Päätösanalyyttisiä huomioita luonnonarvokaupasta

Transkriptio

1 Päätösanalyyttisiä huomioita luonnonarvokaupasta Antti Punkka Systeemianalyysin laboratorio Teknillinen korkeakoulu 1

2 Sisältö METSO-ohjelma ja luonnonarvokauppa Luonnonarvokaupan (LAK) kokeiluhankkeet Metsäkohteiden arviointi LAK:n kokeiluhankkeissa Additiiviset mallit Arviointimallien herkkyys Suojeltavan verkoston valinta suuremmasta joukosta vai kohdekohtainen päätös? Puuston arvon huomiointi hintapyyntöehdotuksissa Robust Portfolio Modeling -menetelmä (RPM) Epätäydellinen informaatio Tehokkaat kohdeverkostot Robustit kohdevalinnat FORS-iltapäiväseminaari

3 METSO-ohjelma Toimintaohjelma Etelä-Suomen, Oulun läänin länsiosan ja Lounais-Lapin metsien monimuotoisuuden turvaamiseksi MMM ja YM Metsänomistajien vapaaehtoisuuteen perustuvat uudet keinot merkittävässä asemassa Luonnonarvokauppa Metsänomistajalle maksetaan korvausta luonnonarvojen tuottamisesta Kokeiluhankkeet (5 kpl)» Satakunnan luonnonarvokauppa, Merestä metsäksi (Pohjois-Pohjanmaa), Keski- Karjalan lehtoverkosto, Lohjan seudun MetsäVasu, Hämeen Metso FORS-iltapäiväseminaari

4 Luonnonarvokauppa kokeiluhankkeissa Metsänomistaja voi halutessaan tarjota metsäkohdettaan määräaikaiseen suojeluun Luonnonarvokaupan markkinointi keskeisessä asemassa Hanketyöntekijä arvioi kohteen Metsänomistaja esittää hintapyynnön Valitaan kohteet, käydään mahdolliset hintaneuvottelut Kohdevalinta kohdekohtaisesti pian tarjouksen jälkeen tai suuremmasta ehdokasjoukosta kerrallaan Tyypillisesti 10 vuoden sopimus Rahallinen kompensaatio etukäteen Tavoitteena myös luonnonarvomarkkinoiden muodostaminen FORS-iltapäiväseminaari

5 Kohteiden arviointi kokeiluhankkeissa (1/2) Kokeiluhankkeissa kehitetty malleja kohteiden arviointiin Monikriteerisiä, valtaosin additiivisia Osa herkkiä epäjatkuvien arvofunktioiden takia Kohteiden luonnonarvojen arvioimiseksi on kehitetty luonnonsuojelubiologiset kriteerit, nk. METSO-kriteeristö Laadittu elinympäristökohtaiseksi Sovelletaan laajalla alueella => ei numeerisia raja-arvoja Sisältää myös kvalitatiivisia kriteereitä Ei tarkoitettu kohteiden pisteytykseen, mutta kriteeristön avulla on mahdollista tarkastella yksittäisen kohteen merkitystä suhteessa esiintymisympäristönsä muihin luonnonarvoihin» Läpäiseekö kohde kriteeristön?» Kohteet arvioitava kuitenkin jollain tavalla FORS-iltapäiväseminaari

6 Kohteiden arviointi kokeiluhankkeissa (2/2) Malleja käytetään hintapyyntöehdotukseen, kohteiden arviontiin, kohteiden hinnoitteluun tai useampaan näistä Samaa mallia saatetaan käyttää kohteiden hinnoitteluun ja valintaan Hintapyyntöehdotukset Vaikeudet hintapyynnön määrittämisessä Hintapyyntöjen epärealistisuus Hanketyöntekijä laskee» Tekee myös rahoittajalle esityksen luonnonarvokauppaan hyväksyttävistä hankkeista Useissa malleissa kohteen puuston määrä/arvo merkittävässä asemassa hintapyyntöehdotusta / hintaa määritettäessä Ei METSO-kriteeristön mukainen monimuotoisuusarvo FORS-iltapäiväseminaari

7 Termistöä Kriteeri Esimerkiksi maapuun (lahopuun) määrä, pinta-ala tai vesitalouden luonnontilaisuus Osa kvantitatiivisia, osa kvalitatiivisia Arviointi kriteerien suhteen joko mittauksin tai subjektiivisilla arvioilla Kriteerikohtainen arvo Kuinka paljon arvoa kohde x i saa tietyn kriteerin suhteen Kvantitatiiviset kriteerit: esimerkiksi v lehtipuu (x i )=v lehtipuu (20 m 3 /ha) = 6,4 Kvalitatiiviset kriteerit v maisema (x i )=v maisema ( kiva ) = 2,6 FORS-iltapäiväseminaari

8 Kohdearviointimallien herkkyys (1/3) Metsänomistajien tasapuolinen kohtelu on lähtökohta Mitä parempi kohde luonnonarvoiltaan, sitä arvokkaampi luonnonarvokaupassa Metsänomistajille metsäkohteen tuotto ei kyselytutkimusten mukaan tärkein arvo (esim. Juutinen ym. 2005) MetsäVasussa lasketaan toteutuneita METSO-kriteereitä Kriteerin toteutuminen joko tuottaa tai ei tuota lisäarvoa riippuen toteutuneiden kriteerien määrästä (pariton vai parillinen)» Yhteenlasketut pisteet kerrotaan puuston määrästä johdettavalla eurokertoimella» Yhden ensisijaisen kriteerin täyttyminen joko ei vaikuta kompensaatioon ollenkaan tai vaihtoehtoisesti siitä saa noin 45 eur/ha/v (keskimääräisellä puustolla) FORS-iltapäiväseminaari

9 Kohdearviointimallien herkkyys (2/3) Satakunnan ja Pohjois-Pohjanmaan malleissa epäjatkuvuus näkyy kriteerikohtaisissa arvofunktioissa 55 Kuvassa maapuusta maksettava kompensaatio Satakunnan mallissa ja eräs paloittain lineaarinen approksimaatio arvo m 3 /ha FORS-iltapäiväseminaari

10 Kohdearviointimallien herkkyys (3/3) Kriteerien tärkeyttä koskeva informaatio Mallit arvopuuanalyysin mukaisia Osassa malleista painot on arvioitu tasavälein muuttuvalla asteikolla» Yleinen kriteeripainojen arvioinnin harha (Pöyhönen ja Hämäläinen 2001) Osassa malleista kriteerit tulkitaan yhtä tärkeiksi, joissakin malleissa tärkeydessä suuriakin eroja METSO-kriteeristön tulkinnassa ollut vaihtelevuutta Tarkoitetaanko METSO-kriteeristön täyttymisellä kriteerien lukumäärän täyttymistä vai prosentuaalista täyttymistä? Kriteerejä eri lukumäärä eri elinympäristöillä» Saattaa johtaa merkittäviin eroihin elinympäristöjen välillä FORS-iltapäiväseminaari

11 Analyysissa kohdearviointiin käytettävä malli (1/2) Analyysi perustuu Satakunnan hankkeen malliin ja aineistoon Satakunnan mallissa 18 kriteeriä Kriteerikohtaiset arvofunktiot epäjatkuvia eli malli perustuu luokitteluun Puuston arvo ja vikaantuminen eivät ole METSO-kriteeristön mukaisia ominaisuuksia, joten niitä ei huomioida mallissa Hoitotoimenpiteistä maksettu kompensaatio ei varsinaisesti kriteeri» Kohteiden hinnoista vähennetään vastaava kompensaatio Pinta-alakohtainen arvo additiivinen V ( x j ) = A( x j ) 15 i= 1 w v i N i ( x j i ), 15 i= 1 w i = 1 FORS-iltapäiväseminaari

12 Analyysissa kohdearviointiin käytettävä malli (2/2) Kriteeri huonoin taso paras taso maksimikompensaatio % paino / 1 pinta-ala alle 5 ha yli 10 ha % 2 puuston monijaksoisuus kvalitatiivinen arvio % 3 järeät haavat alle 2 m3/ha yli 20 m3/ha % 4 muut (järeät) lehtipuut alle 2 m3/ha yli 20 m3/ha % 5 kilpikaarnaiset männyt alle 2 m3/ha yli 20 m3/ha % 6 pystyhavulahopuu alle 2 m3/ha yli 20 m3/ha % 7 pystylehtilahopuu alle 2 m3/ha yli 20 m3/ha % 8 maapuu alle 2 m3/ha yli 20 m3/ha % 9 palanut puu alle 2 m3/ha yli 100 m3/ha % 10 jalopuu alle 2 m3/ha yli 100 m3/ha % 11 luonnontilainen vesitalous kvalitatiivinen arvio % 12 vaatelias kasvilajisto / kvalitatiivinen arvio runsaasti eri kääpälajeja % 13 sijainti lähellä suojelu- / kvalitatiivinen arvio lakikohdetta % 14 virkistyskäyttöarvoa / kvalitatiivinen arvio maisemallista merkitystä % 15 muuta arvokasta kvalitatiivinen arvio % FORS-iltapäiväseminaari

13 Analyysissa käytettävä aineisto Aineisto 91 vertailukelpoista, vuosina rahoitettua kohdetta hintoineen Valitsematta jätetyistä kohteista ei ole aineistoa Varsinaista mittaus- tai arvioaineistoa ei käytettävissä; ainoastaan näitä vastaavat kriteerikohtaisten arvofunktioiden arvot kuvion monimuotoisuusarvo Monimuotoisuus vs. hinta kuvion kustannus x 10 4 FORS-iltapäiväseminaari

14 Päätöstehtävä luonnonarvokaupassa Tarkoituksena valita rajallisella budjetilla mahdollisimman hyvä verkosto suojelukohteita Kohde-ehdokkaat eroavat toisistaan ominaisuuksiensa ja hintojensa puolesta Kohdeverkoston arvo mallinnetaan tässä siihen kuuluvien kohteiden arvojen summana Käypä kohdeverkosto täyttää sille asetetut vaatimukset Hinta FORS-iltapäiväseminaari

15 Valinta kohdekohtaisesti vai verkostona? (1/2) Tarkastellaan simuloimalla kohdekohtaisesti tehtävän päätöksen ja suuremmasta kohde-ehdokasjoukosta tapahtuvan yhteisvalinnan eroja kustannustehokkuudessa Yhteisvalinta knapsack-tehtävä Aineistona 91 varsinaista kohde-ehdokasta sekä kohteita, jotka eivät päädy sopimukseen Ei päästä sopimukseen hinnasta / ei tarpeeksi luonnonarvoja Joudutaan kuitenkin inventoimaan Oletusarvo 121 kappaletta eli 57 % kaikista kohde-ehdokkaista Kaikkien kohteiden inventointikustannukset samansuuruisia Oletusarvo 420 euroa / kohde FORS-iltapäiväseminaari

16 Valinta kohdekohtaisesti vai verkostona? (2/2) Budjetti % aineiston varsinaisten kohde-ehdokkaiden hintojen summasta Kattaa kaikki inventoinnit ja luonnonarvokauppakohteiden rahoituksen Kohteita tarjotaan sattumanvaraisessa järjestyksessä Laaja herkkyysanalyysi Yhteisvalinnassa kaikki kohde-ehdokkaat (212) inventoidaan Kaikkien varsinaisten kohde-ehdokkaiden rahoitukseen ei varaa Syntyy inventointivarastoa kohteista, joita voidaan hyväksyä luonnonarvokauppaan tulevaisuudessa (esim. Juutinen ym. 2005)» Inventointivaraston tulkitaan pienentävän inventointikustannuksia FORS-iltapäiväseminaari

17 Valinnan herkkyys inventointikustannuksilla % yhteisvalinta parempi, varsinaisten kohde-ehdokkaiden osuus 43 % 100 % 50 3/4 (647010) 2/3 (575120) 1/2 (431340) 2/5 (345072) 1/3 (287560) 1/4 (215670) 1/5 (172536) 1/10 (86268) Inventointikustannukset (I ) FORS-iltapäiväseminaari

18 Valinnan herkkyys nk. varsinaisten kohde-ehdokkaiden ehdokkaiden osuudelle kaikista tarjotuista kohteista % yhteisvalinta parempi, inventointikustannukset 420 euroa 100 % 50 3/4 (647010) 2/3 (575120) 1/2 (431340) 2/5 (345072) 1/3 (287560) 1/4 (215670) 1/5 (172536) 1/10 (86268) varsinaisten kohteiden osuus kohde-ehdokkaista FORS-iltapäiväseminaari

19 Valintaproseduurien erot (1/2) Yhteisvalinta tuottaa noin 10 % enemmän monimuotoisuusarvoa Rahallinen arvo 7-14 % budjetista, kun budjetti vähintään 25 % Spatiaalisia näkökohtia ei huomioitu Yhteisvalinta useammin kustannustehokkaampaa, mikäli Budjetti ei ole pieni» 10 % budjetilla rahat kuluvat inventointiin Inventointikustannukset eivät ole suuret» Tarkastelluista budjeteista 2 pienintä lukuunottamatta alle 700 euroa Varsinaisia kohde-ehdokkaita on vähintään kolmasosa» Suurilla budjeteilla / pienellä tarjonnalla (> 50%) jo 20 % osuus on riittävä FORS-iltapäiväseminaari

20 Valintaproseduurien erot (2/2) Käytettiin frekventistisen mittarin lisäksi myös valitun verkoston keskimääräistä monimuotoisuusarvoa Ero valintatapojen välillä hieman kapeampi Inventointivarastolla ei merkittävää vaikutusta tuloksiin Yhteisvalinnassa päästään valitsemaan haluttu verkosto Esim. em. spatiaaliset näkökohdat saadaan paremmin tarkasteluun Kohde kerrallaan valinnasta ei saada tulevaisuutta varten yhtä kattavaa aineistoa kuin yhteisvalinnasta Yhteisvalinnassa käsittelyviive pidempi Vaikeutena valintaproseduurin valinnassa tarjonnan ennustaminen FORS-iltapäiväseminaari

21 Puustosta maksamisen vaikutus (1/2) Hinnat noudattelevat Satakunnan mallilla laskettuja hintapyyntöehdotuksia (ks. Gustafsson ja Nummi 2004ab) Puuston merkitys hintapyyntöehdotukselle suuri, jopa 100 eur/ha/v Mikäli v kohteet olisivat olleet monimuotoisuus-hinta - suhteeltaan viiden vähäpuustoisimman tasoisia, samaan monimuotoisuusarvoon olisi päästy n. 39 % edullisemmin Sekä puustosta että luonnonarvoista maksaminen ei välttämättä kannusta luonnonarvoiltaan parhaiden kohteiden omistajia tarjoamaan kohteitaan Halutaanko korvata hakkuutulon menetykset vai luoda markkinat luonnonarvoille? (ks. Juutinen 2005) FORS-iltapäiväseminaari

22 Puustosta maksamisen vaikutus (2/2) Monimuotoisuusarvo rahayksikköä kohden metsäkuvion puuston arvon funktiona Satakunnassa v monimuotoisuusarvo rahayksikköä kohden kohteen puuston arvo / euroa FORS-iltapäiväseminaari

23 RPM - Robust Portfolio Modeling (Liesiö ym. 2006) Tavoitteena maksimoida valittavan suojelukohdeverkoston (portfolion) arvoa rajallisen budjetin puitteissa Kohteilla eri kustannukset Voidaan soveltaa nk. epätäydellistä informaatiota Portfolion kokonaisarvo on siihen kuuluvien kohteiden arvojen summa Lisäksi voidaan mallintaa kohteiden välisiä synergioita Portfolio on käypä, jos se toteuttaa budjettirajoitukset sekä mahdolliset muut vaatimukset Muita vaatimuksia voivat olla mm. valittavan verkoston minimipinta-ala jne. FORS-iltapäiväseminaari

24 Epätäydellinen informaatio Jos muutos 0 20 kuutiota maapuuta tuottaa 45 p., minkä arvoista on maksimissaan maisema / virkistyskäyttöarvo? Voidaan arvioida, että sen arvo on esimerkiksi pistettä tarkan arvion 20 sijaan Mikä tuottaa eniten arvoa: muutos 0 20 kuutiota (1) pystyynlahonnutta lehtipuuta, (2) pystyynlahonnutta havupuuta vai (3) maapuuta? Epätäydellinen informaatio kohteiden arvioinnissa Kohteen x on vesitalous on luonnonmukaisempi kuin kohteen y Kohteen maisema-arvot ovat vähintään 8, mutta korkeintaan 12 asteikolla 0-20 Kohteessa on maapuuta kuutiota hehtaarilla FORS-iltapäiväseminaari

25 Tehokkaat portfoliot (1/2) Portfolio p on parempi kuin p, jos sen kokonaisarvo on suurempi Epätäydellisesti määriteltyjen kriteeripainojen ja kohteiden kriteerikohtaisten arvojen takia kokonaisarvot ovat intervalleja Kokonaisarvot riippuvat kaikille kohteille yhteisistä positiivisista kriteeripainoista, jotka epätäydellisesti määritelty Jos portfolion p arvo on aina (koko käyvässä alueessa eli kaikilla painoilla ja kriteerikohtaisilla arvoilla, jotka toteuttavat annetut rajoitukset) vähintään yhtä suuri kuin portfolion p arvo, p dominoi portfoliota p FORS-iltapäiväseminaari

26 Tehokkaat portfoliot (2/2) Ei-dominoitu = tehokas portfolio on sellainen, jota yksikään muu portfolio ei dominoi Kuvassa kahden kriteerin esimerkki Kriteerin nro 1 paino on rajoitettu välille [0.4, 0.7] Kriteerikohtaiset arvot tarkasti määritelty p 1 dominoi p 2 :ta p 1 ja p 3 ovat ei-dominoituja V ( p 1 ) V ( p 2 ) V V ( p 3 ) Jokaista dominoitua portfoliota kohden löytyy tehokas portfolio, jonka kokonaisarvo on suurempi kaikilla käyvillä parametrikombinaatioilla (vrt. p 1 vs. p 2 ) Tehokkaat portfoliot ovat kiinnostavia w w FORS-iltapäiväseminaari

27 Valinta tehokkaiden portfolioiden joukosta Jos käytetään tarkkoja kriteeripainoja ja kriteerikohtaisia arvoja, on tehtävälle (yleensä) yksikäsitteinen ratkaisu (vrt. 1 tehokas portfolio) Epätäydellinen informaatio tuottaa kuitenkin joukon tehokkaita portfolioita Helposti jopa satoja Tehokkaiden portfolioiden laskenta raskasta Tehokkaita portfolioita voidaan vertailla esim. päätössääntöjen avulla Esim. millä portfoliolla pienin mahdollinen kokonaisarvo on suurin FORS-iltapäiväseminaari

28 Kohdeperustainen valinta Osa kohteista saattaa kuulua jokaiseen tehokkaaseen portfolioon: ydinkohteet Ydinhankkeiden valitsematta jättäminen johtaa dominoituun portfolioon => valitaan Osa kohteista ei kuulu yhteenkään tehokkaaseen portfolioon: ulkokohteet Ulkohankkeiden valitseminen johtaa dominoituun portfolioon => ei valita Osa kohteista kuuluu joihinkin, muttei kaikkiin tehokkaisiin portfolioihin: rajatapaukset Ydinkohdeluku (CI) mittaa kohteen kuulumista tehokkaisiin portfolioihin» Ydinkohteille 100 %, ulkokohteille 0 %, rajatapauksille 0<CI<100 % FORS-iltapäiväseminaari

29 RPM-menetelmän perusidea Paljon kohdeehdokkaita Useita arviointikriteerejä Rajoituksia kohdeverkostolle Vaihteluvälit kohdearvioihin Karkeita linjauksia kriteerien tärkeydestä Lasketaan tehokkaat kohdeverkostot Ydinkohteet valitaan Rajatapaukset keskitetään analyysi näihin Ulkokohteet hylätään Tarkennetaan informaatiota Päivitetään tehokkaat portfoliot Aiemmin valitut Ydinkohteet Ulkokohteet Aiemmin hylätyt Päätössäännöt, heuristiikat Neuvottelu, mallin ulkopuoliset tekijät Valitaan Ei valita Epävarmuuksien mallintaminen: Ennakoiva herkkyysanalyysi Karkeilla arvioilla liikkeelle Vaiheittainen valinta / analyysi: Läpinäkyvyys kohdeehdokkaiden suhteen Alustavia tuloksia välivaiheissa Valinnanvaraa rajatapauksista Rajataan neuvottelujoukkoa Tilaa joustavalle iteroinnille alkuperäislähde: Liesiö ym. (2006) FORS-iltapäiväseminaari

30 RPM luonnonarvokaupassa (1/2) Kohteilta kerättävää informaatiota voidaan soveltaa jo epätarkkanakin Nyt epätarkkuudet ohitettu epäjatkuvilla arvofunktioilla Eri asiantuntijoiden näkemykset kriteerien keskinäisestä tärkeydestä voidaan huomioida mallissa Kriteerien tärkeyksien määrittelyssä suuria eroja Nykymalleissa ei herkkyysanalyysia Mahdollisuus spatiaalisten tekijöiden huomioimiseen FORS-iltapäiväseminaari

31 RPM luonnonarvokaupassa (2/2) Selvät tapaukset voidaan hyväksyä / hylätä nopeasti kohteen tarjoamisen jälkeen Muut portfoliotason analyysiin Laskentataakka pienenee Menetelmän välituloksilla voidaan kohdentaa tarkemman informaation hankinta oikeisiin kohde-ehdokkaisiin Kohtelee metsänomistajia tasapuolisesti Läpinäkyvä analyysi ja perustellut päätökset FORS-iltapäiväseminaari

32 Viitteet Gustafsson ja Nummi (2004a). Luonnonarvokauppa vuonna Luonnonarvokaupan kokeilun vuosiraportti Gustafsson ja Nummi (2004b). Luonnonarvokauppa vuonna Luonnonarvokaupan kokeilun vuosiraportti Juutinen (2005). Luonnonarvokaupan kustannustehokkuus: kokeiluhanke Lounais- Suomen metsäkeskuksen alueella. Metsätieteen aikakauskirja 2/2005, s Juutinen, Horne, Koskela, Mationaho, Mäntymaa ja Mönkkönen (2005). Metsänomistajien näkemyksiä luonnonarvokaupasta: kyselytutkimus luonnonarvokaupan kokeiluhankkeeseen osallistuneille. Metlan työraportteja 18 Liesiö, Mild ja Salo (2006). Programming for Robust Portfolio Modeling and Project Selection, European Journal of Operational Research (to appear) Pöyhönen, M. ja Hämäläinen, R. P. (2001). On the Convergence of Multiattribute Weighting Methods, European Journal of Operational Research 129, s FORS-iltapäiväseminaari