefanovic B., 2004). Protivpožarni putevi predstavljaju posebnu kategoriju šumskih puteva koji se po konstruktivnim rešenjima razlikuju od ekonomskih puteva. Prema Picman & Pentek (1997) nagib protivpožarnih puteva ne treba da bude veći od 6%, a minimalni radijus horizontalnih krivina treba da bude 20 m. Pored toga, uloga puteva u nacionalnim parkovima je drugačija od njihove uloge u šumskim kompleksima čija je osnovna namena korišćenje drveta. Proširenje mreže puteva u nacionalnim parkovima treba da bude umerenog intenziteta sa sigurnim pristupom svakom ugroženom delu šume kako bi se olakšalo upravljanje i zaštita šumskih resursa (Murat D., 2007). Kompleksan problem izbora lokacije mreže šumskih puteva u prostoru zahteva višekriterijumski pristup. Imajući ovo u vidu, višekriterijumski izbor varijante mreže šumskih puteva je kompleksan tehnički, ekonomski, organizacioni, proizvodni i funkcionalni problem (Stefanovic B., 2006).

2. PROBLEM ISTRAŽIVANJAPrema Global Forest Resources Assessment (2005) većina požara nastaje kao

posledica ljudskog faktora, međutim, ti požari su po veličini znatno manji od požara izazvanih udarom groma. Naime, požari izazvani udarom groma često nastaju na mestima udaljenim od puteva, u veoma kratkim vremenskim intervalima, tako da se karakterišu masovnošću i u vremenu i prostoru, pa je borba sa njima veoma teška, najčešće zbog nepostojanja mreže šumskih puteva (Larjavaara M., et al, 2005). Gromovi su jedini neantropogeni izazivači šumskih požara (Larjavaara M., 2005), a oni, prema Nikolov (2006) u Srbiji izazivaju 3% požara, 66% šumskih požara izaziva čovek, dok je za 31% šumskih požara uzročnik nepoznat. Kao posledica udara groma nastao je požar u toku leta 2007. godine u centralnom delu nacionalnog parka „Tara”,

2

na području Aluških planina. Visoke temperature vazduha, prestanak kiše i duvanje vetra su uticali da inicijalni požar preraste u požar kruna stabala i zahvati površinu od 45,2 ha, pri čemu je izazvao direktnu materijalnu štetu na stablima procenjenu na 406.000 € (***, 2007). Požar je trajao od 23. avgusta do 05. septembra 2007. godine. Na gašenju požara su bili angažovani zaposleni u JP Nacionalni park „Tara”, vatrogasci, policija, vojska i lokalno stanovništvo.

Šumska hronika vezana za nastanak i razvoj požara u ovom delu nacionalnog parka (***, 2007), pokazuje da je učestalost pojave šumskih požara jako izražena u toku vrelih letnjih meseci, kada je šumska prostirka suva i puna jako zapaljive smole. Ugroženi deo šumskog kompleksa se nalazi na veoma strmom terenu, bez vode i puteva, na kome je atmosfersko pražnjenje vrlo izraženo, zbog čega često nastaju inicijalni šumski požari koji su do sada lokalizovani kišom.

Permanentna opasnost od pojave požara u ovom delu nacionalnog parka, nepovoljni fitocenološki, lokacijski i klimatski uslovi vezani su za nastanak i širenje požara, evidentni organizacioni problemi nastali prilikom gašenja požara 2007. godine, a posebno, velika materijalna šteta i potencijalna opasnost za širenje požara na ceo centralni deo nacionalnog parka, uticali su na odluku menadžmenta Nacionalnog parka „Tara” da traži rešenje kroz investiranje u izgradnju mreže šumskih puteva u ugroženom delu šumskog kompleksa. Izgradnjom puteva bi se postigla dva osnovna cilja: podizanje stepena zaštite šuma od požara i otvaranje ugroženog dela šumskog kompleksa.

U dosadašnjim istraživanjima u vezi izbora varijante mreže puteva na prostoru Aluških planina urađene su dve studije: (1) izbor na osnovu kriterijuma troškova gradnje i održavanja i (2) izbor na osnovu nominalnih vrednosti parametara više kriterijuma. Projektnim zadatkom postavljenim od strane menadžmenta JP Nacionalni park „Tara” tražen je izbor jedne od četiri varijante mreže šumskih puteva projektovanih na prostoru ugroženom od požara po troškovnom kriterijumu najnižih troškova izgradnje i održavanja puteva (Jaksic M., 2008). Međutim, kompleksno upravljanje prirodnim vrednostima i retkostima šuma nacionalnog parka „Tara”, velika osetljivost ekosistema i permanentna opasnosti i ugroženost od požara u njegovom centralnom delu nameće višekriterijumski pristup u rešavanju ovog problema. U preliminarnim istraživanjima (Stefanovic B., Jaksic M., 2008) definisano je više kriterijuma izbora, pri čemu su međusobno upoređene nominalne vrednosti njihovih parametara i pri tom izabrana jedna varijanta mreže puteva.

Cilj konkretnih istraživanja je evaluacija, izbor i verifikacija jedne od četiri varijante mreže šumskih puteva po više kriterijuma koristeći metod težinskih koeficijenata, kao i međusobna uporedna analiza sa izabranim varijantama mreže dobijenim u preliminarnim studijama. Ova istraživanja treba da pokažu koja će varijanta mreže puteva biti izabrana ako se vrednosti parametara svakog kriterijuma kvantifikuju i valorizuju, a svakom kriterijumu pojedinačno dâ relativan značaj u izboru varijante. Pri tome se polazi od dve osnovne hipoteze: (1) izabrana varijanta mreže šumskih puteva se razlikuje od varijante dobijene po jednom – troškovnom kriterijumu izgradnje i održavanja šumskih puteva i (2) rezultat izbora varijante mreže šumskih puteva zavisi od primene različitih metodologija višekriterijumskog izbora. Svrha istraživanja se ogleda kroz praktičan doprinos u implementaciji predstavljene metodologije u

3

donošenju složenih upravljačkih odluka koristeći se kompleksnijim, sveobuhvatnijim i širim pristupom kakav omogućuje odlučivanje po više kriterijuma i sagledavanju mogućnosti za dobijanje različitih projektnih rešenja pri primeni jednokriterijumskog i višekriterijumskog izbora.

3. METOD RADAU okviru metode rada na višekriterijumskom izboru mreže šumskih puteva sa

aspekta zaštite od požara predstavljen je opisno i u obliku 3D modela lokalitet koji je ugrožen od požara, način prikupljanja potrebnih podataka i metod težinskih koeficijenata koji je korišćen u izboru.

3.1. Opis lokalitetaNacionalni park „Tara” se nalazi na zapadu Srbije, uz granicu sa Bosnom i

Hercegovinom. To je područje šumskih ekosistema koje spada među najproduktivnije u celoj Evropi. Simbol nacionalnog parka „Tara” je tercijerni relikt Pančićeva omorika (Picea omorica Pancic). Centralni deo nacionalnog parka „Tara”, na području Gorušica - Aluške planine, predstavlja jedinstvenu prirodnu celinu koja čini refugijum mrkog medveda (Ursus arctos L.). Konfiguracija terena na području Aluških planina se može podeliti na dva različita dela: jako strm teren (Foto 1) i zaravnjen plato. Teren sa veoma strmim nagibom koji mestimično prelazi u krečnjačku liticu se nalazi na zapadnoj i jugozapadnoj ekspoziciji, površine 81 ha. Geološka podloga je krečnjak koji izbija na površinu u vidu stena ili sipara.

4

Foto 1: Strmi deo terena ugrožen od požara na mestu zvanom Aluške planinePhoto 1:

Na ovom prostoru se nalaze visoke šume crnog bora (Pinus nigra Arn.) i belog bora (Pinus silvestris L.) stalno zaštitnog karaktera koje imaju veliki ekološki značaj. Šumske zajednice crnog i belog bora (Pinetum nigrae ostryetosum) na krečnjačkim liticama spadaju u kategoriju kserotermnih šuma koje su najugroženije od požara (Ratkinic M. et al, 2006a). Teren sa veoma strmim nagibom se na istoku graniči sa platoom površine 158 ha sa ekonomski vrednim visokim prebirnim šumama jele, smrče i bukve (Piceo-Abieti-Fagetum typicum).

Foto 2: Krečnjačka litica kao deo mesta zvanog Aluške planinePhoto 2:

Zbog konfiguracije terena, vrste drveća, staništa, klimatskih prilika, prisustva ljudi i nedovoljno razvijene mreže šumskih puteva deo šumskog kompleksa na području Aluških planina se može okarakterisati kao „zona izraženog rizika od šumskih požara“ (Jaiswal R.K., et al, 2002; Xu D., et al, 2005). Naime, na osnovu preliminarnih studija stanje puteva u postojećoj mreži i njen položaj u prostoru sa aspekta zaštite šuma od požara je nezadovoljavajući (Jaksic M., 2008; Stefanovic B., Jaksic M., 2008).

U sadašnjim uslovima prilaz strmom terenu, na kome nastaju požari, specijalnim vatrogasnim vozilima moguć je jedino preko platoa, do na oko 200 m od njegove ivice. Sadašnji saobraćajni uslovi su takvi da se vozila moraju kretati direktno po terenu ili po traktorskim putevima da bi prišli ivici platoa na kojoj se nalazi neposredna linija odbrane od požara. Traktorski putevi su izgrađeni kao privremeni objekti u šumi bez

5

adekvatnih tehničkih elemenata, tako da je, u sadašnjim uslovima, pristup ivici platoa gotovo nemoguć. Zbog velike težine i sadržaja fluida specijalna vatrogasna vozila mogu da se kreću samo po kvalitetnoj podlozi.

Foto 3: Traktorski put u odeljenu 15Photo 3:

Foto 4: Traktorski put u odeljenu 16Photo 4:

3.2. Planiranje varijanti mreže šumskih putevaVišekriterijumskom izboru položaja mreže u prostoru je prethodilo projektovanje

varijanti mreža, izbor kriterijuma i parametara izbora, određivanje njihovih nominalnih vrednosti, vrednovanje pojedinih varijanti, evaluacija i izbor najbolje varijante. Projektovanje varijanti trasa puteva, proračuni i dobijanje vrednosti parametara potrebnih za izbor mreže puteva rađeni su na bazi GIS tehnologije. Za izbor mreže puteva sa aspekta zaštite šume od požara korišćen je „metod varijanti” (Stefanovic B., Bjelanovic I., 2009). Naime, na 3D modelu terena, urađenom u programu ArcGIS 9.2, predstavljenog DEM (Digital Elevation Model) raster mrežom dimenzija 9×9m, projektovane su 4 varijante mreže puteva po metodologiji prilagođenoj za šumske puteve (Stefanovic B., 2008).

Prilikom projektovanja trasa puteva na 3D modelu terena vodilo se računa da se zadrži opšta tendencija pružanja nulte linije. Na terenima sa poprečnim nagibima do 40% trase je projektovana uz nultu liniju pri čemu se dobija zasek u poprečnom profilu, a na terenima sa poprečnim nagibima preko 40% trasa je projektovana na uzbrdnoj strani od nulte linije sa ciljem da se planum puta locira u usek. Pored toga, trase puteva su projektovane sa ciljem da se niveleta puta ne lomi često, da projektovana trasa puta ima što duže deonice u pravcu, da se izbegne projektovanje trasa preko privatnih imanja, a velika pažnja je posvećena i geološkoj podlozi. Prema projektnom zadatku predviđeni su sledeći konstruktivni elementi puta: minimalni poluprečnik krivine je 20 m, maksimalni uzdužni nagib puta je 8%, širina planuma puta je 6 m, s obzirom na IV kategoriju terena nagib škarpi useka je 1:0,5, a škarpi nasipa 1:1,25, dok su odvodni kanali u obliku rigola. Tehnički elementi trasa puteva su takvi da omogućuju nesmetan prolaz vatrogasnih vozila.

Koncept planiranja mreže šumskih puteva se zasniva na projektovanju varijanti mreže sa aspekta preventivne i represivne zaštite od požara na platou iznad površine

6

koja je neposredno ugrožena od požara. Aspekat preventivne zaštite se ogleda u planiranju mreže tako da se omogući pristup vidikovcu na koti 1315 m na kojoj se nalazi osmatračnica sa koje se vrši protivpožarni monitoring neposredno ugroženog, ali i šireg šumskog prostora. Zadovoljavanje uslova represivne zaštite od požara ogleda se u planiranju mreže puteva tako da ona bude locirana što bliže ivici platoa na kojoj se nalazi neposredna linija odbrane od požara i do koje treba omogućiti pristup vatrogasnoj opremi.

U okviru svake varijante mreže projektovano je dva tipa puteva, i to: jedan stalni put sa tucaničkim kolovozom i više privremenih puteva sa zemljanim kolovozom koji se mogu koristiti u toku suvog doba godine, kada je povećana ugroženost od požara. U toku planiranja mreže projektovani su u varijanti I - 2,328 km stalnih puteva i 3 trase privremenih puteva ukupne dužine 1,61 km. U varijanti II je dužina stalnog puta 3,45 km i 3 trase privremenih puteva dužine 1,23 km, dok je u varijanti III dužina stalnog šumskog puta 2,156 km, a 3 trase ukupne dužine 0,49 km su privremeni putevi. U varijanti IV je projektovana trasa stalnog puta dužine 2,764 km i 2 trase privremenih puteva ukupne dužine 0,67 km.

Osnovni principi projektovanja varijanti mreže puteva su: da trasa stalnog šumskog puta bude projektovana upravno na smer širenja požara što

podrazumeva da bude locirana što bliže ivici platoa; da trasa stalnog šumskog puta bude lociran što bliže vidikovcu na koti 1315 m sa

koga se dogledaju kontrolne tačke za praćenje požara prema selu Rastištu i prema Predovom Krstu;

da stalni šumski put omogući kružni tok saobraćaja, tj. da se ugroženoj površini može prići iz dva pravca: od naselja Mitrovac i od sela Rastište, odakle se vrši mobilizacija stanovništva i organizuje protivpožarna zaštita;

da mreža puteva što više pokriva prostor platoa sa ciljem da se omogući brži pristup njegovoj ivici na kojoj se nalazi linija odbrane od požara;

da se trase puteva što više prilagođavaju terenu i pejsažu, sa ciljem da se ne naruši prirodni izgled predela;

da trase puteva budu locirane tako da što manje utiču na promene osetljivog ekosistema nacionalnog parka;

da trase puteva budu locirane tako da što manje fragmentiraju stanište mrkog medveda (Ursus arctos L.);

da trase puteva budu locirane tako da imaju ekonomsku opravdanost; da tehnički i konstruktivni elementi puteva budu u skladu sa normama za

projektovanje šumskih puteva odgovarajuće kategorije i da se planiranim putevima što manje presecaju privatne enklave.

7

Slika 1. 3D model terena sa situacijom Figure 1. 3D model of terrain with situation

Kriterijumi (Ki) izbora mreže puteva sa aspekta zaštite od požara su: K1 (min) - troškovi izgradnje i održavanja stalnih puteva, K2 (min) - troškovi izgradnje i održavanja privremenih puteva, K3 (max) - pokrivenost prostora mrežom šumskih puteva, K4 (min) - udaljenost stalnog puta od linije odbrane od požara, K5 (max) - dužina trase stalnog puta na udaljenosti do 100 m od ivice platoa, K6 (min) - udaljenost stalnog puta od vidikovca na koti 1315 m i K7 (max) - kružni tok saobraćaja.

Pojedini kriterijumi su kvantifikovani i valorizovani pri čemu su njihove nominalne vrednosti (xi) predstavljene u Tabeli 1. Vrednost parametara kriterijuma K1 i K2 - troškovi izgradnje šumskih puteva sa tucaničkim i zemljanim kolovozom su izračunati na osnovu cenovnika JP „Putevi Srbije” (***, 2006) a dobijeni su množenjem predmera izgradnje se odgovarajućim cenama. Troškovi održavanja šumskih puteva su izračunati primenom metodologije objavljene u monografiji (Stefanovic B., 2001). Pokrivenost prostora mrežom puteva (K3) je izračunata kao procentualni odnos površina pojasa oko postojećih i novoprojektovanih puteva i ukupne površine platoa koja iznosi 158 ha. Površina pojasa oko puteva za zaštitu od požara se računa kao proizvod dužine puta i širine pojasa od 200 m, tj. 100 m sa obe strane osovine puta. Rastojanje od osovine stalnog puta do ivice platoa (K4) na kojoj se nalazi linija neposredne odbrane od požara, rastojanje od osovine stalnog puta do vidikovca na koti 1315 m (K6), kao i dužina trase stalnog puta koja se nalazi na rastojanju do 100 m od ivice platoa (K5) su merena na 3D modelu terena. Parametri kružnog toka saobraćaja (K7) su ocenjeni i vrednovani po linearnoj skali transformacije. (Nikolic I., Borovic S., 1996). Ocena parametara kružnog

8

toka je urađena na bazi analize najkraćeg rastojanja od ugrožene površine do logističkih centara za organizaciju i realizaciju odbrane od požara – naselje Mitrovac i selo Rastište, a kojim se omogućava kružni tok saobraćaja tj. pristup i jednom i drugom naselju.

Slika 2: Varijanta 1Picture 2:

Slika 3: Varijanta 2Picture 3:

Slika 4: Varijanta 3Picture 4:

Slika 5: Varijanta 4Picture 5:

3.3. Metod težinskih koeficijenataZa izbor mreže šumskih puteva primenom više kriterijuma korišćena je metoda

težinskih koeficijenata, pri čemu su njihove vrednosti određene za svaki kriterijum posebno po metodi entropije (Nikolic I., Borovic S., 1996). Metod težinskih koeficijenata se zasniva na određivanju veličine uticaja pojedinih kriterijuma na vrednovanje i evaluaciju projektnog rešenja. Naime, različitim kriterijumima, tj. njihovim parametrima, upotrebom težinskih koeficijenata, daje se veći ili manji značaj na izbor mreže šumskih puteva.

Metodom težinskih koeficijenata vrši se izbor jedne od više ponuđenih varijanti mreže šumskih puteva pri čemu se, uz obaveznu preferenciju donosioca odluke, dobija superiorno rešenje maksimizacijom vektorske kriterijumske funkcije F

max Fx ∈ X

[ f 1 ( x ) , f 2 ( x ) ,. .. f i (x ) .. . , f n (x ) ], n≥2 (1),

gde su: x - vektorska promenljiva ili nominalna vrednost parametra, X - dopustivi prostor odlučivanja,f i (x ) - i -ta kriterijumska funkcija, i = 1, 2, … , n

9

n - broj kriterijuma, u konkretnom istraživanju n = 7.Ako se koriste težinski koeficijenti vektorska funkcija (1) ima oblik

max Fx ∈ X

[ w1⋅g1(a ) , w2⋅g2( a) , .. . w j⋅gi (a) . .. , wm⋅gn(a )](2),

max Fx ∈X

=∑i=1

n

∑j=1

m

w j⋅a i

(3),

gde su: w j - j -ti težinski koeficijent, j = 1, 2, … , mm - broj funkcija cilja, alternativa ili projektnih rešenja, m = 4,gi (a ) - i -ta normalizovana funkcija cilja, i = 1, 2, … , nai - normalizovane vrednosti parametara vektorske promenljive xi,

uz ograničenja:w j≥0

(4) i

∑j=1

n

w j=1. (5).

U Tabeli 1 su zbirno, na jednom mestu, predstavljene izvorne nominalne vrednosti parametara (xi), ali i na osnovu primenjene metodologije izračunate njima odgovarajuće normalizovane vrednosti (ai) parametara i izračunate vrednosti težinskih koeficijenata (wi) svakog kriterijuma posebno. Nominalne vrednosti parametara po svakom kriterijumu su predstavljene i brojčano i opisno, a razlikuju se po veličini, jedinicama mere i zahtevanom ciljnom smeru promene parametra (max ili min) tako da nije moguće direktno izvršiti valorizovanje i izbor. U uslovima kada su nominalne vrednosti parametara projektnih rešenja raznorodne veličine, određivanje vrednosti težinskih koeficijenata vrši se kroz složen matematički postupak. Ova procedura podrazumeva kvantifikovanje kvalitativnih atributa, modifikovanje i prilagođavanje vrednosti parametara istog kriterijuma za proračun, normalizaciju vrednosti parametara zbog različitih jedinica mere i definisanje vrednosti težinskih koeficijenata.

Prevođenje kvalitativnih (opisnih) podataka u kvantitativne (brojčane) je urađeno korišćenjem linearne skale transformacije (Nikolic I., Borovic S., 1996) poređenjem opisnih vrednosti atributa sa skalom brojčanih vrednosti. Modifikacija nominalnih vrednosti parametara optimizacije podrazumeva usklađivanje njihove visine i prilagođavanje za međusobno poređenje, kao i promenu prirode razmatranog kriterijuma iz minimuma u maksimum i obrnuto. Prilagođavanje visine vrednosti parametara se vrši množenjem ili deljenjem svih vrednosti jednog kriterijuma podesno odabranim brojem da bi se dobile uporedive vrednosti parametara različitih kriterijuma. Najčešće se nominalne vrednosti parametara modifikuju tako da se dobiju vrednosti oko cifre 10. Promena prirode kriterijuma iz min u max i obrnuto se vrši množenjem vrednosti parametara cifrom -1. Normalizovanje vrednosti parametara optimizacije se radi da bi se izbegle nepovoljne posledice koje potiču od činjenice da su zadati kriterijumi, po pravilu, raznorodne veličine koje se izražavaju različitim jedinicama mere ili različitim skalama. Zato je potrebno sve nominalne vrednosti svesti na istu

10

skalu ili jedinicu mere. Normalizovanje vrednosti parametara je urađeno vektorskom normalizacijom. Vrednosti težinskih koeficijenata (wj) se množe sa normalizovanim vrednostima parametara (ai) i tako dobijene vrednosti se sabiraju. Varijanta mreže puteva sa maksimalnom vrednošću zbira, prema formuli (3), po svim kriterijumima je najbolja varijanta.

4. REZULTATI RADA I DISKUSIJAPrimenom opisane metodologije dobijeni su konkretni podaci za sve četiri varijante

mreže šumskih puteva, izvršena njihova analiza, valorizovanje, međusobno poređenje i izbor najpovoljnije u datim uslovima i ograničenjima. Na osnovu proračuna predstavljenog u Tabeli 1 i rezultata izbora varijante mreže šumskih puteva, može se konstatovati da je varijanta IV najpovoljnija. Tabela 1 – Nominalne (xi) i normalizovane (ai) vrednosti parametara izbora sa težinskim koeficijentima (wj)Table 1 –

KriterijumVarijanta

I II III IV

K jed.mere cilj

xi wj ai∙wjxi wj ai∙wj

xi wj ai∙wjxi wj ai∙wjai ai ai ai

1 € min65561 97159 60717 77840

0,572 0,247 0,141 0,366 0,258 0,094 0,604 0,246 0,14

8 0,492 0,250 0,123

2 € min20085 19106 6113 8358

0,869 0,251 0,218 0,875 0,251 0,220 0,960 0,249 0,23

9 0,945 0,249 0,236

3 % max57 61 58 59

0,821 0,251 0,206 0,785 0,252 0,198 0,921 0,248 0,22

9 0,886 0,249 0,221

4 m min252 95 45 16

0,485 0,251 0,122 0,519 0,249 0,129 0,493 0,250 0,12

4 0,502 0,250 0,125

5 m max0 52 488 870

0,000 0,291 0,000 0,052 0,266 0,014 0,489 0,214 0,10

5 0,871 0,229 0,199

6 m min275 330 121 174

0,836 0,253 0,211 0,938 0,250 0,234 0,971 0,249 0,24

2 0,990 0,249 0,246

7 max

vrlo dobro odlično jako loše zadovoljavajuće6 8 1 4

0,555 0,236 0,131 0,740 0,236 0,174 0,092 0,284 0,02

6 0,370 0,244 0,090

Σ 1,029 1,063 1,113 1,240

Izvor: original

Pri višekriterijumskom izboru mreže šumskih puteva svakom kriterijumu je dat odgovarajući značaj u zavisnosti od njegovog uticaja na vrednovanje i evaluaciju varijante. Značaj različitim kriterijumima daje donosilac odluke svojom preferencijom, tj. korišćenjem težinskih koeficijenata. U konkretnom slučaju izbora varijante mreže šumskih puteva sa aspekta zaštite od požara donosilac odluke bi trebao da bude investitor, odnosno menadžment JP Nacionalni park „Tara”. Međutim, njihov jedini kriterijum izbora se odnosio na najniže troškove izgradnje i održavanja puteva. Prema

11

tom kriterijumu najpovoljnija je varijanta III sa ukupno 66.830 € (Jaksic M., 2008) i ako se ona uporedi sa varijantom dobijenom u konkretnim istraživanjima (varijanta IV sa ukupnim troškovima izgradnje i održavanja od 86.198 €) može se konstatovati da preovlađuje uticaj drugih kriterijuma na izbor i da je prva postavljena hipoteza potvrđena. Međutim, ako se međusobno uporede rešenje dobijeno u konkretnim istraživanjima sa rešenjem dobijenim u preliminarnim istraživanjima na osnovu poređenja nominalnih vrednosti parametara (Stefanovic B., Jaksic M., 2008) gde je, takođe, izabrana varijanta IV može se konstatovati da polazna hipoteza nije potvrđena. Ovakav rezultat istraživanja opovrgava postavljenu hipotezu da će rezultat izbora biti različit ako se primeni drugačija metodologija višekriterijumskog izbora. Ovakvo rešenje ne mora biti pravilo, ali govori o uspešnosti i potrebi preliminarnih istraživanja pri višekriterijumskom pristupu u rešavanju različitih problema, pri čemu se samo na osnovu međusobnog poređenja nominalnih vrednosti parametara pojedinih kriterijuma može dobiti valjano rešenje.

Uzimajući u obzir nominalne vrednosti parametara za svaki kriterijum, stavljajući, pri tome, na prvo mesto troškovni kriterijum koji se odnosi na minimalne troškove izgradnje i održavanja šumskih puteva i analizirajući sve četiri projektovane varijante, može se konstatovati da je izabrana varijanta IV skuplja od varijanti I i III. Međutim, ova varijanta ima druge prednosti koje su odlučile prilikom odabira optimalnog rešenja. Naime, ovom varijantom se dobija zadovoljavajući kružni tok saobraćaja kroz ugroženi deo šumskog kompleksa, 59% površine platoa je pokriven putevima, a rastojanje od stalnog puta do vidikovca, tj. osmatračnice na koti 1315 m je 174 m. Pored toga, jedino se ovom mrežom puteva ne presecaju privatne enklave, što joj još više daje na značaju. Nedostatak ove varijante je slaba pokrivenost jednog dela platoa koji se može rešiti dodatnom izgradnjom traktorskih vlaka sa konstruktivnim elementima koji omogućuju prolazak vatrogasnih vozila.

Pored tehničkih i troškovnih komponenti ovih istraživanja, predstavljenih kroz izbor varijante mreže puteva, neophodno je izvršiti analizu veoma složenih uzroka, razornih i dugoročno negativnih posledica dejstva požara na osetljivi ekosistem nacionalnog parka „Tara” koji opravdavaju odluku menadžmenta JP Nacionalni park „Tara” o investiranju u izgradnju mreže šumskih puteva sa osnovnim ciljem zaštite od požara. Naime, uvidom u stanje opožarenih površina na području Aluških planina utvrđeno je da je celu površinu zahvatio prizemni požar, podzemni je uočen na oko 1/3 površine, a visoki požar je na oko 1/2 površine zahvatio uglavnom donje delove krošnji stabala (***, 2007). Direktna materijalna šteta se ogleda u gubljenju vrednosti dubeće drvne zapremine stabala oštećenih požarom. Pored toga, evidentna je šteta na pedološkom i humusnom sloju, prizemnoj i žbunastoj vegetaciji, čime je smanjen bonitet staništa i oslabljene sve funkcije šume. Indirektne, pre svega ekološke štete, nastale kao posledica šumskih požara su ekološka zagađenja (Elenkov L., 2009) koja se ogledaju kroz ubrzano oticanje vode sa površine zahvaćene požarom što dovodi do pojave erozije (Pilliod D.S., et al, 2003). Stabla oštećena požarom su znatno teža za seču (Arbez M., et al, 2002), a količina šumske prostirke, koja može da izgori u požaru, u zavisnosti od vrste drveća, iznosi od 12,4 do 59,5 tha-1 (Spanjol Z., et al, 2008).

Ako se uporede samo direktne štete na stablima nastalim tokom požara u 2007. godini, a koji iznose 406.000 € (***, 2008) sa troškovima izgradnje i održavanja

12

izabrane varijante mreže šumskih puteva, koji iznose oko 86.200 €, može se konstatovati da su štete od požara 4,7 puta veće u odnosu na investiciona ulaganja u dugoročno rešavanje problema. Ako bi se uzele u razmatranje i ekološke štete nastanka i širenja požara na ovom području negativan efekat bi bio daleko veći.

Foto 5: Izgled opožarene površine u blizini linije odbrane od požaraPhoto 5:

Uzroci čestog nastanka i brzog širenja požara na području Aluških planina su konfiguracija terena, fitocenološki i mikroklimatski uslovi i slaba infrastrukturna opremljenost, a osnovni cilj zaštite je sprečavanje i smanjenje potencijalne opasnosti od širenja požara na centralni deo nacionalnog parka.

Konfiguracija terena na mestu nastanka i razvoja požara uzrokovala je njegovo brzo širenje zbog toga što nagib terena direktno utiče na brzinu širenja požara. Požar se znatno brže kreće uz nagib, nego niz nagib, a veći nagib terena utiče na brže širenje požara (Jaiswal R.K., et al, 2002). Brže širenje požara uz nagib terena je posledica podizanja vrelog vazduha koji zagreva i isušuje delove terena iznad površine koja je već zahvaćena požarom (Prasad V.K., et al, 2008). Na nagibu od 20%, visina plamena veća je za oko 1 m nego na ravnom terenu (***, 1991).

Mikroklimatske prilike u toku letnjih meseci na području Aluških planina direktno utiču na pojavu i širenje šumskih požara čije su karakteristike vrlo često atmosfersko

13

pražnjenje, izražen fenski efekat vetrova i izrazito suva šumska prostirka od četina borova puna jako zapaljive smole. Mikroklimatski uslovi su ključni faktor nastanka vegetacije na nekoj mikrolokaciji. Tako se na području Aluških planina javljaju zajednice crnog i belog bora (Pinetum nigrae ostryetosum) na izrazito nepovoljnom terenima na siparima i krečnjačkim liticama orijentisane zapadno i jugozapadno, koje spadaju u kategoriju kserotermnih šuma koje su najugroženije od požara.

Na osnovu dosadašnih studija otvorenosti i dostupnosti površini ugroženoj od požara (Jaksic M., 2008; Stefanovic B., Jaksic M., 2008) položaj puteva u prostoru sa aspekta zaštite šuma od požara nije zadovoljavajući. Naime, prilaz specijalnim vatrogasnim vozilima granici između strmog terena i platoa na kojoj se nalazi neposredna linija odbrane od požara je moguća do udaljenosti oko 200 m od ivice. Sa ove daljine je praktično nemoguće neposredno gasiti požar upotrebnom specijalnih vatrogasnih vozila jer se na većoj daljini smanjuje pritisak fluida u vatrogasnim crevima. Prema Potočnik (2004) ova dužina može da bude do 150 m od osovine puta ako se koristi vatrogasna oprema sa pumpama visokog pritiska. Pored toga, širinu od 150 m, takođe, predlažu Chuvieco & Congalton (1989). Međutim, u ovom radu je za udaljenost stalnog puta od neposredne linije odbrane od požara korišćena dužina do 100 m, a ona je uzeta kao maksimalna dužina vatrogasnog creva koje je u opremi auto-cisterne FAP 2226, a koja se najčešće koristi u Srbiji.

Navedeni uzroci nastanka i posledice brzog širenja požara na području Aluških planina, kao i stanje infrastrukture, opravdavaju odluku menadžmenta JP Nacionalni park „Tara” o investiranju u izgradnju mreže šumskih puteva sa prvenstvenim ciljem blagovremene preventivne i efikasne represivne zaštite od požara.

5. ZAKLJUČAKNa osnovu stanja šumskih puteva u ugroženom delu Nacionalnog parka „Tara” od

požara i izabrane varijante mreže šumskih puteva može se zaključiti:1. Dugoročno rešavanje problema preventivne i represivne zaštite šuma od požara,

na području Aluških planina, može se postići izgradnjom mreže šumskih puteva sa tehničkim i konstruktivnim elementima koji omogućavaju brzu i efikasnu odbranu od požara, ali i stalan pristup ugroženom području.

2. Imajući u vidu značaj i bogatstvo biljnog i životinjskog sveta u nacionalnom parku „Tara”, kao i stalnu opasnost od pojave i širenja šumskog požara u centralnom delu kompleksa šuma nacionalnog parka, izgradnjom mreže puteva u ovom delu šumskog područja direktno bi se uticalo na očuvanje jedne od najlepših i najbogatijih planina u Evropi.

3. Izborom varijante mreže puteva po jednom kriterijumu u odnosu na više kriterijuma, pri čemu su izabrane različite varijante, dokazano je da preovlađuje uticaj drugih kriterijuma na izbor. Međutim, ako se međusobno uporede rešenje dobijeno višekriterijumskim pristupom primenom metode težinskih koeficijenata sa rešenjem dobijenim na osnovu poređenja nominalnih vrednosti parametara, pri čemu je izabrana ista varijanta mreže - varijanta IV, dokazano je da različita metodologija višekriterijumskog izbora nema uticaj na izbor. Ovakvo rešenje ne mora biti pravilo, ali govori o uspešnosti i potrebi preliminarnih istraživanja pri višekriterijumskom pristupu u rešavanju različitih problema.

14

4. Podatak da su direktne štete na stablima (406.000 €) nastalim tokom požara u 2007. godini 4,7 puta veće od investicionih ulaganja u dugoročno rešavanje problema kroz izgradnju izabrane varijante mreže šumskih puteva (86.200 €) ukazuje na ekonomsku opravdanost investiranja.

5. Primenjena metodologija višekriterijumskog izbora mreže šumskih puteva je zbog prirode istraživanja specifična i prilagođena izboru varijante mreže šumskih puteva, čime zahteva dalju razradu, primenu i verifikaciju u praksi. Istraživanja ovog tipa upućuju na potrebu da se u različitim tehničkim, tehnološkim, organizacionim i dr. situacijama koje se nameću u poslovanju u šumarstvu primeni neka od metoda višekriterijumskog odučivanja. Nepovoljni uslovi privređivanja, a time i loši uslovi poslovanja u šumarstvu (Rankovic N., Vuckovic M., Stefanovic B., 2002) utiču da investitor, tj. donosilac odluke izabere poslovno rešenje sa najnižim troškovima koje ne mora da bude i najpovoljnije. Planiranje i realizacija svih poslova u šumarstvu mora da bude dugoročna i u skladu sa principima održivog razvoja. Zbog toga je neophodno da svaka trenutna odluka koja može da donese dugoročne posledice u smislu narušavanja osetljivog šumskog ekosistema, bude donesena analizom više kriterijuma.

LiteraturaAleksic P., Krstic M., Jancic G. (2009): Forest fires - ecological and economic problem in Serbia,

Botanica SERBICA № 33(2), Belgrade, Serbia, (169-176).Arbez M., Birot Y., Carnus J.M. (eds.) (2002): Risk Management and Sustainable Forestry,

Bordeaux, France, EFI Proceedings No. 45, pp 92.Arienti M.C., Cumming S.G., Krawchuk M.A., Boutin S. (2009): Road Network Density

Correlated with Increased Lightning Fire Incidence in the Canadian Western Boreal Forest, International Journal of Wildland Fire № 18(8), (970–982). (abstract)

Chuvieco E., Congalton R.G. (1989): Application of Remote Sensing and Geographic Information Systems to Forest Fire Hazard Mapping, Remote Sensing Environmental № 29, (147-159).

Demir M. (2007): Impacts, Management and Functional Planning Criterion of Forest Road Network System in Turkey, Transportation Research Part A № 41, (56–68).

Dimopoulou M., Giannikos I. (2004): Towards an Integrated Framework for Forest Fire Control, European Journal of Operational Research № 152, (476–486).

Elenkov L. (2009): Analysis of the burning materials influence on spreading of forest fires, Forest Science, Academy of Sciences of Bulgaria, Forest Research Institute, Vol. XLVI, No. 1, Sofia, p. 86-104. (in Bulgarian)

***(2007): Fire management – global assessment 2006, FAO, Rome, 121 pp.***(2005): Global Forest Resources Assessment 2005.Jaiswal R.K., Mukherjee S., Raju K.D., Saxena R. (2002): Forest Fire Risk Zone Mapping from

Satellite Imagery and GIS, International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation № 4, (1–10).

Jaksic M. (2008): Selection of Alternative Solutions of Preliminary Design of Forest Road from the Aspect of Protecting Forests from Fire in MU "Tara", graduate work in manuscript, Faculty of Forestry, University of Belgrade, Belgrade, 74 pp. (in Serbian)

Lampin-Maillet C., Jappiot M., Long M., Morge D., Ferrier J.P. (2009): Characterization and Mapping of Dwelling Types for Forest Fire Prevention, Computers, Environment and Urban Systems № 33, (224–232).

15

Larjavaara M. (2005): Climate and forest fires in Finland – influence of lightning-caused ignitions and fuel moisture, Academic dissertation, The Finnish Society of Forest Science, pp 35.

Larjavaara M., Pennanen J., Tuomi T.J. (2005): Lightning that Ignites Forest Fires in Finland, Agricultural and Forest Meteorology № 132, (171–180).

Lugo A.E, Gucinski H. (2000): Function, Effects, and Management of Forest Roads, Forest Ecology and Management № 133, (249-262).

Morgena E., Cirelli M.T. (2009): Forest Fires and Law – A Guide for National Drafters Based on the Fire Managements, FAO Legislative Study № 99, Rome, Italy, 175 pp.

Nikolic I., Borovic S. (1996): Multicriteria Optimization - Methods, Applications in Logistics, Software, Center of Military Schools of the Army of Yugoslavia, Belgrade, diff.pag. (in Serbian)

Nikolov N. (2006): Fire Management Working Papers, Global Forest Resources Assessment 2005 – Report on Fires in the Balkan Region, FAO, Rome, Italy, 24 pp.

Pilliod D.S., Bury R.B., Hyde E.J., Pearl C.A., Corn P.S. (2003): Fire and Amphibians in North America, Forest Ecology and Management № 178, (163–181).

Picman D., Pentek T. (1997): Forest fire prevention roads on the karst area of Republic of Croatia, Working Group No 1: Forest Ecology and Integrated Forest Protection / Križová, Eva ; Kodrik, Jozef (ed). - Zvolen : Technická univerzita vo Zvolene, 287-295.

Potocnik I. (2004): Forest Roads as a Forest Fire Prevention Measure, Bulletin Faculty of Forestry, University of Banja Luka № 1. (87-96).

Prasad V.K., Badarinath K.V.S., Eaturu A. (2008): Biophysical and Anthropogenic Controls of Forest Fires in the Deccan Plateau, India, Journal of Environmental Management № 86, (1–13).

Rankovic N., Vuckovic M., Stefanovic B. (2002): Expanding the Network of Forest Roads and Afforestation of Waste Land, Barren Soil and Sechin - Program 41, pp. 685-711, in the book: “Selected development programs 2002nd - Book III”, Ministry of Science, Technology and Development of the Republic of Serbia, Belgrade, 1003 pp. (in Serbian)

Ratknic M., Rakonjac LJ., Matovic M., Bilibajkic S., Braunovic S. (2006a): Development of Expert System for Protection of Forest Fires in National Park “Tara”, Scientific conference: “Management of Forest Ecosystems in National Parks and Other Protected Areas”, Mt. Jahorina – National park “Sutjeska”, Republic of Srpska, 05-08. July 2006., Proceeding p. 381-388. (in Serbian with English summary)

Ratknic M., Rakonjac LJ., Matovic M., Bilibajkic S., Braunovic S. (2006b): Forest Protecting Against Fire in the National Park „Kopaonik”, International scientific conference: „Sustainable Use of Forest Ecosystems – The Challenge of the 21st Century”, Donji Milanovac, Serbia, 05-10. November 2006., Proceeding p. 280-284.

*** (1991): Recommended Fire Siting Standards for Dwellings and Structures and Fire Safety Design Standards for Roads, Land Use Planning Notes № 1, Oregon Department of Forestry, 8 pp.

Stipanicev D., Hrastnik B. (2004): Integrated Model of Protection against Forest Fires in the Area of Split-Dalmatians County, Faculty of Electrical Engineering, Mechanical Engineering and Naval Architecture, University of Split, 21 pp. (in Croatian with English summary)

Stefanovic B., Bjelanovic I. (2009): Selection of The Variant Solution of Forest Road Alignment Conceptual Design Using Multicriteria Optimization, Bulletin of the Faculty of Forestry, University of Belgrade № 99, (165-176). (in Serbian with English summary)

Stefanovic B., Jaksic M. (2008): The Selection of the Forest Road Location from the Aspect of Forest Fire Protection, 1st International Scientific Conference “Safety Engineering - Fire,

16

Environment, Work Environment, Integradet Risk”, Novi Sad, Serbia, 07-11. Oktober 2008, Proceeding p.254-260. (in Serbian with English summary)

Stefanovic B. (2008): Forest Engineering – Practicum for Forest Roads, Faculty of Forestry, University of Belgrade, 47 pp. (in Serbian)

Stefanovic B. (2007): Model of Road Infrastructure of the Deliblato Sands from the Aspect of Forest Protection against Fire, Forestry № 1-2, (81-93), Society of Forestry Engineers of Serbia. (in Serbian with English summary)

Stefanovic B. (2006): Phases of the Design of Forest Roads in Serbia, 6th International Scientific Technical Conference "Forestry: Status and Prospects of Development", Bryansk State Engineering Technological Academy, Bryansk, Russia, 1-30. November 2006, Proceedings p.51 -53. (in Russian with English summary)

Stefanovic B. (2004): Specificity of the Planning of Road Infrastructure in the Forest Regions of Serbia, Proceedings of the Belarusian State Technological University, Series II Vol. XII, (151-156), Belarusian State Technological University, Minsk, Belarus. (in Russian with English summary)

Stefanovic B. (2001): Forest roads – Optimizations of Curve Radii, Andrejevic Foundation, Belgrade, 91 pp. (in Serbian with English summary)

Spanjol Z., Biljakovic K., Rosavec R., Dominko D., Barcic D., Staresinic D. (2008): Forest Fires and Physical Models, Journal of Forestry Society of Croatia № 5–6, CXXXII, (259-267). (in Croatian with English summary)

***(2006): The Prices of Works on Construction and Modernization of Roads, PE "Roads of Serbia", Belgrade, 15 pp. (in Serbian)

***(2007): The Program Recovery Area Called the Fire Place “Aluske Mountains”, Internal documentation of the PE National Park “Tara”, 19 pp. (in Serbian)

Xu D., Dai L., Shao G., Tang L., Wang H. (2005): Forest Fire Risk Zone Mapping from Satellite Images and GIS for Baihe Forestry Bureau, Jilin, China, Journal of Forestry Research № 16(3), (169-174).

17