Blogiartikkelit Annika Kangas Ilmasto, Metsä, Yleinen

Viime aikoina on keskusteltu paljon simulaatiotutkimusten luotettavuudesta. Simulointi-tutkimuksia on toisinaan tulkittu kuin ennusteita tulevasta, mutta toisaalta on myös sanottu, ettei niitä voi lainkaan käyttää ennusteina. Miksi simulointitutkimuksia tehdään niin paljon?

Simulointitutkimus on laskennallinen koe

Simulointitutkimus sopii erittäin hyvin tilanteeseen, jossa voimme esittää simulointiohjelmalle yksinkertaisen kysymyksen, ja vakioida kaikki muut tekijät. Jos esimerkiksi haluamme tietää, miten kaavamääräysten tulkinta vaikuttaa tuleviin hakkuumahdollisuuksiin, simulointitutkimus on mitä mainioin tutkimusväline.

Simuloinnissa käytettävissä ohjelmistoissa, kuten MELA, MOTTI tai SIMO, on aina epävarmuuksia. On esimerkiksi aivan selvää, että menneisiin kasvumittauksiin perustuvat kasvumallit eivät ota huomioon ilmastonmuutoksen aiheuttamia muutoksia. Jos kuitenkin tutkimme kaavamääräysten vaikutusta siten, että kasvua ennustava malli pysyy samana, ilmaston muutoksen aiheuttama virhekin on vertailtavissa käsittelyissä sama, ja sen vaikutus siten eliminoituu.

Joskus koeasetelma on selkeästi hankalampi. Jos haluamme tutkia, miten ilmaston muutos vaikuttaa kasvuun, teemme simuloinnin ensin nykyistä kasvua kuvaavalla mallilla, ja sen jälkeen oletettua tulevaa kasvua kuvaavalla mallilla. Tällöin vertailtavana on kaksi kasvun ennustetta. Niiden sisältämät epävarmuudet ovat erilaisia, eikä niiden vaikutusta siten voi eliminoida. Ne myös liittyvät suoraan tutkittavaan kysymykseen. Tällaisessa koeasetelmassa empiiriset mittaukset ovat välttämättömiä: jos kasvu ei todellisuudessa kehitykään siten, kuin simuloinnin tulokset osoittavat, voimme päätellä, että käytetty malli on virheellinen eli ymmärryksemme ilmiöstä on puutteellinen. Tällöin simulointitutkimus auttaa puutteiden havaitsemisessa ja korjaamisessa. Tilanne on täysin samanlainen myös silloin, kun vertaamme toisiinsa jatkuvaa kasvatusta ja tasaikäiskasvatusta.

Laskelmissa voi kuitenkin olla selkeitä eroja, vaikka ohjelmistoissa ei ole mitään virhettä. Riittää, että ohjelmissa on koodauksessa tehty erilaisia valintoja.

Simulointitutkimusten tulokset ovat usein hämmentävän erilaisia

Luke julkaisee säännöllisesti MELA-ohjelmistolla tuotettuja simulointituloksia suurimmasta ylläpidettävissä olevasta hakkuukertymästä. Jos vastaavat laskelmat samalle alueelle tehdäänkin jollakin toisella ohjelmistolla, tulokset voivat olla häkellyttävän erilaiset. Tällöin usein epäillään, että jommassakummassa laskelmassa on virhe, eli vaikkapa puuston kasvu on toisessa yliarvioitu. Laskelmissa voi kuitenkin olla selkeitä eroja, vaikka ohjelmistoissa ei ole mitään virhettä. Riittää, että ohjelmissa on koodauksessa tehty erilaisia valintoja. Erot laskelmissa kuvaavat tutkittavan kysymyksen lisäksi (tai asemesta) kaikkia niitä valintoja, joita ei ole vakioitu.

Siten samalla ohjelmistolla lasketut peräkkäiset hakkuusuunnitteet ovat keskenään vertailukelpoiset, mutta kahdella eri ohjelmistolla lasketut eivät ole. Esimerkiksi MELA tuottaa samasta lähtöaineistosta samanlaisilla laskelmilla suuremman ”suurimman ylläpidettävissä olevan hakkuukertymän” kuin SIMO, koska siinä on valittavana useampia hakkuuvaihtoehtoja kullekin metsikölle kuin SIMOssa. Yksinkertaisesti, aina kun tarkasteluun otetaan lisää vaihtoehtoisia käsittelytapoja, on mahdollista löytää aiempaa parempi ratkaisu. Jos esimerkiksi laskelmissa sallitaan sekä jatkuva kasvatus että tasaikäisrakenteinen kasvatus, on mahdollista saavuttaa parempi ”suurin ylläpidettävissä oleva hakkuukertymä” kuin silloin, kun vain toinen vaihtoehto on sallittu.

Saman ohjelman käyttökään ei tuota vertailukelpoisia tuloksia, jos kahden laskelman välillä muutetaan tehtyjä oletuksia. Vaarattomankin tuntuinen muutos oletuksissa, kuten taimikoiden käsittelyn muutos, voi tuottaa valtavia eroja laskentojen tuloksiin. Jotta saadaan vastaus haluttuun kysymykseen, kaikki mahdolliset oletukset täytyykin vertailuissa vakioida.

Erityisen tärkeitä simulointitutkimukset ovat silloin, kun tulokset kiinnittävät huomiomme laskelmien virheisiin, eli seikkoihin, jotka vaativat lisää empiiristä tutkimusta.

Simulointitutkimus tuottaa tietoa nopeasti, empiiriset kokeet hitaasti

Simulointitutkimuksiin siis liittyy monia sudenkuoppia, eikä yksikään laskelma ole ”totta”. Siitä huolimatta simulointitutkimukset ovat erittäin tärkeitä. Vain niiden avulla voidaan arvioida hakkuiden ja hoidon seurauksia riittävän pitkällä aikavälillä. Metsien kiertoaika on pitkä, ja empiirisistä kokeista kertyy tietoa hitaasti. Simulointitutkimuksia siis kannattaa tehdä, ja tuloksiin kannattaa kiinnittää huomiota. Erityisen tärkeitä ne ovat silloin, kun tulokset kiinnittävät huomiomme laskelmien virheisiin, eli seikkoihin, jotka vaativat lisää empiiristä tutkimusta.

Vastaa

Moderaattori tarkastaa kommentit ennen niiden julkaisemista mahdollisten roskapostien tai muiden epäasiallisten viestin estämiseksi. Viive julkaisemiseen on enintään vuorokausi viikonloppuja tai juhlapyhiä lukuun ottamatta

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *