|
 autor: Piotr Gawlicki28-02-2013
Opinia o symulatorze PZŁ populacji jeleni
|
 Troche czasu upłyneło od ogłoszenia przez PZŁ, że ma program symulacyjny populacji jeleni, więc warto byłoby poświecić mu trochę uwagi, szczególnie, że w tym czasie mogłem na spokojnie przetestować ten program oraz otrzymać od jego współautora, prof. Romana Dziedzica, szereg informacji pozwalających na bliższą ocenę działania tego symulatora. Program, inaczej jak znane symulatory, proponuje podejście pozwalające szukać optymalnych warunków odstrzału na podstawie oczekiwanej docelowej struktury populacji, co pozwala na pominięcia testowania wielu wariantów w symulatorach.
W ten sposób powstało narzędzie poszukujące możliwych dróg przejścia od stanu A populacji do stanu B populacji po określonym okresie czasu. Inne symulatory, w tym opracowany przeze mnie, są z założenia kalkulatorami, które pozwalają dla założonego stanu A populacji i przyjętych parametrów odstrzału, określić stan B populacji, który jest rezultatem jednoznacznych przekształceń matematycznym zachodzących w rzeczywistym świecie, bez konieczności czekania latami na sprawdzenie obranej drogi. Odmiennie, program przygotowany dla PZŁ założył sobie wyliczenie parametrów odstrzału w kolejnych latach, na podstawie opisów populacji wyjściowej A oraz populacji docelowej B.
Nie mając dostępu do wszystkich szczegółowych algorytmów tego programu i zakładając, że te, których wpływu nie daje się bezpośrednio zobaczyć, zostały zaprojektowane i wykonane prawidłowo, mogłem przeanalizować tylko jeden z nich, od razu rzucający się w oczy. Chodzi o przyjęte w programie liczby byków przechodzących w danym roku z klasy do klasy. Program przyjmuje, że liczby ta dają się zdefiniować jednym stałym procentem byków przechodzących z klasy I do klasy II oraz drugim stałym procentem byków przechodzących z klasę II do klasy III każdego roku analizowanego okresu. Przyjęcie tych parametrów jako stałych wielkości procentowych jest wewnętrzną sprzecznością programu, ponieważ obliczane przez program rozwiązania określające strukturę sugerowanego odstrzału, bezpośrednio na te procenty wpływają. Innymi słowy, każde rozwiązanie podające parametry odstrzału, które program wylicza, kreuje różne procenty byków przechodzących z klasy I do II i z klasy II do III w każdym roku analizowanego okresu. Dlatego zastosowanie jednego stałego procentu powoduje, że wyniki generowane przez program są z założenia wewnętrznie sprzeczne, co można nazwać najpoważniejszą systemową wadą tego programu.
Trudno jest przy tym określić wpływ jaki na wyniki podawane przez program ma opisana wyżej sprzeczność. Nie da się tego ocenić bez operowania na dokładnych liczbach byków w poszczególnych rocznikach, a tymi nie posługuje się ten program. Tu jestem zgodny z autorami programu, że konieczność znajomości liczby samców we wszystkich grupach wiekowych jest warunkiem wyjściowym dla zagwarantowania rzetelności wyników wyliczanych przez program, ale pomimo tego słusznego stwierdzenia, autorzy programu nie umożliwili wprowadzenia takiej informacji do programu, żeby na ich podstawie przekwalifikowywać byki z klasy do klasy. Autorzy, zgodnie z informacją otrzymaną od nich, słusznie stwierdzili, że procenty byków przekwalifikowanych z klasy do klasy są zmienne w zależności od wyjściowej struktury wiekowej, ale nie ma możliwości sprawdzenia, czy przyjęte w programie wielkości procentów przekwalifikowania są właściwe.
Poza powyższym, wydaje mi się, że odmiennie niż zostałem poinformowany przez autorów, program przekwalifikowuje byki z klasy I do klasy II i z klasy II do klasy III założonym procentem, ale dopiero po doliczeniu cieląt do I klasy i byków 5-letnich do II klasy, a nie przed doliczeniem. Wskazują na to moje obliczenia procentów przekwalifikowania z klasy do klasy stosowane przez autorów, wyliczone na podstawie rozwiązań proponowanych przez program, które są stałe przez kolejne lata tylko wtedy, kiedy właśnie doliczy się do I klasy cielęta oraz byki opuszczające przed sezonem polowań niższą klasę i przechodzące do wyższej. Jeżeli się tego nie dokona, to wyliczenia wykonane na wynikach podawanych przez program, wskazują na różne procenty przekwalifikowania, co jest niezgodne z założeniami programu, a więc nieprawdziwe. Warto w tym miejscu zauważyć, że po mniej więcej 10 latach stosowania jednolitych parametrów odstrzału w populacji wyjściowej A, powstaje populacja B, która w ogóle nie zależy od stanu populacji A, a zależy li tylko od założonych parametrów odstrzału, jeżeli były one stałe przez cały ten okres. Dlatego m.in. spotykana w praktyce konieczność wprowadzania przez NRŁ PZŁ zmian parametrów odstrzału co kilka lat w związku z niezadawalającym stanem populacji jest pośrednim dowodem na to, że przyjęte parametry odstrzału były niewłaściwe. Właśnie dla uniknięcia takich sytuacji, parametry odstrzału przed wdrożeniem ich w życie powinny być wszechstronnie sprawdzone dostępnymi symulatorami.
Przy pewnych uproszczeniach odstrzał byków w danym wieku odbywa się proporcjonalnie do liczebności danego rocznika i można matematycznie wykazać, że odsetek byków przechodzących z klasy do klasy zależy tylko od procentu odstrzału w danej klasie i wyraża się wzorem:
(1 - p)n
________________________________
(1 - p)1 + (1 - p)2 + .......... + (1 - p)n
gdzie:
p - procent odstrzały w danej klasie,
n - ilość lat w klasie.
Dla przykładu zaczerpniętego z opisu wprowadzania danych program wylicza możliwe kombinacje odstrzałów w I klasie w zakresie od 14% do 32%, co wg wzoru powyżej daje odsetek przekwalifikowania od 12,8% do 19,66%, co różni się od zakładanych przez autorów programu 15% z klasy I do II i 13% z klasy II do III. Jeden z wyliczonych przez program wyników dla pewnych założeń wyjściowych proponował zaledwie 1% odstrzału w I klasie, co daje odsetek przekwalifikowania do klasy II w wysokości 24,62%.
Za wadę programu, ale dającą się prawdopodobnie usunąć, należy przyjąć wskazywanie wśród proponowanych rozwiązań stosowanego odstrzału takich, które są absolutnie nie do przyjęcia, na przykład kilkudziesięcioprocentowy odstrzał cieląt. Jeżeli program wylicza kilka propozycji stosowanego odstrzału, a wśród nich jest propozycja np. ponad 60% odstrzału cieląt, to takie rozwiązanie, choć może matematycznie prawidłowe, nie zostanie nigdy zaakceptowane przez koła łowieckie i szeregowych myśliwych. Dlatego nie należy go w ogóle pokazywać w wynikach programu.
Za to z satysfakcją przyjąłem te wyniki, które program proponował dla populacji ustabilizowanych z oczekiwaną liczbą byków w III klasie, wskazujące na konieczność prowadzenie zdecydowanie większego odstrzału młodych byków i oszczędzania tych w II klasie. Właśnie dlatego tak często program proponuje odstrzał znaczącej liczby cieląt, o czym było wyżej, bo tylko w ten sposób mógł on narzucić konieczny odstrzał najmłodszych roczników. Przy podziale byków tylko na klasy, a nie na roczniki, jak można to zrobić np. w moim symulatorze, nie ma możliwości wymuszenia odstrzału młodych byków i pozostaje tylko właśnie redukcja cieląt. Algorytmy matematyczne programu nie pozwalają po prostu uzyskać tych samych wyników co w moim symulatorze, jeżeli wyliczają odstrzał procentowy dla całej I klasy, a nie odstrzał procentowy np. tylko dla byków w pierwszej głowie, którym program dla PZŁ się nie posługuje. Gdyby uzupełnić program o uwzględnienie w rozwiązaniach procentu odstrzału byków w pierwszej głowie, to stosowałby je zamiast wskazywać na odstrzał cieląt, a propozycje wyliczane przez program byłyby bliższe możliwości realizacji. Tylko znaczący odstrzał byków w pierwszej głowie (lub cieląt, czego nie chcemy), gwarantuje stabilną liczbę byków w III klasie w populacjach ustabilizowanych.
Poprawność działania programu sprawdzałem też przy pomocy mojego symulatora. W populacjach, w których mój symulator wskazywał liczbę przekwalifikowania byków z klasy do klasy na poziomie procentów zakładanych z góry w programie, wyniki były porównywalne. Jednak w populacjach o liczbie byków przekwalifikowanych różnych od wyliczanych przez program stałym procentem założonym z góry, różnice wyników były wyraźne, co wskazuje, że jeżeli przyjęty przez program odsetek byków przekwalifikowanych z klasy do klasy jest różny od danych rzeczywistej populacji, program podaje rozwiązania nieprawdziwe.
Do powyższych uwag dotyczących założeń, wyników i wewnętrznych algorytmów programu, należy dodać pewne spostrzeżenia użytkowe oraz te wynikające z analizy proponowanych przez program rozwiązań, które mają wpływ na użyteczność programu. Proponuję przyjęcie przykładowych dane wyjściowych zaczerpniętych z rzeczywistej populacji ustabilizowanej nadleśnictwa Kwidzyn i wprowdzenie ich do pragramu PZŁ, co pozwoli na sformułowanie paru wniosków odnośnie użytkowej strony tego programu.
Populacja docelowa 583
Populacja wyjściowa taka sama, w tym: byki kl.I 111
byki kl.II 76
byki kl.III 32
łanie 274
młodzież 90Przyrost 36,5 %
Okres 10 lat
Docelowa struktura płci 1 : 1,25
Docelowa struktura byków: byki kl.I 51 %
byki kl.II 35 %
byki kl.III 14 %
1. Dane wyjściowe wprowadzane do programu:
a. aktualna liczba młodzieży (cielęta urodzone w ub. roku kalendarzowym na dzień 10 marca)
Pojecie młodzieży podczas inwentaryzacji nie występuje w żadnym obowiązującym akcie prawnym, w tym przede wszystkim nie ma tego pojęcia w rozporządzeniu MŚ dot. rocznych planów łowieckich. Ani na poziomie koła, ani na poziomie nadleśnictwa, ani też jeszcze szerzej, nie inwentaryzowało się cieląt ubiegłorocznych, a więc nie ma wielkości, które dla skorzystania z programu są niezbędne. W prawdzie metodą prawa powielaczowego opracowana przez ZG PZŁ i DGLP propozycja druku planu rocznego została uzupełniona o rybrykę z inwentaryzowana młodzieżą do 1-szego roku życia, co może być ukłonem w kierunku programu prof. Romana Dziedzica, ale żądanie wypełniania tej rubryki nie ma żadnych podstaw prawnych i jest typowym dla PZŁ wymuszaniem na kołach realizacji swoich pomysłów. Jest to szczególnie głupie, bo równocześnie ZG PZŁ i DGLP zrezygnowały z wprowadzania do planu liczby zwierząt z podziałem na płeć przed okresem polowań, a więc wyodrębniene w inwentaryzacji młodzieży nie służy niczemu.
b. przyrost zrealizowany w stosunku do liczby łań
Program zakłada podanie procentu przyrostu zrealizowanego w stosunku tylko do łań w wieku ponad 1 rok na dzień inwentaryzacji tj. 10 marca. Tej wielkości ani koła, ani nadleśnictwa, ani literatura i naukowcy nie podają, więc w praktyce użytkownik nie wie, co ma tu wstawić. Można wprawdzie próbować ten procent wyliczyć na podstawie używanego obecnie procentu przyrostu zrealizowanego w stosunku do całej populacji, ale brak informacji o liczbie młodzieży jak wyżej w pkt a. uniemożliwia wyliczenie tej wielkości. Tak jak wskazano wyżej, uniemożliwia to użycie tego programu do rutynowego planowania.
c. docelowa struktura wiekowa byków w procentach
Należy oczywiście podać tę strukturę wiekową tak, żeby podane procenty w klasach sumowały się na 100%. Zdarza się jednak, że choć podane procenty byków sumują się na 100%, to programom czyta je jako 99,99999999999999 %, co podaje z informacją, że suma nie składa się na 100%. Na przykład podając dane wyjściowe jak wyżej, ale zmieniając docelową strukturę byków w klasach na I kl.=63%, II kl.=29% i III kl. 8% lub 62 % - 30 % - 8 % lub 58 % - 32 % - 10% oraz jeszcze inne, otrzyma się komunikat błędu wprowadzonych danych, który podaje, że procenty te nie sumują się na 100 %, tylko właśnie na 99,99999999999999 %. Nie jest to oczywiście prawdą, ale za to skutecznie blokuje możliwość skorzystania z programu dla takich danych i wskazuje, że program zawiera w sobie jeszcze błędy programistyczne, nie wyeliminowane na etapie testowania.
2. Rozwiązania proponowane przez program na danych wyjściowych jak wyżej:
a. Rozwiązanie 1 - zakłada 61% odstrzał cieląt
Nie trzeba tłumaczyć, że taki odstrzał byłby nie do przyjęcia tak z punktu widzenia ekonomiki kół, jak i z łowieckiego punktu widzenia.
b. Rozwiązanie 2 - zakłada 57 % odstrzał cieląt, czyli sytuacja jak w pkt a.
c. Rozwiązanie 3 - zakłada już tylko 26 % odstrzał cieląt z równoczesnym odstrzałem byków w III kl. dwukrotnie wyższym jak w klasie II, na poziomie 32,5 % wszystkich pozyskiwanych byków w roku. Nawet przy akceptacji aż 26 % pozyskania cieląt, założenie tak znaczącego pozyskania byków w III kl. podważa to rozwiązanie.
d. Rozwiązanie 4 - jest podobne do tego z pkt d., a tylko zmniejsza odstrzał cieląt do 23% kosztem zwiększenia odstrzału w I kl. wieku, co wydaje się właściwym kierunkiem, choć wciąż tak znaczący odsetek odstrzału cieląt wydaje się nie do przyjęcia na tej samej podstawie co wyżej.
e. Rozwiązanie 5 - wydaje się do przyjęcia, bo struktura pozyskania 44 % byki, 44 % łanie i 12 % cielęta wydaje się intuicyjnie prawidłowa, a struktura pozyskania byków w klasach I - II - III jak 50% - 23% - 27% jest realna.
f. Rozwiązanie 6 - tylko 2 % odstrzał cieląt wydaje się na poziomie błędu statystycznego i musiałby oznaczać całkowita rezygnację z odstrzału cieląt, co jest niemożliwe choćby z powodu możliwych błędów popełnionych przez myśliwych przy odstrzale osobników starszych.
3. Analizując rozwiązania od 1 do 6 opisane wyżej, daje się wyciągnąć z nich jeden wspólny wniosek. Wszystkie zakładają znaczący odstrzał byków młodych czy to poprzez znaczącą redukcję cieląt (pkt 2a., 2b. i 2c. wyżej), czy to przez znacząco wyższy odstrzał byków w I kl., niż byków w II kl. (pkt 2d., 2e. i 2f. wyżej). W tych trzech ostatnich rozwiązaniach proponowanych przez program, procent odstrzeliwanych byków w I kl. jest znacząco wyższy niż byków w II kl., odpowiednio: 54% i 15%, 50% i 23% i 55% i 20%. Widząc, że populacja o parametrach w przykładzie wyżej jest populacją ustabilizowaną, tzn. populacja docelowa B jest praktycznie taka sama po 10 latach jak populacja wyjściowa A, nie można mieć żadnej wątpliwości – tylko odstrzał młodych byków gwarantuje utrzymywanie populacji ustabilizowanej przez lata i pozwala na utrzymywanie w populacji liczby byków w III kl. na poziomie np. 14% wszystkich byków, jak w tym przykładzie.
4. Przyjrzyjmy się bliżej rozwiązaniu 5 (pkt. 2e. wyżej). Żeby zanalizować go dokładnie i rok po roku, należy przyjąć jakiś rozkład byków w poszczególnych klasach na początku 10-letniego okresu badanego przez program. Byków mamy w pierwszym roku analizy z przykładu wyżej odpowiednio: w I kl. 111 szt. plus połowę młodzieży wchodzącej w pierwsza głowę, czyli 111 + 45 = 156, w II kl. 76 szt., a w III kl. 32 sztuki. Do tego przyjmijmy rozkład liczby byków w poszczególnych rocznikach wieku w klasach:
- byków I kl. od głowy 1 do 4 następująco: 45 – 42 – 36 – 33
- byków II kl. od głowy 5 do 9 następująco: 20 – 18 – 15 – 13 – 10
- byków III kl. od głowy 10 do 15 następująco: 9 – 7 – 6 – 5 – 4 - 1
Wpiszmy wszystkie te wielkości wyżej do mojego symulatora. Ponieważ ten symulator nie operuje ma pojęciu młodzieży używanym przez program dla PZŁ, niektóre dane wyjściowe programu trzeba przeliczyć. I tak:
- stosunek liczby łań do byków 1,21
- przyrost zrealizowany 17,2 %
- procent odstrzału w 1 głowie: 15% (wielkość dobrana symulatorem, żeby uzyskać populację najbardziej zbliżoną po 10 latach do tej założonej jako docelowa w programie PZŁ).
Przy tak ustawionych parametrów wyjściowych populacja w pierwszym roku jest dokładnie taka sama jak w pierwszym roku analizowanym przez program PZŁ. I co otrzymujemy w wyniku: symulator potwierdza, że wyliczenia programu PZŁ były właściwe, a stały procent przekwalifikowania byków z klasy do klasy dla tej badanej populacji było prawie taki sam jaki powinien być w rzeczywistości. Potwierdza to wynik symulatora po 10 latach (początek roku 11), w którym jedyna różnica wystąpiła pomiędzy I i II klasą o 1%, czyli 3 byki, co jest wielkością do pominięcia.
5. Za słuszne należy uznać propozycję licznie przyrostu zrealizowanego od liczby łań, a nie od całej zinwentaryzowanej populacji jak robi się to obecnie, bo to ułatwia planowanie populacji, szczególnie w populacjach nieustabilizowanych, które mogą charakteryzować się stosunkiem byków do łań od 1 : 1, do 1 : 2 i więcej. Jednak przyjęcie takiego sposobu licznie przyrostu zrealizowanego musiałoby obowiązywać w całej Polsce, a tymczasem koła, nadleśnictwa i rejony hodowlane podają przyrost zrealizowany w stosunku do całej populacji.
6. Chybione są wyjaśnienia do programu mówiące o błędzie, kiedy naliczanie przyrostu zrealizowanego miałoby być liczone od liczby samic, które w okresie rui mają po 2 miesiące (u saren) i po ok. 4 miesiące (u jeleni), bo to miałoby zafałszowywać liczbę potencjalnych rodzicielek, bo można to zrekompensować właściwym procentem tego przyrostu. Przykładowo w populacji ustabilizowanej opisanej danymi jak wyżej, na przykład obecny przyrost zrealizowanym określany na poziomie 20%, odpowiada przyrostowi liczonymi do wszystkich osobników żeńskich na poziomie 36%, a przy pominięciu niedorosłych łaniek na poziomie ca 44%. W czym lepszy dla obliczeń miałby być przyrost 44% od przyrostu 36%, jeżeli liczby łaniek i tak się w praktyce nie inwentaryzuje?
Podsumowanie
Program dla PZŁ modelowania populacji jeleniowatych proponuje nowatorskie podejście do planowania odstrzałów w dłuższych okresach. Ma jednak szereg słabości, które dałoby się wyeliminować.
Przede wszystkim należy wyeliminować błędy programistyczne (pkt 1c. wyżej) oraz zrezygnować z podawania rozwiązań z gruntu nie przystających do sytuacji w gospodarce łowieckiej (pkt 2a. - 2d.).
Jeżeli program miałby być użyteczny na poziomie kół i nadleśnictw, należy zrezygnować z nim z wprowadzania liczby młodzieży w populacji wyjściowej i zmienić znaczenie przyrostu zrealizowanego, poprzez podawanie go w stosunku do wszystkich łań, a nie tylko łań starszych niż 1 rok. Należy przy tym przekonać lasy państwowe i PZŁ, żeby przyrost zrealizowany był podawany w planowaniu rocznym jako procent od liczby łań, a nie od całej populacji.
I najważniejsze, dla rzetelności wyników wyliczanych przez program, należałoby:
1. Usunąć istniejącą w nim sprzeczność posługiwania się stałym procentem byków przekwalifikowanych z klasy do klasy, na rzeczywistą liczbę byków przechodzących z klasy do klasy w czasie obliczeń programu, tj. wprowadzić możliwość podawania liczby byków w populacji wyjściowej nie tylko w klasach, ale również w każdym z roczników;
2. Wprowadzić dodatkowy parametr procentowy określający odstrzał byków w pierwszej głowie, co spowodowałoby możliwość wyliczenie przez program większej liczby rozwiązań i uniknięcie rozwiązań proponujących znaczący odstrzał cieląt.
I na koniec jeszcze uwaga. Nie znam algorytmów zastosowanych w programie, więc nie jestem w stanie przeanalizować przyczyn tak długiego wykonywania obliczeń przez program, a nie można wykluczyć, że algorytmy te można uprościć, co spowodowałoby szybsze liczenie proponowanych rozwiązań.
|
|
|
|
|  |
| 06-03-2013 15:56 | sumada | Też podchodziłem z ciekawości do tego symulatora. Na początku należy wstawić strukturę wiekową populacji jaką chcemy uzyskać. Nie strukturę odstrzału jaką chcemy uzyskać tylko wiekową byków przed odstrzałem. To juz się robi trudniejsze. Nie kazdy to przejdzie ale i kazdy nie musi. Ja z lenistwa wstawiłem jako pożądana populację dane z piramidek z "Jeleń" Dzięgielewskiego. Wiekszość rozwązań jakie proponował symulator to rzeczywiście bardzo duzy odstrzał cieląt. Symulator stosuje odstrzał w klasach w jakiś sposób rozdzielony na roczniki i nie ma możliwosci jak Dzięgielewski w ramach klasy wybierać np szpicaki w większej części do odstrzału. Ale dla stosunku płci 1:1 znalazł rozwiązanie, które było zgodne z zasadami odstrzału.
Gdy zaś dla tych samych danych o bykach wprowadziłem strukturę płci 1:1,5 to program nie znalazł już rozwiązania zgodnego z obecnymi zasadami odstrzału. W większości były to rozwiązania polegające na ok 70% udziale cieląt w całkowitym odstrzale. |
| |
