Modelling the Long-Term Effects of Climate Change and Silvicultural Systems on Rockfall Protection: A Case Study from the Slovenian Alps

पहाड़ों में ऊँचाई पर, जंगल केवल बढ़ते ही नहीं हैं; वे जीवित ढाल के रूप में कार्य करते हैं। जब खड़ी चट्टानों से पत्थर टूटकर गिरते हैं, तो पेड़ उन्हें रोक सकते हैं, जिससे उनकी गिरावट की गति धीमी हो जाती है या नीचे स्थित गाँवों और सड़कों तक पहुँचने से पहले उन्हें पूरी तरह से पकड़ लिया जाता है। यह सुरक्षात्मक कार्य पर्वतीय वनों द्वारा प्रदान की जाने वाली एक महत्वपूर्ण सेवा है, लेकिन यह स्थायी नहीं है। ये ढाल बनाने वाले पेड़ जीवित चीजें हैं जो बढ़ते हैं, बूढ़े होते हैं और मर जाते हैं, और गिरने वाले पत्थरों को रोकने की उनकी क्षमता इस बात पर निर्भर करती है कि उनकी संख्या कितनी है, उनके तनों की मोटाई कितनी है और वे किस प्रजाति के हैं। अब, एक बदलता हुआ जलवायु एक नया जटिल स्तर जोड़ रहा है। गर्म और शुष्क स्थितियाँ कुछ पेड़ों को तनाव दे सकती हैं, जबकि जंगल के प्रबंधन के बारे में मानवीय निर्णय—चाहे वे पेड़ों को काटें, कैसे काटें, या उन्हें अकेला छोड़ दें—यह निर्धारित करेंगे कि दशकों बाद जंगल कैसा दिखेगा। वन प्रबंधकों के सामने जो प्रश्न है वह केवल लकड़ी उगाने के बारे में नहीं है, बल्कि इन प्राकृतिक बाधाओं को सदियों तक प्रभावी ढंग से काम करने के योग्य बनाए रखने के बारे में है, भले ही जलवायु बदल जाए और पेड़ स्वयं बदल जाएं।

स्लोवेनियाई आल्प्स में, शोधकर्ताओं की एक टीम ने दो सौ साल भविष्य की ओर देखते हुए इस प्रश्न का उत्तर खोजने का प्रयास किया। उन्होंने स्लोवेनिया और ऑस्ट्रिया के बीच एक महत्वपूर्ण पर्वतीय मार्ग, लुबेल पास (Ljubelj Pass) के ऊपर एक विशिष्ट संरक्षण वन पर ध्यान केंद्रित किया। यह वन, जो लगभग 75 हेक्टेयर में फैला है, वर्तमान में यूरोपीय बीच (beech) के पेड़ों से प्रधान है, जिसमें नॉर्वे स्प्रूस (Norway spruce) की भी महत्वपूर्ण उपस्थिति है। शोधकर्ता यह देखना चाहते थे कि यह वन तीन अलग-अलग प्रबंधन शैलियों के तहत कैसे विकसित होगा: इसे पूरी तरह से अकेला छोड़ देना, एक चयन प्रणाली (selection system) का उपयोग करना जिसमें निरंतर छत्र (canopy) बनाए रखने के लिए व्यक्तिगत पेड़ों को हटाया जाता है, या एक शेल्टरवुड प्रणाली (shelterwood system) का उपयोग करना जिसमें नए विकास को प्रोत्साहित करने के लिए चरणों में वन के कुछ हिस्सों को साफ किया जाता है। वे यह भी देखना चाहते थे कि यदि जलवायु क्षेत्र के लिए अनुमानित गर्म और शुष्क हो जाती है, तो इन परिणामों में क्या बदलाव आएगा। ऐसा करने के लिए, उन्होंने दो शताब्दियों तक प्रतीक्षा नहीं की; इसके बजाय, उन्होंने पूरे उस कालखंड में वन के विकास और गिरते पत्थरों की गति का अनुकरण करने के लिए शक्तिशाली कंप्यूटर मॉडल का उपयोग किया।

शोधकर्ताओं ने सबसे पहले पेड़ों के विकास का अनुकरण करने के लिए 'ForClim' नामक एक वन विकास मॉडल का उपयोग किया। उन्होंने मॉडल में 2022 में लिए गए एक वास्तविक वन सूची से डेटा डाला, जिसमें पेड़ों की संख्या, उनका आकार और मौजूद प्रजातियां शामिल थीं। फिर उन्होंने विभिन्न परिदृश्यों के तहत 200 वर्षों के लिए सिमुलेशन चलाया: एक जहाँ जलवायु आज जैसी ही रहती है, और दूसरा जहाँ यह एक उच्च-उत्सर्जन पथ का अनुसरण करता है जो क्षेत्र को काफी गर्म बना देता है। प्रत्येक जलवायु परिदृश्य के भीतर, उन्होंने तीन अलग-अलग प्रबंधन नियमों को लागू किया। मॉडल ने गणना की कि पेड़ के घनत्व, तनों के आकार और प्रजातियों के मिश्रण के संदर्भ में जंगल कैसे बदलेगा। उदाहरण के लिए, "कोई प्रबंधन नहीं" वाले परिदृश्य में, जंगल को उसके अपने हाल पर छोड़ दिया गया था, जहाँ वह स्वाभाविक रूप से बढ़ रहा था और मर रहा था। "चयन" (selection) परिदृश्य में, प्रबंधक जंगल की संरचना को विविध और निरंतर रखने के लिए समय-समय पर कुछ पेड़ों को हटाएंगे। "शेल्टरवुड" परिदृश्य में, प्रबंधक नए पौधों को खुले स्थान में बढ़ने देने के लिए एक चक्र में पेड़ों के बड़े पैच को साफ करेंगे।

एक बार जब कंप्यूटर ने भविष्य के जंगलों को तैयार कर लिया, तो शोधकर्ताओं ने उस डेटा को 'Rockyfor3D' नामक दूसरे मॉडल में स्थानांतरित किया। यह मॉडल गिरते पत्थरों के भौतिकी का अनुकरण करता है। यह भूभाग, चट्टान के प्रकार और वन संरचना—विशेष रूप से पेड़ों की संख्या और उनके तने की मोटाई—को लेता है, और गणना करता है कि गिरते हुए पत्थर के पास जमीन से टकराने पर कितनी ऊर्जा होगी। यदि पत्थर किसी पेड़ से टकराता है, तो वह अपनी ऊर्जा खो देता है; यदि वह अंतराल से गुजर जाता है, तो वह अपनी गति बनाए रखता है। विभिन्न भविष्य के परिदृश्यों में पत्थरों की ऊर्जा की तुलना करके, शोधकर्ता यह निर्धारित कर सके कि कौन सी प्रबंधन शैली सर्वोत्तम सुरक्षा प्रदान करती है। उन्होंने औसत सुरक्षा को देखा, लेकिन उन सबसे खराब स्थानों को भी देखा जहाँ पत्थर अभी भी उच्च बल के साथ टकरा सकते थे।

सिमुलेशन से पता चला कि पहले 40 से 60 वर्षों के लिए जलवायु परिवर्तन की तुलना में प्रबंधन शैली का चुनाव अधिक मायने रखता था। अल्पकाल में, जंगल का प्रबंधन यह तय करता था कि पेड़ कैसे दिखेंगे और वे पत्थरों को रोकने में कितने सक्षम होंगे। हालाँकि, दीर्घकाल में, जलवायु ने वन संरचना को नया आकार देना शुरू कर दिया। सभी परिदृश्यों में, बीच (beech) की लकड़ी की मात्रा में गिरावट आई। नॉर्वे स्प्रूस, जो सूखे के प्रति संवेदनशील है, प्रबंधन के आधार पर अलग-अलग व्यवहार करता है। बिना प्रबंधन वाले वन में, स्प्रूस वास्तव में बढ़ गया, संभवतः इसलिए क्योंकि पहले से मौजूद पुराने पेड़ लंबे समय तक बढ़ते रहे और जीवित रहे। लेकिन प्रबंधित वनों में, विशेष रूप से गर्म होती जलवायु में, स्प्रूस में उल्लेखनीय गिरावट आई। इसके बजाय, प्रबंधित वनों में लार्च (larch) और पाइन (pine) जैसे प्रकाश-प्रेमी पेड़ों और अन्य चौड़ी पत्ती वाले प्रजातियों में वृद्धि देखी गई जो गर्म परिस्थितियों में फलते-फूलते हैं।

जब नीचे की सड़क की सुरक्षा की बात आई, तो परिणामों ने औसत सुरक्षा और निरंतरता के बीच एक स्पष्ट समझौता दिखाया। शेल्टरवुड प्रणाली, जिसमें जंगल के बड़े हिस्सों को साफ किया जाता है, 200 वर्षों के बाद सबसे मजबूत औसत सुरक्षा प्रदान करती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि मॉडल ने दिखाया कि जंगल अंततः युवा पेड़ों के साथ बहुत घना हो जाएगा। हालाँकि, इस प्रणाली में एक बड़ी खामी थी: इसने कमजोर सुरक्षा के दौर पैदा किए। पुनरुद्धार चरण के दौरान, जब पुराने पेड़ों को हटा दिया जाता है और नए पेड़ छोटे होते हैं, तो वन लगभग कोई बचाव नहीं देता है, जिससे सड़क उच्च-ऊर्जा वाले पत्थरों के प्रति असुरक्षित हो जाती है। "कोई प्रबंधन नहीं" वाला दृष्टिकोण शुरुआत में मजबूत था लेकिन दो शताब्दियों में धीरे-धीरे अपनी प्रभावशीलता खो दी क्योंकि जंगल पुराना होता गया और पेड़ों का घनत्व कम हो गया। शोधकर्ताओं ने नोट किया कि वास्तविकता में यह गिरावट और भी बदतर हो सकती है, क्योंकि मॉडल ने अचानक आने वाली आपदाओं जैसे हवा के तूफानों या कीटों के प्रकोप का हिसाब नहीं रखा जो एक बिना प्रबंधित वन के बड़े हिस्सों को नष्ट कर सकते हैं।

चयन प्रबंधन प्रणाली (selection management system) सबसे संतुलित और विश्वसनीय रणनीति के रूप में उभरी। हालांकि यह सिमुलेशन के अंतिम वर्ष में उच्चतम औसत सुरक्षा प्रदान नहीं करती थी, लेकिन इसने समय के साथ सबसे स्थिर सुरक्षा प्रदान की। क्योंकि यह विधि एक निरंतर छत्र बनाए रखती है और बड़े क्षेत्रों को खाली करने से बचती है, इसलिए जंगल कभी भी खतरनाक रूप से पतला नहीं होता है। सुरक्षा स्थिर रहती है, जिसमें सड़क से टकराने वाली पत्थर की ऊर्जा के अत्यधिक उछाल बहुत कम होते हैं। अध्ययन में पाया गया कि जलवायु परिवर्तन ने इन रणनीतियों की रैंकिंग को नहीं बदला; चयन प्रणाली गर्म होने के बावजूद सबसे स्थिर विकल्प बनी रही।

शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि उन पर्वतीय वनों के लिए जहाँ प्राथमिक लक्ष्य बुनियादी ढांचे को पत्थर गिरने से बचाना है, चयन प्रणाली सबसे अच्छा दीर्घकालिक समाधान है। यह अन्य तरीकों द्वारा बनाई गई खतरनाक रिक्तियों से बचती है और गिरते पत्थरों के खिलाफ एक स्थिर ढाल बनाए रखती है। जबकि शेल्टरवुड प्रणाली दो शताब्दियों के बाद औसतन अच्छी लग सकती है, इसकी भेद्यता के दौर महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे के लिए जोखिम भरे हैं। अध्ययन ने यह भी रेखांकित किया कि जबकि जलवायु परिवर्तन इस बात को बदलेगा कि कौन से पेड़ सबसे अच्छे बढ़ते हैं, जिस तरह से मनुष्य जंगल का प्रबंधन करते हैं, उसका जंगल की संरचना और हमें बचाने की उसकी क्षमता पर अधिक तात्कालिक और शक्तिशाली प्रभाव पड़ता है। यह चुनकर कि जंगल का प्रबंधन इस तरह से किया जाए कि निरंतर आवरण बना रहे, वन प्रबंधक यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि ये प्राकृतिक अवरोध पीढ़ियों तक प्रभावी बने रहें, भले ही उनके आसपास की जलवायु बदल जाए।