Kształtowanie bezpiecznej przestrzeni obszarów wiejskich w aspekcie występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych

Celem zaprezentowanych w niniejszej monografii badań było opracowanie zasad kształtowania bezpiecznej przestrzeni obszarów wiejskich w aspekcie coraz częściej występujących ekstremalnych zjawisk pogodowych, będących skutkiem zachodzących zmian klimatu. Do przeprowadzenia analiz wykorzystano wiele metod badawczych, które w konsekwencji umożliwiły wskazanie bezpiecznej przestrzeni obszarów wiejskich, a także skutki niewdrażania działań adaptacyjnych na objętym badaniem terenie.
W pracy założono, że możliwe jest wskazanie zespołu atrybutów, które wpływają łagodząco oraz wzmacniające na powstające straty finansowe z powodu występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych. Wśród licznej grupy czynników o charakterze przestrzennym, środowiskowym, agroklimatycznym i ekonomicznym wskazano dziesięcioelementowy zbiór charakterystyk wpływających na podatność obszaru użytkowanego rolniczo na powstające straty finansowe. Dzięki ich wyselekcjonowaniu, uwzględniając zespół uwarunkowań występujących w terenie, możliwe było zbudowanie miernika, który w sposób syntetyczny określił podatność jednostki na występowanie strat finansowych. Miernik ten nazwano indeksem podatności (IP), gdyż jego wysokość określa podatność gminy na wspomniane zdarzenia. Selekcję atrybutów przeprowadzono za pomocą takich metod, jak: tzw. burza mózgów, ankieta, współczynnik zmienności, rangowanie oraz analiza pojemności informacyjnej i korelacji. Indeks podatności IP wykorzystano do dalszych analiz. Stosując analizę sieciową, stwierdzono, że zespół uwarunkowań występujących w poszczególnych jednostkach terytorialnych łączy się ze sobą, tworząc sieć, zaś opracowany miernik opisuje stopień węzła badanej sieci. Sieć posiada charakter sieci bezskalowej, gdyż rozkład liczby węzłów i połączeń ma charakter funkcji potęgowej, a współczynnik charakterystyczny tej funkcji mieści się w zakresie <2;3>.
Także kolejne badania, polegające na zlogarytmowaniu równania, pokazały, że jest to linia prosta, co jest dodatkowym dowodem na istnienie tego rodzaju sieci. Dzięki wykorzystaniu sześciu zasad regionalizacji (najmniejszego i największego wzrostu wartości, najmniejszego i największego spadku wartości, najmniejszej i największej różnicy wartości) wskazano kluczowe węzły oraz ich regiony oddziaływania, najbardziej i najmniej narażone na występowanie strat z powodu ekstremalnych zjawisk pogodowych. Dzięki temu możliwe było wskazanie bezpiecznej przestrzeni obszarów wiejskich w województwie warmińsko-mazurskim.
Kolejnym krokiem było zbadanie zmian skonstruowanego indeksu IP, które mogą zajść pod wpływem wybranych działań adaptacyjnych. Do tego celu zbudowano scenariusze: bazowy, optymistyczny i pesymistyczny, oraz dodatkowe w dwóch wersjach: optymistyczno-pesymistyczny i pesymistyczno-optymistyczny, czyniąc odpowiednie założenia co do możliwości przyszłych zmian w przestrzeni obszarów wiejskich. Scenariusz optymistyczny zakładał przede wszystkim, że podjęte działania adaptacyjne będą się skupiały wokół wprowadzenia tzw. zazielenienia w gospodarstwach rolnych oraz zalesiania według koncepcji przyjętej przez rząd Polski. Scenariusz pesymi-styczny zakładał natomiast, że nie zostają podjęte działania w kierunku adaptacji do zmian klimatu, zaś przestrzeń będzie zmieniała się według scenariuszy wskazanych przez Norwegian Meteorological Institute bądź przez firmy ubezpieczeniowe.
Do oszacowania zmiany poszczególnych atrybutów wykorzystano generator liczb pseudo-losowych, odwracanie dystrybuanty, regresję kroczącą wsteczną oraz symulację Mon-te Carlo, a także założenia co do poziomu prognozowanych zmian. Wyniki symulacji wykazały, że jeśli nie zostaną podjęte działania adaptacyjne, wartość opracowanego indeksu podatności jednostek terytorialnych będzie wzrastała. Niezbędne jest więc podjęcie działań w kierunku podniesienia odporności jednostek na występowanie strat z powodu ekstremalnych zjawisk pogodowych.
Najważniejszym oryginalnym osiągnięciem naukowym dokonanym dzięki przed-stawionym badaniom jest połączenie różnych metod analiz przestrzennych w celu wskazania bezpiecznej przestrzeni obszarów wiejskich. Dzięki tej wiedzy planiści, geodeci zajmujący się urządzaniem i kształtowaniem tej przestrzeni czy włodarze danych terenów mogą zdecydować o sposobie wykorzystania przestrzeni, zaplanować działania, które w swej konsekwencji umożliwią zniwelowanie realnych i potencjalnych strat, a także zapobiec marginalizacji terenów poprzez ich masowe opuszczanie przez użytkowników. 

SPIS TREŚCI

Wstęp 7

Rozdział 1 Zdefiniowanie pojęć: zmiany klimatu, ekstremalne zjawiska pogodowe, katastrofy, klęski żywiołowe i sytuacje kryzysowe  13

Rozdział 2 Możliwości działań adaptacyjnych w obrębie przestrzeni wiejskiej   19
2.1. Działania adaptacyjne w obrębie obszarów niezurbanizowanych 20
2.2. Działania adaptacyjne w zakresie gospodarki wodą 23
2.3. Działania adaptacyjne w zakresie budownictwa na obszarach wiejskich  23
2.4. Inne działania adaptacyjne 24

Rozdział 3 Charakterystyka danych źródłowych 27
3.1. Dane o wysokości strat spowodowanych przez nadzwyczajne zjawiska pogodowe 30
3.2. Procedura szacowania szkód w gospodarstwach rolnych i działach specjalnych produkcji rolnej   32
3.3. Formy pomocy dla osób poszkodowanych w wyniku zaistnienia zdarzeń ekstremalnych 34

Rozdział 4 Ogólna analiza strat oraz liczby zdarzeń na obszarach wiejskich z powodu występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych w województwie warmińsko-mazurskim 37

Rozdział 5 Indeks podatności jednostki terytorialnej na straty spowodowane przez ekstremalne zjawiska pogodowe 47
5.1. Wybór indeksu podatności na podstawie miernika potencjału 47
5.2. Wybór indykatorów indeksu podatności  52
5.3. Metody heurystyczne redukcji liczby zmiennych  54
5.4. Metoda rangowania przy ocenie ważności zmiennych 56
5.5. Klasyczny współczynnik zmienności jako metoda redukcji liczby zmiennych   60
5.6. Analiza potencjału informacyjnego (API) indykatorów 69
5.7. Stymulanty, nominanty i destymulanty - formuły normalizacyjne  73
5.8. Miara syntetyczna — ranking jednostek  81

Rozdział 6 System powiązań występujących w przestrzeni obszarów wiejskich jako sieć ewoluująca 87
6.1. Ogólny podział sieci   93
6.2. Analiza podatności jednostek jako układu ewoluującego  97

Rozdział 7 Dynamika zmian wskaźników wejściowych indeksu podatności - eksperyment 115
7.1. Scenariusz pesymistyczny  119
7.1.1. Założenia  119
7.1.2. Generator liczb pseudolosowych 120
7.1.3. Regresja wieloraka wsteczna oraz symulacja Monte Carlo  122
7.1.4. Wyniki obliczeń - scenariusz pesymistyczny  129
7.2. Scenariusz optymistyczny  131
7.2.1. Założenia  131
7.2.2. Wyniki obliczeń -scenariusz optymistyczny  132
7.3. Scenariusz pesymistyczny z elementami optymistycznymi  134
7.3.1. Założenia  134
7.3.2. Wyniki obliczeń - scenariusz pesymistyczny z elementami optymistycznymi 134
7.4. Scenariusz optymistyczny z elementami pesymistycznymi  135
7.4.1. Założenia  135
7.4.2. Wyniki obliczeń - scenariusz optymistyczny z elementami pesymistycznymi  136
7.5. Relacje pomiędzy skonstruowanymi scenariuszami   137

Podsumowanie i wnioski końcowe 149

Załącznik 1   157

Literatura  159

Wykaz tabel   169

Wykaz rysunków 171

Streszczenie  177

Summary 179